MAN QO IV Q (1)

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Semestre

2010-2

Manual de Laboratorio para la asigna

de Qumica Orgnica lV dLicenciatura de Qum

LAURA GOMEZ AN

Semes

tre

2014-1

UNIVERSIDA NACIONAL AUTNOMA DE M

Facultad de Estudios Superiores Cuautitln Cam

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MANUAL DE LABORATORIO DE QUMICA ORGANICA III

I N D I C EPgina

Cartula 1

ndice 2Objetivos generales de aprendizaje 3

Programa de sesiones experimentales para Qumica Orgnica III (Q.F.B.) 4

Reglamento interno para el laboratorio de Qumica Orgnica III para QFB 5

Evaluacin 6

Sesin 1:Seguridad en el Laboratorio

Heterociclos de Tres Miembros

Sesin 2:Obtencin de un Oxirano y Apertura del epxido.

Heterociclos de Cuatro Miembros

Sesin 3:Obtencin de una -Lactama

Heterociclos de Cinco Miembros con un Heterotomo y Principales Sistemas Fusionados

Sesin 4: Obtencin de furfural

Sesin 5: Obtencin del 1-fenil-2,5-dimetilpirrol

Sesin 6:Sntesis para Indoles

Heterociclos de Seis Miembros con un Heterotomo y Sistemas Fusionados

Sesin 7:Obtencin de Piridinas

Sesin 8:Formacin de Cumarinas: Reacciones de Pechmann-Duisbergy Reaccin de Knoevenagel

Sesin 9:Sntesis de Hntzsch

Heterociclos de cinco miembros con dos heterotomos y algunos sistemas fusionados

Sesin 10: Obtencin de isoxazoles

Sesin 11: Formacin de Pirazolonas

Sesin 12: Formacin de Bencimidazoles

Sesin 13: Obtencin de Hidantonas

Sesin 14: Proyecto

Apndice 1

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MANUAL DE LABORATORIO DE QUMICA ORGANICA III

Objetivos generales de aprendizaje:

Crear conciencia al alumno de la seguridad en el laboratorio, y darle a conocer un panorama

generalizado bajo el concepto de Calidad. Aprender, analizar y mejorar las tcnicas experimentales sugeridas en este manual.

Que el estudiante tenga el criterio adecuado para conducir ciertas situaciones experimentales.

Mostrar al estudiante como debe ser realizada la sntesis de un intermediario qumico, de un frmaco ode un producto natural.

Guiar al estudiante en el uso de la informacin bibliogrfica para resolver problemas especficos. Relacionar las experiencias de cada sesin con los temas de teora.

Desarrollar su capacidad de observacin e induccin.

Actualizar al estudiante en la manipulacin de los compuestos qumicos que se utilizan a nivel

industrial, as como el tratamiento de residuos obtenidos en las diferentes tcnicas, la clasificacin delos mismos bajo diferentes criterios internacionales.

Instruir al estudiante los criterios fsicos, qumicos y espectroscpicos que debe seguir para monitorearuna reaccin o identificar un producto qumico.

Ensear al estudiante la realizacin de un informe, que incluya los resultados obtenidos en el trabajo

experimental.

Motivar al estudiante en la sntesis orgnica, como una alternativa para hacer servicio social o tesis.

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Laboratorio de Qumica Orgnica lll

Este documento deber anexarse en la bitcora de trabajo del laboratorista en la semana 1. En caso decontingencia o incidentes, deber llenarse el formulario respectivo y depositarlo en el buzn del laboratorio o

entregarlo a la jefatura.

CALENDARIZACINCODIGO: FPE-CQ-DEX-01-02

No. de Revisin: 0

ASIGNATURA: Qumica Orgnica III GRUPO: 1552 A CARRERA: QUMICO PERIODO: 2014-1

HORARIO: MIRCOLES: 16:00-20:00 h LAB.: L-111 NO. DE EQS.:

SEM ACTIVIDAD FECHA OBSERVACION

1Inscripciones

14 de agoPresentacin general

2 Reglas de Seguridad

3 Epoxidacin de la Menadiona y Apertura del epxido de la Menadiona 28 de ago

4 Obtencin de furfural 04 de sep

5 Obtencin del 1-fenil-2,5-dimetilpirrol 11 de sep

6 Sntesis para Indoles 18 de sep

7 Obtencin de Piridinas 25 de sep

8 Formacin de Cumarinas: Reacciones de Pechmann-Duisberg y Reaccin deKnoevenagel

02 de oct

9 Formacin de Pirazolonas 09 de oct

10Formacin de Bencimidazoles

16 de oct

11 Obtencin de Hidantonas 23 de oct

12 Proyecto30 de oct

y 06 de nov

13Diagnostico final EncuestaEntrega de calificaciones

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REGLAMENTO INTERNO PARA ELLABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA IV PARA LIC. EN QUMICA

A.-SEGURIDAD

1. Ser obligatorio trabajar con bata y lentes de proteccin.

2. Los alumnos que no guarden debida compostura no podrn permanecer en el laboratorio.

3. La salida en horas de trabajo del laboratorio, deber ser autorizada por el profesor.

4. No se permitir ingerir alimentos ni fumar dentro del laboratorio.

5. No se admitirn visitas durante la sesin de laboratorio.

6. Los cidos y sustancias peligrosas se manejaran con guantes y dentro de la campana.

7. Los disolventes se manejarn dentro de la campana, en un lugar retirado de mecheros y parrillas,

empleando bulbos o perillas de seguridad si es necesario (segn el volumen requerido).

8. Los reactivos se manejarn con guantes, evitando contaminarlos entre s.

9. Las extracciones, purificaciones (trabajo de la mezcla de reaccin) de los productos crudos, se realizar

sobre la mesa de trabajo.

10.Los productos debern ser entregados al profesor de laboratorio, puros y debidamente etiquetados con

sus propiedades fsicas y en frascos pequeos.

11.No se arrojarn slidos, reactivos de ningn tipo ni disolventes a la tarja de las mesas.

12.Los residuos de las reacciones y los reactivos que deban eliminarse se depositarn en el recipiente

debidamente rotulado para tal fin. Los residuos de disolventes que deban eliminarse se depositarn en

los recipientes correspondientes ubicados en cada laboratorio. Para este fin habr 2 recipientes:

I. Disolventes que no contengan HALOGENOS (AcOEt, hexano, EtOH, etc.)

II. Disolventes HALOGENADOS (CH2Cl2, CCl4, etc.)

13. Considerar el procedimiento a seguir, en la prctica 1 de ste manual, en caso de ingerir o tener

contacto superficial con los reactivos, disolventes y los cidos que se van a manejar.

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B.-EVALUACIN

1. Para acreditar el curso de laboratorio se debern cumplir los siguientes requisitos:

1.1.Un mnimo de 80% de asistencias.

1.2.Una calificacin final mnima de 6.0.

1.3.No adeudar material al almacn

1.4.La calificacin final de este curso prctico ser el promedio de:

1.4.1. Calificacin del seminario terico, 40 %. (Slo es vlida para el equipo expositor)

1.4.2. Calificacin de exmenes, 20 %. (Excepto el equipo que imparte el seminario)1.4.3. Calificacin de los resultados del trabajo experimental, 40 %.

1.4.4. Calificacin de las investigaciones previas, 10 % (Excepto el equipo que imparte el

seminario)

1.4.5. Calificacin de los informes (reporte) experimentales, 30 %.

2. La calificacin reprobatoria ser de 5.9 informando si es por calificacin o por faltas.

3. En caso de que el alumno no se presente al laboratorio una vez iniciado el curso si abandona el

curso sin notificar al profesor, la calificacin obtenida se asentar como 5.0.

4. No se informarn calificaciones fraccionadas.

Nombre y firma del alumno

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C.-ORGANIZACIN

1. La entrada al laboratorio ser a ms tardar 10 min. Despus de la hora sealada para el horario del

grupo.

2. El trabajo de laboratorio se iniciar con una exposicin donde se discutir detalladamente la prctica a

desarrollar.

3. Los equipos de trabajo sern de 2 3 alumnos, dependiendo del tamao del grupo y sern

permanentes durante todo el semestre.

4. Al iniciar el semestre el profesor indicar la gaveta para la seccin y los estudiantes traern, un

candado y una copia de la llave para cada equipo que integre la mesa de trabajo.

5. Cada equipo har un vale al laboratorista por el material que utilizar en el trabajo experimental y

deber revisarlo cuidadosamente, reportando cualquier anomala antes de firmar el vale, ya que una

vez entregado no se admitirn reclamaciones. Si el material se encuentra sucio, deber reportarse al

laboratorista.

6. En caso de ruptura o prdida del material se dar un margen de 15 daspara reponerlo, de no hacerlo no

se permitir la realizacin de las siguientes prcticas, las cuales sern calificadas no aprobatoria.

7. Cada equipo deber traer el siguiente material: encendedor, escobillones, franela jerga, papel para

secar, esptula, frascos para guardar mezclas de reaccin y productos puros, guantes para cidos, papel

aluminio, propipeta, papel pH (por grupo), vasos de precipitado, pipetas graduadas, mangueras de ltex,

tela de asbesto, etc. Este material deber estar disponible todo el semestre, aspecto que ser revisado

por el maestro(a) de la seccin.

8. Al final de la sesin se entregar el material limpio al laboratorista, de no ser as no ser recibido por

ste.

9. Terminada la sesin el lugar de trabajo, la mesa y las campanas debern quedar perfectamente limpias,

aspecto que ser calificado.

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P R C T I C A

1

Seguridad en el laboratorio

Objetivos:Los objetivos de la presente prctica son:

1. Aprender a manejar los reactivos qumicos con seguridad, es decir sin poner en peligro la

salud o la vida.

2. Aprender las bases para suministrar los primeros auxilios en caso necesario.

3. Tomar conciencia para poder preservar el ambiente.

4. Conocer pictogramas y colores que indican toxicidad.

GeneralidadesLa mayora de los accidentes en un laboratorio qumico ocurren por falta de informacin o por exceso de

confianza en el manejo de reactivos o utensilios de laboratorio, aunque tambin suceden accidentes por

miedo a manipular las sustancias qumicas. Para iniciar nuestro curso de laboratorio nos relacionaremos con

estos temas:

A. Prevencin de accidentes y primeros auxilios

Los accidentes en un laboratorio qumico pueden ser:

a) Lesiones en los ojos.

En el laboratorio se usarn lentes de seguridad, est totalmente excluido el uso de lentes de contacto

duros y especialmente si son blandos. Si por descuido alguna sustancia penetra en el ojo, ste se lavar con

agua corriente o algn lavaojos durante 10 minutos. NO TRATE DE NEUTRALIZAR LA SUSTANCIA QUE SE

INTRODUJO EN EL OJO.

b) Cortaduras.

Generalmente las cortaduras ocurren cuando se est manipulando vidrio, especialmente cuando se trata

de forzarlo a atravesar los orificios de los tapones de hule. Para evitar este tipo de accidentes se usar un

lienzo bien doblado o guantes de carnaza para introducir extraer el tubo la varilla de vidrio del tapn de

hule. Deben evitarse actos inseguros, los disolventes o reactivos en grandes cantidades (arriba de un litro)

se transportarn dentro de una cubeta o dentro de un recipiente plstico con asa.

c) Incendios.

Los incendios se pueden evitar siguiendo estas sencillas reglas:

No fumar y si se acostumbra, hacerlo fuera y lejos del laboratorio.

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Desechar cigarros y cerillos despus de haberlos apagado con agua.Nunca desechar disolventes en la tarja, por pequea que parezca la cantidad.

Los mecheros solamente se usarn cuando no haya materiales inflamables en los alrededores,

cuando no haya otra fuente de calor ms adecuada y siempre bajo la vigilancia del maestro.Muchos incendios se deben a la inadecuada destruccin de sustancias reactivas. Si el incendio

llega a ocurrir y es pequeo o est dentro de un vaso o matraz, bastar con eliminar el oxgeno,

tapando el recipiente con un trapo hmedo, si es mayor, tomar en cuenta que existen diversos

tipos de incendio:

Incendio tipo A. Son incendios de papel y/o madera.

Incendio tipo B. En este tipo de incendios se queman aceites o grasas.

Incendio tipo C. Es el incendio elctrico.

Incendio tipo D. Llamaremos as al incendio en donde se queman sustancias qumicas

El fuego tipo Aes el nico que se puede apagar con agua. Los dems fuegos se apagarn con el

extintor llamado ABC. El fuego tipo D se apagar con un extintor de polvo qumico; nosotros lo

haremos (si ocurre) con arena seca. Nunca usar extintor de CO2 o de espuma para apagar el

fuego de metales, como sodio potasio.

En caso de quemaduras, detener la destruccin de tejido con hielo y despus acudir

al mdico; no poner ungentos o aceites.

d) Envenenamientos.

Las reglas fundamentales para evitar envenenamientos sern:

Queda excluido comer en el laboratorio, as como tener o guardar alimentos en el laboratorio.

Todo frasco debe estar etiquetado. (ver APENDICE 1)

Los reactivos que por algn motivo no estn en su frasco original, deben estar guardados en frascos

adecuados para tal caso, nunca guardar reactivos en frascos de alimentos o botellas de refresco o de

agua.

Cuando algn reactivo se derrame, se limpiar inmediatamente, bajo el asesoramiento del maestro.

Cada reactivo qumico excepto los recin descubiertos tienen un antdoto; sin embargo nosotros nos

concretaremos a los ms comunes y distinguiremos envenenamientos: interno, cutneo y porinhalacin.

B.Intoxicaciones:

a) Procedimiento general:

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Remover el agente txico del contacto con el paciente.

Poner al paciente inconsciente o a punto de quedar inconsciente boca abajo (sobre el

abdomen) con la cabeza volteada a un lado y cuidar que la lengua no se vaya hacia atrs.

Mantener al paciente a la temperatura de 37 C. Estar preparado para dar respiracin de boca a boca al primer indicio de que el paciente tenga

dificultades para respirar. No dejar al paciente sin atencin. No frotar al paciente con alcohol excepto por prescripcin mdica. Llevar al paciente al mdico tan rpido como sea posible. En una intoxicacin con sustancias qumicas se recomienda inducir el vmito; pero debe evitarse en

los casos que se indican abajo. De igual manera, cuando el envenenamiento es cutneo se recomienda lavar inmediatamente con abundante agua excepto

cuando lo que se ha tocado es sodio o potasio.

b) S es por:

cidos corrosivos (HCl, cido actico, HNO3, H2SO4) Envenenamiento internolcalis (NH3, NH4OH, KOH, NaOH). No inducir vmito. Dar grandes cantidades de cido actico al 1% o vinagre diluido (1:2), cido ctrico al 1 % o jugo de limn. Continuar con leche o clara de huevobatida en agua.Compuestos alcaloidales (aconitina, atropina, cocana, coniina, nicotina, etc.). Usar elprocedimiento general. Adems se recomienda dar 15 g de antdoto universal (ver parteexperimental) en medio vaso de agua tibia.Fenol. Intoxicacin externa. Lavar con grandes cantidades de agua y jabn seguido por frotacin dealcohol.Mercurio y compuestos de mercurio. Si la intoxicacin es cutnea, lavar con lecheabundantemente; si se ingiere, dar medio litro de leche o la clara batida de 6 huevos crudos.Piridina. Usar el procedimiento general.

C.- Sistema Internacional de Colores:

El objetivo del Sistema Nacional de Proteccin Civil es el de proteger a la persona y a la sociedad ante la

eventualidad de un desastre, provocado por agentes naturales o humanos, a travs de acciones que reduzcan o

eliminen la prdida de vidas, la afectacin de la planta productiva, la destruccin de bienes materiales y el dao

a la naturaleza, as como la interrupcin de las funciones esenciales de la sociedad.

Dentro de este contexto se encuentra la implementacin de medidas preventivas, como las seales y avisos

que la poblacin requiere para localizar, entre otros: equipos de emergencia, rutas de evacuacin, zonas de

mayor y menor riesgo, as como identificar reas en las que existan condiciones que puedan representar riesgo

para su salud e integridad fsica, puntos de reunin y aquellas instalaciones o servicios para la atencin de la

poblacin en casos de emergencia, siniestro o desastre.

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a) Tuberas.

Con el fin de identificar fcilmente lo que cada tubera conduce se usan los siguientes colores:

AMARILLO: GAS

AZUL: AGUA

GRIS: DESAGE

VERDE: AIRE

b) rea

AMARILLO: SALIDAS DE EMERGENCIABLANCO: REA DE ENFERMERA O DE BOTIQUN

ROJO: PELIGROVERDE: REA DE SEGURIDAD

c) Reactivos: Para indicar toxicidad existen 2 cdigos fundamentales de colores, el sistema de la ComunidadEconmica Europea y el Sistema de los Estados Unidos de Norteamrica que generalmente no se usandebido a que existen smbolos. Con base en estos datos se elabor el siguiente cdigo:

AZUL Indicado para reactivos que producen daos

severos y/o irreversibles en el organismo o de

toxicidad desconocida.

AMARILLO. Para reactivos explosivos, oxidantes y que

reaccionan con aire o agua.ROJO.Para reactivos inflamables.

BLANCO. Para reactivos corrosivos o especiales.

Los valores oscilan desde:

0Indica peligro MNIMO

1 Indica peligro o riesgo LIGERO

2 Indica peligro o riesgo MODERADO

3 Indica peligro o riesgo SERIO

4 Indica peligro o riesgo SEVERO

d) Almacenamiento de reactivos: Con el objeto de evitar accidentes, el almacenamiento de reactivostambin ha de realizarse cuidadosamente atendiendo: EL ORDEN Y LA INCOMPATIBILIDAD. Por sus

propiedades qumicas algunos reactivos pueden reaccionar entre s. A estos compuestos que pueden

reaccionar entre s se les llama incompatibles. El ejemplo ms sencillo es el de los cidos y las bases. En

la tabla 1 se encuentra una lista de algunos productos qumicos incompatibles.

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Tabla 1. Productos Qumicos Incompatibles

A B

cidos Bases

Metales alcalinos y alcalino trreos AguaCarburos cidos

Hidruros Compuestos orgnicos halogenados

Hidrxidos Agentes oxidantes

xidos Cromatos, dicromatos

Perxidos Halgenos, nitratos

Cianuros inorgnicos cidos, bases fuertes

Nitratos inorgnicos cidos, metales, nitritos

Nitritos inorgnicos cidos, agentes oxidantes

Sulfuros inorgnicos cidos

Compuestos orgnicos Agentes oxidantesAcilhaluros Bases

Anhdridos orgnicos Bases

Compuestos halogenados Aluminio (metal)

Compuestos nitro Bases fuertes

Metales en polvo cidos, agentes oxidantes

Acetileno Halgenos

Amoniaco, hidrxido de amonio Agentes halogenantes, plata, mercurio

Perxido de hidrgeno Sales metlicas, y metales

cido ntricoMetales, c. sulfrico, reductores,

permanganatos, cromatos

Mercurio Amoniaco, hidrxido de amonio, c. ntrico

cido sulfrico, percloratos, permanganatos Metales, cloratos, c. Ntrico.

Nota: Los compuestos de columna A son incompatibles con la columna B

d) Destruccin de desechos qumicos.

La destruccin de la basura qumica es una parte importante tanto de la organizacin de un laboratorio

como de la seguridad.

Aqu se abordarn los casos ms comunes, en los cuales debe destruirse una sustancia qumica, que

puede ser:

Altamente reactiva

Cancergena

Inflamable

Corrosiva

Nociva al medio ambiente

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S tenemos residuos de:

Sodio. El sodio es un metal muy reactivo por lo que los residuos o cantidades que ya no se usen, debendestruirse. Para destruir sodio, se debe agregar lentamente pedazos muy pequeos de ste en

isopropanol, dejando en reposo hasta que reaccione todo el metal (se observarn pequeas burbujas)y entonces repetir la operacin. Cuando todo el sodio haya reaccionado, agregar lentamente y conagitacin isopropanol agua 1:2 y finalmente agua. Para finalizar esta operacin neutralizar con HCldiluido.Br2, Cl2, y SO2. Absorber estos gases en una disolucin de NaOH, al 2N y luego desechar.CH3OSO3CH3(sulfato de dimetilo) y CH3I. Verter cuidadosamente estas sustancias en NH3 acuoso al 50%, neutralizar y finalmente eliminar. Todo el material que haya tenido contacto con estos reactivos,deben ser lavados con solucin de amoniaco.Hg y derivados de Hg. El mercurio metlico debe colectarse totalmente para volver a emplearse y lassales de mercurio deben precipitarse como sulfuros.HCN y CN- Oxidar con NaOCl en medio bsico.

Desarrollo Experimental

Material y EquipoCantidad Descripcin

POR GRUPO

1 Botiqun

4Botellas de 500 mL, de vidrio o plstico, nuevas y

limpias.

