1-12-2010
INFORME Y MONOGRAFÍAS DEL LABORATORIO DE SFMPII PROFESOR: CARLOS SALVADOR VALADEZ SÁNCHEZ GRUPO: 1501
UNAM
FES
ZARAGOZA
SÍNTESIS DE FÁRMACOS Y MATERIAS PRIMAS
II
1
SINTESIS DE FARMACOS Y MATERIAS PRIMAS II
Autores
Arellano González Marva Ilian Barrios Rodas Angélica Viridiana Contreras Rodríguez Ariadne Córdova Pureco Ana Lucia González Martínez Ricardo Hernández Garay Miguel Ángel Juárez Aguilar Diego Armando Reyes Vazquez Elvia
Rugerio Juárez Carlos Francisco Sánchez Montoya Julio Tonatiuh Valverde Aguilar Adriana
Victoria Jurado Aldo
2
ANILLOS DE CINCO MIEMBROS CONTENIENDO UN HETEROATOMO ... 5
SUCCINIMIDA(Córdova Pureco Ana Lucía) ... 6
2,4-DIMETIL-3,5-DICARBETOXIPIRROL (Barrios Rodas Angélica Viridiana) ... 14
DIACETATO DE 5-NITROFURFURAL(Rugerio Juárez Carlos Francisco) ... 22
NIFUROXIMA(González Martínez Ricardo) ... 29
NITROFURAZONA(Sánchez Montoya Julio Tonatiuh) ... 37
ALCOHOL FURFURÍLICO(Contreras Rodríguez Ariadne) ... 45
ANILLOS DE CINCO MIEMBROS BENZOFUSIONADOS CONTENIENDO UN HETEROATOMO ... 55
ISATINA ... 56
2-FENIL INDOL(Córdova Pureco Ana Lucia) ... 63
ANILLOS DE CINCO MIEMBROS CONTENIENDO DOS HETEROATOMOS ... 71
DILANTIN (Juárez Aguilar Diego Armando) ... 72
ALANTOÍNA (Arellano González Marva Ilian) ... 79
3,5-DIMETILPIRAZOL (González Martínez Ricardo) ... 84
1-FENIL-3-METIL-2-PIRAZOLIN-5-ONA (Sánchez Montoya Julio Tonatiuh)... 91
2,4,5-TRIFENILOXAZOL ... 98
4-BENCILIDEN-2-FENILOXAZOL-5-ONA (Córdova Pureco Ana Lucia) ... 104
ANILLOS DE CINCO MIEMBROS BENZOFUSIONADOS, CONTENIENDO DOS HETEROATOMOS ... 111
BENCIMIDAZOL (Hernández Garay Miguel Ángel) ... 112
2-METILBENCIMIDAZOL (Valverde Aguilar Adriana) ... 118
ANILLOS DE SEIS MIEMBROS CONTENIENDO UN HETEROATOMO ... 122
3,5-DICARBETOXI-2,6-DIMETIL-4-FENIL-1,4-DIHIDROPIRIDINA (Arellano González Marva Ilian) .. 123
ACIDO NICOTÍNICO (Juárez Aguilar Diego Armando) ... 130
ÁCIDO ISONICOTINICO (Victoria Jurado Aldo) ... 139
NICOTINATO DE METILO. ... 145
ANILLOS DE SEIS MIEMBROS BEZOFUSIONADOS, CONTENIENDO UN HETEROATOMO ... 151
8-HIDROXIQUINOLINA ... 152
DIYODOQUÍN (Contreras Rodríguez Ariadne) ... 157
ATOFAN (Rugerio Juárez Carlos Francisco) ... 162
3
4-HIDROXICUMARINA (Barrios Rodas Angélica Viridiana) ... 173
ANILLOS DE SEIS MIEMBROS CONTENIENDO DOS HETEROATOMOS ... 179
ACIDO BARBITÚRICO (Valverde Aguilar Adriana) ... 180
ANILLOS DE SEIS MIEMBROS BENZOFUSIONADOS, CONTENIENDO DOS HETEROATOMOS ... 187
2,3-DIFENILQUINOXALINA (Reyes Vazquez Elvia) ... 188
LUMINOL(Victoria Jurado Aldo) ... 194
FENOTIACINA (Hernández Garay Miguel Ángel) ... 201
ANEXO ... 208
SINTESIS NUEVAS ... 209
1-BENCIL-2 ,4,6-TRIFENILPIRIDINIO TETRAFLUOROBORATO ... 210
1-FENIL-2,5-DIMETILPIRROL(Barrios Rodas Angélica Viridiana) ... 214
ACIDO BENZALBARBITURICO ... 218
ANTIPIRINA (Fenil dimetil pirazolona) ... 223
2,4,6-TRIMETIL PIRIDINA(Arellano Gonzalez Marva Ilian) ... 233
BARBITAL (González Martínez Ricardo) ... 237
INDOL(Arellano Gonzalez Marva Ilian y Barrios Rodas Anguelica Viridiana) ... 247
QUINALDINA (Reyes Vazquez Elvia y Victoria Jurado Aldo) ... 251
4-METILCUMARINA (Reyes Vazquez Elvia y Victoria Jurado Aldo) ... 255
DIETIL 2,6-DIMETILPIRIDINA-3,5-DICARBOXILATO (Reyes Vazquez Elvia y Victoria Jurado Aldo) .. 259
SACARINA(Valverde Agilar Adriana) ... 264
5,5-DIFENILHIDANTOÍNA. ... 267
1, 2, 3, 4-TETRAHIDROCARBAZOL.( Córdova Pureco Ana Lucia y Sánchez Montoya Julio Tonatiuh) ... 273
FARMACOS ... 278
ATOFÁN (Ácido-2-fenilquinoliín-4- carboxílico)( Sánchez Montoