Grupo: 2QM1 Equipo: 5
Castillo Ávila Fernando Farrera Calderón Reynold Gerardo Reyes Vara Janeth
Laboratorio de Química Biorgánica Práctica n° 2 “Síntesis de dibenzalacetona”
Objetivos:
1.- Realizar la reacción de Claisen-Schmidt para obtener una cetona α,β-insaturada (dibenzalacetona), por condensación de un aldehído aromático con una cetona alifática. 2.- Purificar e identificar la dibenzalacetona por medio de una reacción química y por la determinación de su punto de fusión.
Fundamento:
La Síntesis de dibenzalacetona se realiza a través de una reacción conocida como reacción de Claisen-Schmidt, esta reacción es, a su vez, una condensación aldólica, seguida de una deshidratación. La condensación aldólica es la reacción por la que dos moléculas de un aldehído o cetona condensan entre sí, formando un compuesto llamado aldol. La reacción se realiza en medio básico y a una temperatura baja. En caso de no llevarse a cabo a baja temperatura el aldol sufre una deshidratación, éste es el segundo paso de la reacción que se explicará más adelante. Un ejemplo de la reacción general de condensación aldólica es:
El mecanismo por el cual ocurre la reacción de este ejemplo es el siguiente: •
1.- Formación del enolato por sustracción del hidrogéno α debido al medio básico.
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2.- El enolato realiza una adición nucleofílica sobre el grupo carbonilo del otro compuesto.
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3.- Protonación del anión para formar el aldol.
Cómo se mencionó previamente, si la temperatura supera los 5ºC el aldol pierde agua formando un producto α,β-insaturado. El mecanismo de esta reacción transcurre a través del enolato, que elimina ión hidróxido dando el producto final.
La reacción de Claisen-Schmidt consiste en la síntesis de cetonas α, β insaturadas por condensación de un aldehído aromático con una cetona alifática. En este tipo de condensación aldólica se utiliza un aldehído aromático como electrófilo, ya que al no tener hidrógenos enolizables (en posición α) no puede convertirse en un enolato, por lo que la cetona es la que inicia la reacción. Esto facilita la obtención de un producto específico ya que por medio de la condensación aldólica existe la posibilidad de obtener varios productos al formar enolatos en ambos reactantes. El producto inicial de aldolización se deshidrata espontáneamente bajo las condiciones de reacción, para dar lugar a la cetona α,β-insaturada. La deshidratación espontanea ocurre debido a que el producto final contiene un sistema insaturado altamente conjugado que proporciona estabilidad a la molécula.
Resultados:
A partir de los 1.3 mL de benzaldehído, 0.5 mL de acetona, 6 mL de etanol y 12.5 mL de solución de NaOH 10% utilizados se obtuvo: En la mezcla inicial se observó la formación de un sólido suspendido de color verde pálido que fue cambiando de tono hasta adquirir un color amarillento y que posteriormente precipitó en forma de granulos amarillos. Tras realizar la filtración y la recristalización del producto se obtuvieron: 0.5g de dibenzalacetona, polvo de color amarillo. Suponiendo un rendimiento teórico óptimo, usando reactivos al 100% de pureza se obtendrían 1.6g de dibenzalacetona, por lo que comparativamente se obtuvo una eficiencia del 31%. Al realizar la prueba de solubilidad en acetona y etanol: El producto obtenido se disolvió rápidamente en acetona, mientras que en etanol se observó poca solubilidad. Al agregar la solución de Br2/CCl4 ésta perdió su coloración café al mezclarse con una solución del producto obtenido.
Discusión:
En la reacción inicial se puede observar la formación gradual de la dibenzalacetona, de acuerdo a la teoría por el siguiente mecanismo de reacción:
La recristalización sirvió para separar el producto deseado (dibenzalacetona) de las posibles impurezas que se hayan formado durante la reacción, ya sea debido a productos intermediarios o cantidades de reactivo que no hayan finalizado su reacción. Las pruebas de identificación de la dibenzalacetona dieron un resultado positivo, la prueba con bromo en solución de tetracloruro de carbono evidencía la presencia de dobles enlaces en el producto obtenido, (Siendo estos las insaturaciones α,β). Esto se justifica debido a que el bromo reacciona a través de una adición electrofílica con los dobles enlaces no polares de la molécula de dibenzalacetona.
Esto ocurre a través del siguiente mecanismo:
Esta reacción puede ocurrir en cualquiera de las dos insaturaciones (son simétricas) o en ambas en caso de haber suficiente cantidad de bromo. Nótese que el bromo no reacciona con los dobles enlaces de los anillos aromáticos ni con el del grupo carbonilo, esto es debido a su resonancia en el caso de los anillos aromáticos y a su polaridad en el caso del carbonilo. La prueba de solubilidad también resultó positiva. Debido a la presencia de dos anillos aromáticos la molécula de dibenzalacetona tiene una polaridad baja, por lo que es más soluble en compuestos no polares que en compuestos polares. La molécula de acetona presenta una menor polaridad que la molécula de etanol, por ello la solubilización de la dibenzalacetona es mayor en ésta. La baja eficacia de la reacción se debe probablemente a bajos niveles de pureza en los reactivos utilizados y a fallas en la ejecución de la reacción.
Conclusión: o Al hacer reaccionar un aldehído aromático (Benzaldehído) con una cetona alifática (Acetona) en un medio básico se lleva a cabo una reacción de condensación aldólica, generando un aldol, el cual subsecuentemente sufre una deshidratación y forma una cetona α,β-insaturada (dibenzalacetona). Esta reacción se conoce como reacción de Claisen-Schmidt. o Como muchas otras reacciones esta reacción no da un producto 100% puro, el producto obtenido puede ser tratado mediante una recristalización para aumentar su grado de pureza. o El producto obtenido es soluble en disolventes no polares y lleva a cabo una reacción de adición electrofílica en presencia de bromo diatómico. o El producto se identificó por lo previamente mencionado como dibenzalacetona.
Bibliografía: McMurry J. Química Orgánica, 2008, 7ª edición, Editorial Cengage Learning, páginas: 877-880.
