LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA IILicenciatura en Química. 9º Cuatrimestre. Curso 2005-2006. Objetivos: En este módulo de laboratorio se pretende abordar nuevos aspectos experimentales de la Química Orgánica, como son el estudio de la estereoselectividad con la que transcurre un proceso químico, o la quimioselectividad de una transformación sobre un compuesto polifuncionalizado. Así mismo, se abordarán dos procedimientos para la construcción de enlaces C-C y se estudiará un ejemplo de cómo el resultado de una reacción depende de que las condiciones experimentales sean de control cinético o termodinámico. Finalmente, se procederá al aislamiento de productos de fuentes naturales con el doble objetivo de mostrar al estudiante como la naturaleza es fuente inagotable de productos orgánicos y de que el estudiante profundice en las técnicas de cromatografía. NORMAS GENERALES: La asistencia a las clases es obligatoria. Las prácticas no se recuperan, por lo cual las faltas de asistencia o puntualidad deberán ser debidamente justificadas. El alumno deberá cumplir en todo momento las normas de funcionamiento y seguridad establecidas en el laboratorio. Cada alumno dispondrá de un cuaderno de laboratorio, que deberá estar siempre puesto al día. Obligatoriamente, el alumno acudirá al laboratorio en cada sesión con la práctica a realizar convenientemente preparada, de acuerdo con lo se indica en el apartado “Cuaderno de Laboratorio”. Se considera indispensable para el trabajo en este laboratorio el dominio de las técnicas de laboratorio estudiadas en otros cursos de esta misma disciplina. 1 NORMAS DE FUNCIONAMIENTO: Cada alumno debe traer obligatoriamente para cada sesión: • Bata de laboratorio de algodón. • Gafas de seguridad en buen estado, sin defectos en la zona de visión. • Guantes de goma. • Espátula o cucharilla. • Cuaderno de laboratorio tipo gusanillo. No son aceptables hojas sueltas ni archivadores de los que se puedan extraer hojas de forma individual. No se permitirá el acceso al laboratorio a los estudiantes que no dispongan de bata, gafas de seguridad, guantes o cuaderno de laboratorio. Es obligatorio el uso de gafas y bata durante toda la sesión de prácticas, así como disponer de un par de guantes individualmente. Están totalmente desaconsejadas las lentillas, por el riesgo que suponen en un laboratorio de Química Orgánica. Durante los primeros cinco minutos de cada sesión cada pareja revisará el puesto de trabajo para comprobar que tiene todo el material correspondiente, que se indica en una hoja plastificada que hay en cada taquilla. Si sobrase material, se depositará en la zona del laboratorio indicada por el profesor. Si faltase material, se buscará en la zona de material excedente antes de solicitarlo al profesor. Si fuese necesario solicitar material al profesor, hay que hacerlo escribiendo en una hoja dispuesta a tal efecto, en la que se indicará la pieza o piezas que faltan y el grupo y número de taquilla. Del mismo modo, en caso de rotura de material se solicitará inmediatamente al profesor la reposición de la pieza, debiendo entregar la pieza rota, junto con una hoja en la que se describa la pieza rota y el grupo y número de taquilla. El material de prácticas que no sea necesario para la realización de la práctica correspondiente deberá guardarse en la taquilla. Los resultados de las prácticas se irán anotando en las hojas entregadas a tal efecto por el profesor, a medida que se vayan obteniendo. Estas hojas hay que llevarlas al laboratorio cada día, y mantener la información al día. Cuando el profesor lo indique, se entregarán los resultados (reflejados en la hoja de resultados) y los productos al profesor. Al final de cada sesión, se llevará a cabo la limpieza del puesto de trabajo y recuento del material. El material se debe depositar en los cajones de las taquillas si estuviera seco. Si el material está mojado se dejará en las cestas, preparadas para ello, dentro de la vitrina. Nunca se dejará en la pila. Por turnos, dos parejas se encargarán de limpiar las zonas comunes (balanzas, pilas, quitar papeles, etc.) para asegurarse de que el laboratorio se queda en buenas condiciones. 2 CUADERNO DE LABORATORIO: El cuaderno debe estar en posesión del alumno durante toda la estancia en el laboratorio, puesto al día. En cualquier momento podrá ser revisado por el profesor. La escritura debe ser legible y la presentación clara. En el cuaderno de laboratorio se distinguirán dos partes: A) Redacción de la memoria de la práctica, en la que se presentan de una forma ordenada y completa los puntos indicados a continuación: • Introducción. Objetivo de la práctica. • Estudio bibliográfico de las reacciones a realizar: mecanismo y función de cada sustancia en la reacción. • Material y metodología. • Características físicas, químicas y toxicidad de reactivos y productos. • Composición probable de la mezcla de reacción. • Diagrama de flujo con el conjunto de operaciones necesarias para llevar a cabo la práctica, en el que se indiquen los distintos pasos a seguir, junto con las sustancias que cabe esperar que estén presentes en cada paso hasta llegar al producto final. • Observaciones experimentales. • Conclusiones y resultados. B) Notas tomadas durante la preparación de la práctica y durante su realización. Es decir, anotaciones sobre todos los puntos a tener en cuenta antes de realizar el proceso experimental (material, condiciones, productos, toxicidad, método operacional etc.) así como las observaciones llevadas a cabo al realizar la experiencia y los resultados obtenidos. EVALUACIÓN: Para determinar la calificación final se tendrá en cuenta, tanto el trabajo en el laboratorio como la resolución de las cuestiones que el profesor plantee. En el primero de los aspectos se incluye la elaboración del diario, que debe llevarse al día, así como los resultados obtenidos y la actitud que el estudiante mantenga durante todas las sesiones del laboratorio, sin olvidar el respeto a las mismas normas de seguridad presentadas en módulos anteriores. Los procedimientos experimentales que se presentan a continuación están optimizados y deberán adaptarse a las cantidades que en cada una de las experiencias se propone. Las experiencias continuadas requerirán, por tanto, adaptar las cantidades de reactivos y disolventes al peso de materia de que se disponga. Este símbolo indica que en este momento cada miembro de la pareja se podrá dedicar a actividades diferentes, de acuerdo con las indicaciones del profesor: ۩ 3 acetona.J. N. Ed. 588 Libro de Texto recomendado: Advanced Organic Chemistry.1. Los iluros de fósforo se preparan por reacción de una base con sales de fosfonio. 2001. Moody. 1989.33M). superior a 45 min. NaOH. Smith. i) PPh3. que se preparan a su vez a partir de haluros. En general. Wiley 5th Ed. March. Una de las reacciones más utilizadas en síntesis orgánica para la construcción de enlaces C-C es la reacción de Wittig y sus variantes. En general consiste en la preparación de un doble enlace C=C a partir de un grupo carbonilo y un carbanión estabilizado por heteroátomo (P. Publ. los reactivos orgánicos los podemos clasificar en dos categorías: electrófilos (o deficientes en electrones) y nucleófilos (o ricos en electrones). y se lleva a reflujo durante 45 min. Preparación del Ácido 4-vinilbenzoico. es conveniente un reflujo de 75 min 4 . por tanto. M. H2O HOOC Este experimento se llevará a cabo empleando 0. En esta experiencia vamos a preparar el reactivo carbaniónico (iluro de fósforo) necesario para la construcción de un alqueno según una reacción de Wittig. Oxford.5g de producto de partida en la primera etapa. Dentro de la segunda categoría hay una gran diversidad de sustratos útiles en la preparación de moléculas orgánicas. Si). ∆ Br HOOC ii) HCHO. Utilizando 15 mL de acetona. La duración de esta etapa tendrá que ser. Harwood and C.1 1 En el procedimiento original de Harwood & Moody se ponen 20 mmoles de producto de partida en 60 mL de acetona (0.M. (Tiempo: 2 sesiones) Bibliografía: Experimental Organic Chemistry. y en 10-15 mL de acetona. J. L.. Blackwell Sci. un exceso del 5% de trifenilfosfina. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. A continuación se deja enfriar y se filtra a vacío la sal de fosfonio.5 g del bromuro en la primera etapa. y se lava con pequeños volúmenes de agua.6 Cuestiones: ¿Qué tiene de particular esta reacción de Wittig? ¿Qué diferencias habría si la reacción se lleva a cabo con un derivado del ácido ciclohexano carboxílico? 2 El procedimiento original indica 2x20 mL para una masa de 2. 2. dando un polímero de estructura similar al poliestireno. 8 mL de agua y una varilla agitadora. Pesar. pero no el final. se calcula el rendimiento y se registra el punto de fusión.3 g de hidróxido sódico en 7 mL de agua. La adición se realiza durante unos 10 min. el producto se descompone claramente (probablemente a causa de la polimerización). Preparación de bromuro de 4-carboxibenciltrifenilfosfonio En un matraz de 100 mL se disuelven 10 mmol de ácido 4-bromometilbenzoico (utilizar guantes para manejar este producto) y 9. que puede actuar como catalizador ácido de la polimerización. por lo que es mejor.91 mmol de trifenilfosfina en 30 mL de acetona grado reactivo. 5 El producto es muy soluble en etanol.6 gr de trifenilfosfina. Preparación del ácido 4-vinilbenzoico3 En un matraz de fondo redondo se disponen 1. 4 Si se emplea mucha agua.9 gr del bromuro de 4- carboxibenciltrifenilfosfonio. a unos 148 ºC. El producto es suficientemente puro para ser utilizado en la etapa siguiente. dejando un poco para determinar su punto de fusión.4 recogiendo juntos el filtrado y el agua de los lavados. Partiendo de 0. La disolución acuosa se acidifica con ácido clorhídrico concentrado y el precipitado formado se filtra a vacío. 6 El ácido vinilbenzoico puede polimerizar al fundir. es frecuente que se vea bien el principio de la fusión. El producto se recristaliza de etanol acuoso. el producto se pierde. El sólido se lava en el embudo con éter dietílico (dos porciones de poco volumende éter)2 y se seca. Al subir la temperatura por encima del punto de fusión. El matraz se tapa ligeramente y se adiciona en porciones y con agitación. calcular el rendimiento y medir el punto de fusión.5 El producto se pesa. Por ese motivo. una disolución de 1. en este caso proceder suspendiendo el producto en un volumen de agua al sólido obtenido y después algunas gotas de etanol para solubilizarlo. ya que la propia molécula lleva ya un grupo carboxilo. El matraz de reacción se conecta con un refrigerante de reflujo y se calienta la mezcla de reacción a reflujo durante 45 min. 16 mL de formaldehído acuoso. 3 5 . se puede emplear toda la sal de fosfonio en la segunda. La mezcla de reacción se agita durante 45 min y a continuación se filtra el precipitado a vacío. 0 ppm (t1) 8.0 5.485 O 7.00 7.260 7.515 7.764 6.50 6 .0 3.787 6.728 6.088 8.869 5.488 7.0 6.066 8.823 7.01 1.50 1.00 ppm (t1) 7.00 7.513 8.50 6.927 6.70 7.80 7.085 5.094 Br HO 8.60 4.00 5.Espectros de 1H RMN 7.90 7.10 ppm (t1) 8.00 6.437 5.072 8.260 8.50 7.0 4.0 0.0 ppm (t1) 7.0 O HO 5.516 8.401 5.02 1.057 8. Publ. Fleming I. Moody. Ed.2. son agrupaciones estructurales presentes en numerosos compuestos de interés tanto farmacéutico como agroquímico. F. Las reacciones de cicloadición son procesos útiles sintéticamente para la formación de anillos.. Sundberg. En esta práctica vamos a preparar un sistema heterocíclico mediante una cicloadición dipolar (proceso [3+2]) de un óxido de nitrilo (1. en el que los enlaces se están rompiendo y formando simultáneamente. entre otros. Aquellas reacciones son ejemplos de procesos pericíclicos en los que se produce una reorganización electrónica a través de un estado de transición cíclico. 7 . R. Blackwell Sci.3-dipolar para la preparación de la 3. Libros de Texto recomendados: a) Advanced Organic Chemistry.A. 4th Ed New York 2000. Wiley. Cicloadición 1. pags 53 y 149. New York 1985.J. pp 646-648.J. Éstas. Carey. NH2OH PhCHO HOCl PhCHNOH Ph N O PhCH=CH2 Et3N Ph La regioquímica observada es el resultado de la orientación preferida de los dos sustratos según se muestra a continuación.5- Difenilisooxazolina (Tiempo: 2 sesiones) Bibliografía: Experimental Organic Chemistry. L.3-dipolo) preparado in situ a partir de la oxima de un aldehído con un alqueno (dipolarófilo). Lo que las diferencia notablemente de las reacciones homolíticas o heterolíticas. debemos repasar este aspecto para explicar el uso de los reactivos. b) Frontier Orbitals and Organic Chemical Reactions. Harwood and C. Plenum Press. [3+2] C N O N O Para la formación del dipolo se proponen varios mecanismos.M. se enfría la mezcla. debido a que la sinoxima del benzaldehído pura tiene un punto de fusión de 35ºC). pero es posible que la reacción se complete después de sólo 10 minutos. se amplea NaOH como base.7 En un matraz esférico de 100 mL provisto de varilla agitadora. 8 . 9 En el procedimiento original. Se desecha la fase acuosa del lavado y se guarda la fase orgánica. Si se sigue dicho procedimiento sería mejor emplear disoluciones al 5%. recogiendo el filtrado directamente en un matraz esférico de 100 mL seco y previamente pesado. se filtra por gravedad para eliminar el desecante. lo que impide la reacción secundaria. ۩ Finalizado ese tiempo. por tanto el proceso de extracción debe iniciarse lavando con 20 mL de una disolución 0. y se extrae dos veces con diclorometano (con 15 mL cada vez.1 g de benzaldehído (20 mmoles). En esta alternativa. 7 Según este procedimiento. debido a que suele haber algo de etanol que se ha extraído. la oxima no está contaminada con productos de la reacción de Canizzaro. 8 Al cabo de 30 minutos no queda nada de benzaldehído sin reaccionar.9 Se desecha la fase acuosa del lavado y la fase orgánica se seca sobre MgSO4 anhidro.Preparación de la sin-benzaldoxima.