Reporte de Síntesis de la Benzalacetofenona Chalcona Alumnos: Luis Diego Mora Solano Andrés Moraga Palacios Profesores: Rafael Rojas Brenes Maribel Cordero Villalobos 29 de Octubre de 2009
Resumen
En esta práctica se realizó la preparación por métodos experimentales de una Chalcona por medio de la condensación aldólica cruzada. Posteriormente se realizaron 2 pruebas diferentes para poner en práctica algunos conocimientos teóricos acerca de aldehídos y cetonas, pero también se le realizaron estas mismas pruebas de caracterización a la Chalcona, con el fin de verificar si la síntesis de la Benzalacetofenona fue realizada con éxito. El resultado obtenido fue de 3.46 g de Chalcona sintetizada, un porcentaje de rendimiento de un 84% y un porcentaje de error de un 15%. Introducción
Las condensaciones unen a dos o más moléculas con la pérdida de una molécula pequeña como agua o alcohol. La condensación aldólica es reversible debido a que que se establece un equilibrio entre productos y reactivos. Las concentraciones de los productos productos de la concentración de una una cetona son pequeñas. En condiciones básicas, la condensación aldólica implica l a adición nucleofílica del ión enolato, que es un nucleófilo fuerte, a otro grupo carbonilo. El producto es un aldol. El mecanismo de condensaciones aldólicas catalizadas por base es el siguiente: O
OH
O
NaOH H 3C
H
H 3C
Acetaldehido
H
3-hidroxibutanal "aldol"
Posteriormente el aldol sufre una deshidratación, es decir la perdida de una molécula de agua para generar un compuesto alfa-beta insaturado el cual es más estable. OH
O
O
H 3C
H2 O
H
3-hidroxibutanal
H H 3C
crotonaldehido
"aldol"
1
Una condensación aldólica cruzada es aquella que ocurre cuando el enolato de una cetona o aldehído se agrega al grupo carbonilo de otra especie. El problema con esto es que se pueden obtener varios productos, por ejemplo: O
H 3C
OH
O
Acetaldehido
OH
NaOH
+ H 3C
H
O
H 3C
H
H
+H 3C
H
propionaldehido
CH3
OH
+
O
O
OH
+
H 3C
O
H 3C
H
H CH3
Si la reacción se da entre dos aldehídos, uno presentando solo hidrógenos alfa y el otro sin hidrógenos alfa, se obtienen dos productos distintos. Este tipo de reacción se puede observar durante la síntesis de la Chalcona. O
O
OH
O
NaOH CH 3
H
+ Benzaldehido
acetofenona
-
H 2O
O
chalcona
2
Metodología
Esta metodología fue obtenida del libro Fundamentos de Química Orgánica y contiene algunos arreglos que fueron dados durante la preparación recibida la semana antes del laboratorio. Se cambiaron algunos volúmenes. Al principio se colocaron en un erlenmeyer de 125 mL, 15 mL de NaOH al 10%, 50 mL de etanol al 95% y 3 mL de Acetofenona, en el manual los volúmenes son diferentes. Al enfriar la mezcla en un baño con hielo; se agita bien y se agregan 2 mL de Benzaldehido, no 5 mL como lo dice el manual. El lavado de los cristales se realiza con 5-6 mL de agua destilada fría, no con etanol frío. Tampoco se realizó la prueba de Baeyer a ninguno de los reactivos ni a la Chalcona, como lo especificaba el procedimiento en el manual. y
y
y y
Resultados Obtenidos
Cuadro I. Prueba de 2,4 Dinitrofenilhidracina (DNFH) Reactivo
Observación
Benzaldehido
Positiva (naranja fuerte)
Acetofenona
Positiva (naranja fuerte)
Chalcona
Positiva (Rojizo)
Cuadro II. Prueba de Br2CCl4 Reactivo
Observación
Benzaldehido
Negativa (Rojo)
Acetofenona
Negativa (Café)
Chalcona
Positiva (Transparente)
Cuadro III. Masas de los objetos a utilizar Objeto
Masas ±0.05g
Vidrio reloj
30.8 g
Papel filtro grande (1)
1g
Papel filtro pequeño (2)
0.2 g c/u 0.4 g (total)
Chalcona
3.46 g
3
