I. RESUMENEn la siguiente practica se realiz la sntesis de la azlactona del cido benzoilaminocinmico la cual es una de las tantas azlactonas que son compuestos derivados de 5-(4H)-azlactona, que poseen un grupo "ilideno" (un radical etileno con un grupo sustituyente en el carbono 2 del radical) en el carbono 4, y un grupo fenilo en la posicin 2; quedndose sin tomos de hidrgeno en el anillo de azlactona. En la cual para sintetizar se us la sntesis de aminocidos de Erlenmeyer-Plch la cual no dios resultados positivos ya que se obtuvo una muestra que fue de 1.68 g. Que represent un rendimiento cercano al 55%, aunque no se acerca al 75-80% que indica la bibliografa. Para esta sntesis hay que tener mucho cuidado al momento de filtrar al vaco ya que a pesar de los lavados siempre queda muestra en el baln y disminuye nuestro rendimiento.

II. INTRODUCCINLas azlactonas y en especial las 5 (4H) azlactonas, tambin conocidas como azlactonas, son un importante grupo de compuestos heterocclicos, debido a que han demostrado ser sustancias biolgicamente activas y adems desempean un importante rol como precursores en la sntesis de un gran nmero de molculas orgnicas. Dentro de las familias de compuestos que se pueden obtener a partir de estas sustancias se encuentran, entre otras; aminocidos, aminoalcoholes, amidas y pptidos. Por su parte, los derivados de las azlactonas (incluidas las benzazlactonas) ya sean naturales o sintticos, poseen actividad biolgica relevante, por lo que se han propuesto como agentes pesticidas, antimicrobianos, anti-VIH, anticonvulsivos y antitumorales, entre muchas otras. Las 5 (4H) azlactonas se preparan fcilmente a partir de N-aminocidos protegidos, como es el caso del cido hiprico, va una reaccin de deshidratacin con un aldehdo, anhdrido actico y catalizada por acetato de sodio. El cido hiprico (del griego: hyppos, caballo; ouron, orina) es un cido orgnico encontrado mayoritariamente en la orina de los caballos y otros herbvoros. El cido hiprico se cristaliza en prismas rombodricos que son fcilmente solubles en el agua caliente, funden a 187C y se descomponen alrededor de los 240C. Es hidrolizado fcilmente con solucin de NaOH caliente para generar el cido benzoico y la glicina. La sntesis del cido hiprico se realiza a partir de cloruro de benzoilo y glicina en un medio de reaccin alcalino.

III. FUNDAMENTO TERICOLas azlactonas son compuestos derivados de 5-(4H)-azlactona, que poseen un grupo "ilideno" (un radical etileno con un grupo sustituyente en el carbono 2 del radical) en el carbono 4, y un grupo fenilo en la posicin 2; quedndose sin tomos de hidrgeno en el anillo de azlactona:

1. Azlactona:El trmino azlactona puede hacer referencia a 5 compuestos qumicos diferentes. La azlactona es el nombre general que se le da al oxazol con un grupo cetona. Las 5 azlactonas posibles (dependiendo de que el grupo cetona est en la posicin 2, 4 o 5 y de donde se localice el doble enlace del oxazol), son: 2-(3H)-azlactona. 2-(5H)-azlactona. 4-(5H)-azlactona. 5-(2H)-azlactona. 5-(4H)-azlactona.Todos son ismeros de posicin entre s, difiriendo en la posicin del grupo cetona unido al oxazol.Tambin es un alrgeno qumico utilizado para los experimentos inmunolgicos, en particular para los experimentos sobre la hipersensibilidad de tipo retardado. Su nombre qumico sistemtico es 4-etoximetilen-2-feniloxazol-5-ona y se encuentra disponible comercialmente. La estructura qumica de este alrgeno es la siguiente:

Este alrgeno es un derivado de la 5-(4H)-azlactona, con un grupo fenilo en la posicin 2 y un grupo etoximetileno en la posicin 4.2. Sntesis de azlactonas:El mtodo ms general y ms usado es el de la sntesis de aminocidos de Erlenmeyer-Plch. Fue Emil Erlenmeyer el que le dio nombre a estos compuestos bastante fcil de sintetizar.Con base en lo anterior, en esta prctica se pretende sintetizar la azlactona 4-benciliden-2-fenil-2-oxazolin-5-ona a partir del cido hiprico empleando una reaccin de condensacin con benzaldehdo en anhdrido actico y catalizada por acetato de sodio. El cido hiprico ser previamente obtenido a partir de la glicina va una reaccin de N-benzoilacin. La pureza del intermedio y del producto final se evaluaran determinando el punto de fusin de los compuestos y finalmente sus estructuras moleculares se estudiaran obteniendo los espectros infrarrojos (IR). Siempre que fuese posible se recomienda confirmar la presencia del grupo funcional mediante pruebas cualitativas de identificacin. En la bibliografa se describe la sntesis de azlactonas de diversas maneras: Sntesis de aminocidos de Erlenmeyer-Plch. Usando lquidos inicos como medio de reaccin. Obtenerlo por etapas (para obtener mejores rendimientos). Si se parte del cido hiprico y anhdrido actico se obtiene la 2-fenil-5-(4H)-azlactona:

Una vez obtenido esta azlactona, por una reaccin similar a la condensacin de Knoevenagel, se pueden obtener diversas azlactonas con grupos R bastante variados. Conalmina y un aldehdo, a partir de la 2-fenil-5(4H)-azlactona, se pueden obtener las azlactonas:

3. Reactividad general de azlactonas:Las azlactonas tienen la posibilidad de reaccionar en el anillo aromtico, con los hetero tomos, romper la lactona, hidrogenarse los dobles enlaces, producirse la reaccin dehidrogenlisis, cicloadiciones en el doble enlace del carbono 4 de la azlactona, etc.a. Reacciones de hidrlisis:Los cidos carboxlicos, sin duda, pueden causar la fisin anillo de las azlactonas, incluso en la ausencia de agua. La hidrlisis bsica de 4-(4'-acetoxibenzilideno)-2-metil-5-azlactona da el acetato de enol correspondiente. Por otra parte, el tratamiento de con cido actico de la misma azlactona proporciona el otro derivado de acetato de enol que puede observarse en la siguiente figura:

IV. DETALLES EXPERIMENTALES

1. Materiales

Baln y refrigerante Bao Mara Plancha de calentamiento con agitacin magntica

2. Reactivos

Acido hiprico Anhdrido actico Acetato de sodio anhidro AlcoholProcedimiento experimentalFECHA: 23-05-14 Se coloc el acetato de sodio en la estufa a 120C por 30 minutos. Pasado el tiempo, se llev al desecador para lograr una temperatura ambiente sin que la muestra coja humedad.Mientras tanto, se pesaron 3,379g de cido hiprico y se coloc en un baln de una boca.

Una vez listo el acetato de sodio, se pesaron 1,538g y se agregaron tambin al baln de una boca antes mencionado.

Se midi 5,4 mL de anhidro actico y se aadi al baln de una boca, junto con el magneto. Se observ una solucin blanca.

Se tuvieron que agregar 8mL ms de solvente, debido a que la cantidad agregada no era suficiente.

Se llev a bao mara con agitacin constante a 900 rpm con una temperatura del agitador indicando 300C. Cuando el bao lleg a una temperatura de 70C el color blanco de la solucin cambi a amarillo y se disminuy a 600 rpm.

A los 20 minutos, y T = 76C la solucin se torn amarilla transparente.

A los 4 minutos, la solucin cambi a un color amarillo ms opaco con algunas partculas suspendidas.

Al minuto, la mezcla se espes y se subi las revoluciones del agitador a 800 rpm. A los 20 minutos, comenz a tomar un color amarillo ms oscuro y se espes an ms; se subieron las revoluciones a 1020 rpm.

A los 19 minutos, cambi a un color amarillo ms intenso (ms claro) y se subi las revoluciones a 1060 rpm.

A los 44 minutos, se quit el bao de calentamiento y se agregaron 7,5mL de etanol al baln, se retir el magneto y se dej enfriar. Luego, se tap el baln y se almacen por una semana.

FECHA: 29-05-14

El producto contenido en el baln se filtr al vaco a 10 KPa o 100mmHg. Se lav el filtrado con dos porciones de etanol a 5C; despus, se lav con agua hirviendo y la bomba se encontraba a 50 KPa o 390mmHg.

Se dej la muestra en una luna de reloj en la estufa a 37C por un da aproximadamente.

FECHA: 30-04-14

Se retir la luna de reloj de la estufa y se pes, obtenindose 3,495g de producto.Se midieron 60mL de acetona y se coloc todo un baln de una boca para la recristalizacin.

Se recristaliz a temperatura del bao de 60C y 1050 rpm, hasta que todo el slido se disolvi. Se reserv el baln con el producto por una semana.