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Se trabajará con 1g de producto de partida 1. estas porciones se aprovechan para recoger el posible producto que hubiese podido quedar en el matraz esférico). El disolvente se elimina primero en Rotavapor.1 de acetato sódico anhidro) (26 mmoles) en 9 mL de agua.8 con agitación magnética.10 empleando un adaptador adecuado. se le añaden 20 mL de agua. Procedimiento alternativo recomendado. se trasvasa a un embudo de decantación.. Es necesario intercalar una trampa para evitar pérdidas de producto en caso de que haya variaciones de la presión. disolver 1. distinto al original de Harwood & Moody. que seguidamente se lava con 20 mL de disolución acuosa saturada de NaHCO3. Se añaden entonces 7 mL de EtOH para conseguir que el benzaldehído se disuelva en la fase acuosa.5 g de acetato sódico trihidrato (ó 2. Se pesa el producto (un aceite. y se calcula el rendimiento. La reacción se calienta a reflujo durante 30 minutos. se evita el medio fuertemente básico. y añadir a esa disolución 2.74 g de clorhidrato de hidroxilamina (25 mmoles) y 3. Finalmente. Las fases orgánicas se reúnen y lavan con una disolución de NH4Cl (10%) seguido de un lavado con salmuera. 10 Esto es necesario. y luego con vacío directo de la trompa. Por cromatografía de capa fina se observa que la reacción ha concluido a los 20 minutos. Se trasvasa la oxima a un vial limpio y seco.1M de HCl en agua. En el curso 2004/05. El producto corre más. 16 En ocasiones el etanol no es el más conveniente cuando se ha formado poca isooxazolina. con una lejía del 80% se utilizó el triple del volumen que se necesitaba. Preparación de 3. calcular el rendimiento y registrar el punto de fusión. si la lejía no es concentrada (lo habitual es que tenga menos del 5% de hipoclorito). 16Una vez seco. Tras completar la adición la mezcla de reacción se agita durante 45 minutos adicionales manteniendo el baño de hielo.12 La mezcla se agita y se enfría en un baño de hielo. 13 Aquí puede separarse la difenilisoxazolina cristalina como un sólido blanco adherido a las paredes del matraz. Se puede probar con hexano-acetato. Además. 14 Se puede comprobar la desaparición del producto de partida con una CCF.5-difenilisoxazolina En un matraz de fondo redondo de 100 mL que contiene una varilla magnética. Para facilitar esta operación se puede después de haber eliminado el disolvente a vacío. con agitación vigorosa. y en este caso el aislamiento del producto se complica. se disuelven 5. la separación en CCF no es tan buena.11 Sobre esta mezcla se adicionan 25 mL de una disolución acuosa de hipoclorito sódico. Si a temperatura ambiente no precipita se puede enfriar. utilizando tolueno-EtOAc 25:1 como eluyente.5 g de sin-benzaldoxima gota a gota con una pipeta Pasteur. a lo largo de 15 minutos se adicionan 2.2. Cuestiones ¿Cuál sería el mecanismo por el que transcurre la formación del óxido de nitrilo? 11 Si se ha usado el diclorometano para disolver la oxima y guardarla.13.8 mL de estireno y 0. ۩ A continuación. 12 9 . conviene poner el triple: 75 mL.14 A continuación se separa la fase orgánica y la fase acuosa se extrae con 15 mL de diclorometano. añadir un poco de etanol y dejar que precipite la oxima. El producto se recristaliza de etanol. mezcla de etanol-agua tampoco. y no un remanente de años anteriores. no hay que ponerlo aquí. Hay que comprobar que la lejía es de este año. 15 En ocasiones hay que añadir 15 mL de diclorometano adicionales para separar las fases convenientemente. que se disuelve sin problemas en el diclorometano.15 Los extractos orgánicos se secan sobre MgSO4 y el disolvente se elimina a vacío. Y reponer estireno cuando se observe por cromatografía que se ha evaporado sin haber concluido la reacción. Con mezclas de hexano-EtOAc (8:2) o hexano-éter. Puede que no se concluya la reacción.3 mL de trietilamina en 15 mL de diclorometano. El resultado es el mismo. 839 6.010 10.00 7.782 7.0 ppm (t1) 3.802 3.0 3.84 5.545 7.0 0.601 7.05 2.632 7.0 0.70 7.339 4.395 3.00 2.650 7.52 4.0 7.367 3.0 5.494 7.745 5.755 7.18 1.641 7.55 0.50 9.312 3.622 7.886 7.260 1.521 7.747 5.0 3.50 8.00 8.260 10.Espectros de 1H RMN CHO 7.13 1.0 2.859 7.0 1.60 7.90 ppm (t1) 7.00 ppm (t1) Ph 7.645 7.01 9.49 3.00 N O Ph 3.0 3.718 5.0 0.50 7.0 8.50 9.863 7.80 7.0 6.0 5.596 7.614 7.0 ppm (t1) 10 .784 3. . Oxford. Blackwell Sci. Harwood and C. haluros de ácido. Un aspecto que no hay que olvidar es que las reacciones en química orgánica pueden conducir a productos secundarios que debemos separar del producto que se persigue.M. Moody. es capaz de reaccionar con diversos sustratos: compuestos carbonílicos. 1989. etc. la reacción sintéticamente más útil implica la adición de los organometálicos a los grupos carbonilo. para dar los correspondientes alcoholes secundarios y terciarios respectivamente. por ello el material y los disolventes deben estar secos. Publ. J. (Tiempo: 2 sesiones) Bibliografía: Experimental Organic Chemistry. R' X - Mg R' X Mg+ R' X Mg R' MgX Este carbanión es al mismo tiempo un nucleófilo y una base de Lewis.3. M. por tanto. Se trata de compuestos que presentan un átomo de carbono muy polarizado por un enlace con un elemento metálico que hace que tenga un marcado carácter aniónico. Sin embargo. Wiley 5th Ed. 2001. ésteres. 539G Libro de Texto recomendado: Advanced Organic Chemistry. L.J. Reactivos de Grignard. Los reactivos de Grignard (haluros de organomagnesio) constituyen una de las clases de reactivos más versátiles disponibles para la síntesis orgánica. En caso contrario no se formará correctamente el reactivo y la segunda etapa no tendrá lugar. Siendo el resultado global la formación de un enlace C-C entre las dos agrupaciones. March. Preparación de trifenilmetanol. tanto de aldehído como de cetona. Ed. Se preparan por reacción de un haluro con magnesio en disolución de éter (Et2O o THF). Las causas por las que 11 . R' MgX O R R R R R' O MgX R R' OH R Como ya hemos indicado los reactivos de Grignard son bases muy fuertes y el reactivo una vez formado puede reaccionar violentamente con el agua. Smith. Dado que el mecanismo de formación del reactivo organomagnesiano transcurre a través de una transferencia electrónica. Hay diversas alternativas para iniciar la reacción: una de ellas es la inmersión del matraz en un baño de ultrasonidos.. Preparación de bromuro de fenil magnesio17 En un matraz seco de fondo redondo con dos bocas que contiene las virutas de magnesio (0. En este punto es opcional hacer una cromatografía de capa fina para comprobar que la reacción no está conduciendo a productos secundarios. debido principalmente a que en presencia de aire se forma una película de óxido de magnesio sobre la superficie del metal. Para ello y dada la viscosidad de la mezcla se debe tomar una pequeña muestra con un cuentagotas y diluirla con acetona o DCM. Posteriormente. 18 Este suave reflujo se auto mantiene dado que la reacción de formación del organomagnesiano es exotérmica. la trituración de las virutas metálicas con una maza de mortero antes de comenzar el proceso. impidiendo la exposición de metal libre a la reacción. 