Practicas QO III, 1521 (2016-2)

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PRCTICA 1.

SNTESIS DE FURANOS.

OBTENCIN DEL FURFURAL. OBJETIVOS. a) Obtener el furfural por deshidratacin de pentosas en medio cido. b) Identificar el producto obtenido por medio de un derivado y otras pruebas de

identificacin. c) Revisar el inters de la qumica farmacutica en los derivados de furano. REACCIN.

ANTECEDENTES. Las materias primas ricas en pentosanos son recursos naturales renovables provenientes de la agricultura. Entre ellas estn algunos desperdicios fibrosos de las cosechas como las mazorcas de maz (olote), el salvado del trigo; las cascarillas de la avena, del arroz y del algodn; la cscara del cacahuate y el bagazo de la caa de azcar, los cuales constituyen las mejores materias primas para la obtencin de furfural. Los pentosanos abundan tanto como la celulosa en la naturaleza. El pentosano ms abundante es el xilano, uno de los componentes de la madera, el cual es un polisacrido

de la D-xilosa con enlaces -1,4-(similares a los enlaces de la glucosa en la celulosa). El xilano representa del 25% al 30% de los cereales y granos (del 32% al 36% en el salvado); del 15% al 25% de la madera de rbol y del 5% al 15% de la madera de conferas. La presencia del grupo funcional aldehdo en la estructura del furfural facilita su identificacin. Al hacer reaccionar este compuesto con la 2,4-dinitrofenilhidrazina, se forma la 2,4-dinitrofenilhidrazona correspondiente, la cual tiene un punto de fusin caracterstico. As mismo, al hacer reaccionar el furfural con el reactivo de Tollens se forma un espejo de plata reducida.

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MATERIAL.

Agitador de vidrio 1 Pinzas de tres dedos con nuez 2

Anillo metlico 1 Pipeta graduada de 10 mL

Colector de destilacin 1 Probeta graduada de 25 mL 1

Embudo de separacin de 125 mL con tapn

1 Recipiente de peltre 1

Embudo de filtracin rpida 1 Recipiente elctrico para bao Mara

1

Esptula de acero inoxidable 1 Refrigerante de agua con mangueras

1

Frasco vial 2 T de destilacin 1

Matraz de fondo plano de 50 mL 1 Tela de alambre con placa de asbesto

1

Matraz de fondo plano de 125 mL 1 Tubo de ensayo 2

Matraz Erlenmeyer 125 mL 1 Vaso de precipitados de 100 mL

2

Mechero con manguera 1 Vidrio de reloj 1

REACTIVOS CANTIDAD

Salvado 7.5 g

Sulfato de sodio anhidro (QP) 5.0 g

Cloruro de sodio (QP) 3.0 g

Solucin de la 2,4-dinitrofenilhidrazina

2.0 mL

Carbonato de sodio (QP) 3.0 g

cido clorhdrico al 12% 40 mL

Cloruro de metileno (QP) 45 mL

Reactivo de Tollens 2 mL

Acetato de anilinio 2 mL

PROCEDIMIENTO. En un matraz de fondo plano de 125 mL, con una boca (junta esmerilada 14/20), coloque 7.5 g de salvado (NOTA 1) y 40 mL de cido clorhdrico al 12%. Adapte el refrigerante de agua en posicin de destilacin y caliente la mezcla a ebullicin suave, haciendo uso del mechero. Colecte el destilado hasta un volumen de 20-25 mL (NOTA 2) (DESECHO 1). Neutralice el destilado con carbonato de sodio slido, satrelo con cloruro de sodio y asle el furfural a travs de una extraccin lquido-lquido con cloruro de metileno (tres porciones de 15 mL cada una) (DESECHO 2). Seque el extracto con sulfato de sodio anhidro y filtre (o decante) para eliminar el sulfato de sodio. Coloque la solucin seca de cloruro de metileno en el matraz de 125 mL, y destile el cloruro de metileno con un bao Mara, (NOTA 4) hasta que en el matraz quede un residuo aceitoso de color amarillo y olor caracterstico (DESECHO 3). Con este residuo efecte las siguientes pruebas de identificacin: a) En un vial o tubo de ensayo coloque 0.5 mL de una solucin de

2,4-dinitrofenilhidrazina y 1 2 gotas del residuo aceitoso. Observe la formacin de un slido de color anaranjado, seprelo por filtracin al vaco y determine el punto de fusin del producto seco (NOTA 3).

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b) En una tira de papel filtro de 1 cm impregnada con acetato de anilinio, adicione 1 2 gotas del residuo aceitoso; observe el color que toma el papel. Una prueba positiva queda indicada por la aparicin de un color rojo cereza en el papel.

c) En un tubo de ensayo coloque 0.5 mL del reactivo de Tollens y de 2 a 3 gotas del residuo aceitoso. Mezcle homogneamente el contenido del tubo y caliente unos minutos en bao Mara. Observe la formacin de un espejo de plata que se deposita en las paredes del tubo.

Reactivo de Tollens.- Coloque en un tubo de ensayo de una a tres gotas de solucin de

AgNO3 al 10%, adicione una gota de solucin de NaOH al 5%, agite y agregue solucin de NH4OH al 50% hasta disolucin del slido formado teniendo precaucin de no agregar exceso de este ltimo.

NOTAS. 1. Otras materias primas utilizadas en esta prctica son: All brand, Olote finamente

molido, bagazo de caa y xilosa. 2. No lleve la destilacin a sequedad, y el residuo deschelo en un recipiente para

residuos. 3. El punto de fusin de la 2,4-dinitrofenilhidrazona del furfural es de 230 oC. 4. Por Ningn motivo utilice el mechero para hacer la destilacin del diclorometano,

debido a que es un disolvente inflamable. DISPOSICIN DE LOS DESECHOS GENERADOS. DESECHO 1) Colocar el RESIDUO DE LA DESTILACIN (el slido residual del salvado o

de la fuente de fibra utilizada) en el RECIPIENTE INDICADO, que se encuentra en la campana.

DESECHO 2) Colocar el filtrado en el FRASCO DE DESECHOS ACUOSOS DE LA EXTRACCIN DEL FURFURAL, que se encuentra en la campana.

DESECHO 3) El diclorometano (cloruro de metileno) que se recupera a travs de la destilacin se coloca en una botella que tenga una etiqueta que diga DICLOROMETANO RECUPERADO.

ANTECEDENTES 1) Mtodos generales de obtencin de furanos. 2) Fundamento qumico y mecanismo de la reaccin. 3) Derivados del furfural con importancia en alimentos. 4) Tcnicas de preparacin del reactivo de Tollens, de la solucin de la

2,4-dinitrofenilhidrazina y del acetato de anilinio. BIBLIOGRAFA. 1. Adams, R.; VoorHees, V.; Organic Synthesis, Coll. Vol. I, pag. 281. 2. Paquette, L. A.; Fundamentos de Qumica Heterocclica, pgs. 117-118. Ed. Limusa,

Mxico, 1987. 3. Acheson, R. M.; Qumica Heterocclica, pgs. 157-159. Ed. Publicaciones Cultural,

Mxico, 1981.

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PRCTICA 2.

SNTESIS DE PIRROLES.