FECHA: 06-05-14

Se filtr el producto contenido en el baln a 500mmHg y se lav con pequeas porciones de acetona fra. Lo que iba recristalizando en el Erlenmeyer se volvi a filtrar, obtenindose 2 productos de la misma naturaleza pero diferente aspecto. El primero, tena un aspecto como de agujas amarillas; la otra, tenan apariencia de polvo amarillo. El peso obtenido entre los dos fue de 1.64g.

V. RESULTADOS

Acido hiprico Anhdrido Actico Producto179.17 g/mol102.09 g/mol 160.12 g/mol0.0188 mol 0.0053 molComo el reactivo limitante es el cido hiprico, la cantidad de moles de la azlactona debera ser igual a 0.037 mol. Ahora hallamos el peso de la azlactona terica:160,12 g/mol 1 molx 0.0188 molx = 3.0102 gLa masa terica obtenida de la azlactona es 3.0102 g, y la masa experimental obtenida fue de: 1.68 gRendimiento de la reaccin = x100%=Punto de fusin Terico: 160-162oCPunto de fusin del producto impuro:Punto de fusin del producto puro:

VI. DISCUSIN DE RESULTADOSSe obtuvo un porcentaje de rendimiento bastante aceptable, sin embargo, se puedo haber conseguido mejores resultados tomando en cuenta lo siguiente: Como fue necesario dejar las muestras de una semana a otra, se perdi muestra al trasvasar del vaso al baln de una boca.

Tambin, se perdi producto en el momento de filtracin, se pudo notar en los residuos que no quedaba muestra precipitada. A pesar, que se volvi a filtrar, es imposible recuperar todo el producto.

Hay que tomar en cuenta, que en toda sntesis se obtienen productos secundarios por lo que el rendimiento jams ser de un 100%.

Se concluyen todos estos errores debido a que en un comienzo se pes 3,4950g y se termin con un peso de 1,6400.El producto recristalizado, tena aspecto de agujas amarillas muy uniformes. No presentaba olor y era muy poco denso. Al contacto se haca polvo inmediatamente.Se obtuvo otro producto del filtrado de los residuos del primer filtrado, ste tena un aspecto completamente diferente, era un polvo, de un color amarillo menos intenso, amarillo pastel, de textura pastosa. Tambin era inodoro.Hay que tener en cuenta que todo el tiempo se tuvo que revisar la temperatura menor de 85C, debido a que la azlactona podra no formarse y se romperan enlaces.Se debi filtrar con alcohol fro debido a que cualquier azlactona en caliente reacciona con alcoholes.

VII. CONCLUSIONES

Se lleg a las siguientes conclusiones:

Debido a que no usamos un aldehdo aromtico, como es el benzaldehdo, el porcentaje de rendimiento tambin disminuy, ya que la reaccin no es tan direccionada, permitiendo que aparezcan productos secundarios que no se desean pero siempre aparecen.

Las aguas madres resultado de las filtraciones aun poseen una gran cantidad de producto y es necesario tratarlas de manera adecuada.

El control de la temperatura influye de forma directa a la eficiencia de la reaccin.

VIII. RECOMENDACIONES

Tomar en cuenta la estereoqumica a la hora de realizar la sntesis.

Elegir correctamente el solventa para la recristalizacin, ya que esta molcula es muy reactiva. En nuestro caso se eligi acetona frente al benceno puesto que el primer solvente funciona mejor para la recristalizacin y es menos daino para la salud

Tener sumo cuidado con la temperatura de la reaccin, si esta es muy elevada la reaccin puede tomar otro camino.

Se recomienda sujetar bien el equipo de reflujo para evitar posibles fugas de agua.

Luego de filtrado al vaco si se observa que la parte que queda en el matraz est muy cargada aun de producto, se recomienda filtrar de nuevo esta solucin y ponerla en la estufa sin juntarla con el producto del primer filtrado.