1Frasco de plstico, nuevo y limpio de 100 mL, bocaancha

10 Cucharas nuevas de plstico.

3 Recipiente graduado de cocina, de 100 mL

1 Balanza analtica

2 Lavaojos

2 Tijeras

POR GRUPO

1 Paquete de Gasa

1 Rollo Cinta adhesiva

1

Frasco de plstico, nuevo y limpio para preparar

antdoto universal,25 mL

POR EQUIPO

1Vaso de precipitados de 150 mL o recipiente nuevode plstico para preparar soluciones

1Vaso nuevo de 100 mL o recipiente nuevo deplstico

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ReactivosDescripcin Cantidad Observaciones

POR EQUIPO

cido actico y/ovinagre 25 mL Todos los reactivos sern gradofarmacolgico, para que lasdisoluciones puedan serdejadas en el botiqun delgrupo y usadas en casonecesario

cido brico 1 g

Bicarbonato de sodio 5 g

cido tnico 1 g

Carbn activado 2 g

POR GRUPO

Leche de magnesia 1 botella de 50 mL Todos los reactivos sern gradofarmacolgico, para que lassoluciones puedan ser dejadasen el botiqun del grupo yusadas en caso necesario

Agua purificada 8 L

Procedimiento Experimental:

Preparacin de soluciones para el botiqun qumico:

1.- Preparar las siguientes disoluciones:

250 mL de vinagre: agua 1:2

300 mL de cido actico al 1 %

300 mL de cido brico al 1 %

800 mL de NaHCO3al 5 %3000 mL de NaHCO3al 20 %

2000 mL NaHCO3al 40 %

2.- Preparar el antdoto universal: mezclar carbn activado, leche de magnesia y cido tnico en

proporcin de 2:1:1 (2 g: 1 g: 1g).

3.- Al finalizar la sesin de laboratorio, reunir cada una de las soluciones en las botellas del volumen

correspondiente, asimismo, reunir el antdoto universal en el frasco de vidrio de preferencia de color

mbar.

4.- Hacer un simulacro de cmo tratar una herida sencilla o de cualquier otra cosa que se crea

conveniente.

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MATERIAL Y EQUIPODescripcin Cantidad

POR GRUPO

Extintor ABC 1Mufla o estufa para secar arena 1

Arena 2 Kg

Recipiente para secar arena 1

Frascos de reactivos con smbolo de:toxicidad para su identificacin

5 frascos de reactivos, que se usarnexclusivamente para ver pictogramas.

REACTIVOSPOR EQUIPO

Etanol 10 mL

Isopropanol 10 mL

Sodio metlico 0.300 g

a)RECONOCIMIENTO DE REAS

1.-Reconocimiento de reas del laboratorio por el color: Si las reas no estuvieran pintadas, el grupo

solicitar pintura para hacerlo al departamento de mantenimiento a travs de un oficio con copia a la

Directora de la Facultad.

2.-Cada equipo etiquetar 3 frascos de reactivos con smbolo de toxicidad y franja de color.

3.- Cada equipo identificar: 2 smbolos de frascos de reactivos.

4.- Destruccin de una pizca de sodio segn la tcnica presentada en esta prctica.5.- Secado de arena, la cual ser usada como extintor.

6.- S se considera realice las sealizaciones que hacen falta para completar la zona trabajo.

Actividades y Cuestionario

Hacer una lista de lo que requiere un botiqun qumico.

1. Investigar que es el cido tnico.

2. Investigar que origina la acidez al cido brico.3. Si en el laboratorio donde usted trabaja no hay canasta de calentamiento y no hay restato. Qu

fuente de calor elegira para llevar a cabo los siguientes procesos?

a. Destilacin de hexano.

b. Destilacin de acetona.

c. Destilacin de glicerol.d. Calentamiento de una reaccin a 110C

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4. Escriba 2 ejemplos de compuestos qumicos txicos para el medio ambiente.5. Describa el procedimiento para destruir residuos de cido clorosulfnico.

6.

Describa el procedimiento para destruir perxidos en solucin.

7. Describa el procedimiento para destruir cido sulfrico.8. Investigar con qu color se marcan los siguientes cilindros de gases: nitrgeno, oxgeno, amoniaco,

helio, argn, hidrgeno.

9. Qu significa qumicamente incompatibilidad? Qu ocurre cuando se renen 2 sustanciasincompatibles? Por qu es peligroso reunir 2 sustancias incompatibles?

10.Por qu el permanganato de potasio es incompatible con glicerina y benzaldehdo?

11.Por qu los fosfatos son txicos al medio ambiente?

12.Por qu razn los derrames de substancias cidas y/o bsicas (tanto sobre ropa como el rea detrabajo) en se neutralizan con soluciones diluidas, y no concentradas, de substancias contrarias de pH?

13.Mencione la razn por la cual la dilucin de cidos y bases se efecta vertiendo el reactivo concentradohacia el agua, por las paredes del recipiente y/o auxiliado por una varilla, y no el agua sobre el reactivoconcentrado.

14.Explique por qu no calentar materiales de vidrio que se encuentren quebrados.

15.Por qu razn los tubos de ensaye pueden quebrarse si son calentados sobre el nivel de lquido, y ellquido es posteriormente vertido mientras continan calientes las paredes del tubo?

16.Cuando se utiliza la flama de un mechero como medio de calentamiento de una solucin contenida en

un tubo de ensaye, se recomienda efectuar el calentamiento de forma intermitente, NUNCA RPIDA;

por qu?

17.En base a las consideraciones tericas presentadas previamente:

a) Tome cada una de las prcticas a realizar durante el curso de qumica, y elabore una lista general

de materiales y reactivos.

b) Elabore una tabla donde clasifique y describa los materiales y reactivos identificados en el punto

nmero 1 de sta seccin D, cuidando de que la tabla contenga la siguiente informacin: nombre

y dibujo del material, grupo de clasificacin, uso en el laboratorio; en el caso de reactivos solo

indicar nombre y diamante de seguridad.

c) Verifique que el en laboratorio se cumplan los mnimos requerimientos de seguridad. Tome como

gua la siguiente lista de verificacin:

SI NO Rbricas

El rea de trabajo se encuentra en condiciones adecuadas de limpieza.

Existen defectos estructurales en pisos.

Existen defectos estructurales en escaleras

Existen defectos estructurales en paredes

Existen defectos estructurales en techos.

Las aberturas del suelo se encuentran protegidas por barandillas

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SI NO Rbricas

Hay espacio suficiente para realizar con seguridad todas las operaciones

Las mesas, mobiliario y accesorios se encuentran en buen estado.

Las mesas que contienen solventes y substancias corrosivas son resistentes

Existe un lavabo para el laboratorio

La construccin y mantenimiento es tal que impide la presencia de roedores y artrpodos

Se cuenta con cuartos y/o estantera para el almacenamiento de materiales y reactivos.

Organizacin del manejo y disposicin de basura infecciosa y no infecciosa.

Se cuenta con servicio de agua potable.

Se cuenta con servicio de gas.

Se cuenta con servicio de electricidad.

Existe una temperatura agradable en el laboratorio.

Existe ventilacin apropiada.

Existe buena iluminacin.Se cuenta con extinguidores.

Se cuenta con salidas de emergencia sealadas e iluminadas.

19.Presente su tabla de clasificacin de materiales y reactivos de laboratorio.

20.En base a la lista de verificacin de seguridad en el laboratorio, concluya respecto al grado de

seguridad/inseguridad del mismo.

21. Realice un trptico del tema a desarrollar que fue recomendado por su asesor.

Referencias de Consulta

1. R. Keese, r. K. Mller y T. P. Toube. Mtodos de Laboratorio para Qumica Orgnica. Editorial Limusa, S. A. de C. V. Mxico 1990

2. D. L. Pavia, G. M. Lampman, G. S. Kritz. Introduction to Organic laboratory Techniques. W. B. Saunders Company. USA, 1976

3. D. G. Eastman, MD, M. G. Snyder, II, MD FACS, K. E. wilkins MD. Procedimientos de emergencia tiles en el hogar. Ediciones DAC, S.

A., Mxico, 1983. Philippe Auzou. Accidentes y primeros auxilios. Rezza Editores. Mxico 1998.

4. S. Hning, g, Markl, J. Sauer. Integriertes Organisches Praktikum. Verlag Chemie, GmbH. Weinheim 1979, Pg. XVII-XXIX

5. Martha Windholz, editor, Index Merck, Ninth edition, Merck and Company, USA 1976

6. F. Soto V.; A. Obaya V.; C Guerrero. Rev. Soc. Quim. Mex. 1996, 40 (5), 220. Almacenamiento y manipulacin de los residuospeligrosos

7. B. H. Mahan. Qumica. Curso Universitario. Fondo Educativo Interamericano, 1977, Pg. 587. 25

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Diag. de Secuencia Experimental para:

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P R C T I C A

2

Obtencin de un Oxirano y Aperturadel epxido

Objetivos:

General:

Sintetizar un compuesto heterocclico de tres miembros mediante la reaccin deepoxidacin de una olefina conjugada, y realizar una apertura en medio cido del anillo deOxirano.

Particulares:

Realizar una reaccin de ciclacin a la molcula de menadiona con la ayuda del perxidode hidrgeno en medio bsico.

Obtener el compuesto fitocol mediante una apertura en medio cido del epxido deMenadiona.

Generalidades:

Los 1,2-epxidos, oxiranos u oxaciclopropanos son heterocclicos saturados de 3 miembros con un tomo de

oxgeno y dos de carbono con hibridacin sp

3

Estos compuestos son muy comunes en qumica orgnica por surelativa facilidad de sintetizar y su alta reactividad. Algunos epxidos presentan propiedades biolgicas, por

ejemplo; el -dimetilaminoacetilen--metil-oxirano (1), que detiene el crecimiento de clulas mediante la

inhibicin de la enzima aldehdo-reductasa, o bien la triptolina (2) la cual es un agente antileucmico.

N

O

OO

O

O

1 2

En cuanto a su preparacin, en el laboratorio se conocen varios mtodos; entre los cuales, destaca el de la

epoxidacin de olefinas.

En este mtodo las condiciones de reaccin prevalece en el alqueno, es decir, cuando el doble enlace C=C

presenta en sus enlaces grupos electrodonadores, la epoxidacin se efecta con percidos (generalmente se

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emplea un cido m-cloroperbenzoico). En estas condiciones, la reaccin procede mediante un ataque

electroflico sobre el percido.

Por otro lado, cuando el doble enlace de la olefina se encuentra conjugado con un grupo que atrae electrones,

como el grupo carbonilo o el ciano, la rapidez de reaccin es ms lenta o inclusive suele no efectuarse. Para

sistemas de este tipo, la epoxidacin se efecta con perxido de hidrgeno en medio bsico.

Otra caracterstica de los epxidos u oxiranos es, que son altamente sensibles frente a reactivos electroflicos y

nucleoflicos, por lo que una de las reacciones ms importantes de estos sistemas es la apertura del anillo

heterocclico. Un ejemplo de una apertura electroflica se muestra a continuacin.