OBTENCIN DEL 1-FENIL-2,5-DIMETILPIRROL. OBJETIVOS. a) Ilustrar la reaccin de Paal-Knorr. b) Obtener el 1-fenil-2,5-dimetilpirrol a travs de una reaccin de condensacin entre un

compuesto 1,4-dicarbonlico y la anilina. c) Revisar el inters farmacolgico de los derivados de pirrol. REACCIN.

ANTECEDENTES. Las 1,4-dicetonas se ciclizan con facilidad para formar anillos heterocclicos de 5 miembros con 1 heterotomo, por medio de la reaccin de Paal-Knorr. As la acetonilacetona (2,5-hexanodiona) en presencia de anilina (o derivados de la misma) forma el 1-fenil-2,5-dimetilpirrol correspondiente.

MATERIAL

Agitador de vidrio 1 Parrilla con agitacin magntica 1

Barra de agitacin magntica 1 Pinzas de 3 dedos con nuez 1

Embudo Bchner con alargadera 1 Pipeta de 10 mL 1

Embudo de filtracin rpida 1 Probeta 25 mL 1

Esptula de acero inoxidable 1 Recipiente de peltre 1

Matraz bola de fondo plano de 25 mL 1 Refrigerante de agua con mangueras

1

Matraz Erlenmeyer de 50 mL 1 Vaso de precipitados de 100 mL 2

Matraz Kitazato de 125 mL con manguera

1 Vidrio de reloj

REACTIVOS CANTIDAD

Acetonilacetona (2,5-hexanodiona) (QP) 1.0 mL.

Anilina recin destilada (QP) 0.78 mL

cido clorhdrico (38%) (RA) 0.075 mL

cido clorhdrico (0.5 M) (se disuelven 2 mL de HCl concentrado en 50 mL

de agua)

5 mL

Etanol (disolvente) (QP) 7.5 mL

Etanol (disolvente para recristalizar) (QP) 20 mL

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PROCEDIMIENTO. En un matraz bola de 25 mL con fondo plano, coloque 0.78 mL (0.8 g, 8.59 mmol) de anilina, 1.0 mL (0.97 g, 8.52 mmol) de 2,5-hexanodiona, una gota de HCl concentrado, 7.5 mL de etanol y un agitador magntico. Se adapta un refrigerante de agua en posicin de reflujo y se calienta la mezcla de reaccin durante 25 min. Al finalizar el tiempo de calentamiento, la mezcla de reaccin se vierte en un matraz Erlenmeyer que contenga 25 mL de agua y 1.5 mL de HCl concentrado. El producto se asla por filtracin a vaco y se lava con agua (aproximadamente 25 mL). El producto se purifica por par de disolventes etanol-agua. El producto se seca, se pesa para determinar el rendimiento. El punto de fusin reportado es de 50-51C.

ANTECEDENTES. 1) Importancia de la sntesis de Paal-Knorr. 2) Mecanismo de reaccin ms probable en la reaccin de ciclacin. 3) Mtodos de obtencin de la acetonilacetona. 4) Propiedades y toxicidad de los reactivos y del producto obtenido. 5) Importancia en qumica farmacutica de los derivados del pirrol. BIBLIOGRAFA. 1. Al-Awar, R.; Wahl, G; J. Chem. Educ., 1990, 67, 265-266. 2. Shaw, D.; Wood, W.; J. Chem. Educ., 1992, 69, A313. 3. Acheson, R. M.; Qumica Heterocclica, pgs. 120-121,

Ed. Publicaciones Cultural, Mxico, 1981. 4. Paquette, L. A.; Fundamentos de Qumica Heterocclica, pgs. 119-120, Ed. Limusa,

Mxico, 1987.

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PRCTICA 3.

IDENTIFICACIN DE PROTEINAS, LPIDOS Y CARBOHIDRATOS

EN PRODUCTOS LACTEOS

OBJETIVOS. a) Comprobar de forma sencilla la existencia de protenas, grasas y azcares en un alimento

bsico como la leche.

b) Observar el comportamiento de las protenas lcteas ante determinados cambios fsicos y qumicos.

MATERIAL

Embudo de Filtracin rpida 1 Pipeta de 1 mL 1

Esptula de acero inoxidable 1 Pipeta Pasteur o Beral 1

Gradilla para tubos de ensayo 1 Pinzas para sujetar tubos de ensayo 1

Mechero Bunsen 1 Tubos de ensayo 12

Pipeta de 10 mL 1 Vaso de precipitados de 100 mL 1

REACTIVOS CANTIDAD

Solucin saturada de NaCl 2 mL

Solucin de NaOH al 20 % 5 mL

cido clorhdrico (concentrado) 2 mL

Leche La cantidad que sea necesaria

Solucin de CuSO4 al 1 % 1 mL

Sudn III 0.5 mL

Solucin de HCl al 19 % 1 mL

cido ntrico concentrado 0.5 mL

Agua destilada 10 mL

Reactivo de Fehling o Benedict 1 mL

PROTENAS ANTECEDENTES. La coagulacin de las protenas se produce por su desnaturalizacin, provocada por diversos factores tanto qumicos como fsicos; el aumento de temperatura, variaciones de presin y de pH o cambios en la concentracin salina. La desnaturalizacin se relaciona con la alteracin de la conformacin nativa de las protenas por alguno de los factores sealados, provocando la ruptura de los enlaces de la estructura cuaternaria, terciaria y secundaria.

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PROCEDIMIENTO. Preparar una serie de cuatro tubos de ensayo y numerarlos:

1) Al tubo No. 1 aadir 2 mL de leche y 2 mL de HCl concentrado. 2) Al tubo No. 2 adicionar igual cantidad de leche y 2 mL de una solucin saturada de

NaCl. 3) Al tubo No. 3 agregar 2 mL de leche y 2 mL de NaOH al 20%. 4) Al tubo No.4 aadir 2 mL de leche y despus calentar levemente.

Anotar los resultados obtenidos y comparar los diferentes tubos.

Tubo Contenido Observaciones

1 Leche/HCl

2 Leche/NaCl

3 Leche/NaOH

4 Leche/

REACCIONES.

PRUEBA XANTOPROTEICA Y DE BIRUET

ANTECEDENTES. Xantoproteica: Esta prueba caracteriza a los aminocidos aromticos. Estos aminocidos son esenciales y precursores de otros compuestos biolgicos. Ellos son la fenilalanina, tirosina y triptfano. Sus cadenas laterales poseen un anillo aromtico. La tirosina es como la fenilalanina pero con un grupo hidroxilo en su anillo aromtico, lo que la hace menos reactiva. Esta reaccin se debe a la presencia de un grupo fenilo en la molcula proteica. En esta prueba se produce la nitracin del anillo bencnico presente en los aminocidos aromticos de las protenas mediante la reaccin con el cido ntrico concentrado, obtenindose compuestos que son los responsables de darle esa coloracin amarilla a la mezcla resultante de las protenas junto con el cido ntrico. Biruet: Es una reaccin tpica de los enlaces peptdicos en la cual los tomos de cobre del reactivo se une a varios grupo amino y se produce una coloracin rosa violeta, pero no es sensible para dipptidos o aminocidos libres. PROCEDIMIENTO.

1. Prueba Xantoproteica.

Recoger con una esptula el precipitado de la leche coagulada (casena), ponerlo en un trozo de papel filtro y secarlo.

