PRACTICA 7: SINTEIS DE LA 3,5-DIMETILPIRAZOL. 3,5-DIMETILPIRAZOL.
Maria Cecilia Morcillo
[email protected] Universidad Icesi, Facultad de Ciencias Naturales, Programa de Química Farmacéutica, Laboratorio de Química Orgnica II !antiago de Cali, Colombia "a#o $% de %&$' RESUMEN Un com(uesto com(uesto )eterocíc )eterocíclico lico (uede sinte nteti*arse a (artir de varios com( com(ue uest stos os medi median ante te dive divers rsos os métodos de síntesis. +l (ro(sito de esta (rctica es la síntesis del -,/ dimetil(ira*ol a (artir del sul0ato de )idra* )idra*ina ina # acetil acetilace aceton tona, a, reali reali*ar *ar una 1ecristali*acion de este (rod (roduc ucto to # veri veri2c 2car ar su obte obtenc nci in n mediante su (unto de 0usin. 3dems se eval4an los es(ectros # las características generales del -,/ dimetil(ira*ol # se anali*a la in0ormacin recogida. Como resultado de la reaccin 5ue se llev a cabo cabo se obtu obtuvo vo un 6&,& 6&,&'7 '7 de rendi rendimie miento nto (rodu (roducie ciendo ndo $,&$%8 $,&$%8g g de (rodu (roducto cto el cual cual se caract caracteri eri* * (osterior (osteriormente mente mediante mediante su (unto de 0usi 0usin n 5ue se enco encont ntrr entr entre e 9,:C ; $$&,-:C.
+l (ira*ol es un com(uesto con un alto interés 0armacolgico en el ser )umano # es mu# raro encontrarlo en la natu natura rale le*a *a,, es un anil anillo lo de cinco miembro con0ormado (or tres tomos de carbono # dos de nitr nitrg geno eno 5ue 5ue se encue encuent ntra ran n uno uno
ambién es (osible sinteti*ar este com(ues uesto a (arti rtir de la síntesis orgnica. Los (ira* ra*oles normalmente nte se sinteti*an (or medio de la síntesis en la que se de Pec)mann sintetiza pirazol a par partir tir de la cic cicloa loadic dición ión dipo di pola larr de acetileno y acetileno y diazometan diazometano o como se puede observar en la figura 1. 1.
INTRODUCCION Un com(uesto )eterocíclico es una molé molécu cula la org orgni nica ca en 0orm 0orma a de anillo 5ue contiene ms de un ti(o de tomo. Pueden clasi2carse como satu satura rado dos s e insa insatu tura rado dos s # esto estos s 4lti 4ltimo mos s se (uede ueden n divi dividi dirr entr entre e arom aromt tic icos os # no arom aromt tic icos os.. Un e
Es! Es!e" e"a a # S$%& S$%&es esis is 'e (ira (ira)o )ole les s 'e Pec*"a%%
Los Los (ira (ira*o *ole les s tamb tambié ién n se (ued (ueden en (roducir de 0orma sintética mediante la reaccin de com( com(ue uest stos os carb carbon onil ilic icos os ?,/ ?,/ insa insatu tura rado dos s con con )idra*ina # una (osterior des)idrogenacin, des)idrogenacin, (roceso 5ue 0ue reali*ado en este
e=(erimento, como se muestra en la 2gura %.
cuanto a rendimiento # a n4cleo en la (roduccin de alg4n 0rmaco.
RESULTADOS
Es!e"a + S$%&esis 'e (ira)oles a (ar&ir 'e co"(!es&os caro%ilicos e *i'ra)i%a.
