SÍNTESIS DE BENZALACETOFENONA (CHALCONA) A PARTIR DE LAREACCIÓN DE CONDENSACIÓN ALDÓLICA UTILIZANDO DE BENZALDEHÍDO Y ACETOFENONA EN MEDIO BÁSICO PRESENTADO POR: DANNY LORDUY FLÓREZ PRESENTADO A: Dr.Sc. GILMAR SANTAFÉ PATIO PROFESOR DE !UÍMICA ORGÁNICA I" (Pr#c$%c&) UNI"ERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS PROGRAMA DE !UÍMICA LABORATORIO DE !UÍMICA ORGÁNICA I" MONTERÍA' CÓRDOBA ()*+ INTRODUCCIÓN Las cetonas aromáticas α, β-insaturadas se caracterizan por tener en su estructura dos anillos bencénicos, separados por tres átomos de carbono, de los cuales, dos están conectados por un doble enlace y el tercero hace parte de un grupo carbonilo. La presencia del grupo carbonilo y la unidad olefínica conjugados confieren a las chalconas gran reactiidad, situándolas como una interesante clase de moléculas a estudiar tanto en las proyecciones en ciencia básica, como por las aplicaciones en áreas como la medicina, la agricultura y la industria. !n este informe se e"plicara los pasos #ue siguieron para la síntesis de la $enzalacetofenona %chalcona& por medio de la reacci'n de condensaci'n ald'lica, utilizando (cetofenona y benzaldehído en medio básico )osteriormente se realizaron dos pruebas diferentes para caracterizar algunos grupos funcionales característicos del producto deseado #ue son, la *,+-,-./ para determinar #ue la estructura por lo menos contenga un grupo carbonilo y la prueba de $r*011l+ para determinar insaturaciones, con lo cual se hace mas preciso y probable #ue el producto formado sea la molécula objetio OB,ETI"OS OB,ETI"O GENERAL 2intetizar el de $enzalacetofenona %chalcona& a partir de la reacci'n de condensaci'n ald'lica utilizando el $enzaldehído y (cetofenona en medio básico OB,ETI"O ESPECÍFICOS 3ealizar a la $enzalacetofenona %chalcona& cada una de las pruebas específicas para determinar cualitatiamente de #ue se trate de tal compuesto. 3econocer los factores #ue afectan el rendimiento de producci'n en la síntesis de $enzalacetofenona %chalcona& )roponer un mecanismo de reacci'n en la síntesis de $enzalacetofenona %chalcona& teniendo en cuenta #ue se trata de una reacci'n de 1ondensaci'n (ld'lica. ,eterminar por métodos espectrosc'picos #ue en realidad se sintetiz' la $enzalacetofenona %chalcona& FUNDAMENTO TEÓRICO !l primer trabajo de síntesis de chalconas se hizo en el 4ltimo decenio del siglo 565 y fue realizado por la condensaci'n de aldehídos aromáticos con deriados de (cetofenona y pertenece a 7ostanec8uy colaboradores. !n el presente esta reacci'n y su mecanismo han sido suficientemente estudiados. 2e conoce #ue la condensaci'n de aldehídos aromáticos con deriados de la acetofenona puede llearse ya sea en medio básico, como en medio ácido. !n presencia de agentes alcalinos sucede el rompimiento del prot'n del compuesto metilénico #ue reacciona %(cetofenona& formándose el carbanion #ue se une al grupo carbonilo del aldehído. 2in embargo los agentes condensadores de carácter básico #ue más se utilizan a diferentes concentraciones en soluci'n etan'lica y metan'lica son el hidr'"ido de sodio y el hidr'"ido de potasio además de los alcoholatos de sodio y la piperidina. !n el a9o :;<+ 3ussell =<> durante la obtenci'n de una serie de o"ichalconas propuso utilizar en calidad de catalizador-condensador al cloruro de hidr'geno gaseoso. La reacci'n se condujo en etilacetato a ?@1. Los catalizadores ácidos tradicionalmente usados para esta síntesis son el trifloruro de boro en ácido acético, el clor'"ido de f'sforo y el ácido sulf4rico. La condensaci'n de los aldehídos sustituidos con las acetofenonas sustituidas se realiz' en un interalo de temperatura de ?@1 hasta A?@1. !n :;B? Ce larde =+> report' la síntesis del compuesto análogo de la chalcona la p-al#uil-mercapto furfuruliden acetofenona en medio de hidr'"ido de sodio y alcohol etílico. !n este caso se introduce el grupo sulfuro #ue aumentaría la actiidad antibacterial del compuesto. 