• Caporali Francesca• Paoloni Asja• Rodriguez Yamila• Bruni Milena

Gruppo TEORIA(Pampas)

Le Pampas

Preparare e identificare un campione di almeno 200 mg

di fenolftaleina (phenolphthalein) da fenolo (phenol) e anidride ftalica

(phtalic anhydride). In caso di successo valutare anche la

preparazione della fluoresceina.

Fenolftaleina

Proprietà della fenolftaleina• (nome IUPAC: 3,3-bis(4-idrossifenile)-1,(3H)-isobenzofuranone) • Numero CAS 77-09-8• La sua formula chimica bruta è C20H14O4 è un comune indicatore usato nelle

titolazioni acido-base. • A temperatura ambiente la fenolftaleina si presenta in forma di polvere

cristallina bianca inodore, insolubile in acqua (appena 0,4 g/L) e solubile in etanolo

• è un acido molto debole (pKa = 1 9.7) • Log Pow 2.41  (significa che la fenolftaleina, almeno in forma neutra, è

molto più solubile in solventi organici che in acqua, e che quindi può essere estratta nei primi)

• SICUREZZA:• Non è in sé tossica, ma ha un forte effetto lassativo per il quale veniva

usata, a bassi dosaggi, in alcuni farmaci. Oggi non si usa più perché:• WARNING! HARMFUL IF SWALLOWED. SUSPECT CANCER HAZARD Ma in

laboratorio non la swallowiamo, perciò la scheda di sicurezza riporta: Sostanza non pericolosa secondo la Direttiva 67/548/CEE

• frasi di rischio- R 35 provoca gravi ustioni

• frasi di prudenza S 20 non mangiare non bere durante l'impiego S 26 in caso di contatto con gli occhi lavare immediatamente e abbondantemente con acqua S 30 non versare acqua sul prodotto S 36/37/39 usare indumenti protettivi e guanti S 45S 60 questo materiale e il suo contenitore devono essere smaltiti

Attenzione al FENOLO!

OH

phenol

2 + O

O

O

H 2SO 4

C

C

O

O

OH OH

colorless phenophthalein

+ 2O H - C

CO

O O-

O-

fuchsiaphenophthalein

• Fenolftaleina, in chimica organica, un composto derivato da phthalophenone, o difenil ftalide (formula di I.), l'anidride di trifenil-Carbinol-orto-carbossilico acido che si ottiene dalla condensazione phthalyl con cloruro di benzene in presenza di alluminio cloruro. La phthaleins sono formate da questo di anidride l'ingresso di idrossile o ammino gruppi in due fenil residui, e sono pronti a condensazione di fenoli con ANIDRIDE FTALICA, fenolo stessa che ha dato luogo alla fenolftaleina (formula II.) Insieme con una piccola quantità di fluorane ( formula III.), mentre resorcina in condizioni simili rese fluoresceina. La riduzione a phthaleins resa phthalines, che sono derivati di triphenylmethane carbossilico acido; riduzione questi prodotti sono incolore e può essere considerato come il leuco-composti del phthaleins, così si dà fenolftaleina phenolphthaline (formula IV.). Disidratazione agenti di solito convertire il phenolphthalines in antrachinone derivati. C6H4 / C02H IV. Phenolphthaline

• Fenolftaleina si ottiene quando fenolo e anidride ftalico sono riscaldati con acido solforico concentrato. Essa cristallizza in croste e incolore è quasi insolubile in acqua, ma si scioglie nelle soluzioni diluite di alcali caustici con un bel colore rosso, essendo riprecipitata da queste soluzioni con l'aggiunta di acido minerale. Si scioglie in alcali concentrati formando una soluzione incolore che probabilmente contiene sali di carattere non chinoide. Questa differenza di comportamento ha portato a una notevole discussione (cfr. H. Meyer, Monats., 1899, 20, p. 337; R. Meyer, Ber., 1903, 3 6, pag 2 949; Perkin AG e verde, Jour. Chem. Soc., 1904, p. 398). La fusione con alcali caustici della fenolftaleina produce acido benzoico e para-dihydroxybenzophenone, il che dimostra che nella condensazione originaria con acido ftalico, i fenoli erano state attaccate nella posizione para.

• Il Fluorano è un prodotto della condensazione del residuo di acido ftalico in orto rispetto alla posizione dell’ossidrile dei gruppi fenolo, con la formazione dell’anidride che può coinvolgere anche questi gruppi ossidrilici. Si scioglie in acido solforico concentrato con una fluorescenza giallo verde.

• Le rodamine, che sono strettamente connesse alle ftaleine, sono formate dalla condensazione degli alchil metaaminofenoli con annidride ftalica in presenza di acido solforico. I loro sali sono dei bei coloranti rossi.

Tradotto da: http://www.1911encyclopedia.org/Phenolphthalein

Dalla traduzione precedente si ricava dunque che l’acilazione nelle posizioni orto e l’eliminazione di una seconda molecola d’acqua potrebbero essere entrambe favorite dall’alta temperatura di condensazione e dai tempi lunghi, portando alla formazione di un prodotto stabile, ma da noi indesiderato: il fluoran. Potrebbe essere questa la sostanza incolore a pH acidi e arancio a pH basici che abbiamo ottenuto nei nostri secondo e quarto tentativo.

Calcoli Stechiometrici• Fenolo CH6H6O PM=94,11• Anidride ftalica C8H4O3 PM=148,12• Fenoltaleina C20H14O3 PM=318,33• Acido solforico PM 98,08

• Mg fenolo

• Mg anidride ftalica

Piano di lavoro1. prendiamo due vaschette e pesiamo 236 mg di

fenolo,nell'altra 186 mg di anidride ftalica. Mettiamo il tutto in un becher e aggiungiamo goccia a goccia dell'acido solforico.

