Manual Quimica Organica 1 Qfi (4)

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA MANUAL DE LABORATORIO CURSO TEÓRICO PRÁCTICO DE QUÍMICA ORGÁNICA I QUÍMICO FARMACÉUTICO INDUSTRIAL http://www.ehu.eus/es/web/quimicaorganica2/home “Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber. “ Albert Einstein EDICIÓN 2015 1 EDICIÓN 2015 PROGRAMA DE PRÁCTICAS DE QUÍMICA ORGÁNICA I NOMBRE DE LA PRÁCTICA Introducción al laboratorio de química orgánica 1. Separación de una mezcla ternaria por destilación 2. Recristalización 3. Extracción líquido – líquido 4. Cromatografía 5. Síntesis a microescala de ácido fumárico 6. Síntesis de dibenzalacetona (Reacción de Claisen-Schmidt) 7. Poder reductor, formación de osazonas y síntesis de pentaacetato de -D-glucosa 8. Hidrólisis de una proteína y ensayos para aminoácidos 2 EDICIÓN 2015 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA. QUÍMICO FARMACÉUTICO INDUSTRIAL TEMARIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I 1. 1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 2. 2.1 2.2 2.3 3. 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.3 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 5. 5.1 5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 Características estructurales de los compuestos orgánicos. (6 horas) Características del átomo de carbono y su importancia en la formación de compuestos orgánicos. Naturaleza del enlace en compuestos orgánicos. Electronegatividad, polarizabilidad, momento dipolar, efecto inductivo: concepto y factores que los afectan. Ejemplos comparativos. Longitud, ángulo y energía de enlace: concepto y factores que los afectan. Ejemplos comparativos. Grupos funcionales y nomenclatura de los compuestos orgánicos. (14 horas) Isomería estructural (isomería de posición, de esqueleto y de grupo funcional). Grupos funcionales: concepto e importancia en compuestos de interés farmacológico. Nomenclatura trivial y sistemática. Propiedades fisicoquímicas de los compuestos orgánicos. (10 horas) Interacciones moleculares: tipos y su importancia en las propiedades fisicoquímicas de los compuestos orgánicos. Interacciones de van der Waals. Interacciones dipolo-dipolo. Interacciones por puente de hidrógeno. Relación entre las interacciones moleculares y las propiedades físicas de los compuestos orgánicos. Aplicación de los conceptos anteriores a los métodos de separación y purificación de compuestos orgánicos. Propiedades ácido-base de los compuestos orgánicos. (14 horas) Principales teorías ácido-base. Efectos estructurales y efectos electrónicos positivos y negativos. Efectos mesoméricos positivos y negativos. Efectos estéricos y por puente de hidrógeno. Constantes de acidez y basicidad de compuestos orgánicos. Ejemplos comparativos. Ejemplos de reacciones ácido-base en compuestos orgánicos. Electrofilia y nucleofilia concepto y factores que los modifican Estereoquímica. (14 horas) Representación espacial y modelos de proyección de los compuestos orgánicos. Análisis conformacional de compuestos orgánicos lineales y cíclicos. Análisis configuracional (estereroisomería óptica). Simetría molecular. Elementos de simetría molecular. Isómeros configuracionales (enantiómeros, diasterómeros y epímeros). 3 EDICIÓN 2015 6.2.1 7.3 5.6 7.4. Definición y aplicaciones.2.2 6.beta-insaturados. 7.4. Aspectos cinéticos de las reacciones químicas.2 6.2.1 6.2. Carbenos. Efectos del cambio de polaridad del disolvente.1 7.4.2. Análisis conformacional de isómeros configuracionales. Control cinético y termodinámico. Radicales libres. (7 horas) Concepto de mecanismo de reacción.1 6. Aspectos termodinámicos de las reacciones químicas.3.3 6.2.5.4 7. entalpía y entropía. De alcoholes Adición 1.7. Organometálicos. Velocidad de reacción. Cianuro. termodinámica y mecanismos de reacción.6 6.5 6.4.2. Hidruros.4 6.2 7.4. Nitrenos.1 5.2.1 7.3 6.4.5 Cinética. Actividad óptica.5 5.2 7.3 6. Adición de nitrógeno.6. La coordenada de reacción. De tioles.7.4 4 EDICIÓN 2015 .1 7.4 5.7. Efectos del cambio de fuerza iónica. Carbaniones. 6. Carbocationes.3.3. Enolatos. Adición 1-2 reversible a carbonilos Bisulfito.1 7.2 6. Energía libre de Gibbs.1 7.2. 7.5. En compuestos con enlaces sencillos (mono y biciclos).1 7.4.4 en sistemas carbonílicos alfa.2 Configuración absoluta y relativa. 6. Teoría del estado de transición. De alcoholes (cetales y acetales).3 7. Cinéticas de 1º y 2º orden. Arinos.3.5 7.3 7.2 7.1 6.2 irreversible. Reacciones con compuestos de fórmula general H2N-Y.4 5.4 6. Reacciones irreversibles.4 6.3 Compuestos carbonílicos. Reformatzki.6.4. Adición de carbono (organocupratos).2 7. Intermediarios de las reacciones químicas. Curvas de energía potencial. En compuestos con enlaces múltiples. Claisen-Schmidt y procesos relacionados.7 7.4. Adición-eliminación. Adición 1. Adición-sustitución.2 vs 1. (11 horas) Tautomería ceto-enólica.2 7. Adición 1.2 7.3 7.3. Isomería geométrica. Equilibrio químico. Wittig. 8. 5 EDICIÓN 2015 . 7. Con ninhidrina.4.3 9. Sulfonación.1. enlace peptídico términos relacionados. Determinación de la estructura de aminoácidos Análisis de grupos terminales. Definición.1 8.2.8.2. Glicósidos.2 9.4 Otros nucleófilos hidruros. Comportamiento ácido-base.2 8. 7.3.3 9.4 9.5 9.3 8. 7. el extremo N y el extremo C.2.1.2 9.3.4.1.4. anómeros Reacciones de los monosacáridos. Osazonas.2 Interconversión de derivados de ácidos carboxílicos.1. extensión de la cadena carbonada. (12 horas) Monosacáridos Clasificación y estereoquímica.4.1.4 9.1 Nucleófilos heteroatómicos. Aldosas y cetosas. 9. La síntesis de Gabriel.2.2. 7. oximas y cianohidrinas.3.3 8. Esterificación.4 9.1 9. Mutarrotación. 9. Alquilación.1.1 8.4 8.2.2.2. Nitrosación.3.5 8.6 9. Oxidación.4.2.2 9.1. (14 horas) Reacciones de aminas.1 9. 8.1 Catálisis básica.2 9. Aminoácidos. Con acetamidomalonato de dietilo.1 9. Formas cíclicas de los carbohidratos: Furanosas y piranosas.3. Por reducción.4 Carbohidratos.2 Catálisis ácida.3.4. Acilación y alquilación de grupos hidroxilo. 7.8 Reacciones de Adición-Eliminación (Sustitución) sobre derivados de ácidos carboxílicos.1 9. Preparación de aminas. etc.2 8.7. Clasificación y estereoquímica.1 9. Formación de sales. Reacciones de oxidación.2.2 9. Acilación. Hidrólisis de péptidos.2 8. Péptidos.2 9. Reacciones de reducción.1 9.8.8. Acilación.1. 7.3 9.2 Aminas y aminoácidos.8.1.8. Reacciones de aminoácidos. Síntesis de Strecker.1 9. Síntesis de aminoácidos.2.2 9.3. Polisacáridos.3.1 8.3 Nucleófilos del carbono.3.4.3 9.1 9. 8. Disacáridos.3.3.3 8. 3 9.3.3 9.3.9.4.2 9. Formación del enlace peptídico. 6 EDICIÓN 2015 .4.5 Síntesis de péptidos Concepto de grupo protector.4.4 9.3.3. Síntesis en fase sólida.4. Protección y desprotección del grupo carboxilo. Protección y desprotección del grupo amino.3.4.1 9.4. los alumnos deberán dejar completamente limpio su lugar de trabajo y las áreas comunes como las campanas de extracción. El total de equipos formados por grupo. El trabajo de laboratorio se realizará en el sitio indicado por el profesor. GENERALIDADES. deberán presentar la constancia correspondiente. c) Los alumnos que no mantengan el comportamiento adecuado en el laboratorio no podrán permanecer en él. así como los estipulados en el presente reglamento: a) Presentar orden de inscripción debidamente autorizada al profesor responsable. 3. 2.REGLAMENTO INTERNO PARA LOS LABORATORIOS DEL DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA I. Se formarán equipos de trabajo en el laboratorio. b) No será permitida la estancia a los alumnos que no porten bata. 1. No se aceptarán alumnos condicionales. 3. tan pronto como sea expedida por la dirección de la escuela. II. 1. 2. No habrá retardos. siendo permanentes durante todo el curso. e) Al concluir la práctica. el curso se considerará reprobado.C. d) Para abandonar temporalmente el laboratorio durante el desarrollo de la práctica. . Los alumnos a los que se les hayan autorizado baja en el curso. deberán reunir los requisitos que marca la E. 4. después de los cuales se pasará lista y no se permitirá la entrada al laboratorio. La hora de entrada será la indicada en el horario de cada grupo. los cuales serán de dos o tres alumnos según las características del grupo. 4. serán divididos en dos o tres secciones. se deberá solicitar el permiso correspondiente al profesor. de no hacerlo.B. ORGANIZACIÓN.N. Las disposiciones de este reglamento regirán todas las actividades de los laboratorios del Departamento de Química Orgánica y serán obligatorias para los alumnos que cursen la asignatura. dándose una tolerancia máxima de 15 minutos. Los alumnos que deseen cursar el laboratorio. Cada equipo contará con la cantidad necesaria de reactivos para la realización de la práctica. No habrá reposición de los mismos. espátula. franela. Cada equipo deberá traer el siguiente material: Cerillos. escobillones. no será recibido por el almacenista. aceite. 11. papel pH. en el cual se discutirá los resultados de la práctica anterior. de no ser así. El material roto o restos de material quedará en poder del almacenista y será destruido en presencia del alumno en el momento en que éste lo reponga en el almacén. se deberá tratar directamente con el almacenista. perlas de ebullición. por el material que se requiera en la práctica. las cuales serán calificadas con CERO. papel absorbente. 9. perilla de seguridad o jeringa. 12. 10 frascos ámbar 25 mL. En caso de ruptura o pérdida del material. Si al final del semestre hay adeudo de material. Al final de la práctica se entregará el material limpio. 8. se dará un plazo máximo de 15 días para reponerlo. posteriormente se desarrollará la parte experimental de la misma. jerga. la calificación del curso será reprobatoria. 7. 10. Cada equipo hará un vale al almacén. así como la práctica por realizar. detergente. debiendo hacer una revisión exhaustiva del mismo en el momento de recibirlo y reportando cualquier anomalía al almacenista antes de entregar el vale. 6. no se permitirá la realización de prácticas.5. de no hacerlo oportunamente. Todo asunto relacionado con el material. en caso de pérdida o accidente. vaselina sólida. 1 . La sesión de laboratorio iniciará con un seminario. E. como un 5º examen parcial. 1. b) La calificación promedio de los seminarios. PS. 2 . EVALUACIÓN. Para acreditar el curso teórico. No habrá examen final ni reposición. Calificación final Examen Parcial Promedio de calificaciones de seminarios Promedio de calificaciones del trabajo de laboratorio Con la finalidad de apoyar el correcto desarrollo de los elementos de valuación que serán considerados. se incluyen los documentos siguientes: 1) Ejemplo de un Diagrama de flujo 2) Rúbrica de evaluación del Diagrama de flujo. para lo cual requerirá: a) Un mínimo de 80% de asistencias. el alumno deberá aprobar el curso práctico. será el promedio de estas 5 evaluaciones: E1  E 2  E 3  PS  PTL  CF 5 CF. PTL. 4) Rúbrica de evaluación de la exposición Oral. La calificación final del curso de laboratorio. contará como un 4º examen parcial y el promedio de calificaciones del trabajo de laboratorio.III. 3) Rúbrica de evaluación del Reporte de Laboratorio. c) No adeudar material 2. La evaluación del curso práctico se hará en la forma siguiente: a) Se realizarán tres exámenes parciales. b) Calificación final mínima de seis. org. amb KOH 2 Benzaldehído Agitar 1 hr.PRÁCTICA NO. F. acuosa Desechar 3 Identificación: Punto de ebullición Solubilidad en metanol 1 Desechar 0 Residuos no clorados Metanol tarja .5 g H2O 12. org. acuosa 0 Ácido benzoico Identificación Punto de fusión Solubilidad en CCl4 0 Alcohol bencílico 1 Secar Ácido benzoico Secar con Na2SO4 anhidro F. T= 65°C Disolución de Benzoato de potasio Agregar 60 mL de H2O Disolver Pasar a embudo de separación 4 1 1 Lavar matraz de reacción con 15 ml de éter Éter Agregar a embudo de separación Fase acuosa Ácido clorhídrico 0 2 Agregar Benzaldehido 14. org Si Unión de extractos Agregar 40 mL de HCl 40 mL de H2O 50 g de hielo Lavar con 7 mL de solución sat. acuosa Desechar Lavar con 5 mL de H2O Destilado Éter etílico Alcohol Bencílico F. acuosa NaOH extractos F. de NaHSO3 ¿Huele a benzaldehído?? 0 3 No 1 F. 3 OBTENCIÓN DE ALCOHOL BENCÍLICO Y ÁCIDO BENZOICO REACCIÓN DE CANNIZARO 2 KOH 13.5 mL Fase orgánica 0 Extracto 1 2 lavados c/10 mL de éter 3 1 0 3 1 F. org. Residuo Desechar F. Sulfato de sodio Filtrar Decantar 2 Lavar con agua 2 Recristalizar de agua Sol Destilación simple 2 Lavar con 5 mL de NaOH dil. F.5 mL 0 2 1) Disolver 2) Enfriar a T. ofreciendo pocas expectativas de trabajo académico Falta color y espacios La toma de decisiones. las condiciones y las flechas se relacionan perfectamente La información falla en dos o tres jerarquizaciones. condiciones. entrada de información.RÚBRICA PARA EVALUAR UN DIAGRAMA DE FLUJO CRITERIO NIVEL DE DESEMPEÑO BUENO (9 . actividades. es menos de la mitad de la requerida La información no es suficiente y es inadecuada JERARQUIZACIÓN La información está bien jerarquizada de tal manera que disipa toda duda del proceso La toma de decisiones.8) Falta uno de los elementos antes mencionados INSUFICIENTE (5 . preguntas.6) Faltan 2 o más de los elementos antes mencionados PROFUNDIZACIÓN La información es suficiente. adecuada y pertinente a cualquier situación La información es insuficiente. causa confusión La información está mal jerarquizada causa dudas La toma de decisiones. las condiciones y las flechas llegan a fallar en tres cinco ocasiones El planteamiento tiene pocos errores. las actividades. flechas y final REGULAR (7 .10) Hay inicio. las actividades. las actividades. las condiciones y las flechas no están bien relacionadas El planteamiento es inadecuado No ofrece expectativas CONSTRUCCIÓN ANÁLISIS SOLUCIÓN DEL PROBLEMA El planteamiento es adecuado y ofrece muchas expectativas de trabajo académico CREATIVIDAD Tiene colorido y la información está distribuida adecuadamente Es simple y todo encimado . SIMBOLOGÍA . Solo se limita a repetir los resultados o análisis o simplemente es una opinión sobre lo que se obtuvo o se esperaba. pero no se apega a los alcances reales sino que solo se hace referencia a lo esperado.5 puntos El equipo responde a algunos de los cuestionamientos experimentales incluidos en su manual sin apoyarse en sus resultados y observaciones ni en la bibliografía y de forma errónea 0.5 punto Nota: La ponderación de cada rubro así como los puntos específicos a incluir en el reporte de laboratorio queda sujeta a modificación por parte de los profesores de laboratorio. Cuestionario Experimental Bibliografía 2 puntos 1 puntos El equipo responde acertadamente todos los cuestionamientos experimentales incluidos en el formato de la práctica apoyado en sus resultados y observaciones así como.RÚBRICA PARA LA EVALUACIÓN DEL REPORTE DE LABORATORIO Objetivo Proponen de forma clara los alcances que se pretende lograr con la realización de la práctica Resultados y observaciones Hace uso de tablas.5 puntos Incluye solo un libro de texto 0. . 0. no se basa en el análisis de resultados. en una investigación bibliográfica. 1. cuadros o gráficas para indicar los datos u observaciones realizados durante la práctica Análisis de Resultados Conclusiones Sin valor 2 puntos El equipo justifica adecuadamente los resultados obtenidos comparándolos con los esperados encontrados en investigaciones bibliográficas. Describe los alcances reales logrados sean o no compatibles con lo esperado. dibujos. Sin valor Presenta solo una descripción de los hechos observados sin hacer resaltar los datos importantes obtenidos. Proponen de forma poco clara los alcances que se pretende lograr con la realización de la práctica. Las intenciones propuestas en el objetivo no tienen relación con la temática de la práctica.0 puntos El equipo responde los cuestionamientos experimentales incluidos en el formato de la práctica apoyado solo en sus resultados y observaciones. . Debe incluir referencias virtuales y dos libros de texto Incluye solo referencias virtuales 1 puntos 0.5 puntos 0. 