2inisterra y colaboradores =D> reportan la síntesis de una serie de *Ehidro"ichalconas y *E-hidro"i fenil-%*-al#uilinil& cetonas en condiciones de interfase. ,icha técnica eita la ciclizaci'n de la *E -hidro"ichalconas en flaonas, proceso muy com4n cuando la reacci'n ocurre en fase homogénea. )or otro lado 2inisterra y colaboradores =F> han reportado la síntesis sono#uímica de chalconas, catalizada por hidr'"ido de bario actiado bajo condiciones de interfase s'lido-lí#uido. !ste proceso se llea a cabo a temperatura ambiente y con menor cantidad de catalizador y tiempo de reacci'n #ue el proceso térmico. !l mecanismo de la condensaci'n de 1laisen-2chmidt catalizada por una serie de catalizadores actiados de hidr'"ido de bario en un proceso heterogénero s'lido- lí#uido lo describe el mismo 2inisterra y colaboradores =B>. Gtros autores como 1liment y colaboradores =A> han utilizado la actiidad catalítica de las zeolitas en la condensaci'n de 1laisen-2chmidt entre la acetofenona y el benzaldehido. Los productos de condensaci'n son chalconas y pe#ue9os porcentajes de productos de la reacci'n de 1annizzaro. E-PERIMENTACIÓN: MATERIAL REACTI"OS • Hatraz de fondo redondo de:*D ml • * pinzas de tres dedos con nuez • (nillo metálico • )lancha de calentamiento • < Hatraz erlenmeyer de D? ml con tap'n • Hatraz erlenmeyer de *D? ml • : aso de precipitado :??ml • !mbudo de separaci'n de :*D ml • Ierm'metro %?-:<?@1& • Hatraz de destilaci'n • : !spátula • < pipetas de :? ml • /idr'"ido de sodio • !tanol al ;DJ • (cetofenona • $enzaldehído MATERIAL ADICIONAL • 1inta de tefl'n • : frasco de idrio ámbar con tap'n de rosca %apro". :D-*? ml& • .ranela • !ti#uetas • Harcador indeleble DATOS PRIMARIOS N./0r1 D123%4&4 (56/78 () 9C) P.E. 9C P.F. 9C S.7 12 5r6*)) /7 41 A5:&8 () 9C H%4r;<%4. 41 3.4%. (8*= *.=>> =*> ? E$&2.7 &7 @A B ).)C> C>8=C D**+ ? Ac1$.E12.2& *.)= ()( () %23.7:071 B12F&741GH4. *.)+ *C*.* D(I %23.7:071 CG&7c.2& *.)C* =+A' =+> AA'AC %23.7:071 PROCEDIMIENTO E-PERIMENTAL REACCIÓN GENERAL REACCIONES COLATERALES. MECANISMO DE REACCIÓN PRUEBAS DE SOLUBILIDAD Gr:J. IIC(&: 1omprende compuestos orgánicos 3%2 2%$r;512., insolubles en /1l al DJ y en -aG/ al :?J, pero solubles en /*2G+ concentrado y fríoK alcoholes, aldehídos, c1$.2&3 y ésteres 41 J13. /.71c:7&r r17&$%K&/12$1 171K&4., #uinonas, éteres, acetales, lactosas, anhídridos e hidrocarburos insaturados. REACCIONES DE CARACTERIZACIÓN DE LA CHALCONA PRUEBA CON (8+DDINITROFENILHIDRAZINA !sta prueba se realiza para identificar grupo %s& carbonilo %s&L se hace tomando : ml de chalcona y adicionarle D gotas de *,+-dinitrofenilhidrazina preiamente preparada y agitar, la aparici'n de una coloraci'n naranja o rojiza eidencia la presencia de por lo menos un grupo carbonilo. C.7.r&c%;2 r.L%F& MECANISMO DE REACCIÓN !sta es una r1&cc%;2 41 c.24123&c%;2K se unen dos moléculas y pierden agua. Iambién es llamada reacci'n de adici'n-eliminaci'nK una adici'n nucleofílica del grupo --/* al grupo carbonilo 1MG, seguida de la remoci'n de una molécula de /*G. PRUEBA DE BROMO EN TETRACLORURO DE CARBONO !sta prueba se realiza para identificar la presencia de insaturacionesL se hace tomando : ml de chalcona y adicionarle D gotas de una solucion preiamente preparada de bromo en tetracloruro de carbono y agitar, la aparici'n de un color transparente indica la presencia de insaturaciones C.7.r&c%;2 $r&23J&r12$1 MECANISMO DE REACCIÓN CONSIDERACIONES 2in el e"ceso de benzaldehído el rendimiento es menor. -i alargar el tiempo de reacci'n ni el aumento de la temperatura de reacci'n llea a una reacci'n cuantitatia de los productos de partida. !lear la temperatura hasta :?? @1 llea a la formaci'n de más subproductos. RECOMENDACIONES: Nsar guantes durante toda la práctica !fectuar todas las operaciones en la cabina de e"tracci'n de gases La CHALCONA es un compuesto fuertemente irritante RESULTADOS 2e obsero #ue al calentar la solucion %+? @1& y posteriormente enfriarla notamos la precipitaci'n amarilla características de la chalcona, el cual fue filtrada al acio por medio de un filtro de $uchner, para el cual se consero para hacer posteriores pruebas características !n la prueba con la *,+-,-./ se obsero una coloraci'n amarilla en ez rojiza como lo muestra la teoría, #uizás debido a las impurezas de los reactios o a la mala manipulaci'n de los mismos en cuanto a medici'n de sus ol4menes !n la prueba con $r*011l+ se obtuo una lee transparencia en la solucion lo #ue indica