UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MEXICO FACULTAD DE QUIMICA
LABORATORIO DE SINTESIS DE COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS PLAN ACADEMICO DE QUIMICO FARMACEUTICO BIOLOGO EQUIPO No. 16 PLAN DE LA PRÁCTICA No. 6 TITULO: OBTENCIÓN DE 3-METIL-5-ISOXAZOLONA
INTEGRANTES: Alexis Jair Juárez Linares Jaime Alberto Pérez Ramírez
FECHA DE ELABORADO: FECHA DE ENTREGADO: OBSERVACIONES
5
Presentación Contenido
1
Objetivo
2
Hipótesis
8
Fundamento teórico referenciado
2
Monografía del producto
6
Toxicología de reactivos
2
Metodología bloques
2
Material y reactivos
2
Rendimiento Teórico
2
Mecanismo de reacción
5
Bibliografía
3
Disposición de residuos
40
TOTAL
CAL
Objetivo. Ilustrar la reacción de compuestos beta dicarbonílicos con derivados de hidroxilaminas para obtener azoles.
Hipótesis. Al mezclar clorhidrato de hidroxilamina con acetoacetato de etilo en anilina, se llevará a cabo la reacción con la cual obtendremos 3-metil-5-isoxazolona, la cual pondremos a reaccionar con morfolina y obtendremos el osoxazol correspondiente.
Fundamento teórico. Los métodos de obtención de isoxazoles se basa en la adición de una especie que contenga el enlace O-N o N-N con una molécula de aceptor del nivel de oxidación deseado .El método más general aplicable en la mayoría de los casos para preparación de derivados , consiste en la adición de hidroxilamina, hidracina o una hidracina mono sustituida , a un compuesto 1,3 dicarbonílico, o a un precursor de dicha especie, La reacción se efectúa mediante un intermediario de cetoxima o hidrazona que subsecuentemente experimenta la ciclación .Cuando se hace reaccionar un compuesto di carbonílico asimétrico con hidroxilamina o una hidracina mono sustituida ,con frecuencia se suele obtener una mezcla de los productos isómeros .La formación de estas mezclas suele ser la principal desventaja del método.
Los isoxazoles también se pueden obtener por condensación de hidroxilamina o una hidracina con un compuesto carbonílico acetilénico o con un compuesto carbonílico olefínico que tenga el carbono alfa o en el beta un grupo fácilmente desplazable .Este método de preparación es de gran utilidad , también produce mezclas de los 2 tautómeros posibles en ciertos casos. Otro método de importancia para sintetizar isoxazoles es la adición 1,3 dipolar de un oxido de nitrilo (generalmente se produce (in situ mediante Deshidrohalogenacion del cloruro de ácido hidroxámico) .Las condensaciones de este tipo se efectúa porque los óxidos de nitrilo y los diazoalcanos se pueden considerar como compuesto ambivalentes que tiene reactividad electrofílica y nucleofílica en las posiciones 1 y 3. Los métodos de síntesis que se emplean de en la preparación de azoles 1,3 no suelen ser tan generales como en la serie de los azoles 1,2. No obstante existe un proceso aplicable a toda la serie que se basa en la ciclación de compuestos 1, 4dicarbonilos con funciones apropiadas. La secuencia es formalmente análoga. A la síntesis de Paal-Knorr. La ciclización de alfa-acilamino acetonas es uno de los métodos más confiables para obtener oxazoles, pero suelen restringirse a derivados que tienen cuando menos sustituyentes en posiciones 2 y5. En contraste esta restricción no se observa en la serie del tiazol. Por otra parte, el proceso ha encontrado aplicaciones muy limitadas como ruta para la obtención de imidazoles.
Monografía del 3-Metil-5-Isoxazolona
Masa molar: 99g/mol · Forma: Liquido de consistencia aceitosa · Color : Color Amarillento · Olor : Olor penetrante · Punto de ebullición: 119 + 23 °C En estado crudo es un polvo cristalino
· Punto de fusión: 95 °C · Densidad =1.3g/mL
MATERIAL Equipo a microescala Vasos de precipitado de 100 mL Pipetas de 1mL y de 10 mL Parrilla de agitación y calentamiento Termómetro Vidrio de reloj Embudo Buchner Matraz Kitazato
REACTIVOS Hidroxilamina Anilina Morfolina Sulfato de sodio Acetoacetato de etilo Agua Éter
>TOXICOLOGÍA DE LOS REACTIVOS. CLORHIDRATO DE HIDROXILAMINA (NH3OH)Cl >Peso molecular: 69,49 >Toxicidad: Nocivo por ingestión. Irrita los ojos y la piel. Posibilidad de sensibilización >Contacto con la piel. Nocivo: riesgo de efectos graves para la salud en caso de exposición prolongada por ingestión. Muy tóxico para los organismos acuáticos. >Indicaciones generales: En caso de pérdida del conocimiento nunca dar a beber ni provocar el vómito. >Inhalación: Trasladar a la persona al aire libre. Contacto con la piel: Medidas de primeros auxilios; Lavar abundantemente con agua. Quitarse las ropas contaminadas. >Contacto con los ojos: Lavar con agua abundante manteniendo los párpados abiertos. En caso de irritación, pedir atención médica. Ingestión: Beber agua abundante. Provocar el vómito. Pedir atención médica ANILINA El material combustible: puede arder, pero no se enciende fácilmente. Cuando se calientan, los vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire: peligro de explosión en interiores, exteriores y alcantarillas. >El contacto con metales puede despedir hidrógeno gaseoso inflamable. Los