SÍNTESIS DE BENZALACETOFENONA BENZALACETOFENONA (CHALCONA) A PARTIR DE LA REACCIÓN DE CONDENSACIÓN ALDÓLICA UTILIZANDO DE BENZALDEHÍDO Y ACETOFENONA EN MEDIO BÁSICO
PRESENTADO POR: DANNY LORDUY FLÓREZ
PRESENTADO A: Dr.Sc. GILMAR SANTAFÉ PATIO PROFESOR DE !UÍMICA ORGÁNICA I" (Pr#c$%c&)
UNI"ERSIDAD UNI"ERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS PROGRAMA DE !UÍMICA LABORATORIO DE !UÍMICA ORGÁNICA I" MONTERÍA' CÓRDOBA *+
INTRODUCCIÓN Las Las ceto cetona nas s arom aromát átic icas as α, β-in β-insa satu tura rada das s se cara caract cter eriz izan an por por tene tenerr en su estructura dos anillos bencénicos, separados por tres átomos de carbono, de los cuales, dos están conectados por un doble enlace y el tercero hace parte de un grupo carbonilo. La presencia del grupo carbonilo y la unidad olefínica conjugados confieren a las chalconas gran reactiidad, situándolas como una interesante clase de moléculas a estudiar tanto en las proyecciones proyecciones en ciencia básica, como por las aplicaciones en áreas como la medicina, la agricultura y la industria.
!n este este infor informe me se e"pli e"plica cara ra los pasos pasos #ue #ue sigui siguiero eron n para para la sínte síntesis sis de la $enzalacetofenona %chalcona& por medio de la reacci'n de condensaci'n ald'lica, utilizando (cetofenona y benzaldehído en medio básico
)osteri )osteriorme ormente nte se realiza realizaron ron dos pruebas pruebas diferent diferentes es para caracte caracteriza rizarr algunos algunos grupos funcionales característicos del producto deseado #ue son, la *,+-/ para determinar #ue la estructura por lo menos contenga un grupo carbonilo y la prueba de $r *011l+ para para deter determin minar ar insatu insaturac racio iones nes,, con con lo cual cual se hace hace mas preciso y probable #ue el producto formado sea la molécula objetio
OB,ETI"OS
OB,ETI"O GENERAL 2int 2intet etiz izar ar el de $enz $enzal alac acet etof ofen enon ona a
%cha %chalc lcon ona& a& a part partir ir de la reac reacci ci'n 'n de
condensaci'n ald'lica utilizando el $enzaldehído y (cetofenona en medio básico
OB,ETI"O ESPECÍFICOS
3ealizar a la $enzalacetofenona %chalcona& cada una de las pruebas específicas para determinar cualitatiamente de #ue se trate de tal compuesto.
3econocer los factores #ue afectan el rendimiento de producci'n en la síntesis de $enzalacetofenona %chalcona&
)ropon )roponer er un mecanism mecanismo o de reacci'n reacci'n en la síntesis síntesis de $enzala $enzalaceto cetofeno fenona na %chalcona& teniendo en cuenta #ue se trata de una reacci'n de 1ondensaci'n (ld'lica. (ld'lica.