definitiamente #ue la muestra estaba contaminada pero #ue probablemente e"iste la molécula objetio debido al cambio en su coloraci'n. ANÁLISIS DE RESULTADOS !l benzaldehído y la acetofenona son los reactios #ue an a dar lugar a la chalcona el cual se llea a cabo una reacci'n de condensaci'n ald'lica. !l benzaldehído como no tiene hidr'genos α, es la especie #ue es atacada por el enolato formado a partir de la acetofenona. Irae !l -aG/ proee del medio básico para #ue ocurra la reacci'n, debido a #ue un par de electrones libres del o"igeno atrae un hidrogeno del carbono α de la cetona el cual son relatiamente acido, conirtiendo este carbono en nucle'filo. !l enolato formado ataca al carbono carbonilo del benzaldehído. !l hidrogeno del grupo hidro"ilo del etanol protona el o"igeno formando el aldol. 1omo las condensaciones son todaía básicas, el otro OG/ toma el hidrogeno α, esto hace #ue el carbono α #uede negatio, entonces desplaza dichos electrones hacia el enlace adyacente al formándose así el doble enlace carbono-carbono, liberando el grupo hidro"ilo del aldol en agua. )ara #ue esta reacci'n ocurra se debe agitar mezclando los reactios. !l producto es insoluble por lo #ue precipita. !l agua de hielo hace #ue la solubilidad de la $enzalacetofenona sea todaía menos. 2e agita para #ue los cristales del producto sean más pe#ue9os y disminuyan las impurezas del mismo. )or medio de una filtraci'n al acio se separa de lo #ue no haya reaccionado, el agua, los iones y las sales formadas. Las pruebas realizadas a el producto deseado, inicialmente con la *,+- dinitrofenilhidrazinas %,-./& reacciono debido a #ue la estructura presenta por lo menos un grupo carbonilo y esto se confirma por la coloraci'n naranja #ue presentoL mientras #ue en la prueba de $romo en Ietracloruro de 1arbono la chalcona resulto positia al presentar un color leemente tranparente lo #ue indica #ue presenta en laces dobles en su estructura. APLICACIONES 2e han descrito arias chalconas sustituidas con un grupo <,+,D-trimeto"ifenilo %como el grupo acilfenilo& con e"celente actiidad antitumoral %/iromitsu, :;;FL ,uc8i et al., :;;AL (8ihi8o, :;AF&. !stos compuestos presenta la f'rmula general siguienteK %;& CONCLUSIONES :. Hediante una reacci'n de condensaci'n (ld'lica es posible obtener la $enzalacetofenona %1halcona& a partir de $enzaldehído y (cetofenona en medio básico *. 2e pudo realizar a la $enzalacetofenona %1halcona& cada una las pruebas específicas, tales como la identificaci'n del grupo carbonilo %*,+-,-./& e instauraci'n %$r*011l+&, obteniendo una coloraci'n naranja y leemente transparente respectiamente <. 2e reconoci' los factores #ue afectan el rendimiento de producci'n en las síntesis de la $enzalacetofenona %1halcona& , tales como, el manejo en la temperatura, los implementos a utilizar, la pureza de los reactios. +. 2e propuso un mecanismo de reacci'n en la síntesis de la $enzalacetofenona %1halcona& teniendo en cuenta #ue se trata de una reacci'n de 1ondensaci'n (ld'lica, además se tuo en cuenta #ue la misma produce un e#uilibrio enolato-cetona lo cual indica #ue se pudo producir como producto de reacci'n colateral. D. -o se pudo determinar por métodos espectrosc'picos #ue en realidad se sintetizo la $enzalacetofenona %1halcona& , debido #ue no se cuenta con los e#uipos de espectroscopia adecuado, tales como, P20H2, no hay e#uipos de 3H- y los #ue e"isten como el espectrofot'metro no muestran resultados contundentes del producto formado BIBLIOGRAFÍA :. l. $ablich, 2.I.L 7ostanec8i, C. %:A;F& $er *;, *<<. *. IemileQicz, 2.I.L 7ostanec8i, C. %:A;A& $er *;, F;F. <. 3ussell, (.L Iodd, l. %:;<+& R. 1hem. 2oc. :?FF. +. Celarde, !., %:;B?& $ol. 2oc. Suím. )er4. <F-:*B. D. (lcántara, (.3.L Harinas, R.H.L 2inisterra, R. C. %:;AB& Ietrahedron Letters.*A, :D:D-:D:A. F. .uentes, (.L Harinas, R.H.L 2inisterra, R.C. %:;AB& Ietrahedrons Letters.*A, +D+:-+D++. B. (guilera, (.L (lcántara, 3.L Harinas, R.3.L 2inisterra, R.C. %:;AB& 1an. R. 1hem. FD, ::FD-::B:. A. 1liment, H.R.L Parcía, /.L )rimo, R.L 1orma (, %:;;?& 1ata0. Lett. +, AD-;:. ;. httpK00QQQ.espatentes.com0pdf0**F;<F?Tt<.pdf O$r.3: $reQster, 3. 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