Poner en un tubo de ensayo una pequea porcin del precipitado seco, aadir unas gotas de cido ntrico concentrado y calentar ligeramente; observar el resultado.

2. Prueba de Biuret.

Colocar en un tubo una disolucin de la protena, aadir un volumen igual de NaOH al 20%, agitar y agregar de 4 a 5 gotas de CuSO4 al 1%, agitar nuevamente e interpretar los resultados.

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Prueba Observaciones

Xantoproteica

Biuret

REACCIONES.

LPIDOS

ANTECEDENTES. Las grasas se colorean de rojo-anaranjado con el colorante Sudn III. Esto se debe a que el Sudn III es un colorante lipfilo (soluble en grasas). Por esa afinidad a los cidos grasos hace que la mezcla de estos con el colorante se ponga de color rojo, mezclndose totalmente y convirtindose en un colorante especfico utilizado para revelar la presencia de grasas. PROCEDIMIENTO. Colocar 2mL de leche en un tubo de ensayo, aadir 10 mL de agua y unas gotas de Sudn III, agitar fuertemente y observar, enseguida aadir 1 mL de HCl al 50% y calentar; pueden aparecer dos o tres fases:

1) Fase Superior: formada por las grasas. 2) Fase intermedia: formada por agua y ciertos compuestos solubles, como la lactosa

y algunas protenas disueltas (lactoalbmina y lactoglobulina). 3) Fase Inferior: con las protenas coaguladas y precipitadas.

CARBOHIDRATOS

ANTECEDENTES. Los monosacridos y la mayora de los disacridos posee poder reductor, debido al grupo carbonilo que tienen en su molcula. El poder reductor consiste en la capacidad de un tomo o de un ion de ceder uno o ms electrones a otro tomo o ion, que quedar reducido. Este carcter puede ponerse de manifiesto por medio del reactivo de Fehling, a una reaccin redox llevada a cabo entre ellos y el sulfato de cobre (II). Las soluciones de esta sal tienen color azul.

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Tras la reaccin con el azcar reductor se forma xido de cobre I de color rojo. De este modo, el cambio de color indica que se ha producido la citada reaccin y que, por tanto, el azcar presente es reductor. El hecho de que tengan poder reductor se debe al grupo OH del carbono carbonlico est libre, por lo que reacciona con el sulfato de cobre del Fehling (azul soluble) reducindolo a xido de cobre I (rojo anaranjado, menos soluble). PROCEDIMIENTO. Reconocimiento de azcares en la leche. Con ayuda de una pipeta Pasteur o pipeta beral recoger la fase soluble de la prueba anterior, filtrar y poner 1 mL de este filtrado en un tubo de ensayo. A este tubo agregar 1 mL del reactivo de Fehling (o de Benedict) y calentar durante unos minutos. La prueba se considera positiva si aparece un precipitado de xido de cobre (I) de color rojo, lo cual indica la presencia de un azcar reductor. REACCIN.

BIBLIOGRAFA 1. Pavia, D. F.; Lampman, G. M.; Kriz, G. S. Jr.; Introduction to Organic Laboratory

Techniques: A comtemporary approach. 1998 Harcourt College Pubs. Philadelphia. 2. Gilbert, J. C.; Martin, S. F.; Experimental Organic Chemistry: A Miniscale and

microscale approach, 2011, 5. Ed. Cengague Learning, Boston M. A. 3. Boyer, R. F.; Modern Experimental Biochemistry. Prentice Hall, 2011. New York. 4. Vogel, A. I.; Textbook of Practical Organic Chemistry, 4th. Ed. Longmans. Londres

1978, 1078. 5. Manual de preparacin de reactivos. Facultad de Ciencias Exactas Fsicas y

Naturales. Universidad de Santander, Bucaramanga. 2006.

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PRCTICA 4.

SNTESIS DE INDOLES.

OBTENCIN DEL 1,2,3,4-TETRAHIDROCARBAZOL. OBJETIVOS. a) Ilustrar la sntesis de indoles de Fischer. b) Preparar el 1,2,3,4-tetrahidrocarbazol, a partir de la fenilhidrazona de la ciclohexanona

en presencia de un catalizador cido. b) Revisar la importancia farmacolgica de los derivados del indol. REACCIN.

ANTECEDENTES. La preparacin de indoles por calentamiento de la fenilhidrazona de un aldehdo (o de una cetona o de un cetocido) en presencia de un catalizador cido, se conoce como la sntesis de indoles de Fischer. Esta reaccin generalmente incluye una condensacin intramolecular, seguida de la eliminacin de amoniaco. La facilidad de la reaccin vara considerablemente. En particular cuando se hace reaccionar a la fenilhidrazona de la ciclohexanona (la cual se forma in situ a partir de la fenilhidrazina y de la ciclohexanona) en presencia del cido actico y bajo calentamiento a reflujo, se forma con facilidad el 1,2,3,4-tetrahidrocarbazol.

MATERIAL

Agitador de vidrio 1 Pinzas de 3 dedos con nuez 2

Barra de agitacin magntica 1 Pipeta de 5 mL 1

Embudo Bchner con alargadera 1 Probeta 25 mL 1

Embudo de filtracin rpida 1 Recipiente de peltre 1

Esptula de acero inoxidable 1 Recipiente elctrico para bao Mara

1

Matraz bola de fondo plano de 25 mL 1 Refrigerante para agua con mangueras

1

Matraz Erlenmeyer de 125 mL Vaso de precipitados de 100 mL 1



1 Vidrio de reloj

Parrilla con agitacin magntica 1

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REACTIVOS CANTIDAD

Fenilhidrazina (QP) 0.48 mL

Ciclohexanona (QP) 0.53 mL

Metanol (QP) 20 mL

cido actico glacial (RA) 3.5 mL

PROCEDIMIENTO. En un matraz de fondo redondo de 25 mL con fondo plano, coloque 0.26 mL (0.25 g, 2.54 mmol) de ciclohexanona, 1.8 mL de cido actico glacial y 0.24 mL (0.27 g, 2.45 mmol) de fenilhidrazina (NOTA 1), introduzca el agitador magntico, adapte el refrigerante de agua en posicin de reflujo y caliente la mezcla con una ebullicin suave por un tiempo de 20 min. Vierta la mezcla de reaccin en un vaso de precipitado de 50 mL y deje enfriar la mezcla de reaccin a temperatura ambiente. Adicione agua fra (5 mL), en este momento precipita el producto, el cual se asla por filtracin al vaco. Lave el precipitado con tres porciones de agua destilada fra de 5 mL cada una y djelo secar (DESECHO 1). El producto crudo se purifica por recristalizacin de metanol. El producto puro se asla por medio de una filtracin al vaco, (DESECHO 2). Determine Ud. el punto de fusin del producto (reportado: 118C), as como el rendimiento de la reaccin. NOTAS. 1) La fenilhidrazina es txica y puede causar severas quemaduras en la piel, POR LO

QUE DEBE SER MANEJADA CON PRECAUCIN, EN LA CAMPANA Y CON GUANTES DE HULE.