1 puntos El equipo justifica los resultados obtenidos pero sin comparándolos con los datos esperados encontrados en la bibliografía o empleando la información proporcionada por el profesor 2 puntos Se establecen en función a los objetivos planteados y el aprendizaje logrado basado en el análisis de resultados. así como apoyado en la información proporcionada por el profesor 4 puntos Se establecen en función a los objetivos planteados y el aprendizaje logrado basado en el análisis de resultados.75 punto 0. Sin valor No representa de forma organizada los datos obtenidos ó los presenta solo de forma parcial.5 punto El equipo solo repite los resultados obtenidos sin hacer comparaciones con resultados esperados o cotejando la información proporcionada por las fuentes bibliográficas o su profesor 1 puntos No establecen en función a los objetivos planteados. en orden alfabético por apellido Número de equipo Materia No lo tiene Contiene solo los nombres propios de los estudiantes Grupo Semestre Citar fuentes en casos de cuadro y gráficas Las letras no se pierdan con el fondo de la presentación Ortografía general y escritura correcta de las sustancias empleadas No lo tiene No lo tiene No contiene citas Estructuras y propiedades fisicoquímicas de los productos y reactivos Mecanismo de reacción Intensidad de voz Uso de muletillas No leer Uso de lenguaje técnico apropiado Diagrama de Flujo de la parte experimental Justificación de cada uno de los pasos de la técnica aplicada Lee algunos párrafos importantes y complementa con explicaciones Es inadecuado sin embargo da idea apropiada de lo que se pretende exponer Contiene los nombres y un solo apellido y sin orden alfabético Se expresa con formalidad pero no emplea términos técnicos con la frecuencia requerida Rebasa el tiempo asignado por más de 5 minutos Excelente (10) Volumen apropiado. Utiliza una sola pero no es demasiado frecuente Lee entre líneas y complementa la información con explicaciones adicionales Se expresa sin formalidad y esporádicamente emplea términos adecuados Su lenguaje es medianamente apropiado Respeto al tiempo asignado de exposición (40. Observaciones .RUBRICA DE EVALUACIÓN DE LAS EXPOSICIONES ORALES Aspecto a evaluar E X P R E S I O N O R A L E N L A P R E S E N T A C I Ó N P O W E R P O I N T Insuficiente (0-4) Deficiente (5) Satisfactorio (6) EXPRESIÓN ORAL Bueno (8) Apenas perceptible. usando un lenguaje técnico apropiado y pulcro Cumple con exactitud el tiempo asignado Es adecuado sin embargo es susceptible de mejora para hacerlo más preciso Es correcto Contiene los nombres y un solo apellido y en orden alfabético Contiene los nombres completos y en orden alfabético Lo tiene Lo tiene No lo tiene No lo tiene Lo tiene Lo tiene Cita correctamente en todos los casos Cumple Cita incorrectamente en algunas ocasiones Cita incorrectamente en algunos casos Cita correctamente pero no en todos los casos Más de 5 errores 5 de errores 4 errores 2 errores Sin errores No los presenta Los presenta incompletos Le faltan 1 o dos Presenta todos Se incluye en más de una diapositiva y contiene todos los pasos importantes Lo incluye pero no es lo suficientemente organizado y claro Se incluye en una sola diapositiva y contiene todos los pasos importantes El diagrama es perfectamente claro. modulado haciendo énfasis en ciertos puntos y sin silencios No emplea muletillas Nunca lee el texto de la diapositiva y solo hace alusión a su contenido como apoyo para la audiencia Se expresa con propiedad. organizado y bien presentado Se explica las razones de cada uno de los pasos incluidos en la técnica de síntesis No cumple No se incluye o se hace de forma incorrecta No lo incluye y solo menciona el procedimiento a seguir No se incluye o se menciona de forma incorrecta Se incluye en más de una diapositiva y está incompleto No lo incluye pero utiliza otro recurso poco claro Se incluye la técnica pero no se justifica el por qué de los pasos Solo las estructuras y no las propiedades o viceversa No se incluyen todos los pasos importantes Lo incluye pero su construcción es poco clara el incompleta Se incluye la técnica aplicada pero existen muchos errores en la justificación de los mismos 1 Se incluye una breve explicación de los pasos aplicados en la síntesis Calif. Apenas perceptible y pausado Volumen medio y pausado sin modulación Volumen apropiado pero sin modulación ni pausas Utiliza más de tres y con mucha frecuencia Durante la exposición completa leyó el material contenido en las diapositivas Utiliza al menos dos muletillas con frecuencia Lee los textos de las diapositivas pero explica algunos puntos importantes Utiliza una con insistencia. pausado y hace largos silencios.60 min) Los términos que emplea son coloquiales y no reflejan manejo de términos apropiados Rebasa el tiempo asignado por más de 15 minutos Rebasa el tiempo asignado por más de 10 minutos Rebasa el tiempo asignado por más de 7 minutos Título de la exposición No la tiene Es inapropiado Nombre de los alumnos. NORMAS DE TRABAJO. no hacer el trabajo de laboratorio con el estómago vacío o sin dormir. precisa. La Química Orgánica es una materia experimental. así como de la aplicación de las normas de seguridad apropiadas para evitar accidentes. por lo que se requiere de disciplina y metodología para la obtención de resultados confiables. Conocer el material de laboratorio. El trabajo de laboratorio demanda del estudiante una actitud crítica. el manejo de los reactivos y el montaje de aparatos a utilizar durante la realización de las prácticas. El laboratorio de Química Orgánica es una área de alto riesgo. Se deberá llegar puntualmente ya que sólo se 2 EDICIÓN 2015 . La lectura previa y la comprensión de las indicaciones del experimento. por lo cual cualquier estudiante que sea sorprendido comportándose de manera inapropiada y no observe las normas indicadas será dado de baja de la materia. Aprender a buscar información y a registrar las observaciones de manera metódica. Antes de realizar cualquier experimento. inquisitiva y una cooperación ilimitada. se deberán revisar los antecedentes teóricos de la reacción a efectuar. Para lograr lo anterior es necesaria una participación activa en la observación de las normas de trabajo que se han establecido para evitar accidentes y así lograr un alto rendimiento en el trabajo de experimental. completa y reproducible. los fundamentos fisicoquímicos así como los problemas de seguridad involucrados en el manejo de los reactivos. el equipo de vidrio.     Conocer las normas y la metodología requeridas para el desempeño de las actividades que se realizan en el laboratorio. La realización de este trabajo implica el diseño experimental. INTRODUCCIÓN.INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA TRABAJO EN EL LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA OBJETIVO. Desarrollar un criterio que le permita usar y comprender las operaciones y procesos comunes de la Química Orgánica y conocer las limitaciones y riesgos que conlleva dicho trabajo. permitirán que el curso y el desarrollo de la práctica sean claros en todos sus detalles. Actitud y Preparación. Al ingresar al laboratorio se deberá estar preparado físicamente. la interpretación de resultados y el registro de éstos. Procedimientos de operación en el Laboratorio de Química Orgánica. el mecanismo de reacción. por lo que se deben evitar derramamientos sobre ésta y se evitará el contacto de los reactivos directamente con las manos. se deberá emplear una perilla de seguridad de acuerdo al procedimiento indicado en la figura 1. No está permitido introducir alimentos ni comer. pero son inocuos cuando se manipulan precavidamente. No se debe oler el reactivo directamente del frasco. En caso de usar lentes de contacto se deberá usar lentes de seguridad sellados con protecciones laterales. Para evitar la inhalación de vapores se deberá calentar o evaporar la mezcla de reacción dentro de la campana de extracción. Seguridad y Normas de Trabajo para el Laboratorio de Química Orgánica. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) Los reactivos usados en el laboratorio se convierten en un peligro cuando no se manejan con cuidado. Los lentes protegen de proyecciones e impactos en caso de accidente y es necesario mantenerlos limpios y desempañados. se debe atraer un poco de sus vapores pasando rápidamente la mano por la boca del frasco de acuerdo a la Figura 2. No se permite usar calzado o ropa que dejen al descubierto el pie y las piernas. Se deberá usar ropa cómoda. 3 EDICIÓN 2015 . y se deberá estar preparado mentalmente para estudiar el experimento y planear las actividades. Para protegerse de la absorción de productos químicos por la piel se deberán usar guantes desechables de látex ó de polipropileno. 10) En caso de requerir oler algún reactivo. manteniéndolos siempre limpios. independientemente de manejar los reactivos o no. beber o fumar dentro del laboratorio Los compuestos orgánicos pueden absorberse por la piel. El uso de lentes de seguridad es obligatorio siempre que se permanezca en el laboratorio. Se deberá usar bata para el trabajo de laboratorio la cual deberá estar siempre protegiendo todo el cuerpo y deberá mantenerse limpia. El cabello deberá estar recogido de manera que no obstruya la visión o que cuelgue sobre los materiales empleados. incluyendo zapatos que sean confortables y que permitan desplazarse rápidamente en caso de emergencia.permiten 15 minutos de tolerancia. No se deben succionar los líquidos con la boca. FIGURA 1. FIGURA 2. 4 EDICIÓN 2015 . 3) Se deberán mantener limpias y ordenadas las áreas comunes. 2) Si se derrama un ácido concentrado sobre la mesa se deberá utilizar una solución de bicarbonato de sodio para neutralizarlo. sin productos o con agua derramados sobre ésta. EL MECHERO SE PRENDE CUANDO SE INICIA EL CALENTAMIENTO Y SE APAGA CUANDO ÉSTE TERMINA. 4) No contaminar los reactivos con espátulas o pipetas que tengan restos de otros reactivos. 5 EDICIÓN 2015 . 1) No usar material de vidrio roto o en mal estado. 4) NO SE PERMITE NINGÚN EXPERIMENTO NO AUTORIZADO POR EL MAESTRO. No utilizar el termómetro como agitador. En caso de derrames se deberá limpiar rápidamente el lugar utilizando papel absorbente. 3) Muchos compuestos son inflamables y pueden producir fuego a altas temperaturas por lo cual el trabajo. si el material es volátil se deberá colocar en la campana de extracción. las áreas de pesado de reactivos y las balanzas. Identificar cada uno de los materiales de vidrio por su nombre (Figura 3). revisar el material antes de utilizarlo. 1) Mantener la mesa de trabajo ordenada y limpia. NO SE DEBE DEJAR EL MECHERO ENCENDIDO SIN USO ALGUNO. con mecheros u otra flama abierta. Material de vidrio. NO SE DEBE DEJAR EL MECHERO ENCENDIDO SIN VIGILANCIA.El Ambiente de trabajo. se realizará dentro del periodo de laboratorio y bajo la supervisión del profesor. 2) Utilizar material de vidrio limpio y seco. si es una base la que se ha derramado se deberá utilizar ácido acético diluido. MATERIAL BÁSICO DE LABORATORIO 6 EDICIÓN 2015 . y el material de auxilio. 2) En caso de producirse fuego. ya que éste puede ser causa de una proyección que puede convertirse en explosión. 7 EDICIÓN 2015 . así como la salida más próxima. tener identificadas las ubicaciones de los extinguidores.FIGURA 3. PRECAUCIONES 1) Está estrictamente prohibido calentar un sistema cerrado. los botes de arena. etc. punto de fusión. solubilidad. punto de ebullición. Fundamentos fisicoquímicos. 8 EDICIÓN 2015 . Informe de resultados. 6) LOS DESECHOS SE COLOCARÁN EN LOS LUGARES DESTINADOS A ESTE FIN. COLOCAR EL PAPEL Y LA BASURA EN LOS RECIPIENTES APROPIADOS. 4) El fuego de un tubo de ensaye o matraz puede sofocarse con un vidrio de reloj. En caso de accidente informar inmediatamente al profesor. cubrirlo con una manta y evitar correr. 5) En caso de fuego en la ropa en una persona. previamente se ha de realizar una investigación bibliográfica que cubra los siguientes aspectos:  Datos físicos de cada uno de los reactivos que se usen. por el contrario. por lo que se requiere de la participación de todos los estudiantes. con el extintor o con arena. etc. embarazo. 7) En casos de tener alguna condición física que pueda afectar tu rendimiento o tu salud. El trabajo de laboratorio no empieza en el momento que se entra al laboratorio. Productos y subproductos esperados y precauciones que hay que considerar para el desarrollo exitoso de la práctica. revisar que el recipiente donde se encuentra el aceite esté totalmente seco ya que la presencia de agua provoca proyecciones de aceite caliente. NO TIRAR NINGÚN REACTIVO O DESECHO QUÍMICO EN EL LAVABO. epilepsia. Desarrollo de la Práctica. dicha información será totalmente confidencial. informar al profesor. como alergias. e identificación del reactivo limitante. El profesor indicará las características que deberá contener cada informe. El propósito del seminario es aclarar cualquier aspecto de la práctica que no este comprendido. reacciones y mecanismos de reacción involucrados en el desarrollo de la práctica. Seminario.3) Al calentar con baño de aceite.  Datos toxicológicos.  Datos complementarios. precauciones relacionadas con el manejo de cada uno de los reactivos. ecuación química balanceada. PROPIEDADES FÍSICAS Y TOXICOLÓGICAS 1. Los alumnos deberán consultar y completar las fórmulas, las propiedades físicas, las propiedades químicas y la toxicidad de las sustancias a emplear en las prácticas. 1. Acetanilida. 29. Ciclohexanol. 2. Acetato de etilo. 30. Ciclohexeno. 3. Acetato cúprico. 31. Cloroformo. 4. Acetona. 32. Cloruro de calcio. 5. Agua. 33. Cloruro de metileno. 6. Ácido acético glacial. 34. Cloruro de sodio. 7. Ácido benzoico. 35. Cloruro de terbutilo. 8. Ácido clorhídrico. 36. Dibenzalacetona. 9. Ácido fosfórico. 37. Etanol. 10. Ácido fumárico. 38. Eter etílico. 11. Ácido maleico. 39. Fenol. 12. Ácido nítrico. 40. Fenolftaleína. 13. Ácido oxálico. 41. Glicerol. 14. Ácido pícrico. 42. Hexano. 15. Ácido salicílico. 43. Hidróxido de potasio. 16. Ácido sulfúrico. 44. Hidróxido de sodio. 17. Alcohol isoamílico. 45. Metanol. 18. Alcohol terbutílico. 46. Nitrato de amonio. 19. Anilina. 47. o-Nitrofenol. 20. Azul de metileno. 48. p-Nitroacetanilida. 21. Benceno. 49. p-Nitrofenol. 22. Bencilo. 50. Sacarosa. 23. Benzaldehído. 51. Sulfato de sodio anhidro. 24. Benzoína. 52. Tetracloruro de carbono. 25. Bicarbonato de sodio. 53. Tolueno. 26. Bromo. 54. Yodo. 27. Carbón activado. 28. Carbonato de sodio. 9 EDICIÓN 2015 2. Con la lista anterior, completa la tabla siguiente: Disolventes Agentes Desecantes Reactivos Orgánicos 10 Reactivos Inorgánicos EDICIÓN 2015 3. El profesor definirá junto con los alumnos los siguientes términos:  Reactivos. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________  Productos. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________  Qué indica el subíndice en una reacción química. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________  Qué indica el coeficiente en una reacción química. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________  Peso molecular. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________  Peso atómico. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________  Reactivo en exceso. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________  Reactivo limitante. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 5. Cálculos estequiométricos: El profesor explicará cómo se calcula la eficiencia, el rendimiento teórico y práctico de reacción para diferentes tipos de reacciones, así como la eficiencia y el rendimiento de extracción para diferentes métodos de extracción. 