ete etermi rmina narr por método métodos s espe espectr ctrosc osc'p 'pico icos s #ue #ue en reali realida dad d se sintet sintetiz' iz' la $enzalacetofenona %chalcona&
FUNDAMENTO TEÓRICO
!l primer trabajo de síntesis de chalconas se hizo en el 4ltimo decenio del siglo 565 y fue realizado por la condensaci'n de aldehídos aromáticos con deriados de (cetofenona (cetofenona y pertenece pertenece a 7ostanec8uy 7ostanec8uy colaboradores. colaboradores. !n el presente presente esta reacci'n y su mecanismo han sido suficientemente estudiados. 2e conoce #ue la condensaci'n de aldehídos aromáticos con deriados de la acetofenona puede llearse ya sea en medio básico, como en medio ácido. !n presencia de agentes alcali alcalino nos s suce sucede de el rompi rompimie miento nto del del prot' prot'n n del del compu compues esto to metilé metilénic nico o #ue #ue reacciona %(cetofenona& formándose el carbanion #ue se une al grupo carbonilo del aldehído. 2in embargo los agentes condensadores condensadores de carácter básico #ue más se utilizan a diferentes concentraciones en soluci'n etan'lica y metan'lica son el hidr'"ido de sodio y el hidr'"ido de potasio además de los alcoholatos de sodio y la piperidina. !n el a9o :;<+ 3ussell =<> durante la obtenci'n de una serie de o"ichalconas propuso utilizar en calidad de catalizador-condensador al cloruro de hidr'geno gaseoso. La reacci'n se condujo en etilacetato a ?@1. Los catalizadores ácidos tradic tradicion ional almen mente te usado usados s para para esta esta síntes síntesis is son son el triflo trifloru ruro ro de boro boro en ácido ácido acéti acético co,, el clor'" clor'"ido ido de f'sfo f'sforo ro y el ácido ácido sulf4 sulf4ric rico. o. La cond condens ensac aci'n i'n de los aldehídos sustituidos con las acetofenonas sustituidas se realiz' en un interalo de temperatura de ?@1 hasta A?@1. !n :;B? Ce larde =+> report' la síntesis del compuesto análogo de la chalcona la p-al#uil p-al#uil-mer -mercapt capto o furfurul furfuruliden iden acetofe acetofenona nona en medio medio de hidr'"i hidr'"ido do de sodio sodio y alcohol etílico. !n este caso se introduce el grupo sulfuro #ue aumentaría la actiidad antibacterial del compuesto. 2inisterra y colaboradores =D> reportan la síntesis de una serie de *Ehidro"ichalconas y *E-hidro"i fenil-%*-al#uilinil& cetonas en cond condic icio ione nes s de inte interf rfas ase. e. ich icha a técn técnic ica a eit eita a la cicl cicliz izac aci' i'n n de la *E
-hidro"ichalconas en flaonas, proceso muy com4n cuando la reacci'n ocurre en fase homogénea. )or otro lado 2inisterra y colaboradores =F> han reportado la síntesis sono#uímica de chalco chalconas, nas, catalizada catalizada por hidr'"i hidr'"ido do de bario bario actiad actiado o bajo condicione condiciones s de interfase s'lido-lí#uido. !ste proceso se llea a cabo a temperatura ambiente y con menor cantidad de catalizador y tiempo de reacci'n #ue el proceso térmico. !l mecanismo de la condensaci'n condensaci'n de 1laisen-2chmidt 1laisen-2chmidt catalizada por una serie de catalizadores actiados de hidr'"ido de bario en un proceso heterogénero s'lidolí#uido lo describe el mismo 2inisterra y colaboradores =B>. Gtros autores como 1liment y colaboradores =A> han utilizado la actiidad catalítica de las zeolitas en la condensaci'n de 1laisen-2chmidt entre la acetofenona y el benzaldehido. Los productos de condensaci'n son chalconas y pe#ue9os porcentajes de productos de la reacci'n de 1annizzaro.
E-PERIMENTACIÓN: MATERIAL •
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REACTI"OS
Hatraz de fondo redondo de:*D ml * pinzas de tres dedos con nuez (nillo metálico metálico )lancha de calentamiento < Hatra Hatraz z erlen erlenmey meyer er de D? ml con tap'n Hatraz erlenmeyer de *D? ml : aso de precipitado :??ml !mbu !mbudo do de separa separaci' ci'n n de :*D ml Ierm'metro %?-:
• • • •
/idr'"ido de sodio !tanol al ;DJ (cetofenona (cetofenona $enzaldehído
MATERIAL ADICIONAL • •
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1inta de tefl'n : fras frasco co de idr idrio io ámba ámbarr con tap'n de rosca %apro". :D-*? ml& ranela !ti#uetas Harcador indeleble
DATOS PRIMARIOS N/0r1
D123%4&4
H%4r;<%4 41
(56/78 9C) 8*=
*.=>>
=*>
34% E$&27 &7 @
.>
>8=
**+
**.* =+' =+>
'
Ac1$122& *.= B12&7414 *.+ C&7c2& *.*
P.E. 9C
P.F. 9C
S7 12 5r6* /7 41 A5&8 9C
? ? %237071 %237071 %237071
PROCEDIMIENTO E-PERIMENTAL E-PERIMENTAL
REACCIÓN GENERAL
REACCIONES COLATERALES.