DISPOSICIN DE LOS DESECHOS GENERADOS. DESECHO 1) Colocar el filtrado en los FRASCOS de DESECHOS CIDOS, que se

encuentran en la campana. DESECHO 2) Colocar el filtrado en los FRASCOS de DESECHOS DE DISOLVENTES

ORGNICOS, que se encuentran en la campana ANTECEDENTES. 1) Mtodos generales de preparacin de indoles. 2) Fundamento qumico y mecanismo de la reaccin. 3) Propiedades y toxicidad de los reactivos y del producto obtenido. 4) Importancia inters en qumica farmacutica de los derivados del indol. BIBLIOGRAFA. 1. Vogel, A. I.; Textbook of Practical Organic Chemistry. 5TH. Ed., pags. 1161-1162, Ed.

Longman, London 1989. 2. Paquette, L. A.; Fundamentos de Qumica Heterocclica, pgs. 169-171. Ed. Limusa,

Mxico, 1987, 3. Acheson, R. M.; Qumica Heterocclica, pgs. 216-218, Ed. Publicaciones Cultural,

Mxico, 1981.

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PRCTICA 5.

SNTESIS DE 3-FENIL-5-ISOXAZOLONA.

(3-FENILISOXAZOL-5(4H)-ONA).

OBJETIVOS.

a) Efectuar la reaccin de compuestos 1,3-dicarbonlicos con derivados de amoniaco para obtener un anillo de 5 miembros con dos heterotomos.

b) Preparar 3-fenilisoxazol-5-ona de acuerdo a las condiciones de reaccin establecidas en la tcnica.

c) Revisar el inters farmacolgico de los derivados de isoxazoles.

REACCIN:

MATERIAL






1


1



1 Vidrio de reloj 1

Parrilla con agitacin magntica 1

REACTIVOS CANTIDAD

Clorhidrato de hidroxilamina (QP) 0.23 g

Acetato de sodio (QP) 0.33 g

Benzoilacetato de etilo (QP) 0.56 mL (0.63 g)

Etanol 20 mL

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ANTECEDENTES. Los azoles son un grupo de heterociclos que se derivan del furano, pirrol y tiofeno por sustitucin de uno de los grupos CH- por nitrgeno. Si este remplazo se hace en la posicin 3 se forma el oxazol, imidazol y tiazol, respectivamente, mientras que la insercin del nitrgeno en 2, conduce al isoxazol, pirazol e isotiazol. Los mtodos de formacin de los isoxazoles y pirazoles se basan en la adicin de compuestos que contienen la unin O-N o N-N preformada, a una molcula aceptora con la funcionalidad adecuada.

PROCEDIMIENTOS. CONVENCIONAL En un matraz de bola 25 mL colocar una solucin de 0.56 mL (0.63 g, 3.27 mmol) de benzoilacetato de etilo en 1.3 mL de etanol, a esta solucin adicionar otra, previamente preparada de 0.23 g (3.3 mmol) de clorhidrato de hidroxilamina y 0.33 g (4 mmol) de acetato de sodio en 0.83 mL de agua. Calentar la mezcla de reaccin a reflujo por 40 minutos, al trmino de este tiempo dejar enfriar y filtrar al vaco los cristales formados. Recristalizar el producto con etanol. Determinar el punto de fusin (reportado: 152-153C) y rendimiento.

QUMICA VERDE Sesin 1. En un frasco de aproximadamente 25 mL colocar una solucin de 0.56 mL (0.63 g, 3.27 mmol) de benzoilacetato de etilo en 1.3 mL de etanol, a esta solucin adicionar otra, previamente preparada de 0.23 g (3.3 mmol) de clorhidrato de hidroxilamina y 0.33 g (4 mmol) de acetato de sodio en 0.83 mL de agua. Agitar la mezcla de reaccin y dejar reposar a temperatura ambiente hasta la siguiente semana. Sesin 2. Filtrar al vaco los cristales formados y recristalizar el producto con etanol. Determinar el punto de fusin (reportado: 152-153 C) y el rendimiento.

ANTECEDENTES: 1) Mtodos generales de preparacin de isoxazoles. 2) Fundamento qumico y de obtencin de isoxazoles a travs de compuestos 1,3-

dicarbonlicos. 3) Propiedades de reactivos y producto. 4) Inters en farmacologa de los azoles-1,2.

CUESTIONARIO 1) Para qu se adiciona el acetato de sodio en esta prctica?. 2) Qu tipo de tautomera presenta la molcula de la 3-fenilisoxazol-5-ona?. 3) Si se hiciera reaccionar acetilacetona con el clorhidrato de la hidroxilamina, qu

compuesto se obtendra? 4) Qu intermediario se forma al hacer reaccionar a la hidroxilamina con el grupo

carbonilo de la cetona del -cetoster?. 5) Con que objeto se utilizan el etanol y el agua en cada una de las soluciones y porqu

razn son utilizados stos y no otros disolventes?.

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BIBLIOGRAFA:

1. Acheson, R.M; An introduction to the Chemistry of heterocyclic Compounds. 3rd. Ed. John Wiley & Sons, Inglaterra, 1976.

2. Fiton, A.O. y Smalley, R.K.; Practical Heterocyclic Chemistry. Academic Press, Inglaterra, 1968.

3. More, J.A.; Experimental Methods in Organic Chemistry. W.B. Saunders. Philadelphia, E.U, 1976.

4. Departamento de Qumica Orgnica. Manual de prcticas. Laboratorio de Qumica Orgnica IV (1645) QFB y QA. Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Facultad de Qumica 2007.

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PRCTICA 6.

SNTESIS DE AZOLES-1,3.

OBTENCIN DE 2,4,5-TRIFENILIMIDAZOL. OBJETIVOS a) Preparar 2,4,5-trifenilimidazol mediante la reaccin de un compuesto

1,2-dicarbonlico, un aldehdo y amoniaco.

b) Revisar la importancia en qumica farmacutica de los imidazoles. REACCIN

ANTECEDENTES El anillo imidazlico es particularmente importante ya que se encuentra en el aminocido esencial histidina y en su producto de descarboxilacin, la histamina (Gilchrist 1995). Esta ltima posee propiedades farmacolgicas potentes que incluyen la estimulacin de glndulas y tejido liso, as como la dilatacin de capilares; la histamina est relacionada con muchos estados patolgicos, incluyendo a las alergias. El imidazol 1,3-disustitudo se

forman por reacciones de -aminocidos con azcares (Davidek et al., 1990). Formando compuestos que poseen aroma y/o sabor. No existe ningn mtodo general para la sntesis de imidazoles, pero se utilizan diversas reacciones de ciclacin para producir imidazoles sustituidos o fusionados (Gilchrist 1995). Una de las reacciones ms comunes de sntesis de imidazoles sustituidos es la reaccin de Radziszewski descubierta simultneamente por Japp, la cual consiste en hacer reaccionar compuestos 1,2-dicarbonlicos con aldehdos y amoniaco (basada en la sntesis de Debus entre glioxal y amoniaco), para formar el anillo imidazlico con los sustituyentes correspondientes. En el caso especfico de los anillos 2,4,5-trisustituidos como el 2,4,5-trifenilimidazol, la reaccin se lleva a cabo entre -dicetonas y algn aldehdo de mayor peso molecular y amoniaco.

