FORMATO DE GUÍAS DE LABORATORIO-UNIVERSIDAD DE LA AMAZONIA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS PROGRAMA DE QUÍMICA LABORATORIO DE SÍNTESIS ORGÁNICA. PROFESOR: PAULA LILIANA GALEANO GARCÍA. Qco. M.Sc. PRÁCTICA 1. ISOMERÍA CIS – TRANS El alumno deberá conocer y comprender la isomería cis-trans como un ejemplo de isomería configuracional. EQUIPOS Y REACTIVOS Materiales y/o reactivos Ácido clorhídrico Ácido maleico Hielo frapé Sistema de reflujo Papel filtro, Papel pH Mangueras Sistema para evaluar punto de fusión Cantidad 10 ml 2g Materiales y/o reactivos Cristalizador Pinzas para refrigerante Pinzas para matraz Soporte universal Parrilla eléctrica Probeta de 50 mL Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 Nota 1: traer baño de arena. (Olleta que no se use en casa y arena) METODOLOGÍA Etapa 1. Reflujo. En un matraz redondo de 10 mL disolver 2 g de ácido maleico en 2 mL de agua, después agregar 4 mL de ácido clorhídrico concentrado. Coloque un refrigerante en posición de reflujo y poner a ebullición en baño de arena durante 20 min. (Ver figura). Etapa 2. Filtración. Terminado el reflujo, verter el contenido a un vaso de precipitados, enfriar en un cristalizador con hielo hasta que se forme un sólido, filtrar los cristales precipitados con vacío, lavando con agua fría hasta pH neutro del filtrado. Etapa 3. Recristalización. Se puede recristalizar con ácido clorhídrico 1 N calentado a ebullición en un vaso de precipitados y dejando enfriar, volver a filtrar el precipitado formado lavando con agua fría. Secar muy bien y pesar. Para calcular el rendimiento. Determine el punto de fusión del ácido fumárico y un punto de fusión mixto con ácido Lecturas recomendables: Nomenclatura de los isómeros geométricos. Jr. México Consultas sobre el tema: .FORMATO DE GUÍAS DE LABORATORIO fumárico y ácido maleico en el aparato de Fisher Johns o para determinar el punto de fusión. I. Nota 2: *El ácido fumárico sobrante que no haya sido utilizado deberá colectarse en un recipiente proporcionado por el laboratorio. Explicar brevemente en qué consiste la isomería cis-trans. ¿Por qué la determinación del punto de fusión del ácido fumárico puede dar un resultado poco confiable? 6. ¿Cuál es la diferencia entre el sistema cis trans con el E-Z? 4. Química Orgánica. Etapa 4. 1989. Química Orgánica. Internacional Thomson Editores. México. S. 2000. London. H. 1982. y C.. uso y precauciones que se deberá tener con los reactivos que se utilizan en la práctica. de C. (1989) Textbook of Practical Organic Chemistry. Wade. McGrawHill/Editorial Interamericana S.G. Proponga un mecanismo para la reacción. Compare la solubilidad de la materia prima con el producto obtenido disolviendo una pequeña cantidad de cada uno de ellos en 1 mL de agua. Prentice-Hall Hispanoamericana. Comparación de la solubilidad.. Química Orgánica. Heathcock.A. Limusa.V. A. S. Química Orgánica Experimental. 2.V.5 del capítulo 6 en: J. ¿Puede haber una reacción de adición del ácido clorhídrico al doble enlace C-C? Explique 5. Longman Scientific and Technical. 3.Streitwieser.. de C. 1993. A. Fifth Edition. CUESTIONARIO 1.A. consúltese la sección 7-5 del capítulo 7 en: L. Xorge A.. consúltese la sección 6. ¿Cuál de los dos ácidos (maleíco o fumárico) es más soluble en agua? BIBLIOGRAFÍA Textos: Domínguez. NO DESECHARLO En la bitácora elabore una lista de las propiedades fisicoquímicas. México. Vogel. Xorge Alejandro Domínguez S. Incluya un diagrama de flujo y cuestionario resuelto. Jr. McMurry.A. Isomería cis-trans de los alquenos. Encyclopedia of Chemical Tecnology. Stroumtsos. D. New York.de/bitacora/ SOLUCION 6. Fertig. 1976.S.. lo que reduce la suma de dipolos y el momento dipolar resultante es muy bajo.FORMATO DE GUÍAS DE LABORATORIO The Merck Index.F. John Wiley & Sons (3 e. Budavari. R. La disposición espacial de la nube electrónica originada por el doble enlace y los dos grupos carboxilos son los responsables de las diferencias de solubilidad.1982. D.J. mientras que el fumárico al ser el isómero trans tiene los carboxilos en lados opuestos. se genera un momento dipolar relativamente elevado. 