11 EDICIÓN 2015  Símbolos e indicaciones de peligro para destacar los riesgos principales. la primera información que recibe el usuario y es la que permite identificar el producto en el momento de su utilización. contenga:  Nombre de la sustancia o del preparado. Algunos de los pictogramas de peligro más utilizados se muestran a continuación en la siguiente Tabla TABLA 1. Todo recipiente que contenga un producto químico deberá llevar una etiqueta visible en su envase que. Pictogramas de peligrosidad.  Nombre de la persona o equipo que lo preparó. grupo y sección. . Para manejar con seguridad las sustancias químicas se han ideado diversos códigos y pictogramas dependiendo de la casa fabricante. en general. A continuación se muestra uno de los más usados.Etiquetado de seguridad de productos químicos.  Fecha de preparación u obtención. (Azul) (Rojo) (Blanco) (Amarillo) FIGURA 4. La etiqueta es. T Tóxico Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en pequeña cantidad. Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 0ºC y un F+ punto de ebullición de máximo de 35ºC. fósforo. Percusión. NO inhalar los vapores. Evitar la formación de mezclas inflamables gas-aire y aislar de fuentes de ignición. Precaución. que Extremadamente a presión normal y a temperatura usual son inflamables en el aire. Sustancias sensibles a la humedad. Precaución: Evitar cualquier contacto con el cuerpo humano. borohidruro de sodio. Precaución: Evitar el choque. En caso de accidente o malestar consultar inmediatamente al médico. Gases y mezclas de gases. intacta. fuego y acción del calor. pueden explotar al calentar bajo inclusión parcial. C Corrosivo Clasificación: Destrucción del tejido cutáneo en todo su espesor en el caso de piel sana. formación de chispas. Sustancias autoinflamables. chispas y fuentes de calor.E Explosivo Clasificación: Sustancias y preparaciones que reaccionan exotérmicamente también sin oxígeno y que detonan según condiciones de ensayo fijadas. Precaución: Mediante medidas protectoras especiales evitar el contacto con los ojos. C. Productos químicos que desarrollan emanaciones de gas inflamable al contacto con el agua. Clasificación: Líquidos con un punto de inflamación inferior a 21ºC. Ejemplo: Trióxido de arsénico. eventualmente con consecuencias mortales. Fricción. cloruro de mercurio (II). ácido sulfúrico. Precaución. En caso de manipulación de estas sustancias deben establecerse procedimientos específicos. Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas. pueden conducir a daños para la salud de magnitud considerable. propano. En caso de malestar consultar inmediatamente al médico. 1 . Gases fácilmente inflamables. Ejemplo: Alquiluros de aluminio. Ejemplo: Dicromato de amonio. Ejemplo: bromo. Evitar contacto con el aire B. pero que NO son altamente inflamables. chispas y fuentes de calor. piel e indumentaria. Ejemplo: Butano. F Fácilmente inflamable A. Ejemplo: Litio. inflamable Precaución: Mantener lejos de llamas abiertas. Precauciones: evitar contacto con agua o con humedad. Sustancias sólidas y preparaciones que por acción breve de una fuente de inflamación pueden inflamarse fácilmente y luego pueden continuar quemándose o permanecer incandescentes. Precaución: Evitar todo contacto con sustancias combustibles. prolongado o repetido con la piel o en mucosas. peróxido de sodio. en especial con sustancias inflamables. Ciertas sustancias o sus productos de transformación pueden alterar simultáneamente diversos compartimentos. la ingestión o la absorción cutánea pueden provocar daños para la salud agudos o crónicos. posiblemente con consecuencias mortales. peligro de sensibilización por inhalación. Precaución: Evitar el contacto con el cuerpo humano. en el suelo o el medio ambiente. pueden conducir a daños de considerable magnitud para la salud. en caso de malestar consultar inmediatamente al médico. Ejemplo: Permanganato de potasio. Observar las prescripciones de eliminación de residuos especiales. Peligros para la reproducción. producen reacción fuertemente exotérmica. Precaución: Evitar el contacto con ojos y piel.T+ Muy Tóxico Clasificación: La inhalación y la ingestión o absorción cutánea en MUY pequeña cantidad. Ejemplo: Tricloroetileno. 2 . Peligro de inflamación: Pueden favorecer los incendios comenzados y dificultar su extinción. Sustancias y preparados que. O Comburente Clasificación: (Peróxidos orgánicos). inmediatamente o con posterioridad. cloruro de bencilo. Xi Irritante Clasificación: Sin ser corrosivas. N Peligro para el medio ambiente Clasificación: En el caso de ser liberado en el medio acuático y no acuático puede producirse un daño del ecosistema por cambio del equilibrio natural. Xn Nocivo Clasificación: La inhalación. Ejemplo: Amoniaco. en contacto con otras sustancias. pueden producir inflamaciones en caso de contacto breve. Peligro de sensibilización en caso de contacto con la piel. no dejar que alcancen la canalización. Precaución: Evitar cualquier contacto con el cuerpo humano. Precaución: Según sea el potencial de peligro. no inhalar vapores. Se tiene ahora una mezcla de alcohol isoamílico y anilina. para su separación se aprovecha el carácter básico de la anilina. La purificación de la anilina implica el tratamiento de la sal formada. Aplicar las propiedades físicas y químicas de algunos compuestos. aprovechando la baja volatilidad del glicerol y su alta solubilidad en agua. El primer paso para conseguir la separación es una destilación por arrastre de vapor. así como la comparativamente baja solubilidad en agua de la anilina y el alcohol isoamílico. con un álcali.PRÁCTICA 1 SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA TERNARIA POR DESTILACIÓN OBJETIVOS 1. polaridad. transformándola en su sal. Tanto la anilina como el alcohol isoamílico se purifican totalmente por medio de una destilación fraccionada o a presión reducida. a fin de regenerarla. debido a que una destilación a presión normal trae consigo su descomposición (p. Utilizar los diferentes tipos de destilación para separar los componentes de una mezcla. La baja volatilidad de la sal permite la separación por destilación del alcohol isoamílico. acidez y basicidad. considerando las diferencias en peso molecular. En esta práctica la mezcla a separar está formada por anilina. eb. constantes físicas. 290o C con descomposición). Los métodos utilizados en la práctica se basan principalmente en la naturaleza química de los componentes de la mezcla a separar. alcohol isoamílico y glicerol en volúmenes iguales. la purificación total de éste se consigue por medio de una destilación a presión reducida. para su purificación. INTRODUCCIÓN La separación de mezclas es una tarea frecuente en Química Orgánica. 2. 3 . En esta forma se separa el glicerol de la mezcla. éter.022 g/ml 0. benceno y cloroformo agua 290oC p.2 88. 92.2 p. éter y cloroformo Agua alcohol. Densidad (760 mmHg) MATERIAL Y REACTIVOS POR EQUIPO REACTIVOS MATERIAL Alcohol isoamílico 5ml Soporte 3 vaso de precipitados 3 Glicerol 5 ml Anillo 1 1 Anilina 5 ml Rejilla 1 columna de fraccionamiento embudo de separación Ácido sulfúrico 2.26 g/ml 1. alcohol.eb.2oC -117°C 184.809 g/ml Solubilidad agua y etanol Insoluble en cloroformo y tetracloruro de carbono Benceno.1 93.5 ml pinzas nuez 3 matraz balón 1 baño María 1 unión triple 1 mechero o parrilla 1 probeta 1 refrigerante 1 termómetro 1 matraz Erlenmeyer 2 portatermómetro 1 Sulfato de sodio anhidro Hidróxido de sodio al 40% Agua Lo que se requiera otros.f.PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS COMPONENTES DE LA MEZCLA GLICEROL ANILINA ALCOHOL ISOAMÍLICO NH 2 OH HO OH OH P.M. por cualquier eventualidad 1 MATERIAL POR SECCIÓN Bomba de vacío Papel indicador de pH 4 EDICIÓN 2015 .3oC 131oC 1. 18oC -6. agregar 10 ml de H2O y efectuar una destilación por arrastre de vapor (montaje de D. alcohol isoamílico y agua. presente en la fase orgánica y que por diferencia de densidades debe ser la fase de arriba. como se hizo con el alcohol isoamílico. Separar la anilina destilada.PARTE EXPERIMENTAL En un matraz Erlenmeyer de 250 mL colocar 5 mL de alcohol isoamílico. el residuo contiene glicerol impuro. adicionar 33 mL de agua y adaptar un aparato de destilación por arrastre de vapor (el montaje se hará como el de una destilación simple). Destilar hasta que el matráz de destilación contenga aproximadamente 12 mL. Al residuo. al punto de ebullición correspondiente a la presión del sistema (condicionado a que se cuente con manómetro y bomba de vacío) Agregar al destilado anterior (el que contiene anilina y alcohol isoamílico). separar el alcohol. Transferir éste a un matraz y destilarlo a presión reducida. H2SO4 hasta pH entre 3 y 5. transferirlo a un embudo de separación. transfiriéndola a un embudo de separación y secándola después con Na 2SO4 anhidro. simple). el destilado contiene anilina. (agregando la cantidad requerida. lentamente y con agitación. 5 EDICIÓN 2015 . * Produce anemia. adicionar 15 mL de agua y efectuar una destilación por arrastre de vapor (montaje de destilación simple). agregarle una solución de NaOH al 40 % hasta alcalinidad (pH 9). 5 mL de anilina* (vea la nota sobre la toxicidad de este compuesto al final del procedimiento) y 5 mL de glicerol. y secar con Na 2SO4 anhidro. irritabilidad y pérdida de peso en intoxicaciones graves. que contiene la sal bisulfato de anilonio. Reacción NH2 NH3 HSO4 H2SO4 Bisulfato de anilonio El destilado contiene alcohol isoamílico y agua. cuando ya no se formen grumos en el líquido se encontrará éste razonablemente seco). 6 EDICIÓN 2015 . tanto el alcohol isoamílico como la anilina se purifican totalmente por medio de una destilación fraccionada o a presión reducida.Reacción NH3 HSO4 NH2 NaOH H2O NaHSO4 Como se menciona en la Introducción. (Mismas que no se llevarán a cabo). DIAGRAMA DE FLUJO 7 EDICIÓN 2015 . ¿En qué casos debe utilizarse la destilación a presión reducida? 8 EDICIÓN 2015 . ¿Qué características debe tener una sustancia para purificarse por medio de arrastre con vapor de agua? 4. ¿A qué se atribuye la baja volatilidad del glicerol? 2. ¿Cómo se sabe cuándo ha terminado una destilación por arrastre de vapor? 5.CUESTIONARIO 1. ¿Por qué las sales de los componentes orgánicos tienen puntos de ebullición elevados 3. ¿Qué tipo de fuerzas intermoleculares actúan en cada uno de los componentes ya separados? (Suponga una separación ideal). ¿Qué tipo de fuerzas intermoleculares actúan entre cada uno de los componentes de la mezcla ternaria? 9.6. Proponer un procedimiento para separar cada una de las siguientes mezclas: a) Ácido acético-acetona-octano b) Anilina-cloruro de sodio-acetato de sodio 7. BIBLIOGRAFÍA: 9 EDICIÓN 2015 . Sugerir un procedimiento diferente al empleado en el laboratorio para separar la misma mezcla 8. Observaciones Resultados Análisis de Resultados Conclusiones 10 EDICIÓN 2015 . PRÁCTICA 2 RECRISTALIZACIÓN. OBJETIVOS.  Conocer y aplicar la técnica de recristalización para la purificación de compuestos orgánicos.  Aplicar los conceptos relacionados con la estructura y la polaridad de los compuestos.  Realizar la selección del disolvente en una recristalización. ANTECEDENTES. 1.- Interacciones intermoleculares. 2.- Polaridad de las moléculas. INTRODUCCIÓN Los compuestos orgánicos sólidos que se obtienen en una reacción o se aíslan de alguna fuente natural suelen estar acompañados de impurezas que hay que eliminar para poder disponer del producto deseado en el mayor grado de pureza posible. El método más adecuado para la eliminación de las impurezas que contaminan un sólido es mediante cristalizaciones sucesivas, bien en un disolvente puro, o bien en una mezcla de disolventes. Al procedimiento se le da el nombre genérico de recristalización. La técnica de recristalización consiste en la formación de partículas sólidas en el seno de una fase homogénea, basándose en las diferencias de solubilidad del sólido y sus impurezas en diferentes disolventes. Se considera como impureza a toda sustancia extraña cuya concentración no exceda del 5%. En la recristalización, el sólido impuro se disuelve en un volumen mínimo de disolvente a ebullición; la mezcla caliente se filtra para eliminar todas las impurezas insolubles y la solución se deja enfriar; al descender la temperatura, decrece la solubilidad del soluto y cristaliza de la solución. En el caso ideal, la concentración de cualquier impureza no sobrepasa su punto de saturación en la solución fría y por ello permanecerá disuelta en las aguas madres. Finalmente los cristales se separan por filtración y se dejan secar. En la práctica, parte de las impurezas pueden cristalizarse con la sustancia deseada, por lo que debe recristalizarse para obtener una purificación satisfactoria. Cuando están presentes impurezas coloridas, éstas se eliminan agregando a la solución una mínima cantidad de carbón activado que adsorbe las impurezas. 11 EDICIÓN 2015 Los pasos para efectuar una recristalización, de acuerdo a lo anterior, son: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Elección del disolvente Disolución de la sustancia en caliente Si la solución tiene color, adicionar carbón activado y llevar a ebullición Filtración de la solución en caliente Enfriamiento para recristalizar Separación de los cristales Secado de los cristales 1. Elección del Disolvente. Una estimación de la solubilidad de un sólido en un disolvente puede realizarse considerando la estructura del sólido, la estructura del disolvente y la acción de las fuerzas intermoleculares involucradas. Así, los hidrocarburos son insolubles en agua, sin embargo, los alcoholes, los ácidos carboxílicos y las amidas que tienen menos de 5 átomos de carbono pueden formar puentes de hidrógeno con el agua y son solubles en ésta. En la Tabla 1 se indican algunos de los disolventes más empleados en la recristalización. PUNTO DE EBULLICIÓN (ºC) DISOLVENTE FÓRMULA Agua Metanol* Etanol* Acetona* Acetato de Etilo* Cloruro de Metileno Eter etílico* Cloroformo** Benceno*** Tetracloruro de carbono** Ligroína* Hexano* Eter de Petróleo* Pentano* H2O CH3OH C2H5OH CH3COCH3 CH3COOCH2CH3 CH2Cl2 (C2H5)2O CHCl3 C6H6 CCl4 Mezcla de Hidrocarburos C7 y C8 Mezcla de Hidrocarburos C6H14 Mezcla de Hidrocarburos C5 y C6 Mezcla de Hidrocarburos C5H12 100 65 78 56 77.2 40 35 61 80 76 90-115 68 35-60 36 PUNTO DE CONGELACIÓN (ºC) 0 -198 -117 - 95 - 84 - 97 -116 - 64 6 - 23 - 195 -130 INFLAMABILIDAD 0 ++++ ++++ ++++ ++++ 0 ++++ 0 ++++ 0 ++++ ++++ ++++ ++++ Tabla 1. La polaridad de los disolventes está indicada en orden descendente. NOTAS: Todos los disolventes son tóxicos a excepción del agua, por lo cual deberán usarse con precaución y con buena ventilación. Los disolventes clorocarbonados producen daños hepáticos por contacto con la piel o por inhalación. Se ha reportado que el CCl4 y El CH2Cl2 producen cáncer en animales de laboratorio y han sido prohibidas por la FDA para emplearlos en cosméticos y drogas. Se debe evitar el contacto de los disolventes con la piel así como su inhalación ya que producen irritación de las mucosas. 12 EDICIÓN 2015 La elección del disolvente para la purificación de un sólido se basa en las características siguientes: 1. El material que se desea purificar deberá ser considerablemente más soluble en el disolvente caliente que en frío. 2. Las impurezas deben ser o muy solubles o insolubles en el disolvente, o bien deben poder eliminarse fácilmente con carbón activado. 3. El disolvente debe tener un punto de ebullición lo más bajo posible, para facilitar la evaporación del mismo y el secado de los cristales. 4. El disolvente no debe reaccionar con el soluto. 