REACTIVOS CANTIDAD

Bencilo (QP) 0.21 g

Benzaldehdo (QP) 0.12 mL

Acetato de amonio (QP) 0.770 g

cido actico 1.5 mL

Etanol 10 mL

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MATERIAL


Barra de agitacin magntica 1 Portatermmetro 1




1


1

Matraz Erlenmeyer de 125 mL 1 Termmetro de -10 a 400oC 1



1 Vaso de precipitados de 250 mL 1

Parrilla con agitacin magntica 1 Vidrio de reloj 1

Pipeta graduada de 2 mL 1

PROCEDIMIENTO En un matraz de bola de fondo plano de 25 mL, se colocan 0.21 g (1 mmol) de bencilo, 0.12 mL (0.125 g, 1mmol) de benzaldehdo, 0.770 g (10 mmol) de acetato de amonio y 1.5 mL de cido actico, mezclar hasta la disolucin total de los slidos, una vez disueltos estos, calentar la mezcla a reflujo durante 30 min. Terminado el tiempo de calentamiento enfriar, filtrar el slido al vaco y enseguida lavarlo con 10 mL de agua. Purificar el producto por recristalizacin de etanol/agua aislndolo posteriormente por filtracin al vaco. Una vez seco, determinar el punto de fusin (reportado: 274-278 C) y el rendimiento.

ANTECEDENTES: 1) Mtodos generales de preparacin de imidazoles. 2) Fundamento qumico y de obtencin de imidazoles a partir de compuestos 1,2-

dicarbonlicos. 3) Propiedades de reactivos y producto. 4) Inters en qumica farmacutica de los azoles-1,3.

BIBLIOGRAFA 1. Acheson, R.M. An Introduction to the Chemistry of Heterocyclic Compounds; John

Willey & Sons, 3rd. ed.; Londres, 1976. 2. Fitton, A.O. y Smalley, R.K. Practical Heterocyclic Chemistry; Academic Press;

Londres, 1968. 3. Gilchrist, T.L. Qumica Heterocclica; Addison-Wesley Iberoamericana, 2nd. ed.; USA,

pp. 302-305, 1995. 4. Chawla, A.; Sharma, A.; and Sharma, A.k.; Der Pharma Chemica, 2012, 4(1), 116-140

((http://derpharmachemica.com/archive.html). 5. Yaylayan, V.A.; and Haenden, L., Food Chemistry, 2003,81, 403409 6. Davidek, T.; VelGek, J.; Davldek,J.F.; and Pech, P.; J. Agric. Food

Chem.,1991,39,1374-1377.

17

PRCTICA 7.

REACCINES DE AZOLES-1,3.

OBTENCIN DE LA FURONA A PARTIR DEL FURFURAL, UTILIZANDO EL

CLORHIDRATO DE LA TIAMINA (VITAMINA B1) COMO CATALIZADOR. OBJETIVOS.

a) Que el alumno lleve a cabo la condensacin benzonica, utilizando como catalizador a la tiamina (vitamina B1).

b) Ilustrar una reaccin caracterstica de los azoles-1,3. c) Ilustrar como acta una coenzima. REACCIN.

ANTECEDENTES. Esta reaccin de condensacin del furfural es muy importante, ya que gracias a la sal de tiazolio ocurre una inversin en la polaridad del grupo carbonilo (umpolung). Una vez que se adiciona el anin de la sal de tiazolio al grupo carbonilo, ocurre un equilibrio cido-base a travs del cual se genera un carbanin (sobre el tomo de carbono del que era el grupo carbonilo), y este es el que acta ahora sobre el grupo carbonilo de la otra molcula de furfural para formar el enlace carbono-carbono y que se forme as la furona. En la literatura est descrito que en medios bsicos la tiamina se descompone, ya que el anin hidroxilo ms que actuar como base y abstraer el protn, puede actuar como

nuclefilo y se adiciona al grupo iminio presente en la tiamina2. Se ha descrito que se

puede utilizar una amina terciaria en esta reaccin de condensacin3, pero la reaccin necesita etanol absoluto como disolvente y una atmsfera inerte (nitrgeno o argn). Por esta razn, en esta prctica es importante tratar de evitar esta reaccin lateral, para lo cual es necesario cuidar el orden de adicin de los reactivos (sobre todo del hidrxido de sodio) y la temperatura de la reaccin.

MATERIAL

Agitador de vidrio 1 Parrilla con agitacin magntica 1

Barra de agitacin magntica 1 Pinzas de 3 dedos con nuez 1

Embudo Bchner con alargadera 1 Pipeta de 1 mL 1

Embudo de filtracin rpida 1 Probeta 25 mL 1


Frasco mbar de 50 mL 1 Vaso de precipitados de 100 mL 2

Jeringa 1 Vaso de precipitados de 400 mL 1


1 Vidrio de reloj 1

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REACTIVOS CANTIDAD

Clorhidrato de la tiamina (vitamina B1) (QP) 0.3 g

Furfural (QP) 0.382 mL

Etanol (QP) 3 mL

Hidrxido de sodio (QP) 0.023 g

PROCEDIMIENTO. En un frasco mbar con tapa, coloque 0.3 g (0.192 mmol) del clorhidrato de la tiamina (Vitamina B1) en 1.0 mL de agua destilada, y una vez que este disuelta, adicione a la

solucin 3 mL de etanol. La disolucin se enfra utilizando un bao de hielo, coloque dentro del frasco el agitador magntico. Es importante que la disolucin este fra para que la reaccin proceda y no se descomponga el catalizador. Una vez que la disolucin este fra, se adiciona LENTAMENTE y bajo agitacin magntica (a travs de una pipeta de 1 mL a la cual se le adapta una jeringa de plstico de 2 mL), 0.9 mL de una solucin de hidrxido de sodio al 8%, por un PERIODO DE 7 A 10 MINUTOS. La solucin adquiere un color amarillo. A la solucin anterior, manteniendo la agitacin vigorosa, se le adicionan 0.75 mL (0.3988 g, 3.75 mmol) de furfural. Una vez que se termina la adicin, se contina la agitacin por 15 minutos a temperatura ambiente. (PRECAUCIN: Para realizar esta prctica con xito, es muy importante seguir todos los pasos anteriores, sobretodo el enfriamiento y la adicin de los reactivos). Se tapa el frasco y se deja reposar a temperatura ambiente por 1 semana. El producto slido impuro se asla por medio de una filtracin al vaco, utilizando un embudo Bunsen y un matraz Kitazato (DESECHO 1). El producto crudo se coloca en un vaso de precipitados de 50 mL y se purifica por medio de una recristalizacin de etanol al 95%, tratando la solucin caliente con carbn activado. El producto puro se asla por medio de una filtracin al vaco (DESECHO 2). Los cristales se dejan secar, se calcula el rendimiento y se reporta el punto de fusin del producto (reportado: 135 C). DISPOSICIN DE LOS DESECHOS GENERADOS. DESECHO 1) Colocar el filtrado acuoso en los FRASCOS DE DESECHOS BSICOS,

que se encuentran en las campanas. DESECHO 3) Colocar el filtrado en los FRASCOS DE DESECHOS DE DISOLVENTES

ORGNICOS, que se encuentran en las campanas. CUESTIONARIO.

1) Proponga un mecanismo de reaccin detallado que explique la condensacin benzonica, utilizando tiamina e hidrxido de sodio.

