MANUAL PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA FUNCIONAL 2017 Dra. Sandra Fuene! ". De#ara$en% de C&en'&a! Far$a'(u&'a! Un&)er!&dad Ca*+&'a de+ N%re
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NORMAS ,ENERALES ANTES DE EMPE-AR Se debe respetar estrictamente la hora de entrada de laboratorio. Se tomará una prueba corta de 15 min concerniente al tema a desarrollar. • La inasistencia debe ser justificada con certificado médico que debe ser entregado en • secretaria previamente visado por el servicio médico de la UC. !n caso de inasistencia" el laboratorio ser á reempla#ado por una prueba que considera prue ba • corta e informe que será tomado al final del semestre. Los alumnos deben traer al laboratorio los siguientes implementos$ • %ata blanca. &afas de seguridad. &uantes de láte'. (ateriales de aseo$ toalla nova ) pa*o para limpiar. Cuaderno de anotaciones. &u+a de laboratorio impresa. •
Antes de empezar la primera práctica" el profesor comprobará que el alumno ha le+do estas
normas" aprendido el nombre del material de laboratorio" estudiado el cap+tulo de Técnicas básicas de química experimental ) comprobará que el alumno ha le+do el guion correspondiente"
repasando los conceptos te,ricos que en ella se estudian ) contestando a todas las cuestiones previas que sea posible. Al empezar cada práctica" el profesor encargado hará las indicaciones convenientes para el buen
desarrollo de la misma" haciendo es pecial hincapié en los conceptos más importantes.
DURANTE LAS SESIONES PRÁCTICAS • • •
•
• • •
Las prácticas se reali#arán en parejas. Sea puntual ) no se ausente ause nte del laboratorio nunca" sin permiso del profesor. -eberá elaborar un cuaderno de prácticas que el profesor podrá solicitar en cualquier momento para su evaluaci,n. Cada alumno es responsable de las consecuencias derivadas del incumplimiento de las normas contenidas en este guion. rabaje siempre en su mesa" salvo que deba utili#ar la campana e'tractora de gases. (antenga limpia su mesa de trabajo e n todo momento. Los reactivos deben estar siempre colocados en el lugar que se indique.
AL FINALI-AR • •
Limpie perfectamente la mesa ) todo el material utili#ado. /vise al profesor o a los a)udantes antes de abandonar el laboratorio.
E"ALUACIN 1. 0nformes 52 3. 4ruebas formativas semanales 52
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. !valuaci,n de /)udante 152
SE,URIDAD EN EL LABORATORIO CONSE/OS ,ENERALES 1. La mesa del laboratorio debe permanecer siempre limpia ) seca. 3. Los residuos s,lidos" vidrio ) papeles de filtro usados" no deben arrojarse por el desag6e. Se almacenarán en contenedores apropiados para ello. . odas las llaves de agua" gases" trompas de vac+o" equipos eléctricos" etc." deben estar apagados cuando no se estén utili#ando. 7. odas las operaciones que requieran el manejo de reactivos 8nocivos para la salud9 deben reali#arse en campana e'tractora de gases. 5. odo el material de vidrio será lavado escrupulosamente ) secado después de finali#ar cualquier e'perimento. :. odo el material de vidrio que no va)a a usarse deberá guardarse en las mesas de laboratorio. unca se almacenará encima de ellas. ;. La ma)or+a de los accidentes en un laboratorio son cortes o quemaduras. o fuerce nunca el vidrio. o utilice nunca un equipo de vidrio que e sté agrietado o roto. <. Cierre siempre el mechero %6nsen cuando no lo utilice" mediante la llave incorporada en el mechero ) la llave de salida de la mesa. o acerque ning=n producto qu+mico a la llama del mechero. !specialmente aleje las botellas de reactivos de lugares donde les puede incidir el calor de la llama. >. ?ecuerde que el orden es mu) importante para evitar accidentes. Traae !&n #r&!a!" pensando en cada momento en lo que está haciendo. Re'%a &n$ed&aa$ene 'ua+u&er derra$e ue !e
#r%du3'a. 1. !stá e'presamente prohibido hacer e'perimentos no autori#ados por el profesor. 11. Si alguna reacci,n se debe dejar conectada durante periodos de tiempo distintos a las horas de laboratorio" éstas deberán quedar perfectamente etiquetadas" previa autori#aci,n del profesor correspondiente. 13. /vise a su profesor de cualquier accidente que se produ#ca en el laboratorio. 1. /prender a trabajar con orden ) seguridad es un aspecto más de las prácticas" por lo que se tendrá en cuenta a la hora de valorar los resultados del aprendi#aje.