5. Es también conveniente considerar el costo, toxicidad e inflamabilidad en la elección de disolventes. En ocasiones el disolvente más eficaz para la recristalización de un compuesto es una mezcla de dos líquidos. Tales mezclas se usan cuando un sólido es soluble en un disolvente e insoluble en el otro; en estas condiciones puede lograrse una cristalización eficiente. El material a recristalizar se disuelve en el disolvente caliente en el cual es más soluble, luego se agrega el otro disolvente lentamente, hasta que el soluto tienda a separarse (la solución se volverá turbia). La mezcla se calienta de nuevo para disolver todo el material (si es necesario, se añaden pequeñas cantidades del primer disolvente para ayudar al proceso). Con la ayuda de un enfriamiento lento, se separará el producto cristalino. Entre los pares de disolventes más comunes se encuentran: Metanol- Agua Éter etílico-Metanol Etanol - Agua Éter etílico-Acetona Acetona-Agua Éter etílico- Éter de petróleo 3. Disolución de la sustancia en caliente. La recristalización se basa en el principio de que la mayoría de los sólidos son más solubles en un disolvente en caliente que en frío. De igual manera la solubilidad de un sólido en un disolvente, está en función de su estructura química y de la temperatura. Cuando un compuesto sólido se recristaliza en un disolvente apropiado, se forma una solución saturada a temperatura elevada, de la cual al enfriarse se separa en forma cristalina. Una solución saturada se obtiene de la forma siguiente: El soluto finamente pulverizado, se disuelve en una mínima cantidad de disolvente en ebullición, calentando en un baño de vapor; a esta solución hirviente se le agrega más disolvente en pequeñas porciones con agitación. Cuando el sólido se disuelve totalmente, no debe agregarse más disolvente. 13 EDICIÓN 2015 esta filtración deberá hacerse rápidamente empleando un embudo de tallo corto. una pequeña cantidad de disolvente caliente para evitar que cristalice el compuesto en el embudo. mientras que un disolvente que exhibe un comportamiento como el indicado en (A) es ideal para efectuar una recristalización. 3.Filtración de la solución en caliente. C) Mal Disolvente A) Buen Disolvente Solubilidad B) Mal Disolvente Temperatura FIGURA 1. 14 EDICIÓN 2015 . SOLUTO DISOLVENTE Ácido succínico Agua Colesterol Etanol TEMPERATURA (ºC) SOLUBILIDAD (g/100 ml ) 20 100 17 78 7 121 11 130 Tabla 2. En esta etapa. En la Figura 1 se relaciona la solubilidad de una sustancia en función de la temperatura. se pretenden eliminar las impurezas insolubles. por lo cual el disolvente no es adecuado para efectuar una recristalización. Se aprecia que en una recta con baja pendiente (B) no es apropiada la relación solubilidad temperatura. Para lograr una mayor rapidez en el filtrado. pasando a través del papel filtro.. ya que el sólido es muy soluble a elevadas temperaturas y poco soluble a temperatura ambiente.En la Tabla 2 se aprecia el cambio de solubilidad en función de la temperatura. En la línea (C) se observa que se trata de un disolvente en el cual la sustancia es demasiado soluble a cualquier temperatura y no es apropiado para efectuar esta técnica. éste deberá llevarse cabo doblando el papel filtro en la forma que se indica en la Figura 2. Es preferible realizar este enfriamiento en un matraz Erlenmeyer para evitar una gran evaporación. Por lo que las condiciones durante la formación de los nuevos cristales son fundamentales ya que generarán un cristal (sólido puro con un ordenamiento geométrico importante). El tamaño de los cristales se controla mediante la velocidad de cristalización. Precipitación o cristalización. como la solubilidad. ya que cristales muy grandes o muy pequeños. 15 EDICIÓN 2015 . así una cristalización rápida. etc. En esta etapa se busca obtener un sistema cristalino ordenado y de mayor pureza. Una variante de esto es el frotamiento de las paredes de vidrio del recipiente donde se encuentra la solución con un agitador de vidrio. Es importante resaltar que con base en éstas características se pueden variar sus propiedades físicas. o bien un amorfo (sólido desordenado). Es conveniente que los cristales obtenidos sean de tamaño medio.Figura 2. volumen. raspado las paredes del matraz donde se encuentre la solución a cristalizar. para sembrar la solución y provocar la cristalización. favorece la formación de cristales pequeños y una cristalización muy lenta origina cristales grandes. b) Añadiendo un pequeño cristal del producto. Se puede inducir la cristalización de las siguientes formas: a) Formando pequeños fragmentos de vidrio que actúan como núcleos de cristalización. se pretende que se obtenga una máxima cristalización con un mínimo de impurezas. que es básicamente la precipitación del primer microcristal sobre el cual posteriormente se apilaran las demás moléculas afines permitiendo el crecimiento del cristal Al enfriar la solución caliente. pueden incluir o absorber cantidades apreciables de impurezas. resistencia. El proceso se inicia con la nucleación. o bien empleando un embudo de vidrio de tallo corto (filtración por gravedad).agua (v/v) CaCl2 (250 g x 100 H2O) NH4Cl (25 g x 100g hielo) NaCl (33 g x 100 g hielo) CO2 Sólido/CCl4 CO2/Acetona TEMPERATURA OBTENIDA (ºC) 0 -8 -15 -20 -50 -70 5. Separación de los cristales. En esta etapa se pretende separar los cristales formados eliminando al máximo el disolvente. deben lavarse con una pequeña cantidad de disolvente Figura 3. esta separación se puede llevar a cabo por filtración al vacío empleando un embudo Büchner unido a un matraz Kitazato (filtración al vacío). 16 EDICIÓN 2015 . Los cristales así separados.c) La solución se introduce en una mezcla frigorífica. En la Tabla 3 se indican algunas de las más empleadas. MEZCLA Hielo . Provoca quemaduras Nocivo por ingestión Irritante por dispersión de polvos.08 g/ml ---0.3-0.09 g/mol Insoluble en agua Azul de Metileno ---- Reacciona con el agua. Tóxica por ingestión. Soluble en acetona y cloroformo.12 éter y acetona.13 g/mol Anhídrido acético 102.4 g/ml Irritante a los ojos por dispersión de polvos.PARTE EXPERIMENTAL.7 g/ml Toxica por contacto e inhalación. 1.56 g/ml en g/mol agua a 25°C. Dibenzalacetona 234 g/mol Insoluble en éter y etanol.02 g/ml 1. 138. ---- Tóxica por ingestión. Anilina 93.2 g/ml Toxicidad Irritante por inhalación. Hidrólisis violenta Soluble en agua Carbón Activado ---- Insoluble en agua Material por equipo. PM Solubilidad Soluble en éter 135. 1 Soporte universal 1 Anillo de fierro 1 Rejilla de asbesto 1 Pinza de tres dedos con nuez 1 Embudo de vidrio 1 Refrigerante de agua 14/23 1 Gradilla para tubos de ensayo 1 Espátula 1 1 15 1 1 3 1 17 Densidad 1. Propiedades de los reactivos. Ácido Salicílico g/mol Insoluble en agua fría.17 Acetanilida etílico. Baño María Mechero Bunsen Tubos de ensayo Agitador de vidrio Probeta graduada 100 mL Vaso de precipitados 100 mL Matraz balón 14/23 de 250 mL EDICIÓN 2015 . en la primera se realizarán las pruebas de solubilidad para elegir el disolvente adecuado para recristalizar cuatro diferentes compuestos y en la segunda se sintetizará acetanilida y se purificará por recristalización. Soluble en etanol. 1. 0. Esta práctica se divide en dos partes. Cancerígena Nocivo por inhalación y por ingestión. Q.P.1 g 0. Proceder de la misma forma con el ácido salicílico (compuestos B) y dibenzalacetona (compuesto C). con agitación y de la forma siguiente: Tubo A1.P. concluya cuál es el disolvente adecuado para la recristalización del compuesto A. 0. Con base en sus resultados. acetato de etilo. A3. coloque éste en un vaso de precipitados con hielo y observe si el compuesto cristaliza una vez enfriado el disolvente. si es necesario. Acetanilida Ácido salicílico Dibenzalacetona Acetato de etilo Reactivos y soluciones. Etiquetar cada tubo como A1. A2. Q. Q. tubo A5. y agregar.1 g de acetanilida (compuesto A).P. éter etílico. más disolvente para determinar si el compuesto A es insoluble en alguno de estos disolventes (cuidar que no existan mecheros prendidos). Q. acetona. calentar en un baño de agua hirviendo. Acetona Éter etílico Etanol Agua Cantidad 0. etanol. tubo A2. tubo A3. Si no es posible medir apropiadamente los 0. Q. Reactivos y soluciones. agregar 10 gotas de los siguientes disolventes. procurando que la cantidad de sólido adicionada a cada tubo sea similar. Observar en qué tubos se obtiene solubilidad parcial o total.1 g 0. tubo A4. A4 y A5. 18 EDICIÓN 2015 . Calidad Q.P. se puede realizar el experimento de manera cualitativa agregando una mínima cantidad de dichos compuestos a cada tubo. agua. A los tubos en los que la disolución no sea total.1 g de los compuestos sólidos. Si la acetanilida se disolvió en caliente en algún disolvente.P. 1 Aparato para determinar punto de fusión 10 Pipetas graduadas de 10 mL EXPERIENCIA A): Pruebas de solubilidad.P. previamente preparado.Material y equipo por sección.P. Potable Nota.1 g 10 gotas Cantidad 10 gotas 10 gotas 10 gotas 10 gotas Calidad Q. Procedimiento para la experiencia A: Colocar en 5 tubos de ensayo. efectúa un ataque nucleofílico sobre el átomo de carbono carbonílico del anhídrido. que es un centro electrofílico. la reacción transcurre muy rápidamente con cloruros de ácido. Enfriar un poco el matraz y verter el contenido en un vaso que contenga 15 mL de agua y aproximadamente 15 g de hielo. Adaptar al matraz un refrigerante de agua en posición de reflujo y calentar la solución a ebullición durante 10 min (Opcional: Llevar a cabo el calentamiento en baño de aceite). para que se produzca la reacción se requiere una temperatura elevada. Agitar bien la mezcla. la cual consiste en la acetilación de anilina con anhídrido acético. SC = Soluble en caliente y P = Precipita al enfriar la solución. más lentamente con anhídridos de ácido y muy lentamente con los ácidos carboxílicos. la fabricación industrial de la acetanilida se realiza calentando una mezcla de anilina y ácido acético durante unas seis u ocho horas. Por ejemplo.5 ml de ácido acético glacial y después de una ligera agitación adicionar 4 ml de anhídrido acético (al agregar el anhídrido acético puede observarse desprendimiento de calor). en la que el grupo básico (-NH2). De manera general. Salicílico dibenzalacetona EXPERIENCIA B): Purificación de un compuesto orgánico sólido obtenido por síntesis. Esta es una reacción de adición nucleofílica. SÍNTESIS DE ACETANILIDA. agua acetona acetato de etilo etanol éter etílico Acetanilida ác. que en este último caso. reacciona con las aminas a una velocidad tal. Utilice las siguientes claves: IF = Insoluble en frío. SF = Soluble en frío. H NH2 O O H+ O N + + O O OH Procedimiento para la experiencia B: En un matraz balón de fondo plano colocar 2. 0.Complete la siguiente tabla con los resultados obtenidos en las pruebas de solubilidad. por lo que esta operación debe llevarse a cabo en la campana. Reacción.5 mL de anilina. que es adecuada para su realización en el laboratorio. filtrar la acetanilida y lavar los 19 EDICIÓN 2015 . La síntesis de acetanilida es la reacción que servirá de ejemplo para la obtención y posterior purificación de un producto de síntesis. en tanto que mediante el uso de anhídrido acético. El anhídrido acético es un irritante fuerte. reanudar el calentamiento hasta ebullición y filtrar en caliente. Purificación de la acetanilida por recristalización. En este punto se hará adicionalmente una demostración del uso del carbón activado para eliminar impurezas coloridas. por lo que todo el sólido se debe disolver en la mínima cantidad de agua a ebullición. y sumergir en baño de hielo hasta la precipitación total de la acetanilida. Posteriormente dejar enfriar el filtrado hasta 40ºC aproximadamente (temperatura a la cual se puede tomar el vaso de precipitados con las manos). Pesar el papel filtro en donde se recuperará la acetanilida para facilitar su cuantificación. Las aguas madres resultantes de la recristalización pueden ser vertidas en la tarja con agua corriente. Agregar una gota de azul de metileno como contaminante colorido y disolver en la mínima cantidad de agua calentando a ebullición. ya que será empleado como materia prima en prácticas subsecuentes. Separar por filtración y secar. Determinar el rendimiento del producto obtenido y el punto de fusión de la acetanilida recristalizada. retirar brevemente el mechero y adicionar una pequeña cantidad de carbón activado. Tomar una pequeña muestra para determinar punto de fusión de la acetanilida sin recristalizar. Cuando se haya disuelto totalmente la acetanilida. puesto que el exceso de anhídrido se hidroliza a ácido acético y este se encuentra diluido en agua. Es importante recordar que este producto deberá ser entregado en un frasco debidamente rotulado al profesor. En un vaso de precipitados colocar toda la acetanilida sintetizada en el experimento anterior.cristales con pequeñas porciones de agua fría. Es importante recordar que se debe preparar una solución saturada. 20 EDICIÓN 2015 . Punto de fusión de: Acetanilida cruda _________ Acetanilida recristalizada: _________ Cálculo de rendimiento de producto obtenido: Rendimiento Teórico: _________ Rendimiento Experimental: _______ Tratamiento de residuos. DIAGRAMA DE FLUJO 21 EDICIÓN 2015 . Explicar para qué sirve el carbón activado 4. Si los puntos de fusión determinados a los compuestos purificados. ¿Por qué es importante reducir al mínimo la evaporación durante la filtración de una solución caliente? 5. explicar si es aconsejable enfriar la solución rápida o lentamente. 7. Indica qué interpretación se daría a este hecho y proponga qué procedimiento seguiría con base en su interpretación. 6.CUESTIONARIO EXPERIMENTAL 1. ¿Por qué aumenta la solubilidad de un compuesto en un disolvente al aumentar la temperatura? 22 EDICIÓN 2015 . 2. no coinciden con los reportados. ¿En qué casos y con qué finalidad se lleva a cabo una recristalización? 3. Hacer un esquema general de la técnica de recristalización. En la purificación de un sólido por recristalización en un disolvente. ¿Por qué en condiciones de saturación ya no es posible disolver más cantidad de soluto? 12. ¿Qué ventajas tendrá el tetracloruro de carbono sobre el éter y el benceno en una recristalización? 11. 23 EDICIÓN 2015 . En la síntesis de acetanilida. ¿Qué condiciona que una sustancia (soluto) se solubiliza en otra (disolvente).8. explicar con qué fin se enfría la mezcla de reacción. 10. ¿Para qué se calienta a reflujo durante 10 minutos la mezcla de anilina. anhídrido acético y agua? 13. 9. En una recristalización qué ventajas tendrá el agua sobre el éter y el benceno. Observaciones Resultados Análisis de Resultados Conclusiones 24 EDICIÓN 2015 . en g/L. K. Generalmente se requieren varias extracciones para eliminar el soluto del disolvente 1. es llamada coeficiente de distribución (o partición). Al separarse las dos capas de los disolventes inmiscibles se determina la concentración del soluto en cada capa. el soluto se distribuye entre las dos fases hasta lograr una situación de equilibrio. Introducción. del soluto en el disolvente 1 y en el disolvente 2 a una temperatura determinada. Se utiliza para extraer productos y eliminar impurezas de las mezclas de 25 EDICIÓN 2015 . Cuando una disolución (soluto A en un disolvente 1) se agita con un segundo disolvente (Disolvente 2) con el cual es inmiscible. El coeficiente de distribución tiene un valor constante para cada soluto y es dependiente de la naturaleza del disolvente utilizado en cada caso.  Realizar diferentes tipos de extracción: múltiple y selectiva. Esta relación es independiente de la concentración total y de los volúmenes de los disolventes. la relación de las concentraciones en cada fase es una constante. El soluto se extrae por un proceso de distribución. Con base en el coeficiente de distribución. tanto neutros como ionizables.  