UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS QUÍMICA ORGÁNICA III INTEGRANTES GRUPO N° 1 ÁVILA VÍCTOR COBA JEFFERSON FLORES DAMIÁN PRACTICA No.8 TITULO: Reacción de anhídridos – Síntesis de una imida Objetivo: Sintetizar N-fenilmaleimida a partir de ácido maleanílico. ABSTRACT La reacción de anhídrido con el fi n de sintetizar una imida se la realizo mediante la síntesis entre el anhídrido maleico y anilina en agitación con aceto nitrilo anhidro, mediante una reacción de condensación intramolecular en la cual un anhidro cíclico, con una amina aromática dan lugar a una imida ciclica (N- fenilmaleimida (1)). Se pudo obtener (1) como un sólido de color amarillento con un bajo rendimiento y una buena pureza con un punto de fusión alrededor de 91°C. Introducción Las imidas se parecen a las amidas ya que todas tienen nitrógeno en su estructura. Una amina es básica por tener en el nitrógeno un par de electrones libres. La presencia de un grupo carbonilo atado al nitrógeno remueve electrones y convierte la amina básica en una amida neutral. La adición de un segundo grupo carbonilo aumenta aún más la carga positiva en el nitrógeno al grado que el hidrogeno que queda en la imida es débilmente acida. Su preparación es similar a la formación de una amida. La reacción ocurre entre una amida y un anhidro cíclico. 1. El ataque nucleofílico de la amina a un carbonilo del anhidro. Esto ocurre rápidamente. (Esquema 1) Esquema 1. Ataque nucleofílico de la amina a un carbonilo del anhidro Formación de la N-fenilmaleimida .2. (Esquema 2) Esquema 2. (Esquema 3) Esquema 3. Se usa anhidro acético para activar el grupo carboxílico convirtiéndolo en uno anhidro con la formación de ácido acético como producto. Activación grupo carboxílico 1. Consiste de la ruptura del grupo anhidro con la partida de grupo saliente acetato. Se utilizó 0.Este proceso es posible ya que ocurre por el ataque del nitrógeno del grupo amida del mismo compuesto para formar un anillo estable de cinco miembros.05 ml de anilina en 1. Datos experimentales del ácido maleanílico .1g/mol 191. se pesó 0. (Esquema 4) O O O + NH2 A c2O N O O 98. utilizando una pipeta Pasteur se añadió esta disolución en una sola porción sobre la solución de anhídrido maleico. En otro tubo se disolvió 0.1-91. Se agitó la mezcla de reacción a temperatura ambiente alrededor de 17 minutos.1-91. En esta ocasión de nuevo se produce acido como producto secundario.0 ml de acetonitrilo anhidro.1 ml de acetonitrilo para lavar el tubo de la solución de anilina y se transfirió este solvente sobre la solución reaccionante.0)°C Rendimiento 89% Tabla1. creando así la imida. después de este tiempo se enfrió la mezcla de reacción en un baño de hielo durante 10 minutos. Finalmente se colectó el producto mediante una filtración al vacío y se lavó el crudo con éter etílico. controlando la reacción mediante un TLC utilizando como solvente EtOAc/Hexano (3:2).18 g/mol Esquema 4.0) °C.086g de ácido maleanílico que correspondió al 89% de rendimiento (Tabla 1) mp= (90. se colocó 87. Síntesis de N-fenilmaleimida (1) Parte experimental Síntesis de ácido maleaníliico En un tubo equipado con un tubo desecante de CaCl 2 .1g/mol 93.7648 mmol) de anhídrido maleico y se disolvió con 1.0 ml de acetonitrilo anhidro.7 mg (0. Como indica la imagen 1. Estado Sólido Color Blanco Punto de fusión (90. 3 Hz. FTIR : 2957. Datos experimentales del ácido maleanílico . 0. J = 7.3) °C Rendimiento 11% Tabla2. 1. 646 cm-1. CDCl3) δ: 35. 21. Se agitó durante 10 minutos más la mezcla y para luego colocar el tubo en un baño de hielo por 5 minutos.0 ml de agua fría. Estado Sólido Color Amarillento Punto de fusión (201.3) °C (Imagen 2)1H-RMN (300 MHz..85 (quint. El sólido fue recolectado mediante filtración al vacío y el producto se lavó con agua fría 3 veces cada una con 0.0.5. Calentamos la mezcla de reacción con agitación en un baño de arena a (75-93)°C durante 30 minutos.Imagen 1.93 (t. 2921. se colocó 20. este producto se dejó secar y se recristalizó en ciclohexano obteniéndose 0.3 mg de acetato de sodio anhidro.1-202. Punto de fusión ácido maleanílico Síntesis de N-fenilmaleimida En un tubo equipado con un tubo desecante de CaCl 2. J = 6.1. 3H. 13. 2H. 2H.8 Hz. 1. J = 6. -CH2-CH2-Br).42 (t. CH3).4 Hz.2. 