MEDIDAS DE SE,URIDAD C%ndu'a en e+ +a%ra%r&% 1. !'cepto en caso de emergencia" queda terminantemente prohibido correr en los laboratorios" as+ como la práctica de juegos" bromas ) demás comportamientos irre sponsables. 3. o se puede comer" beber" ni fumar en los laboratorios.
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. Un comportamiento irresponsable podrá implicar la inme diata e'pulsi,n del laboratorio como primera medida.
Pr%e''&*n #er!%na+ 1. !s obligatorio el uso de de+ana+ en el laboratorio. 3. 0gualmente" es obligatorio el uso permanente de 4a5a! de !e4ur&dad dentro del laboratorio. o use lentes de contacto" a menos que no tenga otra alternativa" si no tiene más remedio que usarlas" comun+queselo a su profesor ) ponga especial cuidado con sus ojos@ si penetran l+quidos corrosivos en ellos es esencial quitarse inmediatamente las lentes de contacto. /demás las lentes blandas pueden absorber algunos vapores orgánicos. !n caso de accidente" lavar los ojos con abundante agua ) avisar al profesor corre spondiente. . N% !e deen %+er los productos orgánicos" n& #&#eear !u''&%nand% '%n +a %'a ning=n disolvente o disoluci,n. Utili#ar un aspiraApipetas o una pera de goma. 7. -é por supuesto que todos los disolventes son inflamables$ aléjelos de cualquier fuente de calor. 5. -é por supuesto que todos los ácidos ) las bases son corrosivos ) manéjelos con precauci,n ) en vitrina. :. -é por supuesto que respirar vapores de disolventes puede tener efectos fisiol,gicos adversos. ;. Un posible peligro de envenenamiento" frecuentemente olvidado" es la contaminaci,n a través de la piel. L6)e!e +a! $an%! a $enud% ) siempre inmediatamente después de e'ponerse a un reactivo peligroso )" por supuesto" antes de dejar el laboratorio. <. Siga cuidadosamente todos los consejos" )" en particular" tenga cuidado de n% 'rear #e+&4r% a !u
)e'&n%. 4or ejemplo" cuando caliente un tubo de ensa)o" no apunte con la boca hacia nadie ) ag+telo constantemente.
U&'a'&*n de +%! #r%du'%! 1. /ntes de usar un producto qu+mico" consulte la etiqueta. !n caso de duda consulte a su profesor. 3. o deben transportarse innecesariamente los reactivos de un sitio a otro del laboratorio. Si tuviese que transportarlos" tenga cuidado con las botellas que deben ser siempre transportadas cogiéndolas por el fondo" nunca por la boca. . Los productos nunca se acumularán en las mesas de laboratorio o en las campanas. Siempre deberán retornarse a la estanter+a de donde se cogieron. 7. odas las botellas" matraces" etc." que contengan reactivos o muestras" deberán estar perfectamente etiquetados ) tapados.
Eu&#%! de #r&$er%! au&+&%! !'iste un botiqu+n en el laboratorio" pero su uso precisa de previa comunicaci,n a cualquier profesor presente en el mismo.
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S8$%+%! de #e+&4r%!&dad o debe utili#arse un reactivo sin leer previamente toda la informaci,n contenida en su etiqueta. Compruebe que se trata del reactivo indicado ) preste especial atenci,n a los s+mbolos de peligrosidad ) a las recomendaciones para su correcto manejo. Las etiquetas de disolventes ) reactivos contienen una serie de s+mbolos de peligrosidad" de acuerdo con las normas vigentes en la Uni,n !uropea" que deben tenerse en cuenta para el manejo de la sustancia.