Elegir los disolventes adecuados para un proceso de extracción. alta capacidad de solvatación hacia la sustancia que se va a extraer y bajo punto de ebullición para facilitar su eliminación posterior. no todo el soluto se transfiere al disolvente 2 en una sola extracción a menos que el valor de K sea muy alto.PRÁCTICA 3 EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO Objetivos: General:  Conocer la técnica como método de separación y purificación de sustancias integrantes de una mezcla Particulares:  Aplicar la técnica en la purificación de compuestos orgánicos. La extracción es una técnica de transferencia de un soluto de un disolvente a otro. Esta constante. la cual es definida por: Donde C1 y C2 son las concentraciones en equilibrio. Donde [A]o es la concentración del analito en la fase orgánica y [A] aq es la concentración del analito en la fase acuosa. Los disolventes orgánicos utilizados en extracción deben tener baja solubilidad en agua. La extracción tiene amplia aplicación en Química Orgánica. Extracción con disolventes orgánicos. de la basicidad o de la neutralidad de éstos. La extracción selectiva se basa en una reacción ácido-base entre el producto a separar y el disolvente activo adecuado. Para extraer un soluto de una disolución es más efectivo realizar varias extracciones empleando volúmenes pequeños (extracción múltiple). K = coeficiente de partición V1 = volumen total de la solución de la solución a extraer V2 = volumen del disolvente de c/u extracción n = No. Para realizar estas separaciones. Los compuestos básicos como aminas. KOH o moderados como NaHCO3 y Na2CO3 en disolución acuosa al 5 ó 10 %. es necesario utilizar sustancias activas. Las sustancias activas básicas pueden ser fuertes como NaOH. Wo = g de soluto en fase acuosa. en función de la acidez. éstas pueden ser ácidos o básicos. Las sustancias activas ácidas que más se utilizan son el HCl y el H2SO4 en disolución acuosa del 5 al 10 %. que realizar una sola extracción (extracción simple) mediante el empleo de un volumen grande de disolvente. se extraen con disolventes activos ácidos (HCl al 5 ó 10%). Matemáticamente esto se comprueba con la siguiente expresión:  V1  Wn  W0    KV2  V1  n Donde: Wn = g de soluto remanentes en la fase acuosa después de n extracciones. Na2CO3 o NaHCO3 al 5 ó 10%. De extracciones Extracción selectiva La extracción selectiva se emplea para separar mezclas de compuestos orgánicos. la reacción que ocurre es la siguiente: R―NH2 + HCl R―NH3+ .Cl Unión covalente Menos polar Soluble en disolventes orgánicos Unión iónica Más polar Soluble en agua Los ácidos carboxílicos reaccionan con bases como NaOH. Los compuestos iónicos son más solubles en agua que los compuestos covalentes y éstos son más solubles en disolventes orgánicos que aquéllos. Las reacciones ácido-base que se efectúan son las siguientes: R―COOH + NaOH R―COO-+Na + H2O Unión covalente Menos polar Soluble en disolventes orgánicos Unión iónica Más polar Soluble en agua 26 EDICIÓN 2015 . se emplea también para extraer productos de tejidos animales o de plantas.reacción. La forma correcta de agitar el embudo se muestra en la Figura 1. Figura 2. Figura 1. reaccionan únicamente con bases fuertes como NaOH a las mismas concentraciones ya mencionadas. Por esta característica.Los fenoles son compuestos menos ácidos que los ácidos carboxílicos. El tapón y la llave. puede recuperarse al agregar una base y modificar el pH hasta lo básico. Ar―OH + NaOH Ar―O-+Na + H2O Fenol Fenóxido de sodio sal soluble en agua La extracción selectiva también se utiliza para eliminar impurezas ácidas o básicas a un producto aislado de una mezcla de reacción. se lubrican con una “grasa” adecuada antes de usarlos. Los compuestos que no tienen características ácidas o básicas los consideramos neutros. lo anterior constituye la base para separar ácidos de fenoles. si el compuesto está disuelto en fase acuosa ácida. En la identificación de fases es importante conocer las densidades de los disolventes orgánicos para ubicar su posición en el embudo con respecto a la fase acuosa. para evitar la presión en su interior. 27 EDICIÓN 2015 . se recuperan al eliminar el disolvente por destilación. El embudo debe agitarse moderadamente y purgarlo (aliviar la presión) con frecuencia. Si un compuesto está disuelto en fase acuosa básica éste puede recuperarse acidificando la disolución. Por el contrario. Los compuestos extraídos pueden recuperarse por neutralización de la sustancia activa para extraer. que deben estar bien ajustados. Después de agitar el embudo se deja reposar para la formación de una interfase que da la pauta para la separación de las fases. El número de extracciones en cada caso depende del coeficiente de distribución del disolvente. Los compuestos neutros disueltos en un disolvente orgánico. El embudo de separación El embudo de separación es la pieza que se utiliza en la extracción. Método sugerido para la realización de la extracción líquido-líquido. tener alto poder desecante. en etanol.  Secar rápidamente (alcanzar rápido el equilibrio). Éstas pueden romperse mediante:  Un movimiento de giro suave al líquido del embudo. b) Los que se combinan reversiblemente con el agua para formar un hidrato. Agentes desecantes químicos. Separación de fases. Parte Experimental Propiedades Físicas de los Reactivos Peso Molecular Punto de fusión Punto de ebullición pKa Solubilidad Sacarosa 342. eliminar una gran cantidad de agua por unidad de peso de desecante. s. Un desecante debe reunir ciertas condiciones:  No reaccionar con la sustancia que se va a secar. éter y benceno l. en agua. s.1 122. esto es.  Agitar la fase acuosa con una disolución saturada de cloruro de sodio. en agua y etanol l. tetracloruro de carbono 28 EDICIÓN 2015 .20 s.  Tener gran capacidad de desecación.  Agitación vigorosa de la capa emulsionada. Los desecantes químicos pueden dividirse en dos grupos: a) Aquellos que reaccionan químicamente con el agua en un proceso no reversible.  Ser eficaz. es decir. Emulsiones Con frecuencia se forman emulsiones durante el proceso de extracción.Figura 2. lo cual da lugar a un nuevo compuesto libre de agua.0 Benzóico g/mol ºC ºC 4.3 g/mol 160-186 ºC ------------------------------------------------s. en éter Ácido 122.4 249. eliminar el agua completamente o casi completamente cuando se alcanza el equilibrio.  Centrifugación. o sea.  Separarse fácilmente de la sustancia una vez seca. 2.A. Verter la disolución en un embudo de separación y agregar 10 mL de éter etílico. HCl al 10% 10 mL 1 Probeta de 50 mL NaOH al 10% 10 mL 1 Pipeta graduada de 10 mL Etanol 10 mL 1 1 Matraz balón de 250 mL 14/23 Hexano 10 mL 1 Refrigerante recto Benceno 10 mL Metanol 10 mL 3 Mangueras de látex Cloruro de metileno 10 mL 1 Mechero de Bunsen Disoln. dejando aliviar la presión interna del embudo de separación. En un vaso de precipitados colocar 0. EXPERIENCIA B: Variación del pH 1. Pesar el residuo sólido y comparar con la mezcla original. Mezclar cuidadosamente. de NaCl saturada 1 Tapón adaptador Sulfato de sodio anhidro 1 Baño María 1 Soporte universal y pinzas de tres dedos con nuez 1 Anillo y rejilla de asbesto Papel indicador de pH 0-14 Desarrollo Experimental EXPERIENCIA A: Extracción 1.0 g 30 mL 1 1 1 Vaso de precipitados de 50 mL Vaso de precipitados de 100 mL Embudo de separación con tapón esmerilado. Dejar reposar el embudo con la disolución y observar cómo se separan las dos capas. (PRECAUCIÓN: Los vapores de éter son inflmables. dejando aliviar la presión interna del embudo. posteriormente evaporar la fase etérea. Observar y concluir.5 g de ácido benzoico. 5.0 g 1. 4. 6. 4. Decantar y evaporar el éter en un baño de agua caliente sin llegar a sequedad. es recomendable recuperar el éter mediante una destilación simple). Ácido benzoico R.A. 7. 7.5 g de sacarosa y 0. 6. Secar la fase orgánica con sulfato de sodio anhidro. 29 EDICIÓN 2015 . 2.Reactivos Material Sacarosa R.5 g de sacarosa y 0. y solubilizarlos con 35 mL de agua. Escribir la reacción entre el ácido benzoico y el NaOH. Drenar la fase acuosa en un matraz erlenmeyer y la fase etérea en un vaso de precipitados. En un vaso de precipitados disolver una mezcla de 0. de acuerdo al procedimiento descrito en la figura. 5. 1. Cubra el vaso con un trozo de papel aluminio.A. Drenar la fase acuosa en un matraz Erlenmeyer y la fase etérea en un vaso de precipitados. 3.5 g de ácido benzoico y solubilizarlos con 25 mL de solución de NaOH al 10% a pH = 12. Mezclar cuidadosamente. Verter la disolución en un embudo de separación y agregar 10 mL de éter etílico. Éter etílico R. 3. Calcule el rendimiento. Dejar reposar el embudo con la disolución y observar cómo se separan las dos capas. utilizando porciones de 30 mL de agua. 9. Los carotenos son tetraterpenos. EXPERIENCIA D: Extracción de Carotenos. Hacer un extracto de hojas de espinacas. 6. Separar la capa inferior colorida en un vaso de precipitados y secar la con Na2SO4 anhidro. El licopeno obtenido es inestable a la luz y al aire. 30 EDICIÓN 2015 . 41° C. 2. recogiendo el filtrado amarillo en un matraz erlenmeyer. Pasar la solución a un embudo de separación. Decantar y destilar hasta obtener un residuo de 5 mL. 4. Guardar el extracto para la siguiente práctica en un frasco ámbar tapado.eb.EXPERIENCIA C: Extracción de Licopenos. 4. 3. macerándolas con 30 mL de una mezcla benceno-hexano-metanol en partes iguales. En un matraz balón 14/23 de 250mL colocar 20 g de jitomate previamente macerado en un mortero y agregar 10 mL de etanol al 95%. guardar el extracto para la práctica de cromatografía en un frasco ámbar con tapa. agitar y agregar 20 mL de una disolución saturada de NaCl. Los carotenos sirven como precursores de la vitamina A. Verter la mezcla en un embudo de separación y lavar 2 veces la capa orgánica. 10. Reunir los extractos de CH2Cl2 con el primer extracto etanólico. Adaptar un refrigerante 14/23 en posición de reflujo y calentar en un baño de agua a ebullición durante 5 minutos. Separar la capa orgánica y secarla con sulfato de sodio anhidro. 2. Filtrar la mezcla en caliente y presionar el sólido suavemente. 5. 8. Filtar el extracto y adicionar al residuo sólido en el papel 2 ó 3 porciones de 10 mL de CH2Cl2. (CH2Cl2 p. 3. 5. Calentar la mezcla a reflujo en baño maría durante 3-4 min. 1. Transferir el residuo sólido de la filtración al matraz balón 14/23 de 250 mL y agregarle 10 mL de cloruro de metileno. 7. EVITAR INHALAR LOS VAPORES). es un líquido altamente tóxico. 1. Están presentes en la mayoría de las plantas verdes. ya que pueden ser convertidores a ésta por enzimas del hígado. DIAGRAMA DE FLUJO 31 EDICIÓN 2015 . 32 EDICIÓN 2015 . Investigue como se determina el coeficiente de partición K de manera práctica. Cuales serían los factores que pudieran intervenir en la eficiencia de la extracción que usted realizó en el laboratorio. 4. Escriba las ecuaciones involucradas en el proceso de extracción selectiva. 3. En un proceso de extracción. 5. 2. hacer cuatro extracciones con 50 mL de éter ó dos extracciones con 100 mL del mismo.CUESTIONARIO EXPERIMENTAL 1. Investigue la estructura de los carotenos y de los licopenos extraidos en la práctica. así como su coeficiente de extinción molar. investigue que es más eficiente. Observaciones Resultados Análisis de Resultados Conclusiones 33 EDICIÓN 2015 . Tomando en consideración el estado físico de las fases. identificar y purificar compuestos orgánicos.PRÁCTICA 4 CROMATOGRAFÍA OBJETIVOS 1. la cromatografía se clasifica en dos grandes categorías y dos subcategorías cada una: 1) CROMATOGRAFÍA DE GASES. en tanto que la fase móvil requiere ser un líquido o un gas para poder fluir. En ésta. El fundamento de la cromatografía consiste en el reparto o distribución diferencial de dos o más compuestos (llamados solutos) entre dos fases. 4. por lo que se le denomina fase móvil o eluyente. INTRODUCCIÓN La cromatografía consiste en una serie de métodos que sirven para la separación de una mezcla de solutos. por lo que existen dos variantes: a) Cromatografía sólido-gas (CSG) b) Cromatografía líquido-gas (CLG) 34 EDICIÓN 2015 . su estado físico se limita a sólidos y líquidos. por lo que se le denomina fase fija o estacionaria y otra que fluye a través de ella. Como la fase estacionaria debe permanecer fija. Conocer la técnica de cromatografía y los factores experimentales que la afectan. Observar el efecto de diferentes fases móviles y estacionarias en la separación. como un parámetro en la identificación de los compuestos separados. Se basa en la diferente velocidad con que se mueve cada uno de los solutos a través de un medio poroso. la cromatografía es un método en el que los componentes a separar se distribuyen entre dos fases. una de las cuales permanece fija. Aplicar y comparar los métodos cromatográficos de capa fina y columna. una de las cuales constituye un lecho estacionario de amplio desarrollo superficial y la otra es un fluido que pasa a través o a lo largo del lecho estacionario. arrastrados por un disolvente en movimiento. Determinar los valores de Rf. 3. la fase móvil es un gas y la estacionaria puede ser un líquido o un sólido. ANTECEDENTES Según la definición dada por Keulemans. para separar. 2. 35 EDICIÓN 2015 . dos solutos aplicados en un extremo del sistema cromatográfico recorrerán el mismo camino a diferentes velocidades. como se observa en la siguiente figura. lo cual permite diferenciar a cada analito por sus propiedades cromatográficas Los sistemas cromatográficos pueden ser: a) Cromatografía en columna. una columna que debe empacarse homogéneamente. arrastrados por la fase móvil. la fase móvil es un líquido y la estacionaria puede ser un sólido o un líquido. El sistema cromatográfico en columna más sencillo consta de un reservorio para el eluyente (fase móvil). se debe a un fenómeno de tamizado molecular. c) Intercambio iónico Fenómeno superficial debido a interacciones entre iones de diferente carga.2) CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS. con su consecuente elución en diferentes tiempos o volúmenes. La solubilidad es una medida de la polaridad y de otro tipo de interacciones moleculares. un sistema de control de flujo (llave de paso o pinzas) y los recipientes para recibir los volúmenes eluidos. En ésta. Las separaciones por cromatografía de reparto. la fase estacionaria en cuyo extremo superior se aplica la muestra por separar (solutos). Debido a su distribución diferencial entre las fases móvil y estacionaria. de acuerdo con el mecanismo predominante en el reparto diferencial de solutos. son particularmente interesantes para los compuestos solubles en agua. las técnicas cromatográficas se clasifican de la siguiente forma: a) Adsorción Fenómeno de adhesión superficial cuyo mecanismo consiste en interacciones bipolares. la cromatografía puede ser en columna y en placa (también llamada cromatografía de capa fina). Asimismo. d) Ultra filtración Como su nombre lo indica. por lo que existen dos variantes: a) Cromatografía sólido-líquido (CSL) b) Cromatografía líquido-líquido (CLL) Cuando la fase estacionaria es sólida. b) Partición Fenómeno de reparto entre las dos fases debido a su solubilidad. Posición de A después de una elución parcial 4. También se puede revelar la placa cromatográfica en una cámara de yodo o por aspersión de un reactivo revelador como KMnO4 o H2SO4 y calor: 36 EDICIÓN 2015 . Mezcla de A y B 3. que puede ser de tamaño variable. el revelador será una lámpara de luz ultravioleta que opera a una longitud de onda de 254 nm. Una vez que el eluyente (fase móvil) ha ascendido.5 cm antes del extremo superior de la placa. Este sistema consta de un recipiente o cámara del tamaño adecuado para contener una placa de vidrio o aluminio adsorbida con sílica gel. En la placa cromatográfica. aproximadamente a 0.5 cm del extremo inferior de la placa. en éste caso. se le evapora el disolvente y se revela con luz ultravioleta (UV) si se han usado placas de sílica gel adsorbidas con fluoresceína. En la cámara se coloca una muestra del o los disolventes que servirán de fase móvil. Posición de B después de una elución parcial 