2) Cul es el objeto de utilizar hidrxido de sodio en la reaccin? 3) Escriba la estructura del producto que se formara si el hidrxido de sodio no se

adiciona lentamente a la solucin de la tiamina, y proponga un mecanismo para explicar la formacin de este producto.

BIBLIOGRAFA. 1. Pavia, D. L.; Lampman, G M.; Kriz, G S.; Engel, R. G; Introduction to Organic

Laboratory Techniques, 3rd. Ed., pags. 292-307, Ed. Saunders College Publishing, 1988.

2. Maier, G D.; Metzler, D. E.; J. Am. Chem. Soc., 1957, 79, 4386-4391. 3. Yano, Y.; Tamura, Y.; Tagaki, W.; Bull. Chem. Soc. Japan, 1980, 53, 740.

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PRCTICA 8. (Parte 1)

OBTENCIN DE 1,4-DIHIDROPIRIDINAS.

SNTESIS DE LA 3,5-DIETOXICARBONIL-2,6-DIMETIL-1,4-DIHIDROPIRIDINA

A TRAVES DE LA SNTESIS DE HANTZSCH. OBJETIVOS. a) Ilustrar la sntesis de Hantzsch, obteniendo una piridina sustituida. b) Obtener un intermediario, una 1,4-dihidropiridina, la cual se va a utilizar como sustrato

en una reaccin de oxidacin para obtener la piridina correspondiente. c) Revisar el inters farmacolgico de este tipo de compuestos. REACCIN.

ANTECEDENTES. La sntesis de Hantzsch es una procedimiento verstil para obtener piridinas. La reaccin

consiste en tratar un compuesto 1,3-dicarbonlico (-cetoster) con un aldehdo y amoniaco para obtener una 1,4-dihidropiridina, la cual al tratarse con un agente oxidante apropiado, forma la piridina correspondiente. Los oxidantes usados para la aromatizacin de la 1,4-dihidropiridina son: O2, NaNO2/AcOH, NaNO2/HCl, HNO3, Fe(NO3)3, KMnO4, DDQ (Diclorodicianoquinona), entre otros Por medio de la sntesis de Hantzsch se pueden obtener como intermediario una 1,4-dihidropiridinas sustituidas. Se ha demostrado que en esta sntesis, desarrollada por Arthur Hantzsch, se forma una 1,4-dihidropiridina por la adicin-1,4 (Michael) entre una enamina y una enona.

MATERIAL

Agitador de vidrio 1 Pipeta de 1 mL 2




Esptula de acero inoxidable 1 Refrigerante para agua con mangueras

1

Jeringa 1 T para vaco 1

Matraz bola de fondo plano de 25 mL 1 Tapn esmerilado 1

Matraz Erlenmeyer de 125 mL 1 Trampa para gases nitrosos 1



Parrilla con agitacin magntica 1 Vaso de precipitados de 250 mL 2

Pinzas de 3 dedos con nuez 2 Vidrio de reloj 1

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REACTIVOS CANTIDAD

Formaldehdo (37%) (QP) 0.7 mL

Acetoacetato de etilo (QP) 2.5 mL

Hidrxido de amonio concentrado (RA) 3.1 mL

Etanol (QP) 0.95 mL

PROCEDIMIENTOS. CONVENCIONAL En un matraz de fondo redondo de 100 mL, con una boca (junta esmerilada 14/20), se le adapta un refrigerante de agua en posicin de reflujo y se adicionan los siguientes reactivos a travs del refrigerante (en el orden indicado): 0.7 mL (0.26 g, 9.34 mmol) de formaldehdo acuoso (formalina) al 37%, 2.5 mL (2.55 g, 19.61 mmol) de acetoacetato de etilo y 3.1 mL (0.6235 g, 17.78 mmol) de hidrxido de amonio concentrado (28%). Las paredes del condensador se lavan con 0.95 mL de etanol. La mezcla de reaccin se agita bajo una agitacin magntica vigorosa y se calienta a reflujo por 30 minutos. Al finalizar el tiempo de calentamiento, la mezcla de reaccin se coloca dentro de un vaso de precipitados de 50 mL y se deja enfriar utilizando un bao de hielo (NOTA 1). La suspensin resultante se filtra, y el slido se lava cuidadosamente con 3 porciones (de 1 mL cada una) de etanol bien fro (DESECHO 1). El producto crudo se purifica por recristalizacin con la mnima cantidad de etanol caliente. El producto puro se asla por medio de una filtracin al vaco (DESECHO 2). El producto puro tiene un punto de fusin de (183-184 C). QUMICA VERDE En un frasco mbar con tapa, se adicionan los siguientes reactivos: 0.7 mL (0.26 g, 9.34 mmol) de formaldehdo acuoso (formalina) al 37%, 2.5 mL (2.5525 g, 19.61 mmol) de acetoacetato de etilo y 3.1 mL (0.6235 g, 17.78 mmol) de hidrxido de amonio concentrado (28%). Las paredes del frasco se lavan con 0.95 mL de etanol. Una vez que ya est preparada la mezcla de reaccin, el frasco se tapa y se deja reposar durante una semana a temperatura ambiente. La mezcla de reaccin se coloca dentro de un vaso de precipitados de 50 mL y se deja enfriar utilizando un bao de hielo (NOTA 1). La suspensin resultante se filtra, y el slido se lava cuidadosamente con 3 porciones (de 1 mL cada una) de etanol fro (DESECHO 1). El producto crudo se purifica por recristalizacin con la mnima cantidad de etanol caliente. El producto puro se asla por medio de una filtracin al vaco (DESECHO 2). Se calcula el rendimiento y se reporta el punto de fusin del producto (reportado: 183-184 C). NOTAS. 1) En este punto el producto debe precipitar completamente, si es necesario induzca la

precipitacin. 2) Se obtiene una segunda cosecha de producto menos puro, si se agrega agua a las

aguas madres, se asla el producto crudo por filtracin al vaco y el producto crudo se purifica por medio de una recristalizacin de la manera ya indicada.

DISPOSICIN DE LOS DESECHOS GENERADOS. DESECHO 1) Colocar el filtrado acuoso en los FRASCOS DE DESECHOS BSICOS,

que se encuentran en las campanas.

21

DESECHO 2) Colocar el filtrado en los FRASCOS DE DESECHOS DE DISOLVENTES ORGNICOS, que se encuentran en las campanas.

BIBLIOGRAFA. 1. Norcross, B. E.; Clement, G; Weinstein, M.; J. Chem. Educ., 1969, 46, 694-695.

22

PRCTICA 8. (Parte 2)

OBTENCIN DE PIRIDINAS.

SNTESIS DE LA 3,5-DIETOXICARBONIL-2,6-DIMETILPIRIDINA A TRAVES DE LA

OXIDACIN DE LA 3,5-DIETOXICARBONIL-2,6-DIMETIL1,4-DIHIDROPIRIDINA OBJETIVOS. a) Obtener una piridina por medio de la oxidacin de una 1,4-dihidropiridina. b) Aislar una piridina en funcin de sus propiedades cido-base. c) Revisar la importancia farmacutica de este tipo de compuestos. REACCIN.

ANTECEDENTES.