17 mmol) y un cristalito de iodo se adaptan un embudo de adición y un refrigerante con sendos tubos de cloruro cálcico. Para ello haremos uso de la cromatografía de columna. el magnesio no se consume del todo). 12 . es probable que a dicho sustrato le acompañe el producto de acoplamiento radicalario. se añaden 4 mL más de éter en dos porciones para recoger lo que hubiera quedado en el embudo. muy común en los mecanismos homolíticos. Todas las reacciones que hemos estudiado son procesos heterolíticos o pericíclicos ahora estamos ante un tipo de reacción que tiene como característica diferenciadora respecto de los anteriores que transcurren con una gran velocidad y por ello no son procesos fáciles de controlar. competencia de varios procesos. En esta práctica vamos a observar la aparición de dichos sustratos secundarios que después separaremos del producto de reacción.41 g. 17 En el laboratorio la preparación de un organomagnesiano es a veces muy lenta. proceso por otra parte. progresivas transformaciones de los productos de reacción o incluso que los reactivos se descompongan por un camino de reacción paralelo. o la adición de un cristal de iodo o unas gotas de dibromuro de etileno pueden ayudar a limpiar un poco la superficie del metal. Una vez concluido este proceso se mantiene un suave reflujo18 durante 10-20 min observándose los cambios de coloración que se producen en la disolución. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Se recomienda tener un baño de agua-hielo preparado en el caso de se produzca una ebullición muy violenta y se requiera enfriar la reacción rápidamente. Se adicionan sucesivamente desde el embudo 2 mL de éter y una disolución formada por1. Hasta ahora no habíamos visto ninguna transformación de este tipo. (Naranja a gris.aparecen éstos son diversas.6 mL de bromobenceno (15 mmol) y 2 mL de éter (esta última se adiciona lentamente). 93 g de benzofenona (5. El residuo obtenido después de evaporar el disolvente en el rotavapor se purifica por cromatografía de columna utilizando hexanoéter como eluyente (9:1-8:2). en ese caso añadir más éter). La mezcla se transfiere a un embudo de decantación añadiendo más agua para recoger. 2 mL de éter y se agita hasta disolución del precipitado blanco. adicionar en este punto 4 mL de H2SO4 al 5%.19 Completado este tiempo se adicionan 4 mL de agua fría20. 20 13 . (Disolución de color rojo) Se deja la mezcla de reacción con agitación constante a temperatura ambiente durante 30 min. Se observa la aparición de un sólido blanco. la fase acuosa se extrae con éter y las fases orgánicas reunidas se lavan con salmuera y secan sobre MgSO4. se puede cristalizar utilizando acetona como disolvente. Si después de la cromatografía el producto no está puro. así como las fracciones que incluyen el producto de partida sin reaccionar.1 mmol) en 1 mL de éter y después 1 mL más de éter para recoger.2. Aunque en estos casos se forman unas emulsiones la extracción se lleva a cabo con normalidad. separando a continuación las fases (se podrían formar emulsiones. o 4 mL de NH4Cl 5%. Se recogen las fracciones que contengan los productos que han aparecido durante el proceso. Preparación de trifenilmetanol por reacción del bromuro de fenil magnesio con benzofenona A continuación se deja enfriar el matraz y desde el embudo se adiciona una disolución de 0. alternativamente. 19 Eluyente para la CCF: Hexano-éter 8:2 Se podría. B) Se añade arena hasta obtener una franja de unos 2-5 mm de espesor. para proteger el frente de la fase estacionaria. F) Los componentes de la mezcla deben eluirse manteniendo un flujo continuo de disolvente. D) Opcionalmente se puede poner otra franja de arena como la primera o un poco de lana de vidrio.Para el proceso de purificación por cromatografía de columna se siguen los siguientes pasos A) Se sujeta la columna a un soporte y se rellena con la fase estacionaria en forma de papilla o en seco según nos indique el profesor. C) se deposita la muestra en disolución o adherida a una pequeña cantidad de adsorbente sobre la arena. procurando tener una franja horizontal. G) Las fracciones recogidas deberán analizarse mediante una técnica cromatográfica analítica: cromatografía de capa fina para comprobar su contenido y pureza. Las fracciones que tengan semejante contenido se juntan en el mismo matraz. 14 . E) Añadir la fase móvil con cuidado por la pared de la columna hasta llenarla. previamente pesado y el disolvente se elimina en el rotavapor. 798 7.0 7.0 7.560 2.450 7.0 4.80 4.0 ppm (t1) 7.260 7.513 7.400 7.572 7.04 0.0 1.590 7.0 6.200 7.597 7.350 7.30 ppm (t1) OH 0.0 7.0 ppm (t1) 5.52 7.40 7.70 3.500 ppm (t1) 7.0 1.0 1.486 7.250 7.300 7.06 1.822 1.0 2.621 7.50 7.Espectros de 1H RMN O 8.150 15 .0 5.817 7.568 7.0 7.00 1.0 3.793 7.0 2.60 7.00 6.462 7. 03 1.250 ppm (t1) 16 .373 7.450 7.550 7.341 7.447 7.300 7.5.0 ppm (t1) 0.616 7.325 7.356 7.350 7.471 7.587 7.421 7.600 7.611 7.52 1.500 7.260 7.00 7.349 7.400 7.0 0. y que además no reduce grupos carbonilo. A menudo. L. Oxford. que consiste en la reacción selectiva de un grupo funcional en presencia de otros. un agente de transferencia de hidruro suave. Publ. Moody. si se eligen cuidadosamente los reactivos y las condiciones de reacción. Ed. Este experimento demuestra en dos partes cómo se puede reducir quimioselectivamente la 3-nitroacetofenona. una combinación de reactivos comúnmente usada con este propósito. La quimioselectividad. se puede conseguir una reacción quimioselectiva en muchos casos. 17 . En la segunda parte. 1989.M. Sin embargo. el grupo nitro aromático se reduce a una amina aromática utilizando estaño y HCl.-Quimioselectividad en la reducción de la 3-nitroacetofenona (Tiempo: 2 sesiones) Bibliografía Experimental Organic Chemistry.J. En la primera parte.4.21 21 Se puede bajar todavía más la escala. el grupo carbonilo cetónico se reduce usando el borohidruro de sodio. se tiene que recurrir al uso de grupos protectores. un compuesto con dos grupos reducibles (NO2 y C=O). no siempre resulta fácil de lograr. 492. OH O NaBH4 NO2 O NO2 Sn/HCl NH2 Cada uno de los experimentos de este estudio se llevará a cabo con 0. Harwood and C.4g de la cetona de partida. Blackwell Sci. Se elimina el agente desecante por filtración por gravedad. se transfiere a un embudo de decantación de 100 mL. seguido de 24 mL de agua y 9 mL de HCl acuoso concentrado. pero el producto es demasiado soluble en tolueno. difícilmente se alcanzan más de 90 grados. Hay que tener en cuenta los disolventes que estamos empleando. Se añaden entonces 20 mL de disolución acuosa al 40% de NaOH al filtrado. mientras se enfría con un baño de hielo. ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡Los residuos de estaño se vierten en una botella. se agita a temperatura ambiente durante 15 min más. Además. para destruir el exceso de borohidruro e hidrolizar el producto. Hace falta enfriar con un baño de hielo-agua para que cristalice en un intervalo de tiempo razonable (unos 10-20 minutos).5 h. El producto se deja secar hasta la siguiente sesión para determinar su punto de fusión y rendimiento.4 gr de producto de partida este procedimiento es mejor.3 g. Enfriar la mezcla de reacción. y el disolvente se elimina en un Rotavapor. y añadir el borohidruro sódico (0. 12 mmoles) en pequeñas porciones a lo largo de 5 min. y en muchos casos desaparece el estaño bastante antes de 90 minutos. también mientras se calienta. Se cristaliza bien disolviendo en tolueno en una cantidad razonable en caliente y añadiendo después. Se puede prolongar el tiempo de la reacción hasta unos 15 minutos después de que desaparezca el estaño. siempre y cuando las cantidades de Sn sean razonables y no se haya puesto un exceso y las virutas sean pequeñas. Reducción con NaBH4: 1-(3-nitrofenil)etanol. se procede a aislar el producto mediante filtración a vacío. 24 En el libro en el procedimiento original señala que se debe calentar con un baño de agua hirviendo aunque si se calienta con la placa calefactora en la vitrina. Rascar con una varilla de vidrio ayuda a la cristalización. 23 En el procedimiento original de Harwood & Moody el producto de reducción se cristaliza de tolueno.f. Se añaden entonces 15 mL de agua 22 a la mezcla de reacción. aunque se formen emulsiones. El producto se recristaliza de la mínima cantidad de hexano-tolueno caliente. y se calienta hasta ebullición durante 1 min. El residuo obtenido se pasa a un vial.45 g. ۩ Agitar mientras la mezcla se lleva a reflujo durante 1. No obstante. está alrededor de 62 ºC. 2. y se extrae con éter dietílico (2 x 20 mL).65 g (10 mmoles) de 3-nitroacetofenona en 20 mL de etanol caliente en un matraz fondo redondo. nunca a la pila!!!!!!!!!!!!!!!! Cortar el estaño (3. Reducción con estaño y HCl: 3-aminoacetofenona. Obviamente el procedimiento de extracción cambia. Disolver 1. Se puede seguir por cromatografía de capa fina utilizando DCM como eluyente. Se enfría la mezcla de reacción a temperatura ambiente.65 g (10 mmoles) de 3-nitroacetofenona al matraz. En un erlenmeyer y extraer con Acetato de Etilo. El precipitado amarillo resultante 22 S puede cambiar por acetona. en este caso conviene agitar durante 10 minutos. 25 Como procedimiento alternativo se propone alcalinizar con NaHCO3 sat. un reflujo con manta calefactora y agitación durante 45 min es suficiente.23 Una vez ha cristalizado. No obstante. e introducirlo en un matraz esférico de 100 mL equipado con un refrigerante montado para reflujo y una varilla magnética. Agitar la mezcla con una varilla magnética. esto parece no ser obstáculo para que la reacción se complete. hexano hasta turbidez o separación de aceite. 28 mmoles) en piezas pequeñas (importante !).24. Se añaden 1. el p. Si se trabaja a una escala de 0. ۩ Una vez finalizada la adición.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. y filtrarla a vacío25. aparecen aceites. por lo que si se calienta mucho. 18 . Los extractos etéreos se combinan y se secan sobre MgSO4 anhidro. se enfría en baño de hielo y se rasca con una varilla de vidrio hasta que empiece la precipitación. Un par de gotas de tolueno vuelven la disolución transparente. insolubles.27 se filtra en caliente. El producto aparece como un sólido blanquecino. primero a temperatura ambiente. Por ello. y se lava con agua fría26 (4 veces. Cuando el producto está seco (en la siguiente sesión de prácticas) determinar el rendimiento y el punto de fusión del producto resultante. Tabla de miscibilidad de disolventes 26 Es mejor si el agua está a una temperatura cercana a 0°C. Unos 5-7 mL para las cantidades de producto de partida modificadas. El producto crudo se disuelve en la mínima cantidad de agua a ebullición. y luego en baño de hielo/agua. es imprescindible filtrar en caliente. Los cristales se separan por filtración a vacío.se recoge por filtración a vacío. con porciones de 10 mL). 27 19 . El producto suele cristalizar en el embudo y en el filtro si no se hace bien. y se deja enfriar. mientras en el fondo quedan sales de estaño. comparando con el descrito en la literatura. 00 1.0 5.258 8.60 8.3.711 1.50 1.0 8.273 8.80 2.762 1.994 2.531 1.145 8.432 8.054 5.032 5.10 7.08 1.0 2.067 5.290 8.90 8.04 Espectros de 1H RMN NO2 ppm (t1) OH NO2 20 .295 8.121 8.402 8.733 8.20 8.00 1.04 1.264 7.011 5.00 1.299 8.137 8.50 7.666 8.553 1.148 8.0 8.429 8.90 ppm (t1) 3.60 4.0 5.707 7.750 CH3 2.80 7.260 O 7.045 5.251 8.0 3.425 8.394 8.30 ppm (t1) 8.110 8.007 7.592 1.0 4.0 ppm (t1) 7.141 8.61 1.498 7.024 5.658 7.70 7.02 1.118 8.0 6.264 7.421 8.524 7.684 7.398 8.114 8.70 1.07 1.10 8.0 4.989 5.003 5.0 1.756 8.00 8.35 1.0 9.00 8.405 8.269 8.551 1.685 7.260 7.50 1.09 1.0 3.0 7.04 1.0 6.050 ppm (t1) 2.0 ppm (t1) 8.000 5. 20 7.0 5.560 6.797 6.90 7.788 6.736 1.823 7.276 7.785 6.0 4.0 NH2 7.31 1.280 6.10 7.63 0.195 7.0.0 7.0 6.819 6.98 0.793 6.80 6.250 7.0 3.30 ppm (t1) 3.246 7.0 2.814 6.493 CH3 1.00 2.144 7.00 O ppm (t1) 21 .190 7.170 7.202 7. of stearic acid 2. Constit.4% de ácido palmítico (saturado 16:0.466-1. A laboratory Guide.466-1. 2nd Ed San Diego. y un 0. Whole olives are crushed in edge runner mills and the oil is expressed in open hydraulic presses.914-0. Acid value 0.0%. d 25 25 0. carbon disulfide.Z)-CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H).0. CH3(CH2)14CO2H). Produced almost exclusively in the countries adjoining the Mediterranean Sea.468. (Z)-CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H). Flash pt 437 degrees F (225 degrees C). chloroform.2-1.7%. Emollient.460. El contenido de ácidos grasos del aceite de oliva es de un 83. . Mixed glycerides of oleic acid 83. un 2% de ácido esteárico (saturado 18:0. El ácido acelaico se puede preparar a partir del aceite de oliva mediante el uso de una variedad de métodos que implican hidrólisis y oxidación. Hydroxyl value 4-12. the fruit of the cultivated olive tree Olea europaea L. Saponification value 187-196.464 .4%.919. below 0 degrees it forms a whitish.909. cosmetics and pharmaceutical preparations.914-0. En esta práctica se emplea la hidrólisis básica. Ikan. with sardines. phytosterol and tocopherols about 0. 22 . un 4% de ácido linoleico (diinsaturado 18:2. (Z.5. Miscible with ether.Refraction index: n D 25 1. d 15 15 0. Properties: Pale yellow or light greenish-yellow oil with a pleasing delicate flavor. of arachidic acid 0.9%.. textile lubricants.468 .460-1. Ed. Sanz Bibliografía: Natural products. Thiocyanogen value 75-83. d 25 25 0. THERAP CAT (VET): Laxative. Ignition temp 650 degrees F (343 degrees C). En el Index Merck se recoge lo siguiente: A fixed oil obtained from ripe olives. n D 40 1.3%.5% de ácido oleico (monoinsaturado 18:1. un 9. (Tiempo: 3 sesiones) Esta práctica es una adaptación del procedimiento en el que se prepara el ácido acelaico a partir de aceite de ricino. up to 0. granular mass. In the manuf of soaps.0%.USE: As food in salads.9% de ácido araquídico (saturado 20:0.