5.1. se saca de la cámara. por capilaridad hasta 0. se coloca una muestra de la mezcla de solutos. Adición de eluyente 2. Eluato b) Cromatografía en placa fina. en salir del sistema cromatográfico.Esquema gráfico que muestra la preparación de capilares para la aplicación de las muestras en la placa cromatográfica. iv. Se calcula con la ecuación: Vr = t r F 37 EDICIÓN 2015 . Volumen de retención (Vr): Volumen en el que eluye el 50 % de un soluto. a) En el caso de la cromatografía en columna automatizada (HPLC). elución y determinación de los Rf de los componentes de una muestra. Representación esquemática sobre la aplicación. iii. Tiempo muerto (to). Parámetros cromatográficos. Tiempo que tarda un soluto idealmente no retenido. ii. Tiempo que tarda el 50 % de un soluto en eluir y corresponde a la posición de máxima concentración en un cromatograma. Velocidad de flujo del disolvente (F). éstos son: i. Tiempo de retención (tr). los parámetros más usuales son: i.Para procesos sistematizados (como son la Cromatografía de gases y la Cromatografía de Líquidos a Alta Presión) encontramos que además de los incisos i a iv. Se utiliza con fines de identificación de compuestos cuando se tienen patrones de referencia. Se calcula mediante la ecuación: Rs  2(t r ( a )  t r (b ) ) (Wa  Wb ) 2 vii. Donde W a y W b corresponden a los tiempos del ancho de un pico en su base. Centro del soluto (fs). Medida cuantitativa del grado de separación. Factor de selectividad (α): Medida relativa del grado de separación de dos solutos. Frente del disolvente (fd). iv. Resolución (Rs): Medida absoluta de separación. iii. dos parámetros de gran importancia son: v. Se calcula mediante la ecuación:  t r (b )  t o t r (a)  to vi. Relación de frentes (Rf): Cociente de la división fs/fd. Diferencia de Rfs. ii. REACTIVOS Sílica-gel para columna 4g Hexano: Acetato de Etilo 1:1 Acetato de Etilo: metanol 1:1 Acetato de Etilo: metanol 7:3 Acetato de Etilo: metanol 1:1 Mezcla de colorantes anaranjado de metilo-azul de metileno 1:1 MATERIAL 30 mL 30 mL 10 mL 10 mL 10 mL 1 1 1 2 Soporte universal Columna para cromatografía Pinzas para bureta Pipeta graduada de 5 Ml 1 1 Pinzas universales Vaso de precipitados de 100 mL 1 10 1 1 1 1 1 1 Matráz Erlenmeyer de 200 mL Tubos de ensayo Cámara cromatografíca Capilares sin heparina Cromato placa de sílica gel F254 de 5x2 cm Agitador de vidrio Probeta graduada de 100 mL Gradilla para tubos de ensaye 38 EDICIÓN 2015 . b) En el caso de la cromatografía en capa fina. Cuando termine de eluir esta primera fracción. Empacar la columna con sílica-gel adicionando por la parte superior una suspensión de 4 g de sílica-gel en una mezcla de Hexano: Acetato de etilo (1:1) manteniendo un goteo uniforme en la llave de salida del disolvente durante todo el procedimiento. SEPARACIÓN POR CROMATOGRAFÍA EN PLACA FINA DE UNA MEZCLA DE COLORANTES. EXPERIENCIA 2.5 cm de distancia del borde inferior. manteniendo constante el volumen del eluyente. En una cromatoplaca de 5  2 cm dibujar con un lápiz de punta suave una línea a 0. EXPERIENCIA 3. cambiar el eluyente a Acetato de Etilo: Metanol (1:1) y recoger la siguiente fracción en tubos de ensayo numerados y cubiertos con papel aluminio. Introducir un círculo de papel filtro de diámetro ligeramente inferior al del interior de la columna y asentarlo en la superficie de la sílice y llenar en su totalidad la columna cromatográfica con el disolvente. ya que ésta se agrietaría y no permitiría un desarrollo homogéneo). aplicar sobre ésta en dos puntos equidistantes. en la misma forma en que se efectuó para el extracto de espinaca. SEPARACIÓN DE CAROTENOS HACER EL SIGUIENTE PROCEDIMIENTO CON LA AYUDA DEL PROFESOR DE LA SECCIÓN: Colocar la columna para cromatografía con una pinza universal o con una pinza para bureta e introducirle por medio de un agitador. Volver a abrir la llave para permitir el desarrollo del cromatograma.PARTE EXPERIMENTAL EXPERIENCIA 1. cuidando de no derramarlo por las paredes de la columna. Recoger la primera fracción colorida en tubos de ensayo numerados y cubiertos con papel aluminio. Mantener el goteo hasta que los pigmentos penetren en la sílice y llenar lentamente la columna con la mezcla de Hexano-Acetato de Etilo (1:1). Dejar gotear el disolvente y esperar hasta que el disolvente quede ligeramente arriba de la fase estacionaria. un trozo de algodón hasta la base de la misma. Hacer la cromatografía en columna del extracto de jitomate para la separación de licopenos. SEPARACIÓN DE LICOPENOS. por 39 EDICIÓN 2015 . depositar sobre el papel filtro 10 gotas del concentrado de espinacas con ayuda de una pipeta graduada. nunca permitir que el nivel del disolvente baje más allá de la superficie de la sílice. RESULTADOS Y CONCLUSIONES. Secar. Dejar secar y desarrollar el cromatograma en una mezcla Acetato de Etilo: Etanol (7:3). una mezcla de colorantes. El alumno deberá analizar y concluir cada una de las experiencias realizadas. observar y calcular los valores de Rf. para cada componente. 40 EDICIÓN 2015 .medio de una micropipeta previamente elaborada con un capilar.5 cm antes del borde superior de la placa. teniendo cuidado de que éste no rebase los puntos de aplicación y de que eluya hasta 0. DIAGRAMA DE FLUJO 41 EDICIÓN 2015 . 42 EDICIÓN 2015 . 3. jitomate y cómo se identificaron. 2. fase móvil. Definir los siguientes términos: Adsorción. de los extractos de espinaca. Escriba ¿qué conclusiones se obtienen de la cromatografía en capa fina y de la cromatografía en columna? 4. ¿Qué fracciones se separaron por cromatografía en columna. eluyente. partición. eluato.CUESTIONARIO EXPERIMENTAL 1. fase estacionaria. Rf. ¿Qué precauciones se deben tener al empacar una columna de cromatografía. disolvente. Hacer una comparación entre la cristalización. Especificar en qué parte de la práctica tienen aplicación los términos anteriores. en cuanto a la eficiencia como métodos de separación y purificación. 7. destilaciones y cromatografía. extracción. 6. 43 EDICIÓN 2015 .5. Establecer una distinción clara entre cromatografía en columna y capa fina e indicar en qué casos es preferible alguno de los dos métodos. Observaciones Resultados Análisis de Resultados Conclusiones 44 EDICIÓN 2015 . De acuerdo con esto. INTRODUCCIÓN. Un tipo de diastereómeros es el de los isómeros geométricos. b) Aquellos en los que esta relación no existe. pero que se distinguen entre sí por la relación espacial de los átomos o grupos dentro de la molécula. cis-2-butenodioico OH H O Ac. trans-2-butenodioico 45 EDICIÓN 2010 . existen 2 ácidos 2-butenodioicos: el cis-2-butenodioico y el trans2-butenodioico O H H O H OH OH HO O Ac. 1. 2.(del latín: a este lado) o también (Z). El término estereoisómeros se utiliza para designar los compuestos que poseen igual fórmula molecular e igual conectividad.. Esto origina dos tipos de estereoisómeros: a) Los que guardan entre sí una relación objeto-imagen especular. que deben su existencia a la imposibilidad de rotación a través de un doble enlace o de un anillo. Los primeros se denominan enantiómeros y los segundos diastereómeros. Al bisectar un doble enlace con un plano que pase por el núcleo de los dos átomos de éste..Convertir un isómero cis en un isómero trans. en tanto que el segundo origina la isomería trans.Diferenciar los isómeros geométricos del ácido 2-butenodioico. 1. dos grupos diferentes entre si pueden ubicarse de dos maneras con relación al doble enlace. 2.PRÁCTICA 5 SÍNTESIS A MICROESCALA DE ÁCIDO FUMÁRICO OBJETIVOS. Ambos del mismo lado del plano.(del latín: al otro lado) o (E). Uno a cada lado del plano. El primer arreglo da lugar a la isomería cis. por otra deslocalización electrónica. ya que se requiere de un giro a través del eje de éste. A continuación. se regenera el doble enlace (E) y finalmente por una reacción de desprotonación. trans-2-butenodioico ácido Fumárico OH OH HO H O H HO OH H O E 46 H D EDICIÓN 2010 . cis-2-butenodioico ácido Maleico O H + H + HO O H O H OH F Ac. siempre y cuando desaparezca el doble enlace. se obtiene el ácido fumárico (F). O O H OH H H HO OH H OH H O O MECANISMO. que permite el giro entre estos 2 carbonos para dar (D). Esto facilita la deslocalización de los electrones que conduce a la desaparición del doble enlace entre C2 y C3 originándose un carbocatión (C) con hibridación sp3 y el enlace simple. Los ácidos butenodioicos se pueden interconvertir. El mecanismo se inicia con una reacción ácido-base entre un carbonilo del ácido maleico y el HCl para dar (B).REACCIÓN. H O H H OH + H OH H OH O+ OH OH H O A O H OH OH H O B C Ac. 6. evitar inhalación y el contacto con la piel).. 3. 2. El volumen que ocupará cada equipo será de 1ml.Identificar el producto por su punto de fusión.7 1.0 REACTIVOS Acido Maleico 2.Calentar la mezcla durante 30 minutos a reflujo moderado.. 47 EDICIÓN 2010 ..Adicionar lentamente 2 mL de ácido clorhídrico concentrado por las paredes del matraz de reacción (líquido irritante.5 3. FUMÁRICO 116 286 0.Recristalizar de agua y secar. medido con pipeta graduada.Enfriar a temperatura ambiente y separar por filtración los cristales de ácido fumárico.5 g Acido Clorhídrico 5 mL PARTE EXPERIMENTAL Preparar por sección una solución al 40% de ácido maleico en agua. 1. 7.M.) 79 ÁCIDO.En el matraz de reacción vertir 1 mL de la solución al 40% de ácido maléico.0 4...Adaptar el refrigerante en posición de reflujo 4.. El volumen será determinado de acuerdo al número de equipos por sección. se puede calentar para favorecer la solución. g/ mol pf ( C ) Solubilidad en agua a 25C(g/100 ml) pka1 pka2 1 1 1 1 1 3 1 MATERIAL Juego de destilación a microescala Soporte Anillo Mechero ó parrilla Matráz Erlenmeyer de 125 mL Matráz Erlenmeyer de 250 mL Embudo de vidrio Vasos de precipitados de 150 mL Probeta de 100 mL ÁCIDO MALEICO 116 131-139 (desc.PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDAD P.. 5.9 6. DIAGRAMA DE FLUJO 48 EDICIÓN 2010 . CUESTIONARIO EXPERIMENTAL.En la síntesis de ácido fumárico. b) La diferencia en la primera y segunda constantes de acidez. Anota las características del producto crudo y el producto recristalizado incluyendo el punto de fusión de éste último. Explicar cómo se pueden justificar: La diferencia en los puntos de fusión de los isómeros estudiados. 3. Escribe tus observaciones del proceso de interconversión de isómeros. 1. 49 EDICIÓN 2010 . indicar qué papel desempeña el ácido clorhídrico. 4. 2. a) La diferencia de solubilidad en agua. 50 EDICIÓN 2010 . 5. ¿Qué pruebas químicas se pueden llevar a cabo para evidenciar la presencia del grupo funcional carboxilo y la insaturación en el ácido fumárico.c) Explicar a qué se debe que en el reflujo se observe formación y separación de cristales. ¿Por qué. de los isómeros cis y trans de esta práctica es la forma trans la que predomina. 6. Observaciones Resultados Análisis de Resultados Conclusiones 51 EDICIÓN 2015 . que las dos moléculas pueden actuar como electrófilo en un momento dado. aunque en otros casos el producto deseado es el compuesto alfa-beta-insaturado. Las reacciones de condensación entre aniones enolato y compuestos carbonílicos. Cuando el enolato de una cetona se 52 EDICIÓN 2015 . A continuación se muestra una reacción típica de condensación aldólica seguida de deshidratación. El primer producto obtenido en una condensación aldólica es un aldol (beta-hidroxicetona beta-hidroxialdehído). se pueden considerar entre las más útiles en química orgánica. En muchas ocasiones es posible aislar el aldol si así se desea.  Aplicar la condensación de Claisen-Schmidt para obtener cetona alfa-betainsaturada (di-benzalacetona).  Purificar e identificar la dibenzalacetona por medio de una reacción química y por la determinación de su punto de fusión. como un aldehído aromático. O O O - O O H H -OH H aldol enolato OH O -H2O cetona insaturada Un problema que se presenta en la condensación aldólica entre dos moléculas diferentes. INTRODUCCIÓN. También se debe tomar en cuenta. cuando ésta reacción ocurre entre un enolato derivado de un aldehído ó cetona y otra molécula de aldehído o cetona. De manera general. se le denomina condensación aldólica. un aldehído que no contenga hidrógenos enolizables. Esto se debe a que generalmente las dos moléculas participantes. tienen hidrógenos enolizables y por lo tanto se pueden formar enolatos de ambas. por condensación de un aldehído aromático con una cetona alifática.PRÁCTICA 6 SÍNTESIS DE DIBENZALACETONA (Condensación de Claisen-Schmidt) OBJETIVOS. La condensación implica el ataque nucleofílico del enolato sobre el centro electrofílico del carbonilo. el cual puede deshidratarse bajo condiciones apropiadas para dar como producto final un aldehído o cetona alfa-beta-insaturada. El problema se minimiza. es la posibilidad de obtener varios productos de reacción. si es posible utilizar como electrófilo. 79 soluble en alcohol y soluble en agua. la reacción de deshidratación para dar la cetona alfa-beta-insaturada. se resumen en la siguiente tabla.(ºC) Densidad (g/mL) Solubilidad BENZALDEHIDO 106. Este tipo particular de condensación aldólica.(ºC) p.4-pentadien-3-ona). dibencilidenacetona ó 1.(g/mol) p.1 56 -94. es conocida como Condensación de Claisen-Schmidt. La deshidratación espontánea ocurre porque el producto final contiene un sistema insaturado altamente conjugado (carbonilo-doble enlace-anillo aromático).1 179 -26 1.f. En esta práctica se llevará a cabo la síntesis de dibenzalacetona (también conocida como estirilcetona.04 ACETONA 58.M. la cual se obtiene a través de una doble Condensación de Claisen-Schmidt.eb. que proporciona estabilidad a la molécula.9 0. P. REACCIÓN.. ocurre de manera espontánea.condensa con un aldehído aromático. EDICIÓN 2015 .3 -----110-111 -----soluble en acetona y cloroformo poco soluble en alcohol y éter insoluble en agua.5-difenil-1. como se muestra en el esquema siguiente: O O O B- H+ 2 -2H2O Benzaldehido Dibenzalacetona Acetona Las propiedades físicas de las materias primas y del producto. éter etanol y éter poco soluble en agua 53 DIBENZALACETONA 234. entre benzaldehído y acetona. el cual captura otro protón del disolvente para dar un segundo aldol (8). El primer paso (1) es la generación del enolato de la acetona. El mecanismo se divide en diez etapas. se muestra a continuación. El enolato ataca a otra molécula de benzaldehído (7) para formar un nuevo alcóxido. para producir la cetona alfa-beta-insaturada. Las etapas (9) y (10) muestran nuevamente la formación de otro enolato. que captura un protón del disolvente. sin embargo la síntesis de la dibenzalacetona involucra dos reacciones consecutivas de condensación de ClaisenSchmidt catalizadas por base. que conduce a la deshidratación del aldol y consecuentemente a la formación del producto final. cada una de las cuales se analizan a continuación. el cual ataca al carbonilo del benzaldehído (2) para generar el alcóxido correspondiente. produciendo un aldol (3). En la etapa (6) se forma nuevamente un enolato. En la etapa (4) muestra la formación de un nuevo enolato que conduce a la deshidratación del aldol (5). El esquema general del mecanismo de reacción. ahora en el otro extremo de lo que era la acetona. A primera vista puede parecer muy largo y complicado.MECANISMO. O H O O EtO CH2 (1) O O (3) EtOH OH O H (2) O OH O OH (4) (5) H H EtO (6) EtO O O O O (8) EtOH H (7) O OH O OH (9) H EtO (10) OH O 54 EDICIÓN 2015 . Simultáneamente tomar otro tubo de ensaye y rotularlo como testigo con 1 mL de etanol. Repetir este proceso hasta que todo el sólido se disuelva.3 mL de benzaldehído.5 mL de agua. IDENTIFICACIÓN. Tapar el matraz con el tapón de hule y continuar con agitación suave por un período de 15 minutos.5 mL 1 Termómetro Soln. controlando que la temperatura de la solución resultante sea menor de 25ºC (enfriar con agua de la llave si es necesario). 