H3C H

CH3

O

CH3COOH

H

H3C

H

CH3HO

H

OCOCH3

En el caso de oxiranos asimtricos, la apertura del anillo se puede efectuar en dos puntos. Con frecuencia el

nuclefilo ataca de preferencia al tomo de carbono con menor impedimento estrico, mediante un

mecanismo tipo SN2.

La catlisis cida ayuda a que el anillo del epxido se abra al proporcionar un mejor grupo saliente (un alcohol)en el tomo de carbono que sufre el ataque nucleoflico. Esta catlisis es especialmente importante si el

nuclefilo es dbil, como en el caso del agua o de un alcohol.

En la reaccin de apertura del anillo de un epxido asimtrico, catalizada por cidos, el nuclefilo ataca

principalmente en el tomo de carbono ms sustituido, ya que se propone la formacin del carbocatin ms

estable.

Un ejemplo importante en Bioqumica de la apertura de epxidos en medio cido es, la conversin del

escualeno a lanosterol, y posteriormente colesterol.

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O

H

HOEscualeno Lanostol

Prdida de 3 C

HO

Colesterol


Procedimiento Experimental 1. Parte: Epoxidacin de la Menadiona

Reaccin a efectuar y estequiometria:

O

O

O

O

OH2O2

Base

Menadiona NaOH H2O2al 30%

PM(gmol-1

)

Peso (g) 0.25 0.1 2 mL

Moles

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1. Preparar los siguientes sistemas simultneamente.

Disolucin A:En un vaso de precipitados de 50 mL colocar 0.25 g de Menadiona y disolver en la mnima

cantidad de etanol caliente.

Disolucin B: En un vaso de precipitados de 50 mL disolver e fro 0.1 g de hidrxido de sodio en 2 mL de

perxido de hidrgeno al 30%.

2. Adicionar a la disolucin Ala disolucin B, LENTAMENTEcon agitacin hasta la desaparicin del color amarillo.

3. Agitar de 2-3 min y poner el vaso de precipitados en un bao de hielo, adicionar agua helada y un poco de hielo

hasta provocar la precipitacin total de un producto de color blanco con aspecto de algodn.

4. Filtrar a gravedad y lavar el producto crudo con un poco de agua helada.

5. El filtrado se desecha, proceda a recristalizar el producto crudo con EtOH/H2O en proporcin 65:35.

Procedimiento Experimental 2. Parte: Apertura del epxido de laMenadiona


O

O

O

H2SO4

O

O

OH

Epxido H2SO4

PM(gmol-1

)

Peso (g)

Moles

1. Colocar 0.25 g de epxido de Menadiona en un matraz Erlenmeyer, aadir 3 mL de cido sulfricoconcentrado agitando hasta obtener una disolucin homognea color rojo obscuro.

2. Despus de 15 min enfriar esta disolucin de 0 a 5 C agregando poco a poco una mezcla de 3 g dehielo y 3 mL de agua.

3. Recoger el precipitado de color amarillo en un embudo Bchner y lavar con agua fra.4. Recristalizar con 6 mL de metanol caliente conteniendo 0.1 mL de cido sulfrico concentrado, esta

disolucin es tratada con un poco de carbn activado.5. Determinar rendimiento y punto de fusin.

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Gua de estudio: El alumno necesita tener los siguientes antecedentes acadmicospara realizar la prctica:

1. Mencionar en qu consiste la reaccin de Prileshajew y la adicin de Michael.

2. Proponer un mecanismo de reaccin para la sntesis del compuesto obtenido.

3. Investigar actividad biolgica de los epxidos.

4. Usos y aplicaciones de los productos obtenidos.


1.- Fieser, J. Biol. Chem., 133, 391, 1940.

2.- Bunton, C. A. and Minkoffs, G. J ., J. Chem. Soc., 665, 1949.

3.- Terni, Boll. Soc. Ital. Biol., Sper 25-60, 1949

4.- C. A. 45, 2054-f, 1951.

5.- Anderson and Newman , J. Biol. Chem., 101, 773, 1933 ; ibid, 103, 197 1933.

6.-Tarbell, et ., al., J. A. C. S., 755, 1952.7.- Acheson, R. M. An Introduction to the Chemistry of Heterocyclic

Compounds, 2th edition, Wiley International, 1967.

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Obtencin de FurfuralObjetivos:

General:Obtener a partir de diferentes productos de origen natural, un compuesto heterocclode 5-miembros y un heterotomo (furfural), el cual es empleado en la preparacin de 5-nitrofurfural, intermediario de compuestos con actividad biolgica.

Particulares:

Identificar el producto obtenido mediante la formacin de un derivado nitrogenado.

Efectuar la sntesis de los siguientes compuestos alcohol furfurlico y acido furoco, a

partir del furfural, mediante reaccin de Cannizzaro.

Generalidades:

Los productos naturales constituyen una de las principales fuentes para la obtencin de productos qumicos. En

esta prctica se obtendr furfural a partir de granos y semillas ricas en pentosas. El furfural es materia prima

para la preparacin de varios compuestos, entre ellos de nitrofurfural, el cual a su vez representa unintermediario til en la obtencin de productos biolgicamente activos.

Se conoce que los derivados de 2-nitrofurano poseen propiedades bacteriostticas y bactericidas. Un ejemplo

de estos derivados es la nitrofurantona (Furandantina), que es un agente antibacterial (no antibitico)

utilizado en las infecciones del tracto urinario. La semicarbazona del mismo compuesto se conoce como

nitrofurazona (Furacin), bactericida tpico indicado en la prevencin por infecciones bacterianas. Es

interesante observar que la actividad antibacterial de estos compuestos est relacionada con la presencia del

grupo nitro y de un doble C=C.

O

NN

OH

H

NH2

O

O2N

N

N

H

N

O

O

H

Furacin

Furadantina

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OH HO

HO OH

H

O

H

- H2O

O

H

O

PENTOSA FURFURAL

Pentosa Furfural

PM(gmol-1

)

Peso (g)

Moles

Procedimiento Experimental 1. Parte para: Obtencin del Furfural

1. Dividir el grupo en secciones con el propsito de trabajar diferentes materiales, los cuales incluyen:salvado, olote, hojuelas de trigo (de cereales en general), coco y cscaras de cacahuate. Es importanteque la materia prima empleada en esta prctica sea fresca y macerada, pues de ello depende el xitode la prctica.

2. En un matraz redondo, 14/23 de 100 mL colocar a 5 g de la materia prima seleccionada por cadaequipo, previamente triturada.

3. Adicionar 30 mL de agua y 12 mL de cido sulfrico concentrado (NOTA 1 y 2). Montar un aparato dedestilacin simple y destilar el macerado anterior a fuego directo, cuidando el calentamiento paraevitar proyecciones y tambin que no se queme la muestra.

4. Mantener el calentamiento hasta colectar aproximadamente 15 mL de destilado.

NOTAS:

1) El cido sulfrico es oxidante y corrosivo por lo que puede ocasionar severas quemaduras por lo que esnecesario emplear lentes de seguridad. Cuidado al preparar el cido sulfrico diluido. Primero poner los 30mL de agua y despus adicionar el cido sulfrico concentrado.

2) Evitar la inhalacin directa del destilado, ya que presenta el olor irritante caracterstico del furfural.

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Proc. Experimental 2. Parte para: Ensayos de Identificacin

1. En un tubo de ensayo colocar 1 mL del destilado y adicionar una solucin de 2,4-dinitrofenil hidrazina.2. En un tubo de ensayo colocar 1 mL del destilado y adicionar 1 gota de anilina.3. Realizar un cromatograma (hexano/acetato de etilo 1:1) del destilado aplicando con capilar el producto

obtenido y otra aplicacin de una muestra pura de furfural. Observar en UV a 254 nm o revelar la placacolocndola dos minutos en una cmara que contenga yodo.

Proc. Experimental 3. Parte: para: Reaccin de Cannizzaro

4. En un vaso de precipitados de 150 mL se preparan 3.8 mL de furfuraldehdo y se enfra utilizando unbao de hielo a 10C, posteriormente se adicionan lentamente y con agitacin 3.5 mL de NaOH 40%

cuidando que la temperatura no pase de 25 C, se contina la agitacin y la mezcla de reaccin se

coloca en bao de hielo por 10 min., despus de la adicin final de NaOH.

5. Terminado este tiempo, la mezcla se deja a temperatura ambiente por 20 min, se debe notar una

mezcla de color claro, si es necesario se adiciona agua, gota a gota, hasta que el slido se disuelva

(evite adicionar un exceso de agua).

6. La solucin resultante se extrae con dietil ter (5 mL) llevndose a cabo 3 extracciones. Ambas capas: la

orgnica y la acuosa se guardan ya que son utilizadas en la obtencin del alcohol furfurlico y del cido

furoco.

7. Obtencin del alcohol furfurlico.- Se adiciona sulfato de sodio anhidro (alrededor de 0.1 g) a la faseorgnica extrada anteriormente. La mezcla resultante se agita y se filtra por gravedad, enjuagar el

papel filtro con 2 a 3 mL de ter. El filtrado orgnico se concentra dndonos un aceite viscoso, el cual

es el alcohol furfurlico.

8. Obtencin del cido furoco.- Se adiciona cido clorhdrico concentrado a la fase acuosa extrada

anteriormente hasta un pH alrededor de 2 (4 a 5 mL aproximadamente) el resultado es una suspensin

que se enfra en un bao de hielo de 0 -3 C.

9. El precipitado obtenido es el cido furoco que se filtra utilizando una filtracin por succin. Si el

producto obtenido es coloreado un segundo tratamiento necesario se hace con carbn activado para

eliminar impurezas. El producto obtenido se seca y se pesa. Determinar rendimiento y punto de fusin.

10. El furfural obtenido por todo el grupo deber almacenarse en un solo recipiente de vidrio mbardebidamente etiquetado. Los datos en la etiqueta deben incluir: Grupo, Seccin, Nombre delcompuesto, Estructura, Peso molecular, Punto de ebullicin, Rf (sistema de elusin y revelador).

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Actividades y Cuestionario para ser incluido en el informe

a) Escribir la estructura de Nitrofurtimox y comentar sobre su actividad biolgica.

b) Cul es la diferencia entre compuestos bacteriostticos y bactericidas?

c) Proponga un mecanismo de reaccin que explique la formacin de furfural a partir de pentosas.

d) Explique qu significa frmaco antibacteriano?

e) Explicar qu significa frmaco antibacteriano?

e) Explicar qu es antibitico?