2860.-CH2-Br). J = 7. 13C-RMN (75 Hz. 2H. Se calentó la mezcla a temperatura ambiente añadiendo 1.47 (sext. 1256.1-202. CH3-CH2-). CDCl3) δ: 3.0102 mg de N-fenilmaleimida (1) (Tabla 2) como un sólido amarillento mp= (201.5 ml.9 Hz. o. 33.2 ml de anhídrido acético y 81 mg de ácido maleanílico. Sintesis de N-fenilmaleimida Ph . O O O . La ruptura del grupo anhidro ocurre por el ataque del nitrógeno al grupo amida.. Esta imida ha sido sugerida para varias curas de ciertas enfermedades. NH2 O + O Ph N O N - O O H 3C O CH3 O N Ph O H H O Ph CH3 O NH O CH3 O O N O CH3 Ph H H O H O - CH3 O O H + + N O Ph O O - CH3 N O - N Ph H O - H Ph + N Ph O - O O N O O O O - - O O O + H H H O O O O O Esquema 5. Esta reacción se la fue monitoreando mediante TLC donde se observó una mancha en la mitad lo que nos indicaba que la reacción había concluido. luego se usa anhídrido acético para activar el grupo carboxilo. El ataque nucleofílico de la amina al carbonilo del anhidro ocurre rápidamente de forma concertada (esquema 5). Lo cual es de suma importancia para el campo de farmacología (2). para formar del mismo compuesto un anillo estable creando así la imida cíclica. Formándose un sólido de color amarillo debido a que es un compuesto conjugado el cual absorbe energía en el rango visible en la longitud de onda correspondiente al color amarillo. la cual produce una amida acida o ácido maleanílico es seguida por una condensación intramolecular para así producir la imida deseada (1).Imagen 2. Punto de fusión N-fenilmaleimida Discusiones La reacción de condensación se produce como producto de un ataque nucleofílico al carbonilo del anhidro con una amina aromática Esta reacción inicial. 50 7. C y D pertenecen a protones aromáticos que se absorben en campos más bajos por la cercanía respectivamente a un átomo electronegativo como es el nitrógeno de la imida.5-dione Señal A B C D δ (ppm) 6. Espectro RMN N-fenilmaleimida . RMN-H C B O A D N A B C O 1-phenyl-1H-pyrrole-2.En la imagen 3 del espectro RMN nos indica la (Tabla 3) Señal A pertenece a un enlace –CH que acopla que no acopla con ningún otro hidrogeno y está desprotegido por el oxígeno que está unido al carbono adyacente las señales B. Señales H1RMN Imagen 3.48 Tabla3.55 7.86 7. 17 129. 8 y 9. Señal 4 1 5 8 9 3 INT.15 134. Señales C13RMN IR Mediante el IR (Imagen 4) se pueden reconocer principalmente la tensión C=O y la presencia de un sistema conjugado con ausencia de cadenas alifáticas ya que no se observa una señal de C-H (sp3)(Tabla 5) enlace C=O C-H (sp2) aromático C=CH vinilico C=C aromático Tension de aromático Rango e intensidad de absorción cm-1 1720 3070 3020 1400. 1500. Señales IR . observando también carbonos equivalentes entre sí como son los carbonos 4. 1600 700-750 Tabla5.RMN-C En el RMN-C se pueden diferenciar seis tipos de señales (Tabla4) por lo que existen seis tipos diferentes de carbonos.15 126. 1 .12 131.44 127. 1580. 164.25 Tabla4. luego al reaccionar con un éter se forma el ácido. Se obtuvo un Rendimiento de 10% el cual es muy bajo El rendimiento bajo se puede deber a que el producto obtenido en la primera parte del experimento no estaba correctamente purificado.1-202. http://www.php/revistaciencia/article/download/. 2003.. 1983.. Valencia. R.Graham. Soc. R. Blount.edu. H. No. 105. que se forma cuando ocurre una ataque nucleofílico y la amina ataca a un carbonilo del anhídrido. J. Bibliografía (1) Paquette. En la primera parte se preparó el ácido maleanílico./30 15 (accesado 4-dic-13) ..org/pdf/849/84934092. J.. Acta Crystallographica. 1717-1718. 11.. Am. A. No.SectionE. También puede deberse a que no se creó una atmósfera seca durante la reacción. 59.pdf (accesado 4-Dec-13) (2) Fuquen. Schaefer. Abonia.3) °C que se encuentra dentro del rango teórico que es de 202°C En la reacción que se lleva a cabo debemos conocer que primero se llevará a cabo una condensación anhídrido maleico con anilina para formar la imida cíclica que es N-fenilmaleimida.redalyc.. Chem. L. Kennedy..utp.co/index.. 3642-3649. Vol. D. Espectro IR-fenilmaleimida CONCLUSIONES La reacción de síntesis de una imida dio como resultado el Nfenilmaleimida que es un sólido cristalino de color amarillento pálido con rango de fusión (201.Imagen 4.revistas. http://www. A.