Licenciatura en Química
Laboratorio de Síntesis Orgánica
PRÁCTICA N. 5 : SINTESIS UN ENDULCORANTE:DULCINA Métodos que emplean equivalentes del ion acilo y síntesis convergentes
FUNDAMENTO TEORICO Los edulcorantes artificiales son un punto importante en la industria alimentaria debido al aumento de su uso, tanto por razones médicas (diabéticos, que deben controlar su ingesta de glucosa) como estéticas. Por desgracia, estos edulcorantes artificiales pueden tener otros efectos fisiológicos y, aunque se toman en muy pequeñas cantidades, su uso prolongado puede tener efectos tóxicos o carcinógenos. Aunque los químicos han intentado durante muchos años (la sacarina se descubrió en 1879) el desarrollo de un edulcorante potente y sin efectos secundarios, hasta el descubrimiento del aspártame en 1965 no se había conseguido este propósito. Otro de los edulcorantes artificiales que se usaron durante un tiempo es la dulcina (p-etoxifenilurea), sintetizada por vez primera en Alemania en 1883, con un poder edulcorante 6 veces menor que el de la sacarina y similar la del aspártame, pero que actualmente está prohibido, debido a los efectos tóxicos de su principal metabolito, el p-aminofenol. OBJETIVO Llevar acabo la síntesis de la dulcina. MOLECULA OBJETIVO O HN
O
NH2
CH2 CH3
MATERIAL Y SUSTANCIAS Materiales y Equipo
1 Equipo Quickfit 1 Matraz erlenmeyer de 125 mL Matraz kitazato Embudo de buchner
Reactivos
Paracetamol Etanol Acido sulfurico Ácido Clorhídrico
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L.Q. René Gerardo Escobedo Escobed o
Licenciatura en Química
Platina o mechero de Bunsen
Laboratorio de Síntesis Orgánica
Bicarbonato de sodio Bromuro de potasio Sodio Metanol Agua Bromoetano
PROCEDIMIENTO Primer sesión: Síntesis de Bromoetano
I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X.
Coloque en un matraz bola de 100 ml: 10 ml de agua, los 16 g de NaBr y los 12 mL de alcohol etilico. Coloque el matraz que contiene la mezcla en un baño de hielo, enfríe y agregue lentamente y con agitación 12.5 ml de H 2SO4 concentrado. Armar el equipo de destilación utilizando una parrilla de calentamiento y colocando el matraz colector en un baño de hielo. Calentar el matraz suavemente cuidando que la temperatura de la mezcla no exceda los 40 C. º
Calienta por un lapso aproximado de 50 minutos con la finalidad de obtener suficiente bromuro de etilo. El liquido obtenido en el matraz bola se transfiere a un embudo de separación y se decanta el bromuro de etilo (fase mas densa) desechando la fase acuosa. Posteriormente el bromuro obtenido se lava dos veces con 20 mL de agua destilada. La fase orgánica finalmente se lava con 15 mL de una solución saturada de bicarbonato de sodio Finalmente la fase orgánica se seca con cloruro de calcio anhidro y decante el líquido. El producto obtenido será usado como reactivo para la siguiente practica.
Segunda sesión: Síntesis de fenacetina (N-acetil-p-etoxi-aminobenceno)
I. II. III. IV.
V.
En un vaso de precipitados coloque 7.5 mL de metanol y agregue 1 gr de sodio metalico. Coloque en un matraz bola de 50 mL 1.5 g de paracetamol, 1.2 mL de bromoetano y 4 mL de etanol. Vierta con cuidado la solución del vaso de precipitados en el matraz bola y coloque perlas o piedras de ebullición. Refluje la mezcla obtenida durante 45 minutos. Una vez transcurrido el tiempo deje enfriar a temperatura ambiente. Al producto crudo de la reacción agregue 12 mL de agua, transfiéralo a un vaso de precipitados y colóquelo a baño de hielo a que cristalice el producto. Filtre los cristales al vacio y guárdelos para su posterior transformación.
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L.Q. René Gerardo Escobedo
Licenciatura en Química
Laboratorio de Síntesis Orgánica
Tercer Sesión: Síntesis de dulcina
I. II.
III.
IV. V. VI.
La fenacetina sintetizada previamente se coloca a un matraz bola de 50 mL de capacidad provisto de un refrigerante en posición de reflujo. Posteriormente se añaden 5 equivalentes de HCl 6M. La mezcla se calienta a reflujo durante unos 15 minutos para conseguir la disolución total y la calefacción se mantiene para conseguir una disolución caliente sin llegar al reflujo. Lentamente y con agitación se van añadiendo pequeñas cantidades de NaHCO3 hasta conseguir un pH de la disolución ligeramente ácido (pH=6-6.5). En este momento se adiciona 4 equivalentes de urea (relativos a la cantidad inicial de fenacetina) y 3 gotas de ácido acético glacial. La mezcla resultante se refluye durante 1 hora (o hasta que se forme una masa importante de un sólido blanco). El matraz se enfría externamente en un baño de agua-hielo y posteriormente el sólido formado se filtra y se lava con agua fría. Se recristaliza en agua, se determina el rendimiento y punto de fusión.
RESULTADOS I. II.
Se reportará el rendimiento de cada una de las reacciones, así como las pruebas de identificación señaladas por el profesor para cada caso. Se reportarán los mecanismos de reacción, así como el análisis retro sintético
DISCUSION Y CONCLUSION Realice su discusión señalando los motivos de la conveniencia de esta síntesis sobre alguna otra propuesta sugerida, así como los motivos de su rendimiento. BIBLIOGRAFÍA Departamento de quimica organica, Manual de prácticas de laboratorio de diseño y sintesis de moleculas bioactivas, universidad de Alcalá, Facultad de farmacia. Descargado de http://www2.uah.es/quimica_organica, pag. 2,3. Samanez Vera Ysaias, Tello Pretell Luis. (09 de 01 de 2010). Síntesis de Fenacetina. Universidad Nacional de Lima Peru. Recuperado el 15 de 11 de 2010, de Scribd: http://www.scribd.com/doc/36773410/Sintesis-de-Fenacetina
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L.Q. René Gerardo Escobedo