MECANISMO DE REACCIÓN
PRUEBAS DE SOLUBILIDAD
GrJ IIC&: 1omprende compuestos orgánicos 3%2 2%$r;512, insolubles en /1l al DJ y en aG/ al :?J, pero solubles en /*2G+ concentrado y fríoK alcoholes, alde aldehí hído dos, s, c1$2&3 y ésteres 41 J13 J13 /71c /71c7&r 7&r r17&$% r17&$%K&/ K&/12$ 12$11 171 171K&4 K&4 , #uinonas, éteres, acetales, lactosas, anhídridos e hidrocarburos insaturados.
REACCIONES DE CARACTERIZACIÓN DE LA CHALCONA
PRUEBA CON 8+DINITROFENILHIDRA 8+DINITROFENILHIDRAZINA ZINA !sta prueba se realiza para identificar grupo %s& carbonilo %s& se hace tomando : ml de chalcon chalcona a y adicion adicionarle arle D gotas gotas de *,+-dini *,+-dinitrof trofenil enilhid hidrazi razina na preiame preiamente nte preparada preparada y agitar, la aparici'n aparici'n de una coloraci'n coloraci'n naranja naranja o rojiza eidencia eidencia la presencia de por lo menos un grupo carbonilo.
C7r&c%;2 r%& MECANISMO DE REACCIÓN
!sta es una r1&cc%;2 41 c24123&c%;2K se unen dos moléculas y pierden agua. Iambién es llamada reacci'n de adici'n-eliminaci'nK una adici'n nucleofílica del grupo -/ * al grupo carbonilo 1MG, seguida de la remoci'n de una molécula de /*G.
PRUEBA DE BROMO EN TETRACLORURO DE CARBONO
!sta prueba se realiza para identificar la presencia de insaturaciones se hace tomando tomando : ml de chalcona chalcona y adicionarl adicionarle e D gotas gotas de una solucion solucion preiame preiamente nte preparada preparada de bromo en tetracloruro tetracloruro de carbono carbono y agitar, la aparici'n aparici'n de un color transparente indica la presencia de insaturaciones
C7r&c%;2 $r&23J&r12$1 MECANISMO DE REACCIÓN
CONSIDERACIONES 2in el e"ceso de benzaldehído el rendimiento es menor. i alargar el tiempo de reacc reacci'n i'n ni el aumen aumento to de la tempe tempera ratu tura ra de reacc reacci'n i'n llea llea a una una reacc reacci'n i'n cuantitatia de los productos de partida. !lear la temperatura hasta :?? @1 llea a la formaci'n de más subproductos.
RECOMENDACIONES:
Nsar guantes durante toda la práctica
!fectuar todas las operaciones en la cabina de e"tracci'n de gases
La CHALCONA es un compuesto fuertemente irritante
RESULTADOS 2e obsero #ue al calentar la solucion %+? @1& y posteriormente enfriarla notamos la precipitaci'n amarilla características de la chalcona, el cual fue filtrada al acio por medio de un filtro de $uchner, para el cual se consero para hacer posteriores pruebas características
!n la prueba con la *,+-/ se obsero una coloraci'n amarilla en ez rojiza como lo muestra la teoría, #uizás debido a las impurezas de los reactios o a la mala manipulaci'n de los mismos en cuanto a medici'n de sus ol4menes !n la prueba con $r *011l+ se obtuo una lee transparencia en la solucion lo #ue indi indica ca
def definiti niti ament mente e
#ue
la
mues muesttra
esta staba
contami tamina nad da
pero ero
probablemente e"iste la molécula objetio debido al cambio en su coloraci'n.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
#ue
!l benzaldehído y la acetofenona son los reactios #ue an a dar lugar a la chalcona el cual se llea a cabo una reacci'n de condensaci'n ald'lica.