La 3,5-dietoxicarbonil-2,6-dimetil-1,4-dihidropiridina se oxida con nitrito de sodio, cido ntrico y cido actico (o bien otros agentes oxidantes como el oxono o el percarbonato de sodio), para formar la 3,5-dietoxicarbonil-2,6-dimetilpiridina.

MATERIAL

Matraz bola de 25 mL con fondo plano 1 Probeta de 25 mL 1

Refrigerante de agua con mangueras Agitador magntico

Embudo de filtracin rpida 1 Barra de agitacin magntica 1

Parrilla de calentamiento/agitacin magntica

1 Pinza de 3 dedos con nuez 1

Esptula de acero inoxidable 1 Embudo Bchner con alargadera 1

Vaso de precipitados de 100 mL 1 Agitador de vidrio 1

Matraz Kitazato de 125 mL con manguera 1 Termmetro de -10 a 400 oC 1

REACTIVOS CANTIDAD

cido ntrico conc. (RA) 0.5 mL

cido ntrico al 20 30 % (RA) 10 mL

Peroxido de hidrgeno 50 mL

Carbonato de sodio (QP) 1 g

Etanol 10 mL

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PROCEDIMIENTO. En un matraz de fondo redondo de 50 mL, con dos bocas (juntas esmeriladas 14/20), adicione 0.5 g (1.95 mmol) de la 3,5-dietoxicarbonil-2,6-dimetil-1,4-dihidropiridina (la cual se obtuvo de acuerdo con la tcnica anterior). Adapte un refrigerante de agua en posicin de reflujo, coloque a ste una trampa que permita burbujear los gases generados en perxido de hidrogeno o solucin diluida de permanganato de potasio. Una vez montado el equipo adicione por la boca del matraz 0.5 mL de cido ntrico concentrado. (NOTA 1), con agitacin magntica caliente la mezcla de reaccin de 40 a 50 C de 20 a 30 minutos (NOTA 2). Vierta la solucin en 13 mL de hielo-agua contenidos en in vaso de precipitado. Lleve la solucin cuidadosamente a pH ligeramente bsico con Na2CO3 slido (NOTA 3). Filtre la suspensin resultante, lave el producto obtenido con agua fra y se seca al aire (DESECHO 1). El producto crudo se purifica por una recristalizacin par de disolventes utilizando metanol-agua o etanol-agua. El producto puro se asla por medio de una filtracin al vaco, (DESECHO 2). El producto puro tiene como forma cristalina agujas blancas largas, con un punto de fusin de 70-71 C. ALTERNATIVO:

En un matraz de fondo redondo de 50 mL, adicione 0.5 g (1.95 mmol) de la 3,5-dietoxicarbonil-2,6-dimetil-1,4-dihidropiridina (la cual se obtuvo de acuerdo con la tcnica anterior). Adicion 10 mL de una solucin de cido ntrico al 20% o al 30%. Adapte un refrigerante de agua en posicin de reflujo, con agitacin magntica caliente la mezcla de reaccin a reflujo durante 30 minutos (NOTA 2). Vierta la solucin en 7 mL de hielo-agua contenidos en un vaso de precipitado. Lleve la solucin cuidadosamente a pH ligeramente bsico con Na2CO3 slido (NOTA 3). Filtre la suspensin resultante, lave el producto obtenido con agua fra y se seca al aire (DESECHO 1). El producto crudo se purifica por una recristalizacin par de disolventes utilizando metanol-agua o etanol-agua. El producto puro se asla por medio de una filtracin al vaco, (DESECHO 2). El producto puro tiene como forma cristalina agujas blancas largas, con un punto de fusin de 70-71 C.

NOTAS. 1) Procure que no se escapen los gases nitroso generados al ambiente. 2) El punto final de la oxidacin se observa por la desaparicin del color amarillo de la

disolucin debido a la 1,4-dihidropiridina, la cual al oxidarse a la piridina correspondiente desaparece.

3) Se debe de tener cuidado al neutralizar la mezcla de reaccin, porque se puede formar espuma abundante debido al gas que se desprende.

DISPOSICIN DE LOS DESECHOS GENERADOS. DESECHO 1) Colocar el extracto orgnico en los FRASCOS DE DESECHOS

BSICOS, que se encuentran en las campanas. DESECHO 2) Colocar el filtrado en los FRASCOS DE DESECHOS DE

DISOLVENTES ORGNICOS, que se encuentran en las campanas. ANTECEDENTES. 1) Mtodos generales de preparacin de piridinas. 2) Sntesis de Hantzsch. 3) Fundamento qumico, estequiometria y mecanismo de reaccin.

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4) Anlisis del procedimiento en la formacin de la 3,5-dietoxicarbonil-2,6-dimetil-1,4-dihidropiridina y de la 3,5-dietoxicarbonil-2,6-dimetilpiridina.

5) Importancia biolgica de algunos derivados de la piridina. BIBLIOGRAFA. 1. Norcross, B. E.; Clement, G; Weinstein, M.; J. Chem. Educ., 1969, 46, 694-695

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PRCTICA 9.

OBTENCIN DE PIRAZINAS.

OBTENCION DE LA 2,3-DIFENILQUINOXALINA OBJETIVOS. a) Llevar a cabo la sntesis de una pirazina. b) Ilustrar la formacin de la 2,3-difenilquinoxalina. c) Revisar el inters en qumica farmacutica de las pirazinas. REACCIN.

ANTECEDENTES.

Uno de los mtodos para preparar pirazinas consiste en hacer reaccionar una -

aminocetona o bien una -aminoaciloina consigo misma, para a que a travs de una posterior reaccin de oxidacin se obtenga la pirazina aromtica correspondiente. Otra manera de obtener estos compuestos es utilizar un 1,2-diaminocompuesto con una instauracin, como la orto-fenilndiamina (1,2-diaminobenceno), con un compuesto 1,2-dicarbonlico, para obtener la pirazina aromtica correspondiente, sin necesidad de llevar a cabo la reaccin de oxidacin.

MATERIAL

Agitador de vidrio 1 Pipeta de 1 mL 1




1




Pinzas de 3 dedos con nuez 1 Vidrio de reloj 1

REACTIVOS CANTIDAD

Bencilo (QP) 0.5 g

orto-Fenilendiamina (1,2-diaminobenceno) (QP)

0.26 g

Metanol (QP) 1 mL

Etanol (QP) 30.0 mL

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PROCEDIMIENTO. En un vaso de precipitados de 100 mL se colocan 0.5 g de bencilo (2.3 mmol) y 0.26 g de orto-fenilendiamina (1,2-diaminobenceno). Los reactivos se mezclan perfectamente por agitacin con una varilla de vidrio y se adiciona 1 mL del disolvente asignado previamente (metanol, etanol o 2-propanol). Se contina la agitacin manual con la varilla de vidrio durante un perodo de 3 a 5 minutos. En ese lapso de tiempo se deber observar la formacin de un precipitado color beige. Se asla el producto crudo por medio de una filtracin al vaco (empleando un matraz Kitazato y un embudo Bchner) (DESECHO 1). El producto crudo se purifica por medio de una recristalizacin con etanol. (DESECHO 2). Se calcula el rendimiento y de determina el punto de fusin (reportado 120-122 C). DISPOSICIN DE LOS DESECHOS GENERADOS. DESECHO 1) Colocar el filtrado en los FRASCOS DE DESECHOS DE DISOLVENTES

ORGNICOS, que se encuentran en las campanas. DESECHO 2) Colocar el filtrado en los FRASCOS DE DESECHOS DE DISOLVENTES

ORGNICOS, que se encuentran en las campanas. ANTECEDENTES. a) Mtodos generales de obtencin de pirazinas. b) Fundamento qumico y mecanismo de la reaccin. c) Propiedades de los reactivos y del producto obtenido. d) Inters en qumica farmacutica de las pirazinas. CUESTIONARIO. 1) Qu ocurre cuando se adiciona el alcohol a la mezcla del bencilo y la orto-

fenilndiamina?. 2) Habr alguna diferencia de acuerdo al tipo de alcohol (metanol, etanol o

2-propanol) empleado?. BIBLIOGRAFIA. 1. Joule, J. A.; Mills, K.; and Smith, G.F.; Heterocyclic Chemistry, 3rd. Ed., pgs. 214-215,

Ed. Chapman & Hall, London, 1995.