Com(uestos )eterocíclicos como el (ira*ol son altamente utili*ados (or sus (ro(iedades analgésicas, antiinAamatorias, anti(iréticas, tran5uili*antes, antibacterianas, entre otras (or lo 5ue son am(liamente em(leados en el mundo de la 5uímica # la medicina. +ste ti(o de (rcticas son de alta im(ortancia en los (rocesos de 0ormacin de un 5uímico 0armacéutico dado 5ue el (ira*ol # en es(ecial los com(uestos )eterocíclicos 0orman (arte 0undamental de la gran ma#oría de medicamentos, (or lo 5ue a(render su síntesis # su caracteri*acin son de gran (rioridad (ara un uso de ellos en la vida cotidiana. 3dems es im(ortante conocer las características de las moléculas # distintos modos de síntesis (ara una me
Para reali*ar la síntesis del -,/ dimetil(ira*ol se (esaron $,8&%'g de sul0ato de )idra*ina # $$ml de )idr=ido de sodio BNaOD en un baln de dos bocas. +sta me*cla se sumergi en un baEo de )ielo # se adicionaron $,6mL de acetilacetona # 6mL de agua destilada. Posteriormente la me*cla se transvasa a un embudo de decantacin # se reali*an varios 2ltrados con mL de éter dietilico # con $,mL de diclorometano. 3l 2nali*ar las 2ltraciones se eliminan los (osibles residuos de agua con carbonato de sodio an)idro # se lleva la me*cla al rotoeva(orador (ara eliminar los solventes voltiles. !e obtiene un slido color blanco 5ue se 5ueda (egado a las (aredes del baln, este (roducto se (esa # se calcula su (unto de 0usin. Posteriormente se (rocede a calcular el (orcenta
Tala # Res!l&a'os 'el (roceso 'e s$%&esis 'el 3,5-'i"e&il(ira)ol
Reac&ioPro'!c&o. !ul0ato de )idra*ina. -,/dimetil(ira*ol
Galn vacío Galn con com(uesto Com(uesto sinteti*ado
Masa /01 $,8&%' %9,'6'6 -&,'8& $,&$%8
Tala + Re0is&ro 'e res!l&a'os (ara reac&ios 2 (ro'!c&os.
Pro(ie'a'es
Ace&ilace&o%a
S!la&o 'e *i'ra)i%a
$&&,$% /%$&
$-&,$% % ///
3,5'i"e&il(ira)o l $%%,$6' $&6 ; $&9 %$8
&,9' $,6 $,6 &,&$
$,-'& $,8&%' $,-$8 &,&$-8
$,&%' $,&$%8 &,986$ &,&&8%9&%
Masa "olar /0"ol1 P!%&o 'e !si4% /C1 P!%&o 'e e!llici4% /C1 De%si'a' /0"L1 Masa /01 6ol!"e% /"L1 Ca%&i'a' 'e s!s&a%cia /"ol1 Moles dehidrazina 1,8027 g × =
1 mol 130,12 g
Moles deacetilacetona 1,6 mL× =
0
=
0,975 g 1 mL
ANALISIS O
×
O
O
Moles de 3,5 dimetilpirazol −
1,0128 g ×
=
H !
=
0,0138 mol
× 100
Posteriormente se introdu
O
H ! O
!
!
H"# ! #H"
H"#
12
=
H" # !
H
1
#H"
H!
H !
!
3
de rendimiento
!H !H
!H
H!
H" #
−
8,2902 × 10 mol
OH
O
!H
H!
HO
Observando los anteriores clculos # resultados se obtiene 5ue el sul0ato de )idra*ina es el reactivo limite, (or lo 5ue las moles de este com(uesto, &,&$-8mol, serían las 5ue se (roducirían tericamente de -,/dimetil(ira*ol. Con estos datos se (uede calcular el (orcenta
O
#H"
!
#H"
Hurante la (rctica de síntesis del -,/dimetil(ira*on se llev a cabo una reaccin entre el sul0ato de )idra*ina # la acetilacetona en medio bsico, esta reaccin se lleva a cabo mediante el siguiente mecanismo Es!e"a 3 s$%&esis 'i"e&il(ira)ol.