9th edition. El ácido maleico es un ácido dicarboxílico (ácido butadienoico) y es el isómero geométrico del ácido fumárico. UAM-Xochimilco. mientras que en el fumárico. S. Se distingue entre el isómerocis. CBS Manual: Hojas de datos de seguridad de las sustancias químicas empleadas con mayor frecuencia en los laboratorios de la licenciatura de QFB.Y. M. disminuirá la posibilidad de ser solvatado por el agua y por lo tanto de ser menos soluble. F. Cuando el momento dipolar es muy elevado. & Otmer. Editores). Kirk-Otmer. U. al ser menos polar. en el que los sustituyentes están en el mismo lado del doble enlace o en la misma cara del .N. Reyes Méndez. Inc. and M. es decir. O. N. 1997.) http://definicion. Soria Arteche. Kirk. El maleico es el isómero cis mientras que el fumárico es el ácido trans. An Encyclopedia of Chemicals and Drugs (Windholz.L. O. El maleico por ser el isómero cis tiene los dos carboxilos orientados hacia el mismo lado del doble enlace y por lo tanto. México. La isomería cis-trans (o isomería geométrica) es un tipo de estereoisometría de los alquenos y cicloalcanos. Rahway.. Cárdenas Rodríguez y J. es más fácil para las moléculas establecer puentes de hidrógeno con el disolvente polar (que universalmente es el agua) y por lo tanto se solvatará rápidamente. Merck & Co. L..A. H.J. será más soluble.. El sistema de nomenclatura cis/trans enalquenos es insuficiente cuando hay tres o más sustituyentes diferentes en el doble enlace. que es muy insoluble y de punto de fusión elevado. Consecuentemente el punto de fusión del fumárico es mayor (unos 287 °C) que el del maleico (unos 135 °C). . se hidroliza fácilmente dando el ácido maleico. en el que están en el lado opuesto del doble enlace o en caras opuestas del cicloalcano. Consecuentemente el fumárico presente mayor "superficie" de contacto por lo que las fuerzas intermoleculares son más intensas. su isómero geométrico trans (E). que también tiene la configuración cis (Z) y es bastante soluble en agua y de bajo punto de fusión. Ingold y Prelog. Por acción del HCI dicho ácido se puede isomerizar a ácido fumárico. con eliminación del ácido clorhídrico. Son isómeros.[ ]que sirve para todos los alquenos. la disposición es Z. Z proviene del vocablo alemán zusammen que significajuntos y E del vocablo alemán entgegen que significa opuesto. En cambio si están en lados opuestos la disposición es E. Equivaldrían a los términos cis y trans respectivamente. formando un intermediario transitorio carente de doble enlace que explica la rotación de los enlaces de carbono. Para cada uno de los dos átomos de carbono del doble enlace se determina individualmente cual de los dos sustituyentes tiene la prioridad más alta.FORMATO DE GUÍAS DE LABORATORIO cicloalcano. Si ambos sustituyentes de mayor prioridad están en el mismo lado. El ácido maleico tiene una cadena abierta pero está casi cerrada (parece un ciclohexano). adoptado por la IUPAC. y el isómero trans. En el maléico hay menos superficie dada su forma compactada y las fuerzas intermoleculares son menores. El anhídrido maleico. Si una configuración molecular es Z o E viene determinado por lasreglas de prioridad de Cahn. En estos casos se usa el sistema de nomenclatura Z/E. El ácido fumárico tiene una cadena casi lineal. más estable. formándose la estructura trans (E). Se supone que la isomerización ocurre a través de la adición 1.4 del cloruro de hidrógeno al sistema conjugado. así estos al volatilizarse condensan y caen nuevamente al sistema de reacción. donde el protón fuertemente ionizado. volatilización. la salida a la atmosfera. se consigue tras la reacción de hidrólisis en medio acido . aceptando un para de electrones. y mantiene un volumen constante de reacción. asegurando un buen rendimiento de la síntesis.FORMATO DE GUÍAS DE LABORATORIO Resultados El ácido maleico presenta una isomería cis dado la posición en que se encuentran los grupos carboxilo. una vez se ha hecho el giro el carbocation formado se estabiliza por la salida del hidronio. se utiliza el montaje de reflujo. convirtiendo en un compuesto