-Obtención de ácido acelaico a partir del aceite de oliva. ReichertMeissl value 0. Academic Press.2%. Iodine value 79-90. 30. n D 25 1. CH3(CH2)18CO2H). Density: d 15 15 0. El aceite de oliva consiste mayoritariamente en el triéster de la glicerina y el ácido oleico. Minor constitutents are squalene. pero en este caso empleando aceite de oliva. que seguidamente se oxida con permanganato potásico para dar ácido acelaico. Titer 17-26 degrees. 1991. sulfonated oils. Becomes rancid on exposure to air.2-2. Unsaponifiable 0.8. for cooking and baking. CH3(CH2)16CO2H). Begins to get turbid at +5 to +10degrees.915 .5%. of lino leic acid 4. of palmitic acid 9. Slightly sol in alcohol. emollient. n D 40 1. Spain being the largest producer. Olea ceae. para dar ácido oleico crudo.919 . También puesta a punto por el Profesor Juan F.909-0.5-1.R. más cantidades menores de otros ácido grasos. 30 El ácido oleico crudo (aprox.H2C O2C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 HC O2C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 H2C O2C(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 1.4 g de ácido acelaico crudo se disuelven en 16 mL de agua que contienen 0.4 g de KMnO4 y 40 mL de agua a 35ºC. se puede acabar la extracción en la primera sesión. La disolución se vierte sobre 50 mL de agua y se acidifica con una disolución de 2. Oxidación del ácido oleico crudo. 30 Comprobar el pH. lo cual no es un problema). seguido de vacío directo con un adaptador. Las fases orgánicas se reúnen y se lavan con salmuera (disolución saturada de NaCl en agua. Hacen falta 15 mL de etanol de 95% para disolver la potasa. El ácido oleico crudo así obtenido se trasvasa a una botella con tapón para continuar la práctica en la siguiente sesión. 29 23 . Precipitan también cristales blancos de sulfato potásico. ya que así la velocidad de reacción es mayor. Segunda sesión:31 El aceite se extrae en embudo con CH2Cl2 (2 x 20 mL).65 g de KOH y se pasan a un matraz erlenmeyer de 250 mL. 2 x 20 mL). En el Ikan se emplean 1 g de KOH y 2 mL de EtOH por gramo de aceite de ricino.5 mL de ácido sulfúrico concentrado en 7 mL de agua. Hidrólisis básica del aceite de oliva. Conviene que la disolución de KOH en EtOH esté preparada previamente (¡tarda mucho en disolverse!) Sin embargo. el extracto se seca sobre MgSO4 anhidro. H+ + Ácido oleico (crudo) H2C OH HC OH H2C OH Glicerina Aceite de oliva (composición mayoritaria) KMnO4 HO2C (CH2)7 CO2H + ácido nonanoico + MnO2 Ácido acelaico Escala modificada a la vigésima parte de la original para el aceite de ricino.28. 5 mL para lavar la botella y el sulfato potásico. empleando el disolvente en porciones de aprox. recogiendo el filtrado directamente en un matraz esférico (previamente pesado) 250 mL. El disolvente se elimina en Rotavapor.5 g de aceite de oliva se añaden a una disolución de 5 g de hidróxido potásico en 10 mL29 de etanol del 95% (la potasa se disuelve sólo parcialmente. y añadir disolución diluida de ácido sulfúrico hasta pH 3 ó 4 si no está suficientemente ácida. es mejor disolver lo máximo que se pueda y empezar la reacción aunque no se haya disuelto toda la potasa. 2. de manera que la segunda no resulte tan larga. 2. 31 Alternativamente. Se aumenta la cantidad de KOH en la hidrólisis para acelerar la saponificación. Primera sesión: En un matraz esférico de 100 mL. Dicho procedimiento está adaptado a la vigésima parte del procedimiento recogido por Ikan. En un vaso de precipitados de 250 mL equipado con varilla magnética se introducen 3. 83% de los ácidos grasos totales) se separa como un aceite de color que puede variar entre incoloro a ámbar oscuro. La mezcla se hierve a reflujo durante 2 horas. y el reflujo es de tres horas. Finalmente. Se separa el desecante por filtración. La mezcla se agita para 28 Ver nota 34. KOH/EtOH HOCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 2. para dar el ácido acelaico crudo. que se elimina por filtración a vacío mientras todavía está muy caliente. 34 Añadir el ácido lentamente sobre el agua. seguido de enfriamiento en baño de hielo-agua.facilitar la disolución del KMnO432 y.37 La sustancia cruda se disuelve en agua38 a ebullición. La disolución de ácido acelaico así obtenida se trasvasa a una botella con tapón para continuar la práctica en la siguiente sesión. o hasta que una pequeña porción añadida a agua no muestre color de permanganato. La mezcla se filtra mientras todavía está muy caliente. 36 También se puede lavar el dióxido de manganeso con dos porciones de agua hirviendo en el embudo Büchner.8 g de ácido acelaico crudo con p. se aplica calor (baño de agua caliente o calentando con la placa calefactora) para mantener la temperatura a 35ºC.34 El ácido debe añadirse lentamente y con precaución para evitar la evolución demasiado rápida de CO2. La disolución queda muy oscura. y este segundo filtrado se añade al primero. con cuidado para evitar proyecciones). 37 El rendimiento es de 0. si es necesario. con agitación magnética vigorosa. La mezcla se calienta en un baño de agua hirviendo durante 15 minutos para coagular el MnO2. Cuando todo el KMnO4 se ha disuelto. Los cristales que se separan de la disolución se filtran a vacío. con la consiguiente formación de espuma y posibles pérdidas. se añade toda la disolución de permanganato a la disolución de ácido acelaico en el matraz erlenmeyer en una única porción. se debe lavar con disolución de algún reductor. y no es fácil comprobar que la disolución ha sido completa. se filtra en caliente (si es necesario) y se deja enfriar. y se secan. se puede añadir diez gotas de etanol. Si el material utilizado queda impregnado de restos de MnO2.f. primero hasta temperatura ambiente. Si queda permanganato después de los 30 minutos. Tercera sesión: Los filtrados combinados se evaporan a un volumen de unos 30 mL (calentando a ebullición en la placa calefactora. 24 . 39 32 Hay que cerciorarse de que todo el permanganato se ha disuelto.35 Después de la filtración. y no al revés. 104-106ºC. 95-106ºC. se lavan una vez con agua fría. dejando que la mezcla se enfríe poco a poco. A la disolución se añaden 4 g de ácido sulfúrico concentrado disueltos en 10 mL de agua. Si la temperatura sube a menos de 75ºC. calentar en baño de agua hasta que alcance esa temperatura. seguido de agitación. el MnO2 se pone en un vaso de precipitados de 100 mL y se hierve con 10 mL de agua para disolver cualquier ácido acelaico que pudiera estar adherido. 38 8 mL de agua 39 p. 35 Conviene utilizar un filtro doble o triple. 33 Si no hay ácido oxálico disponible. y se secan para determinar el peso de ácido acelaico y su punto de fusión.7-0.36 Esta operación se repite una vez más. con otros 10 mL de agua. y luego en baño de hielo-agua. agitar hasta la disolución completa. y luego la disolución se deja enfriar al aire un par de minutos.f. lo cual facilita la operación. puede ser conveniente calentar a unos 60-70ºC. Se agita durante 30 minutos. se añaden 100 mg de ácido oxálico33 a la mezcla. y luego agitar a temperatura ambiente. Los cristales se filtran. se lavan con agua fría. Para acelerar la disolución. y luego dejar enfriar la disolución a 35ºC. agitando vigorosamente con una varilla de vidrio. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Extracción del licopeno. Primera sesión. Juan Francisco Sanz Cervera. San Diego 1991. procurando no estropear la capa de Celite que había sobre el papel de filtro (este mismo filtro se utilizará en las próximas tres filtraciones). En un vaso de precipitados de 100 mL. Academic Press. se filtra en un embudo Büchner en el que se ha extendido 1 gramo de Celite sobre el papel de filtro. 40 Tomate procedente de botes de tomate recién abiertos. Ikan. concretamente el licopeno presente en el tomate. 2nd Ed. Por ello. La naturaleza ha sido fuente inagotable de productos. La fase acuosa se desecha. Ed. A laboratory Guide. y el sólido se trasvasa con cuidado a un matraz Erlenmeyer de 250 mL. como ejemplo de la metodología que se sigue para el aislamiento de los productos de sus fuentes naturales. 25 . Ya las antiguas civilizaciones extraían pigmentos. Seguidamente. Nadie es ajeno hoy en día al hecho de que muchos de los principios activos que se usan en medicina son de origen natural. El aislamiento de estos productos se lleva a cabo mediante las mismas técnicas que se utilizan en los laboratorios para los procesos de síntesis. La mezcla se hace lo más homogénea posible. se pesan 30 g de pasta concentrada de tomate40 y se añaden 4 g de Celite.6. perfumes y ungüentos de diversos organismos vivos. Universidad de Valencia. y la purificación del mismo mediante un proceso cromatográfico. 105. Se filtra a vacío hasta que deje de gotear líquido (unos 10 minutos). R. Aislamiento y purificación del Licopeno del tomate (Tiempo: 2 sesiones) Bibliografía a) Procedimiento desarrollado por el Prof. b) Los aspectos teóricos relacionados con esta experiencia pueden encontrarse en el siguiente texto: Natural products. Más tarde Paracelso se convenció de que el arte de sanar había que buscarlo en la naturaleza y de que había que recorrer el mundo para conocer las enfermedades y las medicinas naturales utilizadas por el pueblo. Departamento de Química Orgánica. en esta experiencia vamos a proceder al aislamiento de un pigmento. Opcionalmente. y previamente tarado. Esta operación se repite hasta un total de tres lavados con metanol. recogiendo fracciones de unos 10 mL en tubos de ensayo. Se eluye la columna con Hexano-Et2O 100:1 (100-150 mL). utilizando un matraz esférico de 100 mL.Al sólido (mezcla de pasta de tomate y Celite) se le añaden 50 mL de metanol41. limpio y seco. y la mezcla se agita con un agitador magnético durante 30 minutos. Pesar el Licopeno puro y calcular la proporción presente en la pasta de tomate concentrada. no en la pila). utilizando el mismo embudo Büchner que antes. Esas fracciones se reúnen y se elimina el disolvente en Rotavapor. Para eliminar las últimas trazas de disolvente. El licopeno es muy insoluble en metanol. Se añaden 500 mg de MgSO4 anhidro y después la botella se cierra bien y se guarda (preferiblemente en un lugar oscuro. 10 cm de altura de sílice en Hexano.43 Una CCF comparativa muestra las fracciones en que el producto está puro (fracciones con disolución de color naranja intenso). y al mismo tiempo extraer sustancias polares. previamente pesado en balanza que aprecie 0. se descompone gran parte del licopeno. hasta que gotea muy poco metanol (unos 10 minutos). Con ayuda de un embudo de sólidos. Debe probarse antes. y luego directamente con vacío de la trompa de agua (calentando ligeramente con secador) para eliminar todo el disolvente y se calcula el peso obtenido (se suelen obtener unos 60 mg). previamente preparada con aprox. Después de poner el compuesto. Cuestión: ¿Por qué se deja a reposo la disolución con DCM de la primera sesión durante la noche? 41 El metanol sirve para un doble propósito: eliminar la mayor parte del agua de la pasta de tomate.001 gramos). limpio. 2 cm diámetro x 40 cm de altura). El residuo se disuelve en dos gotas de diclorometano y a continuación se adiciona una muy pequeña cantidad de hexano42 y la disolución formada se aplica a una columna de cromatografía (aprox. Se decanta cuidadosamente la mezcla utilizando un embudo cónico y el residuo sólido que debe quedarse en la botella se lava con dos porciones de 20 mL de diclorometano (recoger el filtrado en un matraz esférico de 100 mL. utilizando una pieza adaptadora. según indique el profesor) hasta la siguiente sesión de prácticas. conviene hacer vacío directamente con la trompa de agua (calentando ligeramente con secador). el licopeno obtenido se puede cristalizar de una pequeña cantidad de diclorometano a la que se añade metanol hasta permanencia de una ligera turbidez. Segunda sesión. Al cabo de ese tiempo. Los extractos metanólicos se desechan (verterlos en el bidón de disolventes no clorados. se filtra a vacío. El extracto se concentra en Rotavapor primero. se añade con cuidado una capa de unos 5 cm de altura de arena para evitar que se altere la columna. seco. la mezcla de pasta de tomate y Celite se trasvasa a una botella ámbar con rosca. y se le añaden 30 mL de diclorometano. 42 Si se prepara una pastilla. 43 Un eluyente alternativo para la columna sería hexano:éter::diclorometano 100:1:1. 26 . reacción seguida de tautomerización a la amida final. el átomo de bromo es desactivante. que tiene carácter electrofílico. M. Smith. La reacción implica la migración de un grupo alquilo al átomo de nitrógeno. R2 R2 X+ N R1 R1 C N R2 N R1 OH O H X R1 C N R2 YOH O R1 H C N Si Y=H R2 YO R1 C N R2 27 .. una oxima se convierte en una amida mediante tratamiento con una variedad de ácidos de Brønsted o de Lewis. En el bromobenceno. causada por el ion acilio generado por la reacción de un haluro de ácido con tricloruro de aluminio. New York 2001. probablemente debido a que el orto está desfavorecido estéricamente en su formación. 531 Libro de texto recomendado: Advanced Organic Chemistry. Oxford.al grupo hidroxilo de la oxima. 1989. El ión nitrilio resultante reacciona con un nucleófilo (normalmente agua). Esta reacción da mayoritariamente el isómero para. Publ. El resultado se puede explicar mediante la migración concertada del grupo alquilo con ruptura heterolítica del enlace N-O. Hidrólisis.J.