IX. BIBLIOGRAFA

1. Pginas web consultadas:

http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/3123/crg5de6.pdf?sequence=5

https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/Spectrpy/InfraRed/infrared.htm

http://www.oepm.es/pdf/ES/0000/000/02/09/24/ES-2092495_T3.pdf

http://www.merckmillipore.com/is-bin/INTERSHOP.enfinity/WFS/Merck-PE-Site/es_ES/-/PEN/ViewPDF-Print.pdf?RenderPageType=ProductDetail&CatalogCategoryID=Wt6b.s1L6pAAAAEWpOEfVhTl&ProductUUID=noyb.s1OU1IAAAEZCco80Y1O&PortalCatalogUUID=t02b.s1LX0MAAAEWc9UfVhTl

http://www.quimica.unam.mx/IMG/pdf/12etanol.pdf

http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/501a600/nspn0565.pdf

http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/201a300/nspn0209.pdf

X. APNDICE

1. Cuestionario

a. Proponga una sntesis de otra Azlactona.La treonina es un aminocido de tipo polar debido a su grupo hidroxilo. En la naturaleza, este aminocido se encuentra en forma L-treonina, mientras que la D-treonina se tiene que sintetizar en el laboratorio. Para la sntesis de (4Z)-4-etilideno-2-fenil-1,3-oxazol-5 (4H)-ona (ver esquema 1) se parti de la mezcla racmica de la treonina, es decir, la DL-treonina.

El primer paso es la benzoilacin de la amina. El mtodo clsico consiste en la utilizacin de cloruro de benzoilo en el seno de la piridina, pero la DL-treonina tiene el problema de ser insoluble en ese disolvente orgnico, as que se decidi realizar la benzoilacin en el seno de agua, utilizando un exceso de cloruro de benzoilo, tal y como se muestra en la siguiente imagen:

La reaccin se realiza a 0C y con agitacin enrgica, debido a que el cloruro de benzoilo y el agua son inmiscibles. Posteriormente, se debe eliminar el cido benzoico resultante de la hidrlisis del cloruro. Para minimizar este subproducto, se debe aadir el cloruro de benzoilo muy lentamente. El rendimiento global es del 70%. Cabe destacar la quimioselectividad de la reaccin, ya que se benzoila exclusivamente el grupo amino de la DL-treonina.El siguiente paso es el cierre del anillo de la Azlactona utilizando nuevamente cloruro de benzoilo. En esta ocasin debe utilizarse la benzoilacin clsica en piridina, tal y como se muestra en la Figura 1, ya que el producto intermediario es insoluble en agua.En el segundo paso, al realizar la reaccin en piridina, la formacin de cido benzoico es inferior a si se hubiera realizado en agua, siendo innecesario utilizar un gran exceso de cloruro de benzoilo, a diferencia de la benzoilacin de la amina. Adems, el rendimiento es superior, alcanzando un 87%. Tambin cabe destacar que esta ltima reaccin es estreo selectiva, ya que se obtiene nicamente el ismero Z de (4Z)-4-etilideno-2-fenil-1,3-oxazol-5 (4H)-ona

b. Cul es la importancia sinttica de la azlactona? Ejemplos

Los productos de azlactona encuentran utilidad siendo intermedios sintticos, por ejemplo, en sistemas reticulantes para polmeros.

Tambin, han sido descritas diversas aplicaciones de estos polmeros en la industria fotogrfica, como aglutinantes para emulsiones fotogrficas para sustituir una parte de la gelatina, como emulsiones fotosensibles de haluros de plata, como mordientes escindibles de bases para un tratamiento mejorado de pelculas, como envolturas fuertemente adherentes para fibras pticas

c. Cules seran los resultados si la azlactona se recristalizara en caliente?Los resultados no seran buenos porque hay que tener en cuenta que en caliente las azlactonas reaccionan con los alcoholes.d. Cmo lograra transformar la azlactona en cido libre?

ste producto se reduce a continuacin, y se hidroliza para dar el -aminocido. Por ejemplo, ()-fenilalanina se puede obtener un rendimiento de aproximadamente 65% en el tratamiento de la azlactona a continuacin con fsforo rojo y cido yodhdrico acuoso

La reaccin de Erlenmeyer procede mucho ms fcilmente que la reaccin de Perkin, por ejemplo, la condensacin anterior se completa despus de aproximadamente 1 hora a 100 C. Sin embargo, si el acilglicina no puede formar una azlactona (por ejemplo, benzoil-N-metilglicina) la condensacin se produce mucho menos fcilmente.

2. Tipos de Baos

a. Bao de Mara

Los baos de Mara son muy efectivos cuando se requieren temperaturas por debajo de 80C. Normalmente se llena parcialmente un vaso de precipitados de 250 o 400 mL y se coloca sobre la plancha calefactora. Se asegura un termmetro en contacto con el agua y puede ser necesario cubrir el vaso de precipitados con un papel de aluminio para evitar la evaporacin del agua si el experimento requiere largo tiempo, o se hace a temperatura elevada. Un esquema del bao de Mara se muestra en la siguiente figura:

El agua caliente puede tener alguna ventaja sobre el uso de mantas calefactoras debido a que la temperatura en el bao es ms uniforme, especialmente si se usa un agitador elctrico. Adicionalmente, es ms fcil establecer una temperatura baja con el uso del bao que con los otros mtodos descritos, y adems la temperatura de la mezcla en proceso est muy prxima a la del agua del beaker lo que permite un mejor control de las condiciones de la reaccin.

b. Bao en aceite

Los baos en aceite son en esencia lo mismo que los baos de Mara con la diferencia de que se utiliza algn aceite en lugar del agua. Son apropiados cuando las temperaturas que se quieren alcanzar superan los 100C. Para estos baos es importante usar vasos de precipitados de paredes muy gruesas para contener el aceite.

Debido a que los aceites tienen una alta capacidad calorfica y se calientan lentamente puede resultar conveniente calentar parcialmente el aceite del bao mientras se prepara el experimento. No debe usarse aceite mineral ordinario para los baos en los que la temperatura supera los 200C, por encima de esa temperatura el bao puede auto inflamarse y la combustin del aceite caliente no se apaga fcilmente. Si el aceite comienza a producir humos es porque est muy cerca de la inflamacin espontnea y hay que descontinuar el calentamiento inmediatamente.

Nunca debe caer agua en el aceite caliente, esto producir salpicaduras que producen serias quemaduras. Nunca utilice un aceite en el que es obvia la presencia de agua y tenga presente que la vida del aceite en el bao es limitada, cuando comienza a tornarse oscuro es mejor desecharlo debido a que en estas condiciones el punto de auto-ignicin baja.

Adems del aceite mineral ordinario existen otros aceites que se usan para baos entre ellos los aceites de silicona, el polietilenglicol en diversos grados de polimerizacin, ciertas ceras o parafinas e incluso el aceite comestible. Los polietilenglicoles de alto peso molecular as como las ceras y parafinas son slidos a temperatura ambiente y esto puede ser una ventaja en la manipulacin sin derrames as como en el almacenamiento.

c. Baos de arena

En algunos casos es conveniente el uso de baos de arena, la arena proporciona una buena va para el calentamiento uniforme de la mezcla. Para preparar un bao de arena se debe poner una capa de esta de alrededor de 1 cm de grueso como mnimo en un plato de cristalizacin sobre la plancha calefactora y su funcionamiento y montaje es muy parecido a los baos de aceite y de Mara.

Como la arena se calienta lentamente lo mejor es hacer una especie de calibracin del bao con tiempo suficiente para tener una idea de en qu posicin de debe poner el botn de control de la plancha calefactora para llegar a la temperatura que se quiere en la arena. Hecho esto, se puede colocar el frasco con la mezcla para comenzar el proceso.

No caliente la arena ms de 200C porque se puede romper el plato de cristalizacin. Debido a la mala conductividad calorfica de la arena, la zona del fondo de la capa ms cercana a la plancha de calefaccin est ms caliente que la zona cerca de la superficie exterior y esta situacin puede aprovecharse, de modo que si se quiere calentar la mezcla ms rpidamente hasta la ebullicin el frasco se profundiza en la arena y una vez alcanzada la temperatura se puede subir a zonas ms cerca de la superficie para estabilizar el proceso sin tener que manipular el control de temperatura del aparato.

d. Bloques de aluminio

Otra forma de calentar frascos con la plancha calefactora es usando bloques de aluminio. Estos bloques son planchas gruesas de aluminio en las que se practican agujeros donde se alojan los frascos, son especialmente tiles para calentar los matraces de fondo redondo, y en un mismo bloque puede haber agujeros de diferente dimetro para dar cabida a frascos de distintos volmenes. En todos los casos existe un agujero pequeo para insertar un termmetro y conocer la temperatura del bloque.

Los bloques de aluminio presentan algunas ventajas, entre estas:

El metal se calienta muy rpido.

Se pueden alcanzar temperaturas altas.

Los bloques se pueden enfriar rpidamente si se toman con una pinza y se sumergen en agua.

Son baratos y duraderos.

Se pueden fabricar en cualquier taller de maquinado.

3. Fichas de seguridad

Se adjuntan las fichas de seguridad de los reactivos usados en esta sntesis.

1