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LABORATORIO QUIMICA FUNCIONAL . 9 :ORAS
1. SINTESIS DE ;<10<1;<20 TETRAFENILPORFIRINA 2. REACCIN DE PAAL=>NORR? OBTENCIN DE 1=FENIL=2<;=DIMETILPIRROL @. SINTESIS DE @=METIL=1=FENIL=1<2=DI:IDROPIRA-OL=;=ONA 7. SÍNTESIS DE 2=FENILINDOL
;. OBTENCION DE 2<=DIMETILPIRIDINA=@<;=DICARBOILATO DE DIETILO POR SINTESIS DE :ANT-SC: . PREPARACIÓN DE LA AZLACTONA 7. FORMACIN DE CUMARINAS? OBTENCIN DE
7=:IDROI=9=METILCUMARINA
=
METILUMBELIFERONA
NOTA? SE INCLUIRA UNA RUBRICA DONDE SE E"ALUARA EL COMPORTAMIENTO EN EL LABORATORIO SERA PARTE DE LA NOTA FINAL DEL INFORME 1;G.
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EPERIMENTO NH 1 SINTESIS DE ;<10<1;<20 TETRAFENILPORFIRINA INTRODUCCIN Complejos paramagnéticos de mesoAtetrafenilAporfirina" es una nueva clase de agentes farmacéuticos ) se están aplicando en la utili#aci,n de diagn,sticos. La aplicaci,n en la medicina de compuestos formadores de complejos o complejos" o de sus sales" es conocida desde hace mucho tiempo. Como ejemplos se citarán$ Compuestos formadores de complejos como estabili#adores de preparados farmacéuticos" complejos ) sus sales como agentes coad)uvantes para la administraci,n de iones dif+cilmente solubles Bp. ej. hierro" compuestos formadores de complejos ) complejos Bpreferiblemente complejos de calcio o #inc" eventualmente en forma de sales con bases inorgánicas )Du orgánicas" como ant+dotos para la desinto'icaci,n en el caso de una incorporaci,n por descuido de metales pesados o de sus is,topos radiactivos ) compuestos formadores de complejos como agente s coad)uvantes en la medicina
Ph
+
PhCHO
CH3CH2CO2H
N H
NH
N
N
HN
Ph
Ph
Ph
PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL !n un matra# de 35 mL" equipado con refrigerante" se a*aden ;5 mL de ácido propi,nico ) unos tro#os de plato poroso ) se calienta hasta reflujo. (ientras el ácido se calienta ) a través de la boca del refrigerante" se a*aden 1.7 mL de pirrol ) los 3. mL de ben#aldeh+do utili#ando pipetas 4asteur. Una ve# concluida la adici,n" la me#cla de reacci,n" se mantiene a reflujo durante minutos. La disoluci,n se enfr+a a temperatura ambiente ) se deja reposar hasta el d+a siguiente. !l precipitado fuertemente coloreado que se obtiene se filtra ) el s,lido recogido se lava repetidas veces con metanol hasta que los l+quidos de filtrado sean incoloros. !l producto final" de color violeta intenso" se seca ) se calcula el rendimiento.
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CUESTIONARIO 1.A / qué se refiere la asignaci,n de meso-tetrafenilAporfirinaE 3.A Fue tipos de agentes farmacéuticos pueden estar basados en estos complejosE -e ejemplos. .A -escriba el mecanismo detallado de la s+ntesis. 7.A -escriba las propiedades qu+micas ) f+sicas del compuesto a sinteti#ar. 5.A -escriba las bandas más importantes del c ompuesto en el GA0? que deber+a obtener.
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EPERIMENTO NH 2 REACCIN DE PAAL=>NORR? OBTENCIN DE 1=FENIL=2<;= DIMETILPIRROL ANTECEDENTES
1. -escriba en qué consiste la s+ntesis de pirroles de 4aalAHnorr ) Hnorr. 3. %usca el pHa de la metilAamina" la anilina ) el pirrol ICuál de estos compuestos es más básicoE e'plica porque la diferencia en la basicidad . 0ndique el mecanismo de reacci,n más probable en la reacci,n de ciclaci,n.