El alumno deber tener los conocimientos necesarios sobre los mecanismos que involucran ladeshidratacin de alcoholes y la formacin de sistemas heterociclos conjugados.

El alumno deber conocer el procedimiento y los cuidados para la realizacin de las tcnicas de destilacinsimple y cromatografa de capa fina.

Fundamentos de la prctica y Mecanismo sugerido

Sntesis de furano y tetrahidrofurano a partir de furfural.

Investigar s el furfural puede dar la reaccin de Cannizzaro?

Buscar aplicacin biolgica y farmacutica de los productos derivados del furfural.

Haga el anlisis de la tcnica empleada.

Una vez realizada la prueba con el reactivo de Tollens, indique el compuesto que se obtiene de dichaidentificacin.

Qu propiedad fsica del furfural se usa para separarlo de la fase acuosa?

Qu informacin se obtiene al formar la 2,4dinitrofenilhidrazona del furfural?

La 2, 4dinitrofenilhidrazona es una imina porqu no se hidroliza fcilmente?


1. R. Adams y V. Voorhees, Org. Synth. Col. Vol. I, 1941, John Wiley & Sons, 2nd

ed. London, p. 280.

2. Para ver conversiones sencillas del furfural en otros intermediarios tiles. A. Vogel, Practical Organic Chemistry5th ed., 1989, Longman cap. 6.12.

3. Lednicer, L. A. Mitscher. The Organic Chemistry of Drug Synthesis. J. Wiley & Sons, New York, vol. II, 1980.

4. The Merck Index. Eleventh Edition.

5. W. A. Bonner and M. R. Roth; J. Amer. Chem. Soc. 1954, 81, 5454. (Mecanismo)

6. Streitwieser Jr. y C. H. Heathcock; Qumica Orgnica, Interamericana 1979, pag. 1077. (Mecanismo)

7. J. G. vila Zrraga, C. Garca Manrique, I. Cruz Gaviln Garca, F. Len Cedeo, J. M. Mndez Stivalet, G. Prez

Cendejas, Ma. A. Rodrguez Arguello, G. Salazar Vela, A. A. Snchez Mendoza, E. Santos Santos, R. M. Soto

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Hernndez. Qumica Orgnica. Experimentos con enfoque ecolgico. Primera edicin, Direccin General de

Publicaciones y Fomento Editorial. UNAM 2001. (Mecanismo).

8. Zvi Rappaport; Handbook of Tables for Organic Compounds Identification, 3ed Edition, pag. 147. (Derivados del

Furfural)9. R. Gonnert; Arzniem.-Forsch 1972, 22, 1563. (Nitrofurtimox)


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4 Sntesis de 2,4-dietoxicarbonil-

3,5-dimetilpirrol

Objetivos:

General: Efectuar la preparacin de un sistema heterocclico de cinco miembros con un

heterotomo (pirrol), a partir de compuestos acclicos

Particulares:

Ilustrar el concepto de formacin de grupos funcionales in situdurante la Sntesis de pirroles

de Knorr.

Realizar una condensacin de -aminocetonas con cetonas para dar Pirroles

Generalidades:

El ya conocido pirrol es un heterociclo aromtico de 5 miembros con un nitrgeno, tambin denominado azol.

La importancia del anillo de pirrol, es su ntima asociacin con los dos procesos centrales de la vida. Las

porfirinas juegan un papel esencial en las secuencias enzimticas relacionadas con la formacin del oxgeno, ascomo con su transporte, almacenamiento y consumo. Todas las formas de vida requieren de oxgeno para su

supervivencia y, con este fin, adaptaron vas metablicas para emplear la energa en procesos biolgicos.

Forma parte esencial del pigmento hemo (l)de la sangre y del pigmento fotosinttico verde (clorofila) de las

plantas. Ambos se sintetizan en la clula a partir del porfibilingeno (ll)1.

N

HNH2

OH

OHO

O

(l) (ll)

Fe

N

N

H2C

H3C

CH2

O

O

N

HC CH2

CH3

HC

CH3

CH2

N

H3C

CH2

O

O

**

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Otros productos naturales relacionados son, la vitamina B12(lll) y los pigmentos biliares. Entre los pirroles

reducidos, el compuesto natural ms importante es el aminocido (S)- prolina (lV).

(lll) (lV)

Lasporfiriasque son enfermedades metablicas causadas por una falla autonmica heredada, la cual produce

defectos enzimticos en la va de la formacin del grupo hemo. Dichas enfermedades se pueden clasificar en

agudas y no agudas. En ambos casos se trata de un defecto en una de las enzimas que generan una

acumulacin en los sustratos precursores que anteceden a dicha falla, con lo cual se desarrolla una formaespecfica deporfiria aguda. El cuadro clsico de laporfiriaaguda se caracteriza por dolor abdominal intenso,

nusea, vmito, constipacin severa y alteraciones psiquitricas y neurolgicas que pueden progresar hasta

una parlisis bulbar. Esta crisis es desencadenada por una serie de factores de riesgo, como son: algunos

medicamentos, ingesta de alcohol, dietas hipocalricas, ayuno, infecciones y ciclo menstrual.2

Otro representante importante del sistema pirrol con actividad farmacolgica es el Ketorolac(Dolac, Findol)3,

el cual es un agente anti-inflamatorio no esteroidal, que posee una actividad superior a la exhibida por la

aspirina o el acetominofn.

La sntesis de pirroles relacionados con estas molculas complejas que se presentan en la naturaleza, continasiendo un rea muy activa de investigacin. La qumica del pirrol y sus derivados se ha explorado tambin con

el fin de comprender su relacin con los sistemas bencnicos.

El estudio de todos estos compuestos dio impulso para la mayor parte de los trabajos acerca de la sntesis y

reacciones de los pirroles como lo puede ser los mtodos utilizados para construir el sistema anular del pirrol,

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todos ellos implican reacciones de ciclacin, se pueden citar tres mtodos: la Sntesis de Paal-Knorr, la Sntesis

de Knorr y la ciclacin de isonitrilos.

La Sntesis de Knorr4, 5, 6, es de los mtodos ms importantes y de uso ms extendido. En el ejemplo clsico de

la reaccin, se utilizan dos moles de un -cetoster, uno de los cuales se nitrosa y reduce in situpara dar una

aminocetona que reacciona con el segundo mol. De esta forma se obtiene el dister pirrlico y muchos otros

pirroles.

O

O O

NaNO2

CH3CO2H O

O O

NOH

Zn

CH3COOH

O

O O

NH2

(A)

CH3COOH

(A)

N

O

EtO

OEt

OH

En especial, los que se emplean en sntesis de porfirinas se obtienen por esta reaccin, a travs de la

modificacin de los sustituyentes. Con este fin, se ha hecho uso de los steres benclicos y ter-butlicos en lugarde los steres etlicos en la sntesis de Knorr, para facilitar la eliminacin subsecuente de los grupos

alcoxicarbonilo.



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O

OEt

O

1) NaNO2/ CH3COOH

2) Zn / CH3COOH

N

O

EtO

OEt

OH

2

Acetoacetato de et ilo NaNO2 cido actico glacial Producto

PM(gmol-1)

Peso (g)

Moles

Procedimiento Experimental:Sntesis de 2,4-dietoxicarbonil-3,5-dimetilpirrol7,8,9,10,11

1. En un matraz de 50 mL mezcle 2 g de acetoacetato de etilo y 4.0 mL de cido actico glacial (NOTA 1).

2. Enfre el matraz colocndolo en una mezcla de hielo-sal y mantenga la temperatura del seno de la reaccin

por abajo de 7 C. (NOTA 2).

3. Mientras, adiciona 1 mL de una disolucin de nitrito de sodio al 5 % agite vigorosamente la disolucin.

(NOTA 3).

4. Terminada la adicin, quite el bao de enfriamiento y agite durante 30 min., tiempo en el cual la mezclaalcanzar la temperatura ambiente.

5. Pasado ste tiempo, adicione 1 g de cinc en polvo dividido por lo menos en 3 porciones y contine la

agitacin constante durante 10 minutos ms. (NOTA 4).

6. Terminada la adicin del cinc, agregue 1.5 mL de cido actico glacial, adicione a la mezcla de reaccin

algunos cuerpos de ebullicin y adapte al matraz de reaccin un refrigerante y caliente a reflujo durante 60

minutos en bao de aceite (NOTA 5).

7. Al trmino del reflujo enfre ligeramente la mezcla de reaccin y decntela sobre una mezcla de hielo/agua.

8. Introduzca el filtrado en un bao de hielo y contine agitando vigorosamente hasta obtener un

precipitado.

9. Filtre el producto crudo a vaco y lvelo 2 veces con porciones de 10 mL cada una de agua fra.

10. Recristalice el slido de etanol/agua (70:30) (NOTA 6).

11.Determine p.f. y rendimiento en %.

NOTAS:

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1. Al utilizar actico glacial, manjelo con precaucin yevite inhalar los vapores irritantes.

2. Durante la adicin del nitrito de sodio es importante

controlar la temperatura por debajo de los 5 C.3. La agitacin debe mantenerse durante toda la reaccin.4. Al adicionar el cinc hgalo cuidadosamente, de tal forma

que no quede pegado en las paredes del matraz.5. Es importante colocar los cuerpos de ebullicin en el

matraz de reaccin cuando la mezcla an est fra para

evitar proyecciones de los reactivos.6. El pirrol de Knorr cristaliza en forma de agujas.


1. Mecanismo de la reaccin de diazoacin

2. pKa del acetoacetato de etilo

3. Mecanismo de reacciones de oxidacin-reduccin usando Zn

4. Mecanismo de las reacciones de carbonilo con derivados del amoniaco

5. Cul es la estructura del Ketorolaco?

6. En la primera parte de la reaccin, qu ocurrira si la temperatura se elevara por arriba de los 7 C?

7. En la literatura se informa rendimiento 51 %. Cmo explicara este resultado de la reaccin?8. Cules pueden ser los subproductos de sta reaccin?

9. Proponga un mecanismo de reaccin para explicar el producto obtenido.12,13

10.Usos del producto.

11.Tratamiento de residuos.


1) Frydman, B., Reil, S., Despuy, M.E.J. Amer. Cem. Soc. 1969, 91, 2338.

2) Fernndez DPL y cols.An Med(Mex) 2007; 52 (3): 130-142.

3) J. M. Muchowski, S. H. Unger, J. Ackrel, P. Cheung, G. F. Cooper, J. Cook, P. Gallegra, O.

Halpern, R. Koehler, A. F. Kluge, A. R. van Horn, Y. Antonio, H. Carpio, F. Franco, E.

Galeazzi, I. Garca, R. Greenhouse, A. Guzmn, J. Iriarte, Leon, A. Pea, V. Prez, D.