55 EDICIÓN 2015 . dejar reposar para que el etanol se enfríe y el sólido recristalice. Filtrar el sólido nuevamente y dejarlo secar al aire por unos minutos. filtrar en caliente. 1.Acetona REACTIVOS 0. En otro matraz de 125 mL mezclar 1. 2. Observar y tomar nota de todos los cambios observados.25 g 1 2 Embudo de vidrio Tubos de ensayo Soln.5 mL 2 MATERIAL Vasos de precipitados de 100 mL Benzaldehído 1. Lavar el residuo que queda en el papel (la dibenzalacetona cruda) con dos porciones de 4 mL de agua. a continuación filtrar la mezcla que se obtuvo. adicionar otra porción de 2 ml de etanol si el sólido no se disuelve completamente y volver a calentar. 0. de Br2 / CCl4 gotas 1 Mechero Bunsen 1 Rejilla 1 Soporte 1 Anillo metálico 1 1 Tapón de hule Probeta de 50 Ml 1 Baño maría 1 1 Varilla de vidrio Papel filtro Carbón activado PARTE EXPERIMENTAL En un matraz Erlenmeyer de 125 mL disolver 1.5 mL de acetona y 6 mL de etanol.25 g de NaOH en 12. Purificar la dibenzalacetona por recristalización con etanol. El paso anterior no se requiere si la solución al 10% de hidróxido de sodio ya se tiene preparada. de NaOH al 10% 12. Para la identificación del producto colocar una mínima cantidad del producto en un tubo de ensayo y disolverlo en 1 mL de acetona. Calentar el vaso suavemente (casi hasta ebullición). agregar poco a poco y con agitación. Para esto transferir el sólido (crudo de reacción) a un vaso de precipitados y adicionar 8 ml de etanol. la solución de NaOH al 10% preparada anteriormente.3 mL 2 Matráz Erlenmeyer de 125 mL Etanol Hidróxido de sodio 20 mL 1. Determinar el punto de fusión del producto seco (de preferencia dejarlo secar hasta la siguiente sesión) y compararlo con el punto de fusión de la dibenzalacetona pura 110-111º C. Evitar tener contacto directo de estas sustancias con la piel.3. Se puede acelerar la cristalización frotando suavemente las paredes internas del vaso con una varilla de vidrio o bien. si se coloca el vaso de precipitados en el baño de agua fría. 4. Trabajar en un área ventilada y tratar de exponerse a los vapores lo menos posible. PRECAUCIONES E INDICACIONES. aunque los cristales que se obtienen de esta manera no son tan buenos como los que se obtienen por precipitación espontánea.    Tener mucho cuidado al utilizar el mechero. A continuación adicionar unas gotas de solución de bromo en tetracloruro de carbono y observar si hay algún cambio en el color de la solución de bromo. 56 EDICIÓN 2015 . El benzaldehído y el tretracloruro de carbono son tóxicos por inhalación y por contacto. Tanto la acetona como el benzaldehído y el etanol son sustancias altamente inflamables. DIAGRAMA DE FLUJO SÍNTESIS DE DIBENZALACETONA 57 EDICIÓN 2015 . ¿De qué compuesto se trata? 4. 3. 5.CUESTIONARIO EXPERIMENTAL 1. Poco tiempo después del inicio de la reacción aparece un precipitado. Escribir las reacciones que se llevan a cabo en la parte de la identificación. ¿Por qué es necesario mantener la temperatura de la reacción entre 20 y 25ºC. ¿Cuál es la función del etanol en la síntesis de la dibenzalacetona? 2. 58 EDICIÓN 2015 . (b) ¿Cuál de los dos sería el más estable. En el transcurso de la reacción para obtener dibenzalacetona se forman dos carbaniones: (a) Escribir la estructura de cada uno de ellos. ¿A qué se debe que la dibenzalacetona presente color. 8. escribir: (a) Las reacciones necesarias para la obtención de benzalacetofenona (chalcona) (b) la estructura del carbanión principal que se formaría en el transcurso de la reacción. Explicar por qué en la condensación de Claisen-Schmidt ocurre una deshidratación espontánea.6. mientras que en la condensación aldólica se tiene que inducir. 7. siendo las materias primas incoloras? 59 EDICIÓN 2015 . Razonando el proceso como una condensación de Claisen-Schmidt. Observaciones: Resultados: Análisis de resultados: Conclusiones: 60 EDICIÓN 2015 . FORMACIÓN DE OSAZONAS Y SÍNTESIS DE PENTAACETATO DE β-D-GLUCOSA OBJETIVOS. Los azúcares que difieren en la configuración del carbono 2 (epímeros) dan la misma osazona. Es importante observar que la velocidad de formación de las osazonas. 3. la osazona de la fructosa se forma más rápidamente que la osazona de la glucosa. susceptible de oxidarse en presencia de complejos cúpricoalcalinos. En esta práctica se pone de manifiesto la velocidad de formación de osazonas de diferentes azúcares. a) PODER REDUCTOR Y FORMACIÓN DE OSAZONAS. 1. Evidenciar el poder reductor de algunos carbohidratos. en aldosas y cetosas. por ejemplo. la formación de osazonas de mono y disacáridos reductores. aunque la osazona sea la misma. 61 EDICIÓN 2015 . igual que las dos formas anoméricas cíclicas de un carbohidrato (que difieren en la configuración del carbono 1). Los azúcares reductores reaccionan con fenilhidrazina para formar derivados cristalinos llamados osazonas. Aplicar la reacción de acetilación sobre los grupos hidroxilo de un monosacárido INTRODUCCIÓN. el oxidante se reduce a óxido de cobre (I) que es un sólido de color rojo. Los azúcares reductores son aquellos que presentan un grupo carbonilo libre o potencialmente libre. se utiliza un complejo oxidante de tartrato de cobre divalente. oxidándose éste y dando una mezcla de productos complejos. 2. En la prueba de Fehling. Destacar la importancia de la formación de osazonas. lo cual se pone de manifiesto efectuando las pruebas de Benedict o de Fehling.PRÁCTICA 7 PODER REDUCTOR. Esta reacción es importante porque permite comparar las configuraciones relativas de los centros asimétricos que siguen al carbono C2. para la identificación de azúcares. que reacciona con el azúcar. varía dependiendo del azúcar que la origina. En tales oxidaciones se basan varios métodos de análisis cuantitativos de azúcares. así como la formación de osazonas de los productos de hidrólisis de disacáridos no reductores y de un polisacárido. Los acetatos producidos. Los acetatos son derivados importantes de los azúcares porque: 1. Por lo general son cristalinos y resultan útiles en la purificación y caracterización de los azúcares. PODER REDUCTOR AZÚCARES O CHO H OH H OH + H OH OH H O2C O O H O Cu O H O 2Na O CO2 NaOH H2O H CO2 Na H OH H OH + H OH CH2OH Cu2O O ribosa producto de oxidación de la ribosa Una posible representación del complejo de tartrato de cobre (el cobre está en un estado de oxidación Cu 2+. b) SÍNTESIS DE PENTAACETATO DE β-D-GLUCOSA.REACCIONES. La síntesis de pentaacetato de α. se derivan por lo general de la forma cíclica piranosa. da el α-Dpentaacetato. en consecuencia los acetatos existen como pares de anómeros. obteniéndose los acetatos correspondientes. considerar que el Cu(II) puede tener dos enlaces covalentes y más de coordinación) FORMACIÓN DE OSAZONAS H H O C PhNHNH2 H C OH (H C OH)n NaHSO3 acuoso H2C OH (genera el medio ácido) H N N Ph C H C N N Ph + (H C OH)n H2C OH NH3 + PhNH2 + H2O Osazona.y β-D-glucosa. Si la acetilación es de un monosacárido tipo aldopentosa. 62 EDICIÓN 2015 . da el β-D-pentaacetato y la α-D-glucopiranosa. observe que el segundo carbono sufre oxidación y que hay epímeros que dan el mismo producto. se obtiene un tetraacetato y si se acetila un disacárido con anillos piranósidos. se obtiene un octaacetato. Los azúcares son compuestos polihidroxilados y es posible acetilarlos por reacción con anhídrido acético. es sólo un ejemplo de una reacción general para aldosas y cetosas. por ejemplo: la β-D-glucopiranosa. alcohol etílico Anhídrido acético P.f.M.f.16 p.: 180. Acetato de sodio anhidro Anhídrido acético Glucosa anhidra Carbón activado Hielo 63 EDICIÓN 2015 . 130-132°C Tipo de sólido y apariencia: Sólido blanco.M. Constituyen importantes compuestos de partida para transformaciones sintéticas de azúcares. mediante una hidrólisis alcalina suave.: 139°C Densidad: 1. 1 Agitador 16 Tubos de ensayo 3 Vasos de precipitados 1 Gradilla 4 Portaobjetos Papel filtro 1 Mortero con pistilo 1 Embudo de filtración REACTIVOS.M. cristales finos. Solubilidad: Muy poco soluble en agua. OH OAc O O HO HO OH OH D-glucosa + O CH3CO2Na 5 H3C O O AcO AcO CH3 OAc OAc anhídrido acético pentaacetato de D-glucosa PROPIEDADES FÍSICAS Y FISICOQUÍMICAS β-D-glucosa P. reacciona con el agua MATERIAL.0°C Tipo de sólido y apariencia: Sólido blanco amorfo Solubilidad: Agua. Se convierten con facilidad en los azúcares libres.: 150.eb. Almidón (solución al 2% y 10%) Fructosa (solución al 10% y 2%) Glucosa (solución al 10% y 2%) Lactosa (solución al 10% y 2%) Sacarosa (solución al 10% y 2%) *Reactivo de Fenilhidrazina Solución saturada de bisulfito de sodio Ácido clorhídrico concentrado *Solución “A” de Fehling 1 1 1 1 2 2 12 Pentaacetato de β-D-glucosa P. REACCIÓN.08 g/mL Solubilidad: Disolv.2.34 p. 3. Matráz Erlenmeyer de 125 mL Matráz Erlenmeyer de 500 mL Refrigerante Probeta Vasos de precipitados de 150 mL Vasos de precipitados de 200 mL Pipetas de 5 mL por sección.: 390.:102.1 p. No polares. *Solución “B” de Fehling *Recién preparada PARTE EXPERIMENTAL. Formación de osazonas de disacáridos y polisacáridos hidrolizados (sacarosa. Formación de osazonas de disacáridos (sacarosa. Observar y anotar los resultados. colocar en un matraz Erlenmeyer de 125 mL. lavar con agua fría y observar al microscopio las osazonas formadas. agregar 3 mL del reactivo de fenilhidrazina recientemente preparada * y 0. observar al microscopio y dibujar los cristales de las osazonas. agregar 60 mL de agua y 5 mL de ácido clorhídrico concentrado. (Tabla 8. 3. 2 g del disacárido. Osazonas de monosacáridos (glucosa y fructosa). Preparar las osazonas de los disacáridos. Colocar 6 tubos de ensayo en una gradilla. calentar a baño maría durante 1 hora y enfriar. Formación de osazonas de polisacáridos.2 mL de solución saturada de bisulfito de sodio. *Disolver 50g de clorhidrato de fenilhidrazina y 75g de acetato de sodio trihidratado en 500 ml de agua. colocar 1 mL de ácido clorhídrico y 10 mL de solución de almidón. anotar el tiempo en que se colocan los tubos en el baño maría y tomar muestras de las mezclas de reacción a los 15. Continuar el calentamiento por 15 minutos más y enfriar lentamente. mezclar. Para el hidrolizado de disacáridos. 1. Enfriar las muestras así como la mezcla de reacción. Colocar en un tubo de ensayo 5 mL de solución al 2% del azúcar a ensayar. Agitar cada tubo y colocarlos en un baño maría con agua hirviendo durante dos minutos. 20 y 30 minutos. 1. maltosa y lactosa). Colocar en un tubo de ensayo 5 mL de solución de almidón al 2% y proceder como en la técnica para monosacáridos. Para el hidrolizado de polisacáridos. maltosa y almidón). a) Preparación de hidrolizados. 64 EDICIÓN 2015 .1) FORMACION DE OSAZONAS. tomar con un agitador una pequeña muestra y colocarla sobre un portaobjetos. calentar en un baño maría y anotar el tiempo en que se forman las osazonas. filtrar y lavar el precipitado con agua fría. 2. a cada tubo agregar 2 mL de solución de Fehling recientemente preparada (1 mL de solución “A” y 1 mL de solución “B”) y 5 mL de solución al 10% de cada uno de los azúcares a ensayar. filtrar. calentar a baño maría durante 1 hora y enfriar. PODER REDUCTOR. siguiendo la técnica empleada para monosacáridos. pasar la mezcla a un matraz bola de 50 mL. agregar por el refrigerante 10 mL (0. SEPARACIÓN Y PURIFICACIÓN Enfriar un poco la mezcla de reacción y verterla sobre 200 mL de una mezcla aguahielo agitando vigorosamente. Continuar la agitación hasta que el sólido formado quede finamente dividido y dejar reposar durante 30 minutos agitando ocasionalmente.0 g (0. Continuar el calentamiento por una hora más.01 moles) de acetato de sodio anhidro. Filtrar el sólido.01 moles) de glucosa anhidra y 1g (0. utilizando carbón activado para decolorar. Colocar 5 mL de los hidrolizados en tubos de ensayo y proceder como en la técnica para monosacáridos. adaptar un refrigerante en posición de reflujo y calentar en baño de aceite hasta disolución. lavar con agua fría y recristalizar de agua caliente. 65 EDICIÓN 2015 . (Pentaacetato de β-D-glucosa) En un mortero mezclar 2. IDENTIFICACIÓN. Determinar el punto de fusión del pentaacetato de β-D-glucosa.b) Formación de osazonas de los productos de hidrólisis.1 moles) de anhídrido acético *(líquido altamente irritante). DIAGRAMA DE FLUJO PODER REDUCTOR 66 EDICIÓN 2015 . DIAGRAMA DE FLUJO Síntesis de Pentaacetato de β-D-glucosa 67 EDICIÓN 2015 . Si se utilizara clorhidrato de fenilhidrazina en la reacción de obtención de osazonas ¿cómo se obtendría la fenilhidrazina base? 3. ¿Por qué se emplea la solución de bisulfito de sodio. ¿Cuál es la razón de utilizar clorhidrato de fenilhidrazina como reactivo. en la formación de osazonas? 68 EDICIÓN 2015 . en lugar de fenilhidrazina base. en esta reacción? 2.TABLA DE RESULTADOS DE LAS PRUEBAS AZÚCAR PRUEBA DE FEHLING FORMACIÓN DE OSAZONAS SI NO TIEMPO Fructosa Glucosa Manosa Maltosa Lactosa Sacarosa Almidón CUESTIONARIO EXPERIMENTAL 1. Indicar.? Explicar. 6. 69 EDICIÓN 2015 . Dar tres ejemplos de carbohidratos que den positiva la prueba de Fehling y tres que no la den. cuáles azúcares dan positiva la prueba de Fehling. 9. Explicar por qué se utiliza el cobre como tartrato y no como sulfato. 7. ¿Cuántos moles de fenilhidrazina base se necesitan en la formación de osazonas. dar el nombre de los productos. Indicar qué tipo de grupos funcionales reacciona con la fenilhidrazina. 5. Explicar las diferencias en la formación de osazonas entre monosacáridos y disacáridos. por medio de reacciones.4. 8. 15. Escribir las estructuras de Haworth de los pentaacetatos de α y β-D-glucosa. 13. ¿Por qué las osazonas se forman únicamente en los carbonos 1 y 2 de los carbohidratos? 11. Dibujar las fórmulas de Haworth para los acetatos de maltosa. produce un ácido trimetoxiglutárico y un ácido dimetoxisuccínico. 14. En la síntesis de pentaacetato de β-D-glucosa: a) ¿Cuál es el papel del acetato de sodio anhidro? b) ¿Por qué se vierte la mezcla de reacción calentamiento a reflujo? en agua helada después del c) ¿Por qué es importante que el sólido formado se agite hasta que quede finamente dividido? 12. sacarosa y lactosa. que conclusión se desprende acerca del tamaño del anillo de un azúcar cuyo glicósido es metilado y el producto resultante tratado con ácido clorhídrico diluido.6-tetra-O-metil-D-glucosa.3.10. investigar qué significa dicho término. Indicar por medio de reacciones.4. cuando ésta es sometida a una oxidación con ácido nítrico concentrado. 70 EDICIÓN 2015 . La hidrólisis de sacarosa produce lo que se conoce como azúcar invertido. formando 2. Observaciones: Resultados: Análisis de resultados: Conclusiones: 71 EDICIÓN 2015 . etc. La estructura cuaternaria es el resultado de la agrupación de dos o más unidades plegadas. La estructura secundaria es la forma en que se acomoda la cadena por interacciones por puente de hidrógeno. químicamente son poliamidas. hasta la formación de polipéptidos.. por medio de sus propiedades físico-químicas. de tres un tripéptido. Las proteínas se pueden clasificar según el tipo de función que desempeñan: Los -aminoácidos que forman las proteínas. cuyos monómeros son -aminoácidos. etc. 3. componentes principales de células vegetales y animales. 2. la unión de dos aminoácidos origina un dipéptido. pertenecen a la serie L y su fórmula general es la siguiente: H Estos aminoácidos se unen entre sí formando enlaces peptídicos. Identificar por cromatografía en placa fina algunos de los aminoácidos presentes en un hidrolizado de proteína. La estructura terciaria es la forma en que las cadenas enrolladas se doblan por diversas interacciones por puentes de hidrógeno. cuando el número de aminoácidos es mayor de 80. se considera proteína. Identificar algunos aminoácidos presentes en un hidrolizado e proteína.Bibliografía PRÁCTICA 8 HIDRÓLISIS DE UNA PROTEÍNA Y ENSAYOS PARA PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS. dando una determinada conformación a las proteínas. INTRODUCCIÓN: Las proteínas son polímeros biológicos. 