REACCIN
NH2 +
H
N
+
2 H 2O
O O 2,5 hexanodiona P.M. 114.14 uma
Anilina P.M. 93.13 uma
1-fenil-2,5-dimetilpirrol P.M.11.13 uma
PROCEDIMIENTO !n un matra# de fondo redondo de 35 mL coloque .< mL de anilina B.;> g" <.535mmol" 1 mL de 3"5Ahe'anodiona B.>7; g" <. mmol" 1 gota de JCl" 1 mL de etanol ) una barra magnética. /dapte un refrigerante de agua en posici,n de reflujo" caliente a ebullici,n durante 1 hora B N%a vac+e la me#cla de reacci,n caliente en un matra# !rlenme)er de 135 mL que contenga 35 mL de agua ) 1.5 mL de JCl concentrado. /+sle por filtraci,n al vac+o el producto formado ) lave con agua. 4urifique por par de disolventes etanolAagua. -eje secar a una temperatura de A7 °C. -etermine el rendimiento Bcercano al <2 ) el punto de fusi,n.
NOTA$ Coloque el matra# en ba*o de aire para homogenei#ar la temperatura.
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CUESTIONARIO
1. I4ara qué vierte la me#cla de reacci,n en agua acidulada con JClE 3. I4or qué es importante adicionar las gotas de JCl concentrado al inicio de la reacci,nE . I-e qué manera interviene el etanol en esta s+ntesisE 7. IFué cuidados deben observarse en el manejo de este producto considerando sus propiedadesE 5. 4roponga el mecanismo de reacci,n. :. -é las estructuras de compuestos que contengan en su estructura este heterociclo ) que tengan actividad farmacol,gica.
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EPERIMENTO NH @ SINTESIS DE @=METIL=1=FENIL=1<2=DI:IDROPIRA-OL=;= ONA INTRODUCCIN. Los derivados pira#ol,nicos tienen acci,n antiinflamatoria mu) potente pero han sido sometidos a restricci,n legal por producir efectos secundarios graves" sobre todo displasias sangu+neas. La incidencia es mu) baja pero significativamente superior a la de otros grupos de antiinflamatorios. 4or lo tanto" las pira#olonas deben considerarse medicamentos de =ltimo recurso" aunque muchos siguen estimando que la fenilbuta#ona es uno de los fármacos más eficaces en espondilitis anquilosante. Los compuestos nucleof+licos hidra#inas pueden condensarse con KAceto ésteres para formar heterociclos de 5 miembros con dos heteroátomos de nitr,geno llamados pira#oles. !stos compuestos empe#aron a usarse a partir del descubrimiento de la antipirina por Hnorr" en 1<<7" quien encontr, que este compuesto tiene marcada acci,n febr+fuga" pero también actividad analgésica. -entro de este grupo" los compuestos conocidos son la antipirina ) la aminopirina" aunque se han sinteti#ado muchos otros compuestos.
PARTE EPERIMENTAL. / un matra# de fondo redondo de 135 mL se adicionan 1.: g de acetoacetato de etilo ) 1.5 g fenilhidra#ina. (onte un sistema de reflujo con el matra# ) un refrigerante con agitaci,n continua" empleando una parrilla con un recipiente metálico lleno con arena a 13A1C por espacio de una hora" contada a partir de que empiece a caer la primera gota del l+quido en reflujo. !nfr+e el sistema a temperatura ambiente ) el producto de color roji#o se vierte a un vaso de precipitados de 15 mL que contenga 1 mL de he'ano o tolueno ) se enfr+a a una temperatura de MC. !l precipitado resultante se filtra ) recristali#a en etanolAagua B1$1. Se obtiene agujas incoloras del producto final que funde entre 13A133 C. -eterminar el punto de fusi,n como criterios de pure#a.
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ANALISIS DE RESULTADOS. !n base a sus resultados conteste los siguientes puntos$ • IC,mo se podr+a mejorar los rendimientos del compuesto de interésE • ICuáles se*ales en el espectro de 0? son caracter+sticas para este compuestoE • !n caso de que el producto fuese l+quido" que propiedades fisicoqu+micas tendr+a que reportar del compuestoE • -escriba las caracter+sticas f+sicas del producto obtenido. • Calcule el rendimiento de la reacci,n con base al reactivo limitante. • /ne'e el espectro de 0? del compuesto obtenido" asignando cada una de las bandas de absorci,n caracter+sticas • -e una forma clara ) ordenada" escriba" a las conclusiones que han llegado los integrantes del equipo con respecto a los objetivos que se plantearon al inicio de la práctica. •
ACTI"IDADES PRE"IAS PARA EL ALUMNO. 0nvestigue la importancia desde el punto farmacé utico de los derivados de las pira#olonas. ICuál es el uso del compuesto sinteti#adoE -ibuje el mecanismo de la reacci,n. 0nvestigue las frecuencias de vibraci,n del compuesto de interés. 0nvestigue todas las propiedades fisicoqu+micas de las sustancias empleadas en esta práctica.