Cuadro IV. Porcentaje de síntesis de la Chalcona Rendimiento teórico
4.1 g
Rendimiento experimental
3.46 g
% de Rendimiento
84 %
% de Error
15 %
Cálculos
Porcentaje de Rendimiento =
Rend. Teórico
X
100
X
100 = 84%
Rend. Experimental
Porcentaje de Rendimiento =
3.46 g 4.1 g
Porcentaje de Error =
Rend. Teórico - Rend. Experimental
X
100
Rend. Teórico Porcentaje de Error =
4.1 g - 3.46 g
X
100 = 15%
4.1 g
Análisis de Resultados
El Benzaldehido y la Acetofenona son los reactivos que van a dar lugar a la Chalcona. Se lleva a cabo una condensación aldólica cruzada. El Benzaldehido como no tiene hidrógenos a, es la especie que es atacada por el enolato formado a partir de la Acetofenona. El NaOH provee del medio básico para que ocurra la reacción. El ión OH- toma un H a formando en enolato a partir de la Acetofenona y una molécula de agua. El enolato formado ataca al carbono carbonilo de Benzaldehido. El hidrógeno del grupo hidroxilo del etanol protona el oxígeno formando el aldol. Como las condiciones son todavía básicas, otro -OH toma un hidrógeno a, esto hace que el carbono a quede negativo. Entonces se forma un doble enlace C=C, liberando el grupo hidroxilo del aldol. Para que esta reacción ocurra se debe agitar mezclando los reactivos. El producto es insoluble por lo que precipita. El agua de hielo hace que la solubilidad de la Benzalacetofenona sea todavía menor. Se agita para que los cristales del producto sean más pequeños y disminuyan las 4
impurezas del mismo. Por medio de una filtración al vacío se separa de lo que no haya reaccionado, del agua, los iones y las sales formadas. Las pruebas realizadas a los diferentes reactivos, la Acetofenona, el Benzaldehido y la Chalcona, fueron la prueba de 2,4 - Dinitrofenilhidracina (DNFH) y la prueba de Bromo en Tetracloruro, ambas servían respectivamente para identificar grupos carbonilos y para identificar si había presencia de insaturaciones. Es por esto que al ser realizada la prueba con 2,4 - Dinitrofenilhidracina (DNFH), todos los reactivos dieron positivo, esto se debe a que todos presentan por lo menos un grupo carbonilo, y esto se confirma con la coloración naranja o rojiza que presentaron los reactivos una vez realizada la prueba; mientras que al realizar la prueba de Bromo en Tetracloruro solo la Chalcona resultó positiva al presentar un color transparente lo que indica que presenta enlaces dobles en su molécula. Reacciones y
Benzaldehido con Acetofenona (condensación aldólica cruzada).
O
O
O
a ¢
¡
y
enzaldehido
/-
¢ £
2
CH3
H
£
acetofenona
c
halcona
Chalcona con 2,4- Dinitrofenilhidracina. NO 2
NO 2
HN O
HN NH2
N
NO 2
+ O 2N
Chalcona
2,4- Dinitr ofen ilhidr acina
5
y
Acetofenona con 2,4- Dinitrofenilhidracina. O
H3C
HN NH2 CH3
NO2
+
NH
NO2
N
NO2 NO2
Acetofenona y
2,4- Dinitr ofenilhidr acina
Benzaldehido con 2,4- Dinitrofenilhidracina. O HN NH2
NO2
NH
NO2
N
+
NO2 NO2 Benzaldehido
y
2, -
initrof nil i racina
Acetofenona con Bromo en Tetracloruro de Carbono.
O
O
Br
+
CCl4 Br
Chal ona
Bibliografía
Brown, Le May. Química: La Ciencia Central. 11 ed. Prentice-Hall. (2004) (pág. 491) Cascante Aguilar, K.; Alpízar Cordero, J.; Bagnarello Madrigal, V. y López, G. Manual de Laboratorio: Fundamentos Química Orgánica. San José, Costa Rica: UCIMED. (2009) (pág. 55) Síntesis de la C halcona, http://www.uniovi.es/emoles/IQ/guiones04.pdf, accesado: 25 de octubre, 6:24 pm. Yurkanis Bruice, Paula. Fundamentos de Química Orgánica. Pearson Educación, México (2007) (pág. 63) 6
Anexos
Figura 1. Sistema de Büchner y Kitasato para la filtración al vacío
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