72 EDICIÓN 2015 . Frecuentemente es en forma de hélice o bien hoja plegada-. La estructura primaria es la secuencia específica de los aminoácidos en la cadena polipeptídica y están está determinada por los (implicados) enlaces peptídicos. 2. presenta varios niveles de complejidad: 1. 3. dando también determinadas conformaciones a las proteínas. Efectuar la hidrólisis total de una proteína. puentes de disulfuro. 4. La estructura de cualquier proteína. fuerzas electrostáticas. OBJETIVOS: 1. Constituyen la piel.. que pongan de manifiesto la presencia de determinados aminoácidos.Están asociadas a una parte no proteica. mediadores químicos (hormonas). donde se obtienen mezclas de aminoácidos.Se caracterizan por ser proteínas pequeñas que se asocian formando unidades compactas y son solubles en agua. 2) Proteínas globulares. etc. La determinación de la estructura de una proteína. 3) Proteínas conjugadas. Dependiendo de las condiciones (de hidrólisis) se pueden realizar hidrólisis parciales. se detecta por la reacción de Biuret.. de gran resistencia y en forma de fibras. La presencia del grupo amino de aminoácidos o grupos amino libres en una proteína. por lo cual pueden reaccionar con ácidos y con bases. se pueden realizar diferentes análisis) como por ejemplo una técnica cromatográfica. es un proceso complejo que comprende el empleo de métodos instrumentales y químicos. En esta práctica se realizarán los ensayos anteriormente indicados y las reacciones que se llevan a cabo se describen en la parte experimental.. glicoproteínas.Se caracterizan por ser insolubles en agua. en las cuales se obtienen fragmentos peptídicos. etc. 73 EDICIÓN 2015 . Desempeñan diferentes funciones en el organismo. así como aminoácidos aislados. lipoproteínas. en el sistema inmunológico (anticuerpos. Los aminoácidos son anfolitos que en solución acuosa existen en forma de ión bipolar o zwitterion.Las proteínas se pueden clasificar según el tipo de función que desempeñan: 1) Proteínas fibrosas o estructurales. gama globulina). como la reacción xantoprotéica y la reacción con ninhidrina. cabellos. catalizadores biológicos (enzimas). desprendiéndose 1 mol de nitrógeno molecular. músculos. se pone de manifiesto cuando se efectúa una reacción con ácido nitroso. La presencia de enlaces disulfuro en algunas proteínas. o hidrólisis totales. El tipo de aminoácidos que contenga una proteína determina la clase de análisis que se pueden realizar (dependiendo del tipo de aminoácidos que contenga una proteína. Las proteínas se pueden hidrolizar con soluciones diluidas de ácidos minerales a ebullición suave. como transportadores de oxígeno (hemoglobina). como las nucleoproteínas. por cada grupo amino primario. se pone de manifiesto por una reacción de precipitación en medio básico y la presencia de enlaces peptídicos. etc. Algunas de estas reacciones son coloridas. o reacciones químicas. Mechero.MATERIAL 1 1 1 4 1 10 1 2 1 1 1 1 1 1 Refrigerante. 3 mL. 74 EDICIÓN 2015 . 1. Ácido clorhídrico conc. 10 mL.5 mL. Ninhidrina al 3% Nitrito de sodio al 5% Rojo Congo al 0.5 g. 2 mL. Agitador de vidrio.1% Sulfato de cobre al 2% Grenetina Valina Glicina Alanina Fenilalanina Carbón Activado 1 mL. 1 mL. 22 mL. 0. 1 mL.5 g NH2 Carbón Activado. REACTIVOS Acetato de plomo al 10% Matraz Balón de 200 mL Vaso de precipitados de 600 mL Vasos de precipitados de 150mL Embudo de vidrio. Soporte universal. Tubos de ensayo. REACCIÓN DE HIDRÓLISIS DE UNA PROTEÍNA DENOMINADA GRENETINA: O R H N N H REACTIVOS: O COOH + HCl H R n -AMINOACIDO PROTEINA Cantidad: Reactivo: 1 g 10 mL 10 mL Grenetina. 12 mL. Alcohol terbutílico Clara de huevo Hidróxido de sodio al 10% 20 mL PARTE EXPERIMENTAL: PREPARACIÓN DE SOLUCIONES: I. Agua Destilada. Baño María. Papel filtro Fenolftaleína al 10%.1N Ácido nítrico conc. 2. Hidróxido de sodio al 20% Hidróxido de sodio 0.1 N 19 mL. Trozo de Manta de cielo. Pinzas de 3 dedos. Hidrólisis de Grenetina (Solución “A”). Pinzas para tubo de ensayo. Rejilla. Ácido Clorhídrico concentrado. Ácido clorhídrico 0. Papel pH. 5 g de carbón activado. Tomar 5 mL de solución. Agua destilada.5 g de grenetina. El necesario Papel pH. REACTIVOS: Cantidad: 1 huevo 100 mL. Solución neutralizada de hidrolizado de grenetina (Solución “B”). Solución de Albúmina (Solución “D”). La necesaria Reactivo: Solución “A”. continuar calentando por 2 minutos y filtrar. Colocar en un matraz Balón de fondo plano de 200 mL. III.0 mL. 2.  Colocar en un vaso de 100 mL 0. Hidróxido de Sodio al 20%. Adaptar un refrigerante en posición de reflujo y calentar suavemente por 35 minutos. Reactivo: La clara. Agua destilada. 3. Reactivo: Grenetina.5 g. la prueba de ninhidrina y la acción reguladora de aminoácidos. agregar 20 mL de agua destilada y agitar. 20 mL. para efectuar la cromatografía.PROCEDIMIENTO: 1. REACTIVOS: Cantidad: 0. Después de este tiempo agregar 0. “A” y neutralizarla con hidróxido de sodio al 20% determinar el punto de neutralización empleando papel pH. filtrar NOTA: Utilizar ésta solución de grenetina hidrolizada a pH neutro (solución “B”). IV. 75 EDICIÓN 2015 . (se debe ponerse atención a la neutralización ya que el pH cambia drásticamente cuando se acerca el punto deseado). Solución de Grenetina sin hidrolizar (Solución “C”). 10 mL de ácido clorhídrico concentrado (líquido altamente corrosivo) y 10 mL de agua destilada. 1 g de grenetina. NOTA: Es importante que esto se haga previo al seminario para agilizar el desarrollo de la parte experimental II. REACTIVOS: Cantidad: 5. 2. c) Calentar suavemente a baño María y observar la coloración. d) Enfriar cada tubo de ensayo y agregar a cada uno.Un trozo. b) Agregar a cada tubo 5 mL de ácido nítrico concentrado (líquido altamente corrosivo). 2 mL de solución de albúmina (solución “D”). una solución de hidróxido de sodio al 20% hasta pH básico. Reactivo: Solución “A”. Hidróxido de sodio al 20%. Manta de cielo.0 mL. agitando clara de huevo por 10 segundos. Agregar 100 mL de agua. 3. gota a gota. Ácido Nítrico concentrado (líquido altamente corrosivo). e) Observar el cambio de color. 1. Solución “D”. Preparar una solución de albúmina. Solución “D”. 2) Reacción de Precipitación: R-S-S-R + NaOH R-SH 76 (CH3-COO)2Pb PbS EDICIÓN 2015 . PROCEDIMIENTO: a) Colocar en un tubo de ensayo 2 mL de solución de grenetina hidrolizada (solución “A”) y en otro. agitar y filtrar a través de un trozo de manta de cielo. 2. El necesario.0 mL 10 mL. Realice las anotaciones correspondientes: Sustrato: OBSERVACIONES: Solución “A”. Utilizar el filtrado (solución “D”) para efectuar las siguientes pruebas: REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN: 1) Reacción Xantoprotéica: NO2 R OH + HNO 3 R OH REACTIVOS: Cantidad: 2. REACTIVOS: Cantidad 2. Solución “A”.0 mL. PROCEDIMIENTO:  En seis tubos de ensayo. Hidróxido de sodio al 10%.5 mL de sol.0 mL.0 mL. de hidróxido de sodio al 10% (tubo testigo). Solución “D”.0 mL.0 mL. Solución “C”. 15 mL.5 mL. 2. 2. 1. 0. Acetato de Plomo al 10%. por cinco minutos. y en un tercer tubo de ensayo. b) Agregar a cada uno 5 mL de solución de hidróxido de sodio al 10% y 1. PROCEDIMIENTO: a) Colocar en un tubo de ensayo 2 mL de grenetina hidrolizada (Solución “A”). 0.0 mL de solución de acetato de plomo al 10%. 1. 1. colocar 2 mL de agua destilada. Reactivo: Agua destilada. Reactivo: Solución “A”.0 mL. Solución “D”. Realice las anotaciones correspondientes: Sustrato: OBSERVACIONES: Solución “A”. 2. Agua destilada.0 mL. 0. 3) Reacción de Biuret: O R H N N H + CuSO4 + NaOH O COMPLEJO DE COBRE n PROTEINA REACTIVOS: Cantidad 0.5 mL de hidróxido de sodio al 10% 77 EDICIÓN 2015 . 2.5 mL de agua destilada + 0.5 mL de solución de grenetina sin hidrolizar (Solución “C”) + 0. c) Calentar a ebullición con agitación. Solución “D”. d) Observar los resultados. Hidróxido de sodio al 10%.5 mL. en otro 2 mL de solución de albúmina (Solución “D”). colocar las siguientes soluciones: TUBO No: 1. 0. 6.5 mL de solución de albúmina + 0. 5. 2. 0. agregar 2 mL. Solución “D”. 0. observar y concluir.5 mL.5 mL de solución de hidróxido de sodio al 10%. 0. Realice las anotaciones correspondientes: Sustrato: OBSERVACIONES: Agua destilada. Solución “A”. Solución “D”. 2. 0.5 mL de solución de albúmina (solución “D”).5 mL. Solución “C”. 4) Reacción con Ninhidrina: O R O OH NaOH OH + + R-CHO + CO2 N OH NH2 O O O O O REACTIVOS: Cantidad: 0. Solución “B”. PROCEDIMIENTO:  En cinco tubos de ensayo.5 mL de agua destilada. de solución de sulfato de cobre al 2 %.5 mL. 4. 0.  Agitar. Solución “C”. 0. 0. 0. Aminoácido patrón al 1%. colocar las siguientes soluciones: TUBO No: 1. 0.5 mL de solución de hidróxido de sodio al 10%.5 mL.5 mL de grenetina hidrolizada sin neutralizar (solución “A”)  A cada tubo.5 mL.5 mL de solución de grenetina hidrolizada sin neutralizar (solución “A”) + 0. 0. Ninhidrina al 3%.5 mL de solución de albúmina (solución “D”) 5. 0. Reactivo: Agua destilada.5 mL de solución al 1% de un aminoácido patrón.5 mL.5 mL de solución de grenetina hidrolizada a pH neutro (solución “B”) 3. 0. 78 EDICIÓN 2015 .5 mL de solución de grenetina sin hidrolizar (solución “C”) 4.3. 0 mL. “D”) 4. Nitrito de sodio al 5%. colocar 3 mL de HCl concentrado (líquido altamente corrosivo) y enseguida agregar: TUBO No: 1. 1 mL de solución acuosa de nitrito de sodio al 5%. 2. Agregar a cada tubo 0. 2. Reactivo: Ácido Clorhídrico concentrado (líquido altamente corrosivo). 2 mL de hidrolizado de grenetina (solución “A”) 2.0 mL. 2. Agua destilada.Aminoácido Patrón.5 mL de solución de ninhidrina al 3% y calentar a baño María por cinco minutos  Observar y concluir. 2 mL de solución de albúmina (solución. Solución “B”.  Observar y concluir 79 EDICIÓN 2015 . Sol. Solución “D”. Solución “D”. 2. Solución “A”. Solución “C”. Solución “C”. 2 mL de grenetina sin hidrolizar (solución.0 mL. Tubo testigo sin proteína.0 mL. PROCEDIMIENTO:  En cuatro tubos de ensayo. “C”) 3.0 mL. 5) Reacción con Ácido Nitroso: O R OH + HNO 2 0-5 ºC N2 + MEZCLA DE PRODUCTOS NH2 REACTIVOS: Cantidad: 3.  Enfriar y agregar a los cuatro tubos de ensayo.0 mL. Realice las anotaciones correspondientes: Sustrato: OBSERVACIONES: Agua destilada. 4. 3 mL (6 gotas) de solución indicadora de rojo congo.1% como indicador. Rojo Congo Solución “B”. HCl al 0.NaOH 0.1N. d) Observar y concluir.6 mL El necesario. Solución “A”. El necesario.1% OBSERVACIONES: 80 EDICIÓN 2015 . Realice las anotaciones correspondientes: Solución: Indicador: Color inicial. Fenolftaleina 0.1%. HCl 0.1N Color final.1% Solución “B”. Fenolftaleina 0. Solución “C”. Solución “D”.Realice las anotaciones correspondientes: Sustrato: OBSERVACIONES: Agua destilada. Solución indicadora – Rojo Congo. PROCEDIMIENTO: a) En tubo de ensayo colocar 2 mL de hidrolizado de grenetina a pH neutro (solución “B”) y en otro 2 mL de agua destilada. Solución “B”. y agregando solución de hidróxido de sodio 0. e) Efectuar el mismo ensayo empleando fenolftaleína al 0.1N.0 mL 4. Agua destilada. Fenolftaleína al 0. mL . y c) Agregar a cada tubo. gota a gota HCl 0.6 mL 0. f) Observar y concluir. Rojo Congo mL. hasta un cambio de coloración. NaOH al 0.0 mL 0. hasta cambio de coloración.1N de igual forma. b) Agregar a cada tubo 0. Agua destilada.1N.1N Agua destilada. 5) Acción reguladora de aminoácidos: REACTIVOS: Cantidad: Reactivo: 4. 3.1 mL. La necesaria.0 mL.1 mL. Frente del Disolvente. b) Enseguida hacer aplicaciones de aminoácidos patrón. Solución de ninhidrina para revelar. Relación de frentes – Rf. 0.1 mL. al 1%. al 1%. c) Dejar secar el cromatograma e introducirlo en una cámara de cromatografía que contenga una mezcla de alcohol terbutilico-agua 3:1. aplicar una pequeña muestra del hidrolizado de grenetina neutra (solución “B”). Aminoácido patrón 2. 0. Solución Patrón de Aminoácido 2.4 Aminoácido patrón 1.1 Mancha No.2 Mancha No. e) Secar en la estufa y revelar con un atomizador que contenga una solución de ninhidrina. PROCEDIMIENTO: a) En una cromatoplaca. d) Eluir el cromatograma. Mancha No.6) Cromatografía en placa fina: REACTIVOS: Cantidad: 0. Solución “B”. f) Identificar los aminoácidos presentes en el hidrolizado de grenetina.3 Mancha No.Nombre: 81 EDICIÓN 2015 . Reactivo: Solucion “B”. Nombre: Frente de la mancha. Solución Patrón de Aminoácido 1. Realice las anotaciones correspondientes. determinando valores de Rf. Solución Alcohol Terbutílico-Agua 3:1.(Una o dos gotas de NH4OH facilitan el revelado de la placa). DIAGRAMAS DE FLUJO (plantear cada una de las secciones de la parte experimental) 82 EDICIÓN 2015 . DIAGRAMAS DE FLUJO (plantear cada una de las secciones de la parte experimental) 83 EDICIÓN 2015 . ¿Qué tipo de aminoácidos ó proteínas dan positiva la reacción xantoprotéica? 4. Escribe el mecanismo que se lleva a cabo en la reacción xantoproteica.CUESTIONARIO EXPERIMENTAL En la hidrólisis de grenetina. para dar positiva la reacción de precipitación con acetato de plomo? 84 EDICIÓN 2015 . ¿Cuál es la razón de agregar hidróxido de sodio en la reacción xantoprotéica? 6. ¿Qué tipo de aminoácidos debe contener una proteína. Investiga y descibe tres tipos de hidrólisis de proteínas. ¿Cómo sabría si la hidrólisis fue parcial o total? 2. indicar: 1. 5. 3. Explicar el fundamento de la cromatografía en capa fina y mencionar cuál es la fase móvil y cuál la estacionaria en el sistema utilizado en esta práctica. el efecto regulador de aminoácidos. 8. Resumir las conclusiones obtenidas en la reacción con acetato de plomo. 9. Escribe la fórmula de los aminoácidos que identificó por cromatografía. Explicar los resultados obtenidos en la prueba del efecto regulador de los aminoácidos. ¿En qué consiste la prueba de Van Slyke? 11. 12. 85 EDICIÓN 2015 . 10. Indicar por medio de reacciones.7. 15. Investigar de qué proteína se obtiene la grenetina. 86 EDICIÓN 2015 . ¿A qué tipo de proteínas pertenecen las que se emplearon en la práctica? 14.13. Investigar algunos de los aminoácidos que se encuentran presentes en grenetina y albúmina. Observaciones Resultados Análisis de Resultados Conclusiones 87 EDICIÓN 2015 . “Técnicas de Bioquímica aplicada”. Edición.BIBLIOGRAFÍA. - Fessenden. 1ª Edición. 1974. S. - Rendina G. - McMurry. “Química Orgánica”. 1983.Editorial Omega. Barcelona. 2005. John. Grupo Editorial Iberoamérica. Editorial Thomson.A. “Química Orgánica”. Edición. 1967. Ralph. 88 EDICIÓN 2015 . - Litwack G. 6ª Edición. “Bioquímica Experimental”. Fessenden. Johan S. Editorial Interamericana. 89 EDICIÓN 2015 .FICHA DE EVALUACIÓN FINAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA I DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL NOMBRE DEL ALUMNO_____________________________________ GRUPO___________________________________________________ TURNO___________________________________________________ SEMESTRE MARZO-JULIO ( ) AGOSTO-DICIEMBRE ( ) AÑO______________________ CALIFICACIÓN FINAL DE LABORATORIO* _________________________________ LETRA NÚMERO FIRMA DE ENTERADO DEL ALUMNO____________________________ NOMBRE Y FIRMA DEL PROFESOR______________________________ * Si la calificación es reprobatoria. anotar si es por inasistencias o por examen. formación de osazonas y síntesis de pentaacetado de -D-glucosa Hidrólisis de una proteínas y ensayos para aminoácidos Examen Entrega y captura de calificaciones 90 FECHA 27-31 de Marzo 20-24 Abril 11 – 15 Mayo 18 – 22 de Mayo 1 – 5 de Mayo 1 -5 de Junio 15 – 19 de junio 15 – 19 de junio 22 – 26 de junio 22 – 26 de junio 29 junio – 3 de julio 6 – 10 de julio 16 – 20 de julio EDICIÓN 2015 .CALENDARIO DE PRÁCTICAS DE QUÍMICA ORGÁNICA I QUÍMICO FARMECÉUTICO INDUSTRIAL MARZO – JULIO 2015 NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 NOMBRE DE LA PRÁCTICA Introducción Separación de una mezcla ternaria por destilación Recristalización Extracción líquido .líquido Examen Cromatografía Síntesis a microescala de ácido fumárico Síntesis de dibenzalacetona Examen Poder reductor.