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EPERIMENTO NH 9 SÍNTESIS DE 2=FENILINDOL Inr%du''&*n
!ntre los compuestos heteroc+clicos de 5 miembros ben#ofusionados" los indoles tienen gran importancia debido a su incidencia en los productos naturales Btript,fano ) a su valor comercial B+ndigo. Los métodos de preparaci,n en general involucran la formaci,n del anillo heteroc+clico por cicli#aci,n" tal es el caso de la s+ntesis de (adelung Ba partir de ortotoluidinas de acilo" de ?eissert Ba partir de ácido oAnitrofenilpir=vico" de init#escu Ba partir de 1"7Aben#oquinonas ) Aaminocrotonatos" etc. La s+ntesis de Gischer para derivados del indol es uno de los métodos más empleados ) comunes. !ste método consiste en calentar fenilhidra#onas de cetonas o aldeh+dos con ácido de LeNis como cloruro de #inc anhidro o trifluoruro de boro" llevándose a cabo una transposici,n para formar un sistema c+clico con eliminaci,n de una molécula de amoniaco.
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PROCEDIMIENTO !n un vaso de precipitados de 1 mL coloque 3 mL de acetofenona" 1.< mL de fenilhidra#ina ) 3 gotas de ácido acético glacial. /dicione 5 g de cloruro de #inc anhidro ) caliente suavemente con agitaci,n hasta que la temperatura llegue a 1A17 MC Btemp. a la cual ocurre la cicli#aci,n. (antenga esta temperatura durante 1 min sin dejar de agitar ) evite el sobrecalentamiento Bno más de 1< C. -ejar enfriar ) a*ada 15 mL de ácido acético glacial calentando la me#cla hasta la completa disoluci,n del producto. Oierta la soluci,n a un vaso precipitado ) deje cristali#ar. /dicione 3 mL de agua con objeto de disolver al cloruro de #inc que ha)a quedado sin reaccionar. Giltre ) recristalice el producto con etanol. -etermine punto de fusi,n ) el rendimiento del producto obtenido.
RESULTADOS -etermine punto de fusi,n ) rendimiento del producto obtenido -escriba las propiedades f+sicas del producto 4roponga el mecanismo de reacci,n de la s+ntesis del 3Afenilindol
ANÁLISIS DE RESULTADOS ISe obtuvo el producto deseadoE I!l rendimiento está en los ,rdenes adecuadosE Sugerencias para mejorar la práctica
ACTI"IDADES PRE"IAS PARA EL ALUMNO. !'plique el método de Gischer para la s+ntesis de 3Afenilindol. 0nvestigue en la bibliograf+a dos métodos diferentes al de Gischer para la s+ntesis de indoles. ?ealice un diagrama de bloques de la parte e'perimental. 0ndique las propiedades f+sicas ) la to'icidad de l a 3"7Adinitrofenilhidra#ina.