'el
3,5-
+n un (rinci(io se observ un lí5uido un (oco turbio 5ue se debe a la (reci(itacin del sul0ato de sodio debido a la (resencia del )idr=ido como disolvente. Posteriormente (ara la se(aracin de la 0ase inorgnica se reali*aron varias
2ltraciones con distintos disolventes mu# voltiles, (or lo 5ue la ma#or (érdida de (roducto se (udo (resentar en estos casos al no ta(ar bien el reci(iente en donde se de(ositaron los 2ltrados. +ra también mu# im(ortante cuidar la tem(eratura dado 5ue los solventes se encontraban cerca de su (unto de ebullicin # la (reci(itacin de la sal Bsul0ato de sodioD se daba un rango de tem(eratura cercano a $&:C. +ste ti(o de reacciones se deben reali*ar en medio bsico (or la (resencia de la )idra*ina # es im(ortante la reali*acin de m4lti(les 2ltrados (ara (uri2car ms el com(uesto sinteti*ado. >ambién es recomendable reali*ar varias recristali*aciones )asta 5ue se observe 5ue el (unto de 0usin no tiene un rango tan grande, lo ms adecuado son J%:C. Para anali*ar el (orcentaambién es im(ortante resaltar los (osibles errores 5ue se (ueden (resentar en este ti(o de e=(erimentos. La ma#or causa de error (uede )aber sido (or errores sistemticos cometidos a la )ora de reali*ar los (rocesos de e=traccin o de (esa
des(ués de las decantaciones o el no (oner un vidrio relo< en el beaKer 5ue recolectaba los com(uestos. 3dicional a esto el no )aber ta(ado el baln antes de llevarlo al rotoeva(orador (udo también a0ectar dada la volatilidad de los com(uestos con los 5ue se traba
i0!ra 8 Es(ec&ro 'i"e&il(ira)ol.
i0!ra 3 Es(ec&ro 'e "asas 'e 3,5'i"e&ilira)ol.
+n este es(ectro (odemos observar el (ico corres(ondiente al ion molecular en 96 m* del $N # en 9' m* el (ico corres(ondiente al $N. 3dems se (ueden ver los (icos de las 0ragmentaciones de los gru(os metilo (or ru(tura )emolítica de enlace carbono/carbono. 3 continuacin se observa el es(ectro I1 de com(uesto Luego (odemos observar los es(ectros 1"N del com(uesto tanto de idrogeno como de carbono
IR
'el
3,5-
+n este es(ectro I1 (odemos observar una banda en el rango de -&&& cm/$ 5ue indica 5ue )a# )idrgenos unidos a carbonos con )ibridacin s(% # también carbonos con )ibridacin s(-. 3dems se (uede observar una banda en $&%9 cm/$ (erteneciente al enlace C/N # una banda en $98 cm/$ (erteneciente al enlace CMN. >ambién (or la banda cercana a $%&& (odemos observar la (resencia de un C/O # también la (resencia de gru(os metilo.
i0!ra Es(ec&ro RMN-#3C 'el 3,5'i"e&il(ira)ol.
i0!ra 5 As(ec&o 'i"e&il(ira)ol.
RMN-#9 'el
3,5-
1es(ecto al es(ectro 1"N/ $C (odemos observar una serie de singuletes. +l singulete 5ue se encuentra en %((m corres(onde a los )idrgenos de los sustitu#entes metilo en la molécula. +l singulete 5ue se encuentra en 6((m es el del
)idrogeno 5ue se encuentra unido al nitrgeno # el otro singulete, también cerca de %((m es el del )idrogeno unido a carbono (erteneciente al ciclo. Como la molécula (resenta un e
CONCLUSIONES +s (osible sinteti*ar el -,/ dimetil(ira*ol a (artir de sul0ato de )idra*ina # acetilacetona en medio bsico. 3dems esta reaccin (resenta un buen rendimiento.
3un5ue no se (uri2co (or 1ecristali*acion, se caracteri* el slido mediante su (unto de 0usin 5ue estuvo entre 9./$$&.-:C. 3 (arte de la síntesis, es (osible evaluar el c&om(uesto (or medio de sus es(ectros característicos # des sus (ro(iedades 0ísicas. +l método de síntesis de )eterociclos de un miembro usados es el adecuado #a 5ue (ermite la 0ormacin del (roducto # su cercanía al estado (urro.
REERENCIAS $obinson %. 1&'1. The biochemistry alkaloids. ( ed. )pringer* !ueva +or,.
of
zcón-ieto*/ y %alón* 0. . Fundamentos de Fisiología Vegetal . 0c 2ra3 Hill 4nteramericana de 5spa6a )7. )a,amaoto* %.* )8iga* 9.* 7c8iyama* :.* ;ondo* +.* and +amana,a* H.* Heterocycles* 1&&* ""* '1".
