SÍNTESIS DE UN ANESTÉSICO LOCAL, BENZOCAINA (p.-Aminobenzoato de etilo)
La síntesis de la benzocaina a partir de la p.-Toluidina (p.-Aminotolueno), envuelve cuatro reacciones, en donde las tres primeras dan como producto el ácido p.-Amino benzoico (PABA), y la cuarta reacción esterificación del PABA, que da como producto final el anestésico local Benzocaina. A continuación se describen las distintas reacciones para la obtención de la Benzocaina a partir de la p.-Toluidina. 1.- FORMACIÓN DE LA AMIDA.
Esta reacción implica la conversión de la comercialmente disponible p.-Toluidina es su correspondiente amida, la N.-Acetil- p.-Toluidina. El procedimiento empleado para la preparación de esta amida, es el tratamiento de la p.-Toluidina con anhídrido acético. La razón por la cual de realiza la acetilación de la p.-Toluidina, es para proteger el grupo amino (-NH2) que altamente reactivo frente a la oxidación con KMnO4 que es el siguiente paso, de no ser protegido el grupo amino este se oxidaría hasta el grupo nitro (-NO2). En esta reacción se utiliza un grupo protector, este grupo protector es el grupo acilo. Un grupo protector es un grupo funcional que adherido durante una serie de reacciones para proteger una posición ó un grupo funcional de una molécula, un buen grupo protector es aquel que es fácilmente adherido a el sustrato de la molécula y que es fácilmente extraído de la misma, una vez que se halla cumplido su papel de protector. Como resultado la amida formada es de gran estabilidad para las siguientes reacciones y el grupo metilo puede ser oxidado en el siguiente paso sin destruir la función del grupo amino durante el proceso. 2.- OXIDACIÓN CON PERMANGANATO DE POTASIO. P OTASIO.
En esta reacción rea cción de lleva a cabo la oxidación oxidaci ón del grupo gru po metilo al correspondiente grupo carboxílico, empleando para ello un agente oxidante fuerte, el KMnO4. Durante la oxidación, la solución de color violeta del ion permanganato de convierte en una precipitado de color marrón, dióxido de manganeso (MnO2), esto es porque durante el proceso de oxidación el ion Mn(VII) es reducido al ion Mn(IV); una pequeña cantidad de MgSO4 es añadida para que cumpla la función de un buffer, de modo que la solución resultante no se vuelva excesivamente básica por los iones hidróxidos hidr óxidos que se producen produc en durante durante el proceso. 3.- HIDRÓLISIS DE LA AMIDA.
En este procedimiento de hidroliza el grupo funcional amida, es decir, es retirado el grupo protector acilo, obteniéndose así el ácido p.-Amino benzoico (PABA). El producto puede ser recristalizado en ácido acético diluido.
4.-
ESTERIFICACIÓN.
En esta ocación se procede a la preparación de un anestésico local, que se llama benzocaina, por la esterificación directa del ácido p.-Amino benzoico, empleando para ello etanol y H 2SO4 concentrado. Para examinar las propiedades anestésicas de la benzocaina, se puede utilizar el mismo sobre el músculo de la pierna de una rana. -MATERIALES: Erlenmeyer, manta de calentamiento, agitador magnético, vaso de precipitado, condensador para reflujo, balón de destilación, mangueras, soportes universales, embudo, trampa de vacío, embudo Buchner, varilla de virio, baño de vapor, pinzas. -REACTIVOS: p.-Toluidina, anhídrido acético, HCl concentrado, CH3COONa.3H2O, etanol al 95%, H2SO4 concentrado, KMnO4, MgSO4, ácido acético. -PROCEDIMIENTO: 1.- FORMACIÓN DE LA AMIDA.
Colocar en un Erlenmeyer de 250 mL, 8 g de p.-Toluidina en polvo, 100 mL de agua destilada y 4 mL HCl concentrado. Si es necesario caliente la solución en un baño de vapor para facilitar la disolución, si la solución se torna oscura adicione 0,3 g de carbón activado y filtrar por gravedad. Caliente la solución de p.-Toluidina hidroclorada a 50 ºC, añada 4,2 ml de anhídrido acético, prepare una solución de 6 g CH3COONa.3H2O en 10 mL de H2O, caliéntela de ser necesario y adiciónela a la mezcla de reacción, mezcle completamente la solución resultante, enfríe la solución en un baño de hielo, en este punto deben a parecer unos cristales de color blanco, filtre la solución por succión y lave los cristales con tres porciones de agua helada. 2.- OXIDACIÓN CON PERMANGANATO DE POTASIO.
Colocar en un vaso de precipitado de 250 mL, la N-Acetil-p.-toluidina, con 12 g de MgSO4 y 175 mL de agua, colocar el recipiente en un baño de María, adicionar 15 g de KMnO4 disuelto en una pequeña cantidad de agua. Aumente la temperatura del baño y caliente la mezcla por un lapso de una 1 hora, agite la mezcla por unos minutos un vez terminada la hora hasta que la solución se torne totalmente marrón; filtra al vacío la solución en caliente, lavar los cristales de MnO2 con un poco de agua caliente. Si la solución muestra la presencia del ion permanganato por su color púrpura adicione no más de 1 mL de etanol y caliente nuevamente la solución la solución por 30 minutos más. Filtre la solución en caliente, deje enfriar las aguas del filtrado y acidifiquelo con exceso de H2SO4 al 20%. Un sólido de color blanco de formará en este punto, filtre el sólido al vacío y seque este en una estufa. 3.- HIDRÓLISIS DE LA AMIDA.
Colocar en un balón de 100mL, 25 mL de una solución de HCl al 50 % y el ácido p.-Acetamida benzoico obtenido en la parte anterior, la mezcla resultante sometida a un reflujo por unos 30 minutos, luego de transfiere la mezcla a un Erlenmeyer de 125 mL y se le adicionan 20 mL de agua, adicionar NH3 diluido hasta obtener un pH de 8-9. por cada 30 mL de solución final añada 1 mL de ácido acético glacial, enfriar la solución en un baño de hielo e induzca a la cristalización, filtre los cristales al vacío y séquelos.
4.-
ESTERIFICACIÓN.
Colocar en un balón de 100 mL unos 2,5 g del ácido p.-aminobenzoico y adicionar 30 mL de etanol al 95 %, enfríe la solución en un baño de hielo para luego adicionar 2,5 mL de H2SO4 concentrado, someta a la mezcla a reflujo por 2 horas. Una vez transcurrido el tiempo del reflujo enfríe la solución y neutralícela adicionando poco a poco y con agitación una solución de NaHCO3 al 10 % hasta que la solución deje de efervecer, induzca a la cristalización y seque los cristales.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Pabvia D. L., Lampman G. M., Kriz G. S. Introduction to Organic Laboratory Techniques. Third Edition.