insoluble( acido Fumarico) Este tipo de reacciones son lentas por lo que necesitan la temperatura para adquirir un estado más energético y pueda . éste es importante en síntesis dado que permite efectuar reacciones donde se requiere suministrar temperatura para catalizar la reacción. los incremento de temperatura pueden causar la perdida de reactivo por evaporación. es decir. éste se puede usar para la síntesis del acido Fumárico (isomería trans). formándose el doble enlace nuevamente. por lo tanto ataca un nucleofilo como el doble enlace del acido maleico. La reacción en medio acido. por el giro del grupo carboxilo dado que el enlace simple no es rígido. Para la conversión del ácido maleico a fumarico. busca zonas ricas en electrones. parte de la disociación del acido clorhídrico. evitando la perdida del disolvente. de éste modo en la síntesis del ácido fumárico se evita la perdida de la mezcla de reacción. se convierte en un electrófilo. con acido clorhídrico concentrado (HCl) convirtiéndose en acido Fumarico. y de este modo se da la conversión de isomería. y solubilizar. teóricamente presenta una variación entre un rango que no supera los dos grados centígrados. sin embargo es confiable. el valor obtenido presenta una desviación de tres grados. la fusión que se produce en este. Las pruebas de solubilidad realizadas al solido sintetizado. este valor es rendimiento es favorable para la síntesis. por lo tanto existe diferencia de solubilidad. y por lo tanto el momento dipolar resultante es muy bajo. Tal insolubilidad se debe a que el acido fumarico tiene los grupos carboxílicos en lados opuestos. se usa la recristalizacion y el punto de fusión.5636 gramos de acido Fumarico. a la que ocurre el cambio de estado sólido a liquido. 0. al disolver 0. dado que los rendimiento superan el 50% del producto esperado. El rendimiento de la síntesis es del 80%. Una vez completa la reacción. como se reporta en teoría .1062 gramos fue insoluble en 1ml de agua. El acido Fumarico comienza a cristalizar en el medio de reacción dado que la isomería tras (acido Fumarico). así este es insoluble en medio acuoso. y al ir aumentando hasta 20 ml el volumen no existía solubilidad. y de esta manera. así cuando un solido esta puro. dado que la desviación se puede atribuir por variación de presión. éste es la temperatura a una presión determinada. lo que no se aplica para este. mientras que para el reactivo de partida. y como se comprobó experimentalmente. lo que reduce la suma de los dipolos. un acido insoluble. y algunas impurezas que puede tener el producto a pesar del proceso de cristalización. como en una sustancia un momento dipolar alto le permite formar enlaces con el disolvente polar.FORMATO DE GUÍAS DE LABORATORIO darse la reacción.2124 gramos son solubles en un 1 ml. fueron comparadas con el reactivo de partida. se logró la síntesis del acido Fumarico. así se obtuvieron 2. La determinación del punto de fusión es una medida que garantiza la pureza del compuesto. la recristalizacion es importante dado que permite eliminar las impurezas del solido obtenido en la síntesis. un valor cercano al valor reportado en teoría (287 grados Celsius). así el producto de la síntesis. lo convierte en un acido insoluble en medio acuoso. . Al determinar el punto de fusión para el acido sintetizado (acido Fumárico) presentó un valor de 290 grados centígrados. com gladis yanet rodrigues: [email protected] leidy orozco : [email protected] rocio mejia :[email protected] jose antonio ramón [email protected] DE GUÍAS DE LABORATORIO se realizó la trasformación del acido maleico (isomería cis) a acido fumarico (isomería trans)[email protected] luis acosta M: [email protected] helbert Cruz: cruzhelberth@gmail. evidenciado en las pruebas de solubilidad.com helena vargas:[email protected] fredy Ordoñez : f.com jahaziel david amaya : [email protected] ines sutachan clderon [email protected] nicol dayan : [email protected] .com Alejandro: alejos8908@hotmail. cambio del punto de fusión del reactivo(138) a producto (290) Lina mavesoy: juanita_8912@hotmail. FORMATO DE GUÍAS DE LABORATORIO .