Obtención de Hidantoínas.
Objetivos. ●
●
Efec Efectu tuar ar la prep prepar arac ació ión n de un anil anillo lo de cinc cincom omie iemb mbrros con con dos dos heteroátomos de nitrógeno enposición 1,3 Prep Prepara ararr 5,55,5-di dife feni nilh lhid idant antoi oina na a part partir ir de ácid ácidob oben encí cíli lico co y urea urea en presencia de anhídrido actico Antecedentes. Métodos generales de obtención de hidantoínas.
!ebido a las propiedades ácidas de las amidas, estas pueden reaccionar con un grupo cetona en presencia de una base para obtener compuestos denominados hidantoínas. "as hidantoínas pueden considerarse como deri#ados de la urea, en el cual uno de los hidrógenos está sustituido por un radical ácido y el otro por un radical alcohólico de la misma cadena, considerados como glucolilureidos. glucolilureidos. "a importancia farmacológica farmacológica de las hidantoínas radica en $ue tiene acción antiepilptica o anticon#ulsi#a. "a hidantoína, o imida%olidin-&,'-diona, imida%olidin-&,'-diona, se encuentra en el (ugo de remolacha y puede preparase fácilmente a partir de aminoacetonitrilo y ácido cíanico, el producto inmediato de esta reacción cicli%a con los ácidos. "a hidantoína puede sustituir a las acil-glicinas en la síntesis de amino y cetoácidos y la alantoína uno de sus deri#ados, está relacionado con el ácido )rico. Fundamento químico de la reacción de obtención de hidantoínas y sus derivados.
"a producción de ! o " aminoácidos ópticamente ópticamente puros mediante catali%adores en%imáticos a partir de me%clas racmicas de !,"-hidantoínas monosustituidas en el carbono 5 es un procedimiento más barato y tcnicamente más sencillo $ue los mtodos de síntesis $uímica y $uimio en%imática, además de ser menos contaminates. !icho proceso ha recibido el nombre de-proceso de la hidantoinasa. En esta transformación en%imática, en primer lugar, el anillo de las hidantoínas !,"-5-sustituidas sinteti%adas $uímicamente $uímicamente es hidroli%ado hidroli%ado por la en%ima
hidantoinasa. Posteriormente, la hidrólisis del *-carbamil-aminoácido producido es lle#ada a cabo por la en%ima *-carbamil-aminoácido amidohidrolasa +carbamilasa. En esta reacción se produce amoníaco, anhídrido carbónico y el aminoácido correspondiente. la misma #e% $ue la hidantoinasa hidroli%a especícamente un isómero u otro de la hidantoína, comien%a la racemi%ación $uímica o en%imática del otro isómero no hidroli%ado. "a producción de un enantiómero u otro del aminoácido depende de la estereoespecicidad de las en%imas con las $ue se traba(a. "a racemi%ación $uímica de las hidantoínas se reali%a en condiciones fuertemente alcalinas por tautomerismo ceto-enólico, y su #elocidad depende de la electronegati#idad del sustituyente del carbono 5. "os tiempos de racemi%ación son muy ele#ados, lo $ue limita la obtención de un 1//0 del !-aminoácido ópticamente puro a un n)mero muy pe$ueo de hidantoínas. Por tanto, la inmensa mayoría de !,"-hidantoínas sustituidas no racemi%an espontáneamente a una #elocidad adecuada, alargando y encareciendo la obtención de aminoácidos a partir de ellas. "a #elocidad de racemi%ación de las hidantoínas se puede aumentar hasta hacerla rentable utili%ando la acción catalítica dela en%ima hidantoín racemasa. "a utili%ación con(unta de esta en%ima, la !-hidantoinasa y la !-carbamilasa, permite la transformación total de la hidantoína en !-aminoácido. E#idenciada la enorme me(ora del proceso de la hidantoína tras la incorporación de esta tercera en%ima, en nuestro laboratorio se planteó la b)s$ueda de esta en%ima en fuentes naturales, y la construcción de un sistema recombinante multien%imático para la con#ersión total de hidantoínas racmicas 5monosustituidas hasta !-aminoácidos ópticamente puros. Procedimiento para la obtención de hidantoinas n-sulfeniladas. 2onsiste en hacer reaccionar un mol de hidantoínasde formula + con 1 a 3 moles cloruro de dicloro4uorometansulfenilico de formula + en presencia de un diluyente orgánico fuerte tal como tolueno, clorobenceno y otros6 un aceptor de ácido tal como aminas terciarias, a temperatura entre / y 1//(c ya presión de 1 atmósfera, para obtener hidantoinas n-sulfeniladas de formula +, donde r es un resto al$uilo, al$uenilo, cicloal$uilo y otros6 r y r son iguales o diferentes y signican h, al$uilo o al$uenilo. 7ienen aplicación en la protección de materiales industriales contra la degradación microbial. ¿Qué reacciones de competencia se presentan en la formación de 55 difenilhidantoina!