contenedores pueden explotar cuando se calientan. Toxico, la inhalación, ingestión o contacto del material con la piel pueden causar lesiones severas o la muerte. >El contacto con sustancia fundida puede causar severas quemaduras en la piel y los ojos. >Los efectos de contacto o inhalación se pueden presentar en forma retardada. El fuego puede producir gases irritantes, corrosivos y/o tóxicos. Las fugas resultantes del control del incendio o la dilución con agua, pueden ser corrosivas y/o toxicas y causar contaminación. MORFOLINA Peso molecular: 87,12 La morfolina presenta propiedades irritantes y corrosivas, debido a su carácter fuertemente básico. Se desconoce el mecanismo de acción de sus efectos sistémicos. La morfolina puede experimentar diversas reacciones. Su comportamiento químico es el de una amina secundaria. Bajo ciertas condiciones ambientales y fisiológicas, se forma el conocido carcinógeno animal N-nitrosomorfolina (NMOR) por reacción de disoluciones de nitritos o de óxidos de nitrógeno gaseoso con soluciones diluidas de morfolina, aunque la reacción de nitrosación directa es poco importante en mamíferos. Tras su administración oral y parenteral o tras la exposición por inhalación, la morfolina se absorbe muy bien y se distribuye por todos los tejidos y fluidos corporales
SULFATO DE SODIO Masa molecular: 142.1 Identificación de Riesgos: CRISTALES BLANCOS, INODORO. Este producto puede causar leve irritación al ser inhalado, ingerido, y por contacto con la piel y ojos. Su principal efecto es diarreico, cuando es ingerido. La sustancia se descompone por sobrecalentamiento formando gas tóxico (Dióxido de Azufre). Síntomas relacionados con la exposición - Inhalación: Irritación. No se espera que sea peligroso para la salud. - Contacto con los ojos: Puede causar irritación. - Contacto con la piel: Irritación. No se esperan efectos adversos. - Ingestión: Diarrea. Levemente tóxico Acetoacetato de sodio ETER En general, es moderadamente tóxico y causa síntomas de narcosis y anestesia y, solo en casos extremos, la muerte por parálisis respiratoria. No sufre cambios químicos dentro del cuerpo. -Inhalación: Causa náuseas, vómito, dolor de cabeza y pérdida de la conciencia, causando cierta irritación del tracto respiratorio. Son raros los casos de muerte de trabajadores por inhalación aguda. Una exposición crónica lleva a anorexia, dolor de cabeza, adormecimiento, fatiga, agitación y disturbios mentales. -Contacto con ojos: Los irrita levemente y en caso de irritación severa, los daños son, generalmente, reversibles. -Contacto con la piel: Produce resequedad y dermatitis. Debido a que se evapora rápidamente, su absorción a través de la piel es mínima. -Ingestión: No es especialmente venenoso, sin embargo, produce los síntomas narcóticos ya mencionados e irritación al estómago. -Carcinogenicidad: No existen evidencias de carcinogenicidad. -Mutagenicidad: No es mutagénico en ensayos con Salmonella typhimurium. -Peligros reproductivos: Se ha informado de un leve incremento en el promedio de abortos en mujeres expuestas a este producto
Procedimiento. En un vaso de precipitados de 25 mL colocar 0.21 g de clorhidrato de hidroxilamina disueltos en 0.5 mL de agua
Secar los extractos con sulfato de sodio anhidro, filtrar en embudo de talle corto con algodón
Destilar el éter a baño maría con el equipo microescala.
Adicionar 0.2 mL de agua y extraiga con éter tres veces con 2 mL cada vez
Se obtiene un residuo aceitoso al cual se adicionan 0.2 mL de morfolina recién destilada
Agregar 0.39 g de acetoacetato de etilo y 0.28 mL de anilina
Agitar la mezcla por 10 minutos y luego enfríe a 10°C
se calienta la mezcla a 50°C por 10 minutos, enfriar la mezcla de reacción hasta que cristalice
Rendimiento teórico.
0.21g de hidroxilamina
1 mol de hidroxilamina 69.49g de hidroxilamina
0.39g de acetoacetato de etilo
1 mol de 3-metil-5-isoxazolona 1 mol de hidroxilamina
1 mol de acetoacetato de etilo 130.14g de acetoacetato de etilo
2.99x10- 3-metil-5-isoxazolona
=3.022x10- 3-metil-5isoxazolona
1 mol de 3-metil-5-isoxazolona 1 mol de acetoacetato de etilo
99g de 3-metil-5-isoxazolona 1 mol de 3-metil-5-isoxazolona
=2.99x10- 3-metil5-isoxazolona
0.296g de 3-metil-5-isoxazolona
Obtención del producto final 1.007g de morfolina 0.2 mL de morfolina
1mL de morfolina
1mol de morfolina 87.1092g de morfolina
1mol de osoxazol 1mol de morfolina
168g de osoxazol 1mol de osoxazol
=0.388g de osoxazol
Mecanismo.
Disposición de residuos. Se depositan en el contenedor “A”
Referencias Allinger, Química Orgánica, (1984), España, 2°edición, Ed. Reverte Ávila Z, José G. “Química Orgánica Experimental”. México 2002. Carld David Gutsche, Fundamentos de Química Orgánica, (1979), España, Ed. Reverte, Leo A. Paquete “Fundamentos de Química Heterocíclica” Editorial Limusa 2002. Atkins. Jones, Principios de química, (2007), España, 3° edición, Ed. Panamericana. http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/11eteretilico.pdf http://portales.puj.edu.co/doc-quimica/FDS-LabQca-DianaHermith/Na2SO4.pdf