-Investigación sobre la estereoselectividad de la transposición de Beckmann de la oxima de la 4-Bromofenilmetilcetona: Preparación de la Oxima. En la transposición de Beckmann. Blackwell Sci. March. Ed. Moody.Harwood and C. Transposición. (Tiempo: 3 sesiones). Wiley 5th Ed. L.M. que procede del hecho de que el grupo que migra es el grupo alquilo anti. La introducción de un grupo acilo en un anillo aromático se consigue mediante una reacción de sustitución electrofílica aromática. Bibliografía: Experimental Organic Chemistry. J.7. y orienta a las posiciones orto y para. Existe suficiente evidencia acerca de la naturaleza de este mecanismo. HCl Br + reflujo Br H2N Me . HCl reflujo Br + HO2C Me PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL La investigación que se va a desarrollar en esta práctica se iniciará con 2 g de la 4Bromofenilmetilcetona. mientras que los otros utilizan la oxima recristalizada. NaOAc ¿? aq. reflujo O Me Br . La comparación de los resultados obtenidos por sendas parejas es motivo de discusión y deducción de conclusiones muy adecuadas. EtOH. lo cual permite la identificación de la configuración de la oxima de partida. O HO N O Me H3PO4 Calor Br ¿? OH N H Me Aq. no sólo se forma la oxima inicial con un gran grado de estereoselectividad. los ejemplos de transposición de Beckmann específicas son escasos. EtOH. Resulta frecuente la interconversión de oximas E y Z en las condiciones ácidas usadas para la transposición y. en ese caso. La investigación es más interesante si se desarrolla por grupos de dos parejas que se diferencian en que una pareja utiliza la oxima tal y como la obtienen después de filtrarla. En el ejemplo que nos ocupa. como consecuencia se pierde cualquier información estereoquímica. El análisis de la amida se lleva a cabo identificando los productos de la hidrólisis de la amida formada.Desgraciadamente. sino que la transposición conduce a la formación de una única amida. 28 . NH2OH HCl. debido a la labilidad estereoquímica de las oximas bajo las condiciones de reacción usualmente empleadas. reflujo N OH Me Br NH2 H N H3PO4 Calor Br Me O Aq. NaOAc aq. NH2OH HCl. m. lavando con agua hasta que el pH del agua de lavado deje de ser ácido. (Index Merck: C8H8BrNO.. hasta que no quede nada de sólido blanco. C. un poco de agua. Recristalizar una pequeña porción47 de etanol.45 g de hidrocloruro de hidroxilamina y 2. y se producirían pérdidas en el trasvase.48 Caracterizar la muestra obtenida. Por ello es más conveniente proceder con una segunda extracción con DCM (Fase orgánica 2) de las fases acuosas tratadas con amoníaco. El reflujo entonces debe prolongarse unos 15 min más. Al finalizar se añaden 10 mL de agua50. entre otras cosas. 49 En algunos casos conviene añadir un poco de agua. Cuando se consigue que precipite 44 Si se lava con demasiado disolvente se provoca pérdida de producto. mezclando con cuidado el ácido polifosfórico con el producto. lavando a continuación con NaCl y secando sobre MgSO4.p. Cuando se vierte directamente sobre el amoniaco. porque ésta es muy viscosa. Se debe cristalizar añadiendo. 49 y se calienta a reflujo durante 30 min (con sistema de recogida de gases). A continuación analizamos las fases orgánicas 1 y 2 y comprobamos. Finalmente se forma una pasta de color amarillo claro a incoloro. Se sugieren lavados con porciones pequeñas de disolvente frío.. además. Si se emplean 6 mL de ácido.-HIDRÓLISIS DE LA AMIDA: A la amida cruda obtenida en el apartado anterior que no se ha utilizado para la cristalización. 10 g de ácido polifosfórico (corrosivo!) y 1 g de la oxima y se calientan en baño de agua hirviendo. Muy volátil con vapor). precipita la amina como un sólido blanco. se recoge la oxima cristalina filtrando a vacío y lavando con etanol al 50%. 48 El producto es muy soluble en EtOH caliente. 45 29 ..5 mL de agua caliente.44 Caracterizar la muestra y calcular el rendimiento. 50 g de hielo picado46 (usar guantes!). enfriando en baño de hielo.FORMACIÓN DE LA OXIMA: Disolver 4 g de la 4-bromofenil metil cetona en 10 mL de etanol en un matraz esférico de 50 mL. B. 100 ºC.TRANSPOSICIÓN DE BECKMANN: En un matraz Erlenmeyer de 100 mL se introducen aprox. son convenientes 3 mL de agua.3 ó quizá hexano-EtOAc 8:2) sirve para detectar la otra oxima..75 g de acetato sódico trihidrato (o el equivalente anhidro) disueltos en 7. 47 Unos 100 mg. Esta mezcla se vierte cuidadosamente sobre aprox. Cuando se procede sin extracción.A.45 agitando con una varilla. 50 En este punto y alternativamente. Después de evaporar el disolvente en el rotavapor se obtiene un sólido blanco que se puede cristalizar. el rendimiento es bastante bajo. Es importante que se agite bien. Una CCF de las aguas madres (hexano-éter 7. Filtrar los cristales a vacío.5ºC de alcohol EtOH-H2O. Posteriormente. como la amina resultante se ha distribuido entre las dos fases. se puede proceder a la extracción con diclorometano (Fase orgánica 1)y después de separar las fases añadir amoniaco a la fase acuosa (el libro dice verter sobre amoniaco concentrado directamente). Calentar la mezcla a reflujo durante 30 min y a continuación se trasvasa a un erlenmeyer y se deja enfriar en baño de hielo hasta que precipite. pero gran parte de la misma queda disuelta en el agua. lentamente y agitando con una varilla de vidrio hasta que la masa viscosa se disperse. durante 15 min. A la fase acuosa se le añade amoniaco concentrado (tóxico!) hasta pH 11-13. 46 Es mejor verter el hielo sobre la mezcla. (1. añadir 2.07 g) se le añaden 6 mL de HCl conc. 128. Distribución de los productos sintetizados en esta investigación utilizando como eluyente HexanoAcetato (8:2) 1: Bromoacetofenona 2: mezcla de oximas 3: Amida/s 4: Amina 5: Acido p-bromobenzoico 1 2 3 4 5 Cuestiones: ¿Por qué razón podría aparecer bromoacetofenona al final del proceso? ¿Qué procedimiento te parece más adecuado para separar un producto de una mezcla: por precipitación o por extracción con una mezcla de disolventes inmiscibles? 51 La amina es muy soluble en EtOH. Se recristaliza de etanol acuoso51 y se caracteriza mediante su punto de fusión.el producto. 30 . se filtra a vacío. y se seca lo máximo posible en el vacío del embudo. se lava con un poco de agua fría. 0 ppm (t1) 8.260 1.63 0.Espectros de 1H RMN 2.0 7.0 3.39 H 3C 6.0 1.579 7.260 O 8.60 7.0 ppm (t1) 4.0 2.0 3.583 7.0 4.0 5.0 3.90 ppm (t1) 5.827 7.0 1.0 7.798 7.50 Br N OH 6.260 7.0 ppm (t1) 1.00 7.612 7.0 7.0 7.579 2.37 1.506 7.00 0.0 3.70 2.0 5.0 4.0 4.0 2.64 Br 7.840 8.0 31 .20 7.80 7.0 6. 0 5.00 Br 0.50 7.414 0.80 6.20 7.30 0.0 6.0 0.153 7.0 2.20 ppm (t1) 6.37 7.0 1.10 1.172 7.594 2.96 NH2 5.0 3.10 7.H N CH3 O Br 7.07 7.260 7.507 7.50 32 .0 ppm (t1) 1.90 6.70 6.478 6.00 6.40 7.0 ppm (t1) 7.182 7.30 0.70 ppm (t1) 7.60 7.06 1.0 4.60 6. L. Ed. Ikan.S. Ed.Harwood and C.D. A. Wadsworth Publishing Company. McEwen.M. G. c) "QUÍMICA ORGÁNICA EXPERIMENTAL".E.J. Eunibar.W. R. Vanderwert y W. Hannaford.S. Ed. h) "EXPERIMENTAL ORGANIC CHEMISTRY". Kriz Jr.R. Ed..” B. Morig and D. Publ. Kriz Jr.R.Bibliografía general: a) "CURSO PRACTICO DE QUÍMICA ORGÁNICA".M.S.D. C.C. Lampman and G. Lampman y G.W.D. d) "INTRODUCTION TO ORGANIC LABORATORY TECHNIQUES". Longman.H. Moody. b) "QUÍMICA ORGÁNICA EXPERIMENTAL". Pavia. G. 33 . Sanders Company.A.M. j) "THE INDEX MERCK". Gokel. Brewster. Ed. R.J. f) "VOGEL´s TEXTBOOK OF PRACTICAL ORGANIC CHEMISTRY.L. Ed. P. e) "NATURAL PRODUCTS".G. Ed. A. Ed. J. Pavia. Blackwell Sci. Durst y G. Neckers. Academic Press. Furniss. Smith. g) "LABORATORY EXPERIMENTS IN ORGANIC CHEMISTRY". i) "HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS". Tatchell. Alhambra.L.. Reverté.