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Valdz, N. Ackerman, S. A. Ballaron, D. V. K. Murthy, J. R. Rovito, A. J. Tomolonis, J. M.

Young, W. H. Rooks.J. Med. Chem.1985, 28, 1037; ibid 1986, 29, 589.

4) L. Knorr,Ann. 236, 69 (1886); 245, 357, 378 (1888).

5) S. Coffey, J. K. Thompson, and F. J. Wilson,J. Chem. Soc. 1936, 856.6) F. W. Bergstrom, Chem. Rees. 35 157 (1944).

7) A. O. Fitton y R. K. Smalley. Practical Heterocyclic Chemistry. 1968, Academic Press, New

York.

8) H. Fischer, Org. Synth.Coll. Vol. 2, 1943, 202. Ibid., Coll. Vol. 3 1955, John Wileey &

Sons, London. 513.

9) Y. Tamura, J. Kato and M. Ikeda. Chem. Ind.(London) 1971, 767.

10) Y. Tamura, S. Kato, M. Ikeda. Chem. Industry(London), 1971, 767.

11) J. V. Cooney, E. J. Beal, R. N. Hazlett. Org. Prep. Proced. Int.1983, 15, 292.

12) R. A. Jones, D. C. Rustidge, S. M. Gushman. Synth. Commun. 1984, 14, 575.

13) J. A. Joule, G. F. Smith. Heterocyclic Chemistry. 2ndEdition, 1978, Van Nostrannd NewYork.


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P R C T I C A

5Preparacin del Sistema IndolObjetivos:

General: Demostrar la formacin de un anillo de cinco miembros con un heterotomo de

nitrgeno fusionado a un anillo de benceno.

Particulares:

Realizar una metodologa experimental comparativa de la obtencin del sistemaIndol.

Obtener el 2-fenilindol, 1, 2, 3, 4-tetrahidrocarbazol y el 2,3-dimetil indol, mediante

la sntesis de ndoles segn el mtodo de Fischer.

Realizar la reaccin bajo el protocolo de la Qumica Verde.

Utilizar una fuente alternativa de energa IR, para llevar a cabo la reaccin.

Utilizar una arcilla bentontica como catalizador.

Ejemplificar la preparacin de heterociclos por medio de un procedimiento que

involucra una transposicin sigmatrpica.

Generalidades:

El sistema indol es sin duda uno de las estructuras ms importantes en Qumica Heterocclica debido a sus

aplicaciones biolgicas y farmacolgicas, en donde se incluye una variedad de compuestos naturales con

actividad fisiolgica, por ejemplo el cido indol-3-carboxlico (l), el cual es un regulador del crecimiento de las

plantas, el triptfano (ll) el cul es una aminocido esencial.

N N

O

HO

NH2

H H

O

H

O

(l) (ll)

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La unidad indlica se encuentra presente en varios compuestos naturales con actividad biolgica importante,

como por ejemplo el aminocido triptfano, el compuesto endgeno serotonina y la hormona melatonina.

La indometacinaes un derivado de Indol y uno de los ms potentes agentes anti-inflamatorios no esteroidales

existentes, adems, fue el primer frmaco clasificado como tal (antes que la aspirina). La aspirina es utilizada

como estndar de comparacin para compuestos nuevos que desean probarse como agentes anti-

inflamatorios, pues es el prototipo de frmaco inhibidor de la enzima ciclo-oxigenasa (prostaglandina

sintetasa).

La indometacina (Indocid) se introdujo en 1963, para el tratamiento de artritis reumatoide y trastornos afines

como osteoartritis, atrofia degenerativa de la cadera, dolor lumbosacro (comnmente llamado lumbago). A

pesar de su utilidad deben observarse precauciones con este producto, pues tiene efectos sobre el sistema

nervioso central que se manifiestan como cefaleas acompaadas de mareo o aturdimiento al inicio del

tratamiento. En el sistema gastrointestinal se han observado ulceraciones nicas o mltiples en el esfago, en

el estmago y en el intestino delgado y grueso, incluyendo hemorragias.

Las propiedades del indol y sus derivados corresponden a la de un compuesto aromtico, su qumica es muy

interesante por presentar en su estructura dos anillos aromticos, el primero un anillo bencnico y el segundo

que corresponde al de un pirrol; en el cual se realizan favorablemente las reacciones de tipo Sustitucin

Electroflica.

Con respecto a la Sntesis del sistema Indol, existen varios mtodos, (por ejemplo los de Bischler, Reissert,Nenitzescu, entre otros) sin embargo, la reaccin de Fischer es la ms comn por los asequible de sus

reactivos. Esta reaccin de manera general consiste en el calentamiento de la fenilhidrazona con un derivado

carbonlico (RCOH RCOR) en presencia de un catalizador cido como el ZnCl, BF3 el cido polifosfrico. Para

producir un indol o derivado (lll).

H

N

NN

HBF3(C2H5)2O

CH3COOH65 C

(lll)

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La Qumica Orgnica se ha dado a la tarea de emplear mtodos no convencionales para llevar a cabo

transformaciones qumicas a efecto de obtener productos de inters biolgico; algunos aspectos principales

son los siguientes:

a) Realizar reacciones en ausencia de disolventes,

b) Utilizar fuentes alternas de activacin (microondas, infrarrojo, ultrasonido, ultravioleta y lser)

c) Emplear materiales slidos como medios de reaccin (almina, slice, celita, zeolita y arcillas).

Los logros obtenidos con el empleo de las zeolitas, y bentonitas en diferentes transformaciones qumicas

proceden con rendimientos excelentes, bajo condiciones suaves y tiempos cortos de reaccin, simplificando el

trabajo experimental, adems de tener precios muy bajos en comparacin con los catalizadores tradicionales

(Tabla 5.1).

Tabla 5.1. Precios comparativos de algunos cidos de Lewis, as como de varios soportes vsTonsil Actisil

FF.

Materiala Precio USD/Kg

ZnCl2

(99.99%) 2640

AlCl3 (99.99%) 137.20

TiCl2 (99.98% H2O

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medio ambiente; sta ofrece alternativas de mayor compatibilidad ambiental, comparadas con los productos o

procesos disponibles actualmente, cuya peligrosidad es mayor y que son tanto por el consumidor como en

aplicaciones industriales, promoviendo la prevencin de la contaminacin en el mbito molecular.

Desarrollo Experimental Preparacin del SistemaIndol.

a) Procedimiento Experimental:Obtencin del 2-fenilindol


HN

NH2

O

+

HN

Tonsil Actisil FF

IR

Fenilhidrazina Acetofenona 2-fenilindol

PM(gmol-1

)Peso (g)Moles

1. En un matraz de bola de 50 mL, coloque 2 mL de acetofenona (17 mmoles), 1.8 mL de fenilhidrazina

(17.5 mmoles), (NOTA 1) y 3 g de bentonita. Coloque dispositivo de reflujo.

2. Irradiar con una lmpara de infrarrojo durante 30 min.

3. Adicionar 10 mL de etanol para disolver el producto.

4. Filtrar a vacio y lavar varias veces con etanol. Esto hace que se separe la arcilla del producto.

5. El filtrado (lquido) se someter a una evaporacin casi a sequedad.

6. Se procede a hacer una recristalizacin con una mezcla de EtOH/ H2O 65:35.

7. Seque los cristales del producto al vaco y de ser posible en una estufa a 60 C. Pese el producto,

determine punto de fusin, rendimiento y Rf.

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NOTA:1. La fenilhidrazina es txica y puede causar severas quemaduras, por lo que debe ser manejada con

precaucin.

b) Procedimiento Experimental: Obtencin del 1, 2, 3, 4-tetrahidrocarbazol


HN

NH2

O

+

AcOH

HN

Fenilhidrazina Ciclohexanona

PM(gmol

-1

)Peso (g)Moles

1. En un matraz bola de 50 mL de una boca, colocar 0.53 g (4.9 mmoles, 0.5 mL) de fenilhidrazina (Nota

1), 0.5 mL (0.5 g; 5.09 mmoles) de ciclohexanona y 3.5 mL de cido actico glacial (Nota 2) aadir

cuerpos de ebullicin, adaptar un refrigerante en posicin de reflujo y calentar suavemente la mezcla a

reflujo por 20 min.

2. Transcurrido este tiempo, deje enfriar a temperatura ambiente.

3. Verter 5 mL de agua tibia al contenido del matraz y posteriormente trasvasar a un vaso de pp que

contenga 15 g de hielo. Agite y espere la precipitacin el producto.4. Filtrar el slido formado a vaco y lave el producto con 3 porciones de 7 mL cada una de agua helada.

5. S es necesario, recristalice en una mezcla de EtOH/agua (Nota 3), filtrar al vaco y secar al aire (Nota 4),

pesar y determinar su p.f. y rendimiento en %.

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NOTAS:

1. La fenilhidrazina es txica y puede causar severas quemaduras, por lo que debe ser manejada con

precaucin.

2. Tener precaucin con el cido actico glacial, causa quemaduras.

3. Disolver en la mnima cantidad de etanol en caliente, filtrar y recibir la solucin caliente en vaco con

hielo para precipitar el producto.

4. Squelo al aire o en bomba de vaco, pero no caliente en estufa.

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c) Procedimiento Experimental para: Obtencin del 2, 3-dimetilindol


HN

NH3Cl

+

AcOH

ONH

Clorohidrato deFenilhidrazina

Etilmetilcetona

PM(gmol-1

)Peso (g)Moles

1. En un matraz de bola de 50 mL de una boca, colocar 0.75 g (5.2 mmoles) de clorhidrato de

fenilhidrazina, 0.60 mL (0.48 g; 6.7 mmoles) de etilmetilcetona (2-butanona) y 5.0 mL de cido actico

glacial (Nota 1), aadir cuerpos de ebullicin, adaptar un refrigerante en posicin de reflujo y calentarla mezcla a reflujo por 20 min.

2. Transcurrido este tiempo verter el contenido del matraz en 15 mL de agua helada.

3. Lave el producto con 3 porciones de 7 mL cada una de agua helada.

4. Filtrar el slido formado a vaco.

5. Recristalice s es necesario con una disolucin de EtOH/agua (Nota 2), filtrar al vaco secar al aire (Nota

3).

6. Pese y determine su p.f. y rendimiento en %.

NOTAS:

1. Tener precaucin con el cido actico glacial, causa quemaduras.

2. Disolver en la mnima cantidad de etanol en caliente, filtrar y recibir la solucin caliente en vaco con

hielo para precipitar el producto.

3. Squelo al aire o en bomba de vaco, pero no caliente en estufa

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1. Qu ventajas y desventajas tiene el mtodo de Fisher de preparacin de indoles?