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EPERIMENTO NH ; OBTENCION
DE
2,6-DIMETILPIRIDINA-3,5-DICARBOXILATO
DE DIETILO POR SINTESIS DE HANTZSCH
H H
O H CO 2Et
EtO 2C
i)
+ H3 C
O
O
EtO 2C
CH 3
H3 C
N H
H
H CO 2Et
ii)
CH 3
EtO 2C
H3 C
NH 3
PROCEDIMIENTO
0. OBTENCION DEL 2<=DIMETIL=1=9=DI:IDROPIRIDINA=@<;=DICARBOILATO DE DIETILO Se coloca un matra# de 1 mL equipado con un refrigerante en un ba*o de agua fr+a. / través del refrigerante se a*aden" en este orden$ .5 ml de formaldeh+do del 72 BpDv" 1 mL de acetilacetato de etilo ) 13.7 mL de amoniaco del 2BpDp. Una ve# concluida la adici,n" las paredes del refrigerante se lavan con 7 mL de etanol. La me#cla de reacci,n se agita" ) cuando cesa la reacci,n e'otérmica se calienta a reflujo en ba*o de agua durante minutos" pasado este tiempo se enfr+a en ba*o de hielo ) el s,lido obtenido se filtra ) lava con peque*as porciones de etanol mu) fr+o B ' 1 mL ) se seca. -el producto obtenido se separan 7 g ) el resto se recristali#a en la m+nima cantidad de etanol. Se determina el punto de fusi,n. Se puede recuperar más producto a*adiendo agua a los l+quidos madres ) al etanol de lavado con lo que precipita más cantidad de 1"7Adihidropiridina. 00. OBTENCION DEL 2<=DIMETILPIRIDINA=@<;=DICARBOILATO DE DIETILO !n un matra# provisto de refrigerante" se disuelven 7 gramos del producto anteriormente obtenido" bien seco" en 3 mL de ácido acético glacial ) a esta disoluci,n se a*aden mu) despacio ) en peque*as porciones 7 g de nitrito s,dico agitando la me#cla de reacci,n hasta la desaparici,n de vapores pardos. La reacci,n se da por terminada cuando desaparece el color amarillo. B!sta e'periencia debe reali#arse en vitrina. La disoluci,n resultante se vierte sobre 3 mL de agua de hielo en un vaso de precipitado" ) luego se pasa a un embudo de decantaci,n ) se e'trae con porciones de 3 mL de diclorometano. !stos e'tractos orgánicos se juntan ) se e'traen con 7 porciones de 15 mL de ácido clorh+drico diluido B352.
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CO 2Et N
CH 3
La fase ácida se neutrali#a cuidadosamente con una soluci,n de hidr,'ido s,dico del 72" esta operaci,n se deberá reali#ar en la vitrina" ) se filtra el s,lido resultante. Una ve# secas las agujas blancas obtenidas B1A1"5 g" se recristali#an de etanolAagua o bien de metanolAagua. Se calcula el rendimiento ) el punto de fusi,n.
CUESTIONARIO 1. IFué convenientes e inconvenientes tiene el uso del aldeh+do e hidr,'ido de amonio en lugar de acetaldeh+do de am oni oE . I F u é p r o d u c t o o b t e n d r + a a l t r a t a r l a d i h i d r o p i r i d i n a si nt et i# ad a c on hidr,'ido de potasio" con ácido n+trico ) con calentamientoE. Se o'idar+a la dihidropiridina" es decir se aromati#ar+a ) dará como producto la piridina. 7.A Si se deseara pasar la 1"7Adihidropiridina a una piridina"Iqué proceso se utili#ar+aE. :.A Pustifique por que se adicionan los reactivos en el orden se*aladoE
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EPERIMENTO NH PREPARACIN DE LA A-LACTONA 9=BENCILIDEN=2=FENIL=2= OA-OLIN=;=ONA A PARTIR DEL ÁCIDO :IPRICO< LUE,O DE UNA REACCIN DE CONDENSACIN
INTRODUCCIN Las o'a#olonas ) en especial las 5B7Jo'a#olonas" también conocidas como a#lactonas" son un importante grupo de compuestos heteroc+clicos" debido a que han demostrado ser sustancias bioactivas ) además desempe*an un importante rol como precursores en la s+ntesis de un gran n=mero de moléculas orgánicas. -entro de las familias de compuestos que se pueden obtener a partir de estas sustancias se encuentran" entre otras" aminoácidos" aminoalcoholes" amidas ) péptidos. 4or su parte" los derivados de las o'a#olonas" incluidas las ben#o'a#olonas" )a sean naturales o sintéticas" poseen actividad biol,gica relevante" por lo que se han propuesto como agentes pesticidas" antimicrobianos" antiAO0J" anticonvulsivos ) antitumorales" entre muchas otras.