2. mettiamo il becher a riscaldare e si deve vedere una colorazione marroncina arancione.

3. Lasciamo il tutto a raffreddare per un po’, quindi travasare la miscela di reazione in un volume maggiore di acqua distillata, lentamente e agitando.

4. Poi aggiungere NaOH in pasticche fino ad arrivare a pH 3-4 (se la soluzione diventa rosa ri-acidificare con qualche goccia di acido solforico).

5. Estrarre con 3 x 10 mL di diclorometano, riunire gli estratti, essiccarli passandoli su un imbuto con solfato di sodio anidro, evaporare a b.m a secchezza. Ricristallizzare da soluzione idroalcolica concentrata a caldo.

Prove preliminari

• unire quantità casuali di fenolo, anidride ftalica, acido solforico e riscaldare. Verificare l'avvenuta reazione diluendo una piccola quantità di miscuglio di reazione e basificare con NaOH. La fenolftaleina sarà riconoscibile dalla colorazione rosa.

Miscuglio in acido solforico ottenuto dopo il riscaldamento.

Fenolftaleina, dopo l’aggiunta di NaOH

Prima prova

• abbiamo preso il miscuglio preparato all'inizio (quello con le quantità a caso) e l'abbiamo messo  in un becher contenente 50 mL di acqua, agitando lentamente abbiamo notato una colorazione gialla con dei piccoli cristalli.Abbiamo aggiunto piano piano quantità di NaOH fino ad arrivare a pH 5/6. A pH basici si otteneva l'inconfondibile colorazione fucsia della fenolftaleina. Quindi i cristalli ottenuti sono probabilmente di fenolftaleina, poco solubile in acqua.

Seconda Prova

• abbiamo preso la sostanza nella quale le quantità erano precise, specificate nel piano di lavoro. Abbiamo preso il tutto in un becher contenente 50 mL di acqua e abbiamo aggiunto una grande quantità di NaOH e non abbiamo ottenuto una colorazione. Abbiamo concluso che la fenolftaleina non era presente e questo è accaduto (o almeno speravamo) per un insufficiente riscaldamento.

Terza prova

• quindi abbiamo ripetuto di nuovo riscaldando più a lungo, sotto cappa, controllando la produzione di fumi. In effetti riscaldando in questo modo abbiamo ottenuto un'intensa colorazione arancio-bruna del miscuglio che ci faceva ben sperare sulla formazione del prodotto voluto.

Riscaldamento sotto cappa

Dopo ciò abbiamo separato con l’imbuto separatore sia la sostanza della prima prova sia quella della terza prova.

Abbiamo separato con circa 15 ml di diclorometano abbiamo fatto 3 estrazioni.

Abbiamo riunito gli estratti poi li abbiamo essiccati passandoli su un imbuto separatore con solfato di sodio anidro.

Dopo ciò li abbiamo fatti evaporare.Il residuo era impercettibile e diluito e portato in

ambiente basico diventava arancio.

Tentativo in extremis fluoresceina

• Per la sintesi della fluoresceina secondo lo schema seguente abbiamo provato lo stesso procedimento,

• mantenendo le stesse moli di anidride ftalica e di meta-resorcina già usate per condensare il fenolo con l’anidride, anche se una metodica migliore potrebbe essere questa (dove impropriamente si dice di usare la resorcina orto). L’acilazione Friedel-Crafts con cloruro di zinco è confermata anche da wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Fluorescein

m-resorcina Anidride ftalicafluoresceina

Quarta Prova• abbiamo preso 2 provette sulla provetta A abbiamo

messo 232 mg di fenolo e 236 mg di anedride ftalica• piu abbiamo aggiunto 2 mL circa di H2SO4 concentrato.• Sulla provetta B abbiamo messo 275 mg di resorcina

(meta) e 236 mg di anidride ftalica• piu abbiamo aggiunto 2 mL circa di acido solforico

concentrato.• Abbiamo messo le due provette dentro un becher con

dentro acqua calda circa 100°C abbiamo esso le sostanze scaldate in 2 becher poi li abbiamo messi nel bagno a ghiaccio per formare i cristalli.

• Abbiamo successivamente filtrato e messo a seccare.• Dopo ciò abbiamo analizzato la provetta A, per trovare il

punto di fusione ma non è stato fatto perché non c'era la fenolftaleina (sarebbe stato comunque utile farlo per identificare la sostanza).

Provette con: fluoresceina e fenoftaleina, nel beker dove sono state

riscaldate.

Abbiamo travasato in un beker in bagno a ghiaccio

Abbiamo filtrato e messo ad essiccare in stufa

Reazione Antagonista

• Abbiamo ipotizzato che sia avvenuta la reazione di formazione del fluorano, dove nella condensazione sono perse due molecole d’acqua invece di una. La temperatura elevata potrebbe favorie questa reazione antagonista.

• Quindi…

CONCLUSIONI E REVISIONI

• Secondo noi si forma un po’ di fenoltaleina che poi cambia in fluorano diventando (arancione) questo può dipendere da:

• Non necessarie quantità stechiometriche dei reagenti: forse qualche reagente deve essere in eccesso.

• La temperatura di riscaldamento nell’acido

• Il tempo di riscaldamento.

Ulteriori prove di ottimizzazione

• Unire quantità crescenti di fenolo alla quantità fissa di anidride ftalica e acido solforico in provette diverse (esempio metà della quantità techiometrica, quantità stechiometrica, doppio della quantità stechiometrica).

• Fare riscaldare il tutto a 50/60°C e ogni 5 minuti prelevare una piccola quantità di miscuglio dalle diverse provette e fare i test con NaOH.

Fine!!!!!!!!!

Pampas!!!!!