2. Qu otros catalizadores se pueden utilizar en esta reaccin?

3. La hidracina y sus derivados son txicos. Debe evitarse que residuos de estos compuestos sean

desechados al drenaje?

4. Cundo la hidracina es usada como reactivo, Cmo asegurar que toda ha reaccionado?

5. Qu ocurre durante el calentamiento de la fenilhidrazina con la ciclohexanona?

6. Plante una manera de obtener la fenilhidrazina y el compuesto carbonlico (acetofenona y

ciclohexanona), a partir del benceno.

7. Para el caso de la obtencin del 1, 2, 3, 4-tetrahidrocarbazol, puede ser utilizado el clorhidrato de

fenilhidrazina y no directamente la fenilhidrazina en esta sntesis?

8. Qu funcin desempea el cido actico en esta reaccin?

9. Para el caso de la obtencin del 2, 3-dimetilindol, qu ocurre durante el calentamiento de la

fenilhidrazina con la etilmetilcetona?

10. En qu consiste la reaccin de Japp-Klingemann?


1. Fundamento qumico, estequiometra y mecanismo de cada reaccin.

2. Anlisis de cada uno de los procedimientos; as como de sus ventajas y desventajas que tienen cada

mtodo de la obtencin de indoles.

3. Importancia biolgica de algunos derivados de indol.

4. Comente sobre otros agentes anti-inflamatorios como Piroxicam, Ibuprofeno, Koterolaco, cido

meclofenmico.


1. A.O. Fitton, P.K. Smalley, Practical Heterocyclic Chemistry; Academic Press; London (l968).

2. Wolthuis, E. The Synthesis of Heterocyclic Compounds. J. Chemical Education 56 (5), 343. (1979).

3. D. Lednicer L.A. Mitscher; Organic Chemistry of Drug Synthesis; John Wile & Sons; New York (l977).

4. A. Singer, S. M. McElvain, Org. Synth Coll Vol.II, l955, John Wiley & Sons, London, p.214.

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5. L.A. Paquette Fundamentos de Qumica Heterocclica, Limusa, Mxico 1993

6. J.A. Joule, G.F. Smith; Heterocyclic; Second Edition; Van Nostrand; Reinhold; New York (1978)


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P R C T I C A

6Formacin de Cumarinas

Objetivos:

General: Efectuar la sustitucin electroflica aromtica (SEA) entre un electrfilo poco activado (1,3-

dicarbonlico) con un nuclefilo activado, resorcinol (3-hidroxifenol).

Particulares:

Efectuar la reaccin de Pechmann-Duisberg con la condensacin de compuestos 1,3-dicarbonlicos y fenoles en presencia de un catalizador cido.

Preparar -metilumbeliferona segn la reaccin de Pechmann-Duisberg Ilustrar la formacin de un heterociclo de seis miembros benzofusionado.

Revisar la importancia biolgica y farmacutica de las cumarinas.

Generalidades:

Se conoce con el nombre de cumarinas a un grupo de principios activos fenlicos que se encuentran en plantas

medicinales y tienen en comn la estructura de 2-H-1- benzopiran-2-ona,

denominada cumarina. sta estructura se origina biosintticamente por

lactonizacin del cido cumarco (2-hidroxi-Z-cinmico). La gran mayora de lascumarinas, a excepcin de la cumarina propiamente dicha, poseen un grupo

hidroxilo en la posicin 7, ya sea libre o en forma de glucsido, de ter. Las

Cumarinas sencillas pueden poseer adems hidroxilos adicionales en otras

posiciones.

En plantas, se encuentran en los tegumentos de las semillas, frutos, flores, races, hojas, y tallos, aunque la

mayor concentracin se encuentra en general en frutos y flores. Originalmente la cumarina se aisl del Haba de

Tonka. Su funcin en las plantas parece ser de defensa, dndole propiedades de rechazo a la alimentacin (en

ingls antifeedant), antimicrobiana, captadora de radiacin UV e inhibidora de la germinacin.

Como ya se mencion, la mejor propiedad conocida de las cumarinas,

indirectamente demuestra su papel en la defensa de las plantas. Un

ejemplo de dicha propiedad es, la ingesta de plantas como el trbol, la

cual puede causar hemorragias internas en mamferos. Este

descubrimiento llev al desarrollo del raticida Warfarin [(RS)-4-hidroxi-

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3- (1-fenil-3-oxo-butil)-cumarina] y una aplicacin teraputica es, la relacionada con tratar y prevenir la

apopleja.

Varios estudios dieron la clasificacin de las cumarinas:

a.Hidroxicumarinas

b.Cumarinas preniladas: cadenas isoprnicas

c.Furanocumarinas: anillo de furano condensado

d.Piranocumarinas: anillo pirano condensado

e.Dicumarinas

f.Cumarinas sustituidas

La cumarina se puede encontrar en las plantas como tal o en forma de cido hidroxicinmico (lo que significa

que tuvo prdida de agua).



Resorcinol Acetoacetato de etilo 7-hidroxi-4-metilcumarina

PM(gmol-1

)

Peso (g)Moles

Procedimiento Experimental para: 7-hidroxi-4-metilcumarina

1. En un matraz de 125 mL, coloque 8 mL de cido clorhdrico concentrado1, adicione poco a poco ycon agitacin constante una solucin de 1.2 g, de resorcinol en 2.0 g de acetoacetato de etilo2.

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2. Caliente a 30 C durante 15 minutos sin dejar de agitar y posteriormente vierta la mezcla dereaccin lentamente sobre 50 mL de agua/hielo.

3. Agite constantemente, filtre el slido formado al vaco y lave con 25 mL de agua fra.

4. Recristalice de etanol.5. Determine el punto de fusin del producto, Rf y el rendimiento en %

NOTAS:

1. Tenga precaucin con el cido clorhdrico, causa quemaduras.

2. La disolucin tiene que ser recin preparada.


1. Proponga un mecanismo de reaccin que explique la formacin de la 7-hidroxi- 4-metilcumarina.2. D un ejemplo de una cumarina biolgicamente importante.3. Cmo se explica la regioselectividad de la formacin de la 7-hidroxi-4-metil cumarina?4. Por qu es favorecida la formacin intra-molecular del ster para obtener la lactona de la cumarina?5. Por qu la mezcla de acetoacetato de etilo y resorcinol debe ser reciente?6. Qu resultados esperara en la sntesis efectuada, si sustituyera el resorcinol por catecol o por

hidroquinona?7. Qu sustancias se eliminan en el lavado acuoso?8. Podra la cumarina formada reaccionar con otro equivalente de acetoacetato de etilo?9. Escriba la estructura del producto que se generara si se emplearan 2 equivalentes de acetoacetato de

etilo y 1 equivalente de resorcinol.


1. Fundamento qumico, estequiometra y mecanismo de cada reaccin.2. Anlisis de cada uno de los procedimientos; as como de sus ventajas y desventajas que tienen cada

mtodo de la obtencin de las cumarinas.

3. Importancia biolgica de algunos derivados de las cumarinas.

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7Sntesis de HntzschObjetivos:

General: Ilustrar la preparacin de un heterociclo de 6-miembros con un heterotomo.

Particular:

Conocer una modificacin a la sntesis deHntzsch para sintetizar un paso piridinas,empleando una arcilla como catalizador y radiacin de microondas como fuente deenerga, sin el uso de disolvente en la mezcla de reaccin.

Mostrar la obtencin de 1,4-dihidropiridinas por el mtodo de Hntzsch. Ejemplificar la formacin in situ de precursores sintticos en la construccin de

heterociclos y por lo tanto, de una reaccin multicomponente.

Generalidades:

Las piridinas son consideradas compuestos anlogos al benceno ya que la sustitucin de un grupo (CH) por un

tomo de nitrgeno no altera sustancialmente el carcter de los orbitales . La piridina es uno de los

heterociclos aromticos ms abundantes y mejor conocidos, sus derivados, naturales y sintticos han sido

objeto de estudio y desarrollo como productos farmacuticos, tal es el caso de la nifedipina (l), antagonista del

calcio y agente hipertensor. Entre los productos naturales, su derivado ms conocido es sin duda el alcaloide

nicotina (ll).

N CH3

CO2CH3H3CO2C

H3C

H

NO2

N

N

CH3

(l) (ll)

La piridina y varias metil y etil piridinas estn disponibles en gran escala procedentes de la carbonizacin del

alquitrn de hulla. Para la obtencin de piridinas con un mayor grado de sustitucin se utilizan reacciones de

ciclacin.Entre estas ltimas cabe destacar la sntesis de Hntzsch, la cual consiste en hacer reaccionar

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compuestos 1,3-dicarbonlicos con aldehdos y amoniaco para la obtencin de 1,4-dihidropiridinas, las cuales

pueden ser oxidadas para producir el sistema aromtico.

Las modificaciones a la reaccin clsica de Hntzsch, continan siendo los procedimientos de eleccin para

preparar 1,4-dihidropiridinas; aunque existan muchas modificaciones y variantes de utilidad de dicha sntesis.

Una de ellas contempla el uso de una arcilla mineral como catalizador, nitrato de amonio, irradiacin de

microondas como fuente de energa en ausencia de disolventes. Dicho mtodo presenta mltiples ventajas,

pero lo ms notable quizs, sea el hecho de obtener piridinas en un solo paso, es decir, sin la necesidad de

posterior oxidacin de las dihidropiridinas. Se sugiere que la reaccin ocurre como resultado de la

descomposicin del nitrato de amonio en amoniaco y cido ntrico, debido a la irradiacin y al carcter cido

de la arcilla bentontica. El amoniaco producido en un primer paso aporta el nitrgeno como originalmente

sucede en la sntesis de Hntzsch de 1,4-dihidropiridinas. En segundo plano el sistema cido ntrico-bentonita

formado in situ, oxida las 1,4-dihidropiridinas a piridinas.

El inters en este tipo de compuestos radica en que funcionan como bloqueadores de los canales de calcio. La

nifedipina (Corotrend) es una 1,4-dihidropiridina que se utiliza en el tratamiento de la angina de pecho y

como agente antihipertensivo debido a sus propiedades vasodilatadoras. Asimismo, la nitrendipina y la

nicardipina son 1,4-dihidropiridinas que ejercen su actividad farmacolgica ante receptores especficos que se

encuentran en los canales de calcio de tipo L, dependientes del voltaje. Las 1,4-dihidropiridinas bloquean la

entrada de calcio produciendo vasodilatacin y, por lo tanto, reduciendo la resistencia vascular. El Corotrend

se recomienda en el tratamiento de cardiopatas isqumicas como la angina de pecho, la arteriosclerosis y la

oclusin coronaria aguda.