dición de deri#ados del amoniaco a compuestos carbonílicos, reacción acidobase, reacción de transposición 1,& tipo 8agner-9eer:ein. ¿"or qué es importante eliminar la fracción de etanol al terminar la reacción!
;i no se elimina se sigue fa#oreciendo la adición de deri#ados del amoniaco a compuestos carbonílicos +reacción de la urea con la 5,5-difenilhidantoina y por consecuencia mayor n)mero de sustituyentes y subproductos. ¿Qué compuesto se separa después de adicionar agua la me#cla de reacción y mediante que reacción se e$plica su formación!
El subproducto se forma mediante una la adición de una segunda molcula de urea al anillo. ¿%ado que no se conocen los efectos que pudiera causar el subproducto obtenido en esta pr&ctica que sugiere hacer con él!
;e debe de mane(ar con muchísimo cuidado e#itando su contacto con la piel, o(os y boca además se debe almacenar en el recipiente adecuado. '$plique mediante reacciones la solubilidad del compuesto en medio alcalino y su insolubilidad en p( acido.
El hidrogeno acido $ue se encuentra contiguo a dos carbonilos y encuentra posicionado sobre un nitrógeno hace $ue en medio básico reaccione fácilmente para dar la forma aniónica del compuesto la cual es sumamente polar y por lo tanto hidrosoluble. "ropiedades de reactivos y productos.
*ombre
2;
131/->3-&
Estructura
*a?<
Estado físico.
;olido
2olor.
@lanco
?lor. P.9.
'/./1 gAmol
P.B.
31C.' D2
p< sol acuosa
1'
;olubilidad.
;oluble gua, alcoholes, glicerol. nsoluble acetona y ter.
eacti#idad
En agua se comporta como electrolito fuerte, es una base fuerte y reacciona
con prácticamente todos los ácidos. eacciona con metales como l, Fn y ;n. eacción e=plosi#a con nitrato de plata amoniacal. 7o=icidad.
Pro#oca irritación en la piel. Pro#oca irritación ocular gra#e.
*ombre
@emcilo
2;
13'-C1-G
Estructura
Estado físico.
2ristales
2olor.
amarillo
?lor. P.9.
&1/.&3 gAmol
P.B.
H5D2
;olubilidad.
;oluble gua /.5 gAl
eacti#idad
Estable, reacciona con agentes o=idantes fuertes.
7o=icidad.
Pro#oca irritación en la piel. Pro#oca irritación ocular gra#e.
*ombre
IE
2;
5>-13-G
Estructura
Estado físico.
2ristales
2olor.
incoloro
?lor.
amoniacal
P.9.
G/./G gAmol
P.B.
133D2
;olubilidad.
;oluble gua
eacti#idad
2?* JE*7E; ?K!*7E; BIE7E;, <P?2"?7? !E ;?!?, *77? !E ;?!?, <P?2"?7? !E 2"2? , PE2"?7? !E *7?;"?, PE2"?7? !E J"?, PE*72"?I? !B?;B??;?
7o=icidad.
Por inhalación causa irritación. Por ingestión causa irritación gastrointestinal con nauseas, #ómito y diarrea. 2ontacto ocular, puede causar irritación y dao. L causa irritación en la piel.
*ombre
Etanol
2;
G'-1>-5
Estructura
Estado físico.
"i$uido
2olor.
ncoloro
?lor.
?lor caracteristico
P.9.
'G./GC' gAmol
P.eb.
>C.3D2
!ensidad
/.>CH3 gAml
;olubilidad.
;oluble agua en todas proporciones, ter, metanol, cloroformo y acetona
eacti#idad
incompatible con ácidos, cloruros de ácido, agentes o=idantes y reductores y metales alcalinos
7o=icidad.
Ina inhalación prolongada de concentraciones altas +mayores de 5/// ppm produce irritación de o(os y tracto respiratorio superior, náuseas, #ómito, dolor de cabe%a, e=citación o depresión, adormecimiento y otros efectos narcóticos, coma o incluso, la muerte. "a ingestión constante de grandes cantidades de etanol pro#oca daos en el cerebro, hígado y riones, $ue conducen a la muerte.
*ombre
ácido clorhídrico
2;
>G'>-/1-/
Estructura
<2l
Estado físico.
"i$uido
2olor
incoloro ligeramente amarillo
P.9.
3G.'G gAmol
P.eb.
'CD2
!ensidad
1.1& gAml
;olubilidad.
;e disocia al 1//0 en agua.
eacti#idad
Mcido fuerte.
7o=icidad.
altamente corrosi#os a la piel y membranas y mucosas. En contacto con lo o(os puede reducir la #isión y producir ceguera.
Nombre:
Fenil idantohína
CAS:
57-41-0
Estructura:
Estado físico
!ol"o #namente cristali$ado
Color
%lanco
&lor
Sin olor
!'
(5((7 )*mol
!F
(+(-(+5,C
Solubilidad
En a)ua 00( )*.
/eacti"idad:
/ies)o de elosi2n
3oicidad
;i es ingerido, produce alteraciones motrices, sueo y debilidad muscular, En caso de e=posición prolongada, produce efecto to=ico sobre hígado y rion.
)eferencias.
$uimica.unam.m= +sin fecha de actuali%ación , Nisto en $uimica.unam.m=A *a?<, ecuperado el 1C de febrero del &/1', de httpAA:::.$uimica.unam.m=A9JApdfA&hsnaoh.pdf $uimica.unam.m= +sin fecha de actuali%ación , Nisto en $uimica.unam.m=A Etanol, ecuperado el 1C de mar%o del &/1', de httpAA:::.$uimica.unam.m=A9JApdfA1&etanol.pdf $uimica.unam.m= +sin fecha de actuali%ación , Nisto en $uimica.unam.m=A <2l, ecuperado el 1C de mar%o del &/1', de httpAA:::.$uimica.unam.m=A9JApdfA3hshcl.pdf 9ercO 9illipore +1H de 9%o del &/1' , Nisto en mercOmilliporeA@encilo, ecuperado el 1C de 9%o del &/1', de httpAA:::.mercOmillipore.com.m=Ais-binA*7E;7:n;E"2so2>pJ@9fK2:fb5G&bn9;'tR339$$@/s?3NoU enderPage7ypeQProduct!etailV2atalog2ategory!QHfeb.s1"nJIE 8huEfNh7lVProductII!Q>K$b.s1?r'REan2iO'VPortal2atalogI I!Qt/&b.s1"K/9E8cHIfNh7l
9ercO 9illipore +H de gosto del &/1& , Nisto en mercOmilliporeA!ifenilhidantohína, ecuperado el 1C de 9%o del &/1', de leAAA2AIsersAm0&/PortatilA!o:nloadsAC&/53';!;NEE;.P!B Ruimica 7re%a +Enero del &//H , Nisto en instituto de in#estigaciones oceánicasA