27

PRCTICA 10.

SNTESIS DE PIRIMIDINAS.

OBTENCIN DE LA

5-ETOXICARBONIL-4-FENIL-6-METIL-2-OXO-1,2,3,4-TETRAHIDROPIRIMIDINA

(4-FENIL-6-METIL-2-OXO-1,2,3,4-TETRAHIDROPIRIMIDN-

CARBOXILATO DE ETILO).

OBJETIVOS. a) Llevar a cabo la sntesis de una pirimidina. b) Ilustrar la formacin de la 5-etoxicarbonil-4-fenil-6-metil-2-oxo-1,2,3,4-

tetrahidropirimidina. c) Revisar el inters en farmacia de las pirimidinas. REACCIN.

ANTECEDENTES. La reaccin de Biginelli es una reaccin de 3 componentes muy verstil para obtener

pirimidinas. La reaccin consiste en hacer reaccionar un aldehdo con un -cetoster y urea utilizando alcohol como disolvente, para que la reaccin se lleve a cabo se requiere de catlisis cida. Los catalizadores ms comnmente utilizados para realizar la reaccin de Biginelli son HCl, H2SO4, AcOH, AcOH/HCl, dioxano/HCl, cido tartrico/MeOH

MATERIAL




Embudo de filtracin rpida 1 Recipiente elctrico para bao Mara

1



1




Parrilla con agitacin magntica 1 Vidrio de reloj

28

REACTIVOS CANTIDAD

Benzaldehdo (QP) 0.13 mL

Acetoacetato de etilo (QP) 0.25 mL

Urea (QP) 0.075 g

cido clorhdrico concentrado (QP) 0.3 mL

Etanol 20.0 mL

PROCEDIMIENTOS CONVENCIANAL A una solucin de benzaldehdo 0.133 g (0.127 mL, 1.25 mmoles) en 0.5 mL de etanol, contenidos en un matraz bola de fondo plano de 25 mL de una boca, se adiciona 0.247 g (0.242 mL, 1.90 mmoles) de acetoacetato de etilo, 0.075 g (1.25 mmoles) de urea y una gota de cido clorhdrico concentrado. Se coloca el refrigerante en posicin de reflujo y se calienta con una parrilla de agitacin magntica durante 10 min. Terminado el tiempo de reaccin se enfra en un bao de hielo, hasta que se observa la formacin de un slido blanco. El slido se separa por filtracin al vaco y se lava con etanol fro (3x1 mL). Se recristaliza de etanol o etanol-agua, se filtra, se seca y se determina el punto de fusin (208-210 C) y rendimiento. QUMICA VERDE. Dentro de un frasco con tapa se coloca el benzaldehdo 0.133 g (0.127 mL, 1.25 mmol), se adiciona 0.242 mL (0.247 g, 1.9 mmol) de acetoacetato de etilo y 0.075 g de urea (1.25 mmol) y 0.1 ml de cido actico, la mezcla se agita durante 10 minutos. Posteriormente se tapa el frasco y se guarda hasta la siguiente sesin. La formacin del producto se observa al cabo de 5 horas. Una vez obtenido el producto, ste este no se asla, sino que se purifica por medio de una recristalizacin de etanol-agua. Para esto adicione lentamente un mximo de 20 mL de etanol caliente (calentado a ebullicin), hasta lograr la disolucin completa del producto (no es necesario utilizar los 20 mL) y si logra la disolucin completa del producto, contine el calentamiento hasta lograr que se evapore el disolvente a la mitad de su volumen. Una vez evaporado el disolvente, el vaso de precipitados se coloca en un bao de hielo, y si no llega a precipitar el producto, adicione agua, gota a gota, hasta lograr que precipite el producto puro. Utilice etanol bien frio para bajar el resto de los cristales. Deje evaporar la mezcla de disolventes. Se registra el rendimiento y se toma el punto de fusin (reportado: 208-210 C). ANTECEDENTES.

1) Mtodos generales de obtencin de pirimidinas. 2) Fundamento qumico y mecanismo de la reaccin. 3) Propiedades de los reactivos y del producto obtenido. 4) Inters en qumica farmacutica de las pirimidinas.

BIBLIOGRAFA

1. Guilln, D.M.; and Manzanos, M.J.; J. Agric. Food Chem., 1999, 47, 3016-3027. 2. Klampfl, C.W.; Himmelsbach, M.; Buchberger, W.; and Klein, H.; Analytica Chimica

Acta, 2002, 454, 185-191.

3. Rovnyak, G. C.; Atwal, K. S.; Hedberg, A.; Kimball, S. D.; Moreland, S.; Gougoutas, J. Z.; O'Reilly, B. C.; Schwartz, J.; Malley, M. F. J. Med. Chem. 1992, 35, 3254-3263.

29

4. (a) Biginelli, P. Ber., 1891, 24, 1317 & 2962. (b) Biginelli, P. Ber., 1893, 26, 447.

5. S. V. Ryabukhin, A. S. Plaskon, E. N. Ostapchuk, D. M. Volochnyuk, A. A. Tolmachev, Synthesis, 2007, 417-427.

6. Cepanec, I.; Litvi, M.; Bartolini, M. ; and Lovri, M.; Tetrahedron, 2005, 61, 4275-4280.

7. Bose, A.K.; Manhas, M.S.; Pednekar, S.; Ganguly, S.N.; Dang, H.; He, W.; and Mandadi, A.; Tetrahedron Letters, 2005, 46, 1901-1903.

8. Bose, A.K.; Pednekar, S.; Ganguly, S.N.; Chakraborty, G.; and Manhas, M.S.; Tetrahedron Letters, 2004, 45, 8351-8353.

9. Len-Cedeo, F.; Anuario Latinoamericano de Educacin Qumica, 2008-2009, XXIV, 133-143

10. Len-Cedeo, F.; Educacin Qumica, 2009, octubre, 441-446 11. Anastas, P. T.; Warner, J. C.; Green Chemistry: Theory and Practice, p.30. Oxford

University Press: New York, 1998.

12. Rios-Quiroz, H.J.; Len-Cedeo, F.; La reaccin de Biginelli empleando tcnicas de la qumica sustentable, trabajo presentado en el 29 Congreso Nacional de Educacin Qumica (2010).

Documents

Practicas QO III, 1521 (2016-2)