En esta prctica se ilustra la sntesis de Hntzsch (la cual puede ser clasificada como un ejemplo de reaccin

multicomponente). Se hace uso de tres materiales de partida (acetoacetato de etilo, benzaldehdo e hidrxido

de amonio).



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N

R

CH3

CO2CH3H3CO2C

H3C

H

O

O O

2 +

NH4NO3/ Bentonita

MicroondasR H

O

Acetoacetato de etilo Aldehdo Nitrato de amonio

PM(gmol-1

)

Peso (g)

Moles

Procedimiento Experimental para: Sntesis de 3, 5 dietoxicarbonil - 2,6 dimetil 4 - fenildihidropiridina

1. En un matraz Erlenmeyer de 50 mL, mezclar 2 mL (20 mmol) de aldehdo, 5.2 mL (5.3 g; 41.0 mmol) deacetoacetato de etilo y 3 mL de NH4NO3 concentrado, s no se cuenta con nitrato use hidrxido deamonio (1)y 1.5-2.0 g de bentonitaa

2. Irradiar la mezcla de reaccin en un horno de microondas domstico durante 4 min a potencia que

sugiera el asesor. (Siga la reaccin por ccf) (hexano/acetato de etilo 7:3). S es necesario vuelva a irradiar 3min ms.

3. Deje enfriar el matraz y adicione 10 mL de acetato de etilo; proceda a filtrar la mezcla de reaccin. Filtresobre celita.

4. Al filtrado adicione un poco de hielo (40 g). El aceite preparado cristaliza, filtrar al vaco el productocrudo y recristalizar de etanol-agua.(El mnimo volumen posible)

5. Se obtiene un producto amarillo. Determinar punto de fusin, Rf y rendimiento en %.

NOTAS:

1. Tenga cuidado al manejar el nitrato de amonio concentrado al igual que el hidrxido de amonio, ya que producenasfixia por inhalacin.

a. El nombre comercial de la bentonita es Acticil FF, de Qumica SUMEX S.A. de C.V.


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1. Se sabe que los compuestos carbonlicos forman iminas en presencia de NH3.2. Cree usted que este hecho afecte el curso normal de la sntesis efectuada?3. Qu riesgo se correra durante la sntesis si se empleara alcohol metlico en lugar de etanol?

4. Durante el proceso de recristalizacin, de qu sustancias se separa el producto obtenido?5. A qu atribuye que en la sntesis efectuada el rendimiento reportado slo sea de 60 %?6. Dar la estructura de nifedipina y nicardipina.7. Cul es la concentracin del hidrxido de amonio concentrado?


Reacciones de condensacin cruzada tipo Knvenagel, cuyo objetivo es formar compuestoscarbonlicos , -insaturados (aceptores de Michael).

Reacciones de adicin nucleoflica 1,4 o de Michael, cuyo objetivo es formar compuestos 1,5-dicarbonlicos.

Reacciones de adicin nucleoflica de derivados del amoniaco al carbonilo, cuyo objetivo es formariminas y enaminas.

Equilibrios ceto-enol e imina-enamina.

Sntesis de 1,4-dihidropiridinas de Hntzsch, mecanismo y estequiometria involucrados.

Proponer el mecanismo de reaccin. Importancia biolgica y farmacolgica de las dihidropiridinas, piridinas sustituidas y dihidropirimidinas. Investigar las propiedades de las arcillas, en particular sobre la arcilla utilizada.


1. Paquette, L. A. Fundamentos de Qumica Heterocclica. Limusa, Mxico, 1993.2. Joule, J. A. & Smith, G. F. Heterocyclic Chemistry; Second Edition; Van Nostrand, Reinhold. New York, 1978.3. Acheson, R. M. An introductin to the Chemistry of Heterocyclic Compounds; Third Edition; Academic Press, John

Wiley & Sons. New York, 1976.4. Fitton, A. O. & Smalley, R. K. Practical Heterocyclic Chemistry. Academic Press. London, 1968.5. Guevara, J. D. et al. Qumica de las Reacciones Orgnicas.Alhambra. Madrid, 1969.C. Lednicer, L. A. Mitscher; Organic Chemistry of Drug Synthesis; John Willey & Sons; New York (1977).6. Christians, J., Windhorst, A. D., Groenenberg, P. M., Van der Doot, H. & Timmerman, H. Eur. J. Med. Chem. 1993, 28,

859.7. Lvai, L. et al. Synth. Commun 1992, 22, 47.8. Ohno, S. et al. Chem. Pharm. Bull 1986, 34, 1589.

9. S. Budavi, The Merck An Encyclopedia of Chemical,Drug and Biologicals.Eleven Edition, Merck &Co. In. New Jersey,1989.

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Sntesis de isoxazolesObjetivos:

General: Ilustrar la preparacin de heterociclos de cinco miembros con dos heterotomos (1, 2 nitrgeno

y oxgeno).

Particulares:

Obtener un heterocclo con esqueleto isoxazol, a partir de un compuesto 1, 3-dicarbonlico (componente

electroflico)e hidroxilamina (sintn nucleoflico derivado de amoniaco).

Preparar el 3,5dimetilisoxazol y el 3-fenilisoxazol-5-ona de acuerdo a las condiciones de reaccin

establecidas en la tcnica.

Revisar el inters biolgico y farmacutico de los isoxazoles y sus derivados.

Generalidades:

La qumica de los isoxazoles comenz a investigarse desde el siglo pasado. Los azoles son un grupo de

heterociclos que se derivan del furano, pirrol y tiofeno por sustitucin de uno de los grupos CH- por un tomo

de nitrgeno. S este reemplazo se hace en posicin 3, se forma el oxazol, imidazol y tiazol, respectivamente,

mientras que la insercin del tomo de Nitrgeno en 2, conduce al isoxazol, pirazol e isotiazol.

El sistema heterocclico de isoxazol constituye un intermediario verstil en sntesis orgnica debido a la

facilidad de preparacin y a la labilidad del enlace Oxgeno-Nitrgeno. Los mtodos de formacin de los

isoxazoles y pirazoles se basan en la adicin de especies que contienen la unin O-N o N-N preformada, a una

molcula aceptora con la funcionalidad apropiada. Se han aplicado procesos reductivos y oxidantes sobre

isoxazoles e isoxazolinas para producir -hidroxicetonas y amino alcoholes, los cuales se han utilizado para

elaborar productos naturales. Hay isoxazoles naturales con actividad farmacolgica importante.

S NH

O

O

O

N

H2N S NH

O

O

N

O

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(l) (ll)En el aspecto farmacolgico, el ncleo de isoxazol se encuentra presente en antibiticos de uso comn como la

Oxacilina (l), Dicloxacilina (ll)y Cloxacilina. Se ha aprovechado la estructura como base para el diseo de

algunos isoxazoles sintticos, como posibles analgsicos. La cicloserinaes un antibitico antituberculosonatural y la isoxazolina es un antibitico antitumoral, que tambin se encuentra en la naturaleza. Algunas

penicilinas semisintticas comerciales: oxacilina, cloxacilina y dicloxacilina poseen cadenas laterales de

isoxazolilo.

NH

O

N

O

H

HS

O

O

Cl

Cl

N

O

O

HN

H

H

O

N

S

COO

H

H2O

(lll) (lV)

Tambin se encuentra presente en compuestos con actividad antimicrobiana como las sulfonamidas:

sulfametoxazol (lll)y sulfixosazol (lV).La isocarboxazina es un inhibidor de la MAO (monoamino oxidasa)

equiparable en accin a la de la isonicotin hidracida. Dentro de los isoxazoles se encuentran las estructuras de

los primeros medicamentos antidepresivos, y su actividad est relacionada con la disminucin de la

transmisin sinptica funcional dependiente de las aminas.

Desarrollo Experimental Sntesis de isoxazoles

Procedimiento Experimental para: Obtencin 3,5dimetilisoxazol


O O

+ NH2OH HCl N

O

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Acetilacetona Clorhidrato de hidroxilamina

PM(gmol-1

)

Peso (g)Moles

1. En un matraz de 50 mL, coloque 3 mL de cido actico glacial, 2.8 g de clorhidrato de

hidroxilamina (40.2 mmoles) y 3.5 mL (3.4 g, 34.3 mmoles) de acetilacetona.

2. Agite para homogenizar1y caliente a reflujo por 30 min.

3. Enfre a temperatura ambiente y neutralice con una solucin de hidrxido de sodio al 30 %2y

separe la fase orgnica de la acuosa.

4. Esta ltima extrigala con 3 porciones de 10 mL de acetato de etilo, rena las porciones orgnicas

y seque sobre sulfato de sodio anhidro.5. Elimine el acetato de etilo por medio de una destilacin3.Cuando haya destilado todo el acetato de

etilo retire el bao de agua.

6. Contine el calentamiento con flama moderada de mechero, para colectar la fraccin que destile

entre 128-138C4.

7. Calcule el rendimiento.

NOTA:

1) El clorhidrato de hidroxilamina se disuelve al calentar la mezcla de reaccin.

2) La reaccin es exotrmica.3) Utilice un bao Mara.

4) Punto de ebullicin del producto es de 142-144 C a 760 mm.

5) Se recomienda hacer una purificacin del producto por medio de una destilacin al vaco.

Procedimiento Experimental para:

Obt. de 3-fenilisoxazol-5-ona


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O

OEt

O

+ NH2O HCl CH3COO Na

N

OO

Benzoilacetato de etilo Clorhidrato de hidroxilamina

PM(gmol-1

)

Peso (g)Moles

1. En un matraz de bola de 25 mL colocar una disolucin de 0.56 mL de benzoilacetato de etilo en 1.3 mLde etanol. (Disolucin A)

2. Prepare la disolucin B, con 0.23 g de clorhidrato de hidroxilamina y 0.33 g de acetato de sodio en 0.83

mL de agua.

3. Adicione la disolucin B al matraz que contiene la disolucin A lentamente.

4. Calentar la mezcla de reaccin a reflujo por 40 min.

5. Al trmino de este tiempo dejar enfriar y posteriormente filtrar al vaco los cristales formados.

6. Recristalizar el producto con etanol.

7. Determinar punto de fusin y rendimiento.


1. Justifique por qu el nitrgeno y no el oxgeno de la hidroxilamina inicia la formacin del 3,5-

dimetilisoxazol?

2. Investigue de qu otras fuentes se obtienen isoxazoles?

3. Qu reaccin ocurre entre el cido actico y el clorhidrato de hidroxilamina, al iniciarse el mecanismode la reaccin?

4. Cul es la razn de extraer con acetato de etilo la fase acuosa, si la fase orgnica ya ha sido separada

de la fase acuosa previamente?

5. Qu prop

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