!l benzaldehído como no tiene hidr'genos α, es la especie #ue es atacada por el enolato formado a partir de la acetofenona. Irae !l aG/ proee del medio básico para #ue ocurra la reacci'n, debido a #ue un par de electrones libres del o"igeno atrae un hidrogeno del carbono α de la cetona el cual son relatiamente acido, conirtie conirtiendo ndo este carbono carbono en nucle'f nucle'filo. ilo. !l enolato enolato formado ataca al carbono carbono carbonilo del benzaldehído. !l hidrogeno del grupo hidro"ilo del etanol protona el o"igeno formando el aldol. 1omo las condensaciones son todaía básicas, el otro OG/ toma el hidrogeno hidrogeno α, esto hace #ue el carbono α #uede negatio, entonces entonces desplaza dichos electrones hacia el enlace adyacente al formándose así el doble enlace carbono-carbono, liberando el grupo hidro"ilo del aldol en agua.
)ara #ue esta reacci'n ocurra se debe agitar mezclando los reactios. !l producto es insoluble por lo #ue precipita. !l agua de hielo hace #ue la solubilidad de la $enza $enzalac laceto etofen fenona ona sea sea toda todaía ía menos menos.. 2e agita agita para para #ue #ue los crist cristal ales es del del producto sean más pe#ue9os y disminuyan las impurezas del mismo. )or medio de una filtraci'n al acio se separa de lo #ue no haya reaccionado, el agua, los iones y las sales formadas.
Las Las prue prueba bas s real realiz izad adas as a el prod produc ucto to dese desead ado, o, inic inicia ialm lmen ente te con con la *,+*,+dinitrofenilhidraz dinitrofenilhidrazinas inas %/& reacciono debido a #ue la estructura presenta por lo menos menos un grupo grupo carbo carbonil nilo o y esto esto se confi confirma rma por por la color coloraci aci'n 'n naran naranja ja #ue #ue presento mientras #ue en la prueba de $romo en Ietracloruro de 1arbono la chalcona resulto resulto positia al presentar presentar un color leemente tranparente tranparente lo #ue indica #ue presenta en laces dobles en su estructura.
APLICACIONES 2e han descrito arias chalconas sustituidas con un grupo <,+,D-trimeto"ifenilo %como el grupo acilfenilo& con e"celente actiidad antitumoral %/iromitsu, :;;F uc8i et al., :;;A (8ihi8o, :;AF&. !stos compuestos presenta la f'rmula general siguienteK %;&
CONCLUSIONES :. Hedia Hediant nte e una una reacc reacci'n i'n de conde condens nsac aci'n i'n (ld'lic (ld'lica a es posib posible le obte obtener ner la $enzalacetofenona %1halcona& a partir de $enzaldehído y (cetofenona en medio básico
*. 2e pudo realiza realizarr a la $enzalac $enzalacetof etofenon enona a %1halcona& %1halcona& cada cada una las pruebas pruebas específicas, tales como la identificaci'n del grupo carbonilo %*,+-/& e instaur instauraci' aci'n n %$r*011 %$r*011l+&, l+&, obtenien obteniendo do una coloraci coloraci'n 'n naranja naranja y leemente leemente transparente respectiamente
<. 2e reconoc reconoci' i' los factores factores #ue afectan afectan el rendimi rendimient ento o de producci'n producci'n en las síntesis de la $enzalacetofenona %1halcona& , tales como, el manejo en la temperatura, los implementos a utilizar, la pureza de los reactios.
+. 2e
propuso
un
mecanismo
de
reacci'n
en
la
síntesis
de
la
$enzalac $enzalacetof etofeno enona na %1halcon %1halcona& a& teniend teniendo o en cuenta cuenta #ue se trata trata de una reacc reacci'n i'n de 1onde 1ondens nsac aci'n i'n (ld' (ld'lic lica, a, ademá además s se tuo tuo en cuen cuenta ta #ue #ue la misma produce produce un e#uilibr e#uilibrio io enolato enolato-cet -cetona ona lo cual indica indica #ue se pudo pudo producir como producto de reacci'n colateral.
D. o se pudo determi determinar nar por métodos métodos espectr espectrosc osc'pic 'picos os #ue en realidad realidad se sintetizo la $enzalacetofenona $enzalacetofenona %1halcona& %1halcona& , debido #ue no se cuenta con los e#ui e#uipos pos de espec espectro trosc scopi opia a adecu adecuad ado, o, tales tales como, como, P20H2 P20H2,, no hay hay e#uipos de 3H y los #ue e"isten como el espectrofot'metro no muestran resultados contundentes del producto formado
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