Las 5B7Jo'a#olonas se preparan fácilmente a partir de Aaminoácidos protegidos" como es el caso del ácido hip=rico" v+a una reacci,n de deshidrataci,n con un aldeh+do" anh+drido acético ) catali#ada por acetato de sodio. !l ácido hip=rico Bdel griego$ h)ppos" caballo@ ouron" orina es un ácido orgánico encontrado ma)oritariamente en la orina de los caballos ) otros herb+voros. !l ácido hip=rico se cristali#a en prismas romboédricos que son fácilmente solubles en el agua caliente" funden a 1<; C ) se descomponen alrededor de los 37 C. !s hidroli#ado fácilmente con soluci,n de aQJ caliente para generar el ácido ben#oico ) la glicina. La s+ntesis del ácido hip=rico se reali#a a partir de cloruro de ben#oilo ) glicina en un medio de reacci,n alcalino. Con base en lo anterior" en esta práctica se pretende sinteti#ar la a#lactona 7A bencilidenA3AfenilA3Ao'a#olinA5Aona a partir del ácido hip=rico empleando una reacci,n de condensaci,n con ben#aldeh+do en anh+drido acético ) catali#ada por acetato de sodio. !l ácido hip=rico será previamente obtenido a
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partir de la glicina v+a una reacci,n de Aben#oilaci,n. La pure#a del intermedio ) del producto final se evaluaran determinando el punto de fusi,n de los compuestos ) finalmente sus estructuras moleculares se estudiaran obteniendo los espectros infrarrojos B0?. Siempre que fuese posible se recomienda confirmar la presencia del grupo funcional mediante pruebas cualitativas de identificaci,n.
PROCEDIMIENTO PREPARACIN DEL ÁCIDO :IPRICO !n un erlenme)er de 35 mL limpio" seco ) provisto una barra magnética en el fondo" disolver 3 g de glicina en ; mL de una soluci,n de carbonato de sodio al 152. /seg=rese de tener la configuraci,n del montaje para calentamiento directo con agitaci,n. !n una probeta graduada o una pipeta adecuada" medir la cantidad en mililitros calculado de cloruro de ben#oilo a emplear" de acuerdo con la relaci,n estequiométrica 1. Bglicina$ 1.1 Bcloruro de ben#oilo ) disponer el cloruro en un embudo de adici,n que se ubica justo encima del erlenme)er reactor. Con agitaci,n vigorosa ) por un periodo de 1 minutos proceder a adicionar gota a gota el contenido del embudo de adici,n a la disoluci,n de glicina. -espués que el cloruro se a*ada completamente" la me#cla se debe dejar agitando por un periodo de minutos. Se da por terminada la reacci,n cuando s,lo queda un ligero olor a cloruro de ben#oilo. /dicionar peque*as porciones de una soluci,n de JCl : " hasta que el pJ de sea ajustado a un valor de 3. !nfriar la reacci,n en un ba*o aguaRhielo. 4roceder a recoger el precipitado ) lavarlo bien con varia porciones de agua fr+a en un embudo %uchner provisto de un papel filtro. 4ara llevar a cabo la recristali#aci,n del ácido hip=rico crudo" inicialmente se debe eliminar el ácido ben#oico presente en el crudo de reacci,n. 4or tanto" se debe trasvasar nuevamente el crudo obtenido a un nuevo erlenme)er de 5 mL ) adicionar 3 mL de éter et+lico. /gitar por 5 minutos ) nuevamente filtrar ) secar al vac+o en el embudo %uchner. !l ácido hip=rico crudo finalmente es recristali#ado en 7 mL de una disoluci,n metanolAagua al 52. !l compuesto debe ser obtenido como un s,lido blanco Bpunto de fusi,n de acuerdo con la literatura" 1<:A1<; MC. /demás de calcular el porcentaje de rendimiento para la reacci,n" al producto puro ) seco" se le debe determinar el punto de fusi,n" obtener el respectivo espectro infrarrojo B0? ) reali#ar el ensa)o cualitativo para la identificaci,n de ácidos carbo'+licos.
S8ne!&! de +a a3+a'%na 9=en'&+&den=2=5en&+=2=%a3%+&n=;=%na. !nsamblar el montaje de reflujo. 4esar en el bal,n de 1 mL previsto para la agitaci,n 3. g B"11 moles del ácido hip=rico previamente obtenido. Luego adicionar en el mismo bal,n la cantidad calculada para el ben#aldeh+do" el anh+drido acético ) el acetato de sodio anhidro de acuerdo con la relaci,n estequiométrica 1$1$1$" respectivamente. Luego de introducir en el bal,n una barra magnética" se debe adecuar nuevamente el montaje para reflujo" introduciendo el bal,n reactor en un recipiente o ba*o con agua. !n seguida" se debe dar inicio al calentamiento gradual de la me#cla de reacci,n" mientras se mantiene una agitaci,n constante ) vigorosa. Una ve# la me#cla se ha vuelto completamente l+quida" el calentamiento de la reacci,n se debe mantener constante por un periodo de 3 horas" a una temperatura cercana a los 1 MC. Una ve# se cumpla el tiempo de reacci,n" se debe remover la fuente de calentamiento ) permitir que la me#cla llegue a temperatura ambiente. ?etirar el bal,n de agitaci,n del montaje de reflujo ) trasvasar el contenido en su totalidad a un erlenme)er de 1 mL. /gregar lentamente a la masa de reacci,n 1 mL de etanol ) proceder a dejar la me#cla de reacci,n en reposo durante toda la noche. 4asadas m+nimo las 13 horas" se debe filtrar a vac+o el producto cristalino presente en la me#cla" empleando el embudo %uchner provisto de un papel filtro franja negra. La a#lactona cruda se debe lavar con dos porciones de etanol fr+o seguida de dos porciones Bapro'. 5 mL de
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agua caliente. !l compuesto se debe dejar secar al vac+o por 3 minutos ) luego al aire libre. Una ve# sec, el producto se debe pesar" una peque*a cantidad se almacena de modo que se pueda determinar el punto de fusi,n ) obtener el espectro infrarrojo" el resto del compuesto crudo obtenido de debe usar para el proceso de recristali#aci,n. 4ara la recristali#aci,n de la a#lactona cruda se debe emplear como disolvente tolueno Bdisolver inicialmente el s,lido en caliente ) con la menor cantidad posible de disolvente. -e acurdo con la literatura" el punto de fusi,n del compuesto es 1:5 MC. Ginalmente" se debe calcular el porcentaje del rendimiento de la reacci,n" determinar el punto de fusi,n del producto puro" obtener el respectivo espectro infrarrojo B0?.
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EPERIMENTO NH 7 OBTENCIN DE CUMARINAS ANTECEDENTES ,ENERALES 1. (étodos generales de preparaci,n de cumarinas. 3. (ecanismo de la s+ntesis de 4e chmannA-uisberg. . Gundamento qu+mico de la reacci ,n de 4echmannA-uisberg. 7. 4ropiedades f+sicoAqu+micas de reactivos ) productos. 5. 0nterés biol,gico de las cumarinas.
ESQUEMA DEL PROCESO:
PROCEDIMIENTO EPERIMENTAL / un matra# !rlenme)er de 135 mL adicione 1 mL de acetoacetato de etilo ) agregue .<35 g B;.7>3mmol de resorcinol. !nseguida adicione poco a poco con agitaci,n constante" 3 mL de JCl concentrado. (antenga la agitaci,n por 5 min. 4osteriormente" caliente la me#cla de reacci,n a MC durante 3 min sin dejar de agitar ) luego de este tiempo vierta la me#cla en forma de chorro fino en 35 mL de agua helada Bcon tro#os de hielo picado" agitando constantemente" )a que de lo contrario se forma una pasta resinosa. Separe el s,lido formado por filtraci,n al vac+o ) lave con agua helada Bno más de 3 mL. ?ecristalice el producto por par de disolventes BetanolDagua junto con carb,n activado ) seque al vac+o. -etermine rendimiento ) punto de fusi,n.
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CUESTIONARIO
1.A IFué cumarina se obtiene al utili#ar resorcinol" ác. málico ) JCl conce ntradoE 3. I4odr+a utili#ar JCl diluido como agente condensante en esta reacci,nE Gundamente su respuesta. . I4odr+a utili#ar J3SQ7 concentrado con la finalidad planteada en la pregunta anteriorE !n caso de ser afirmativa su respuesta" Iqué precauciones habr+a que tomarE. 7. -e utili#ar fenol en lugar de resorcinol" Ila reacci,n se ver+a favorecidaE Ipor quéE. 5. ISe contrapone la ecolog+a al desarrollo de la qu+mica debido al costo que implica la recuperaci,n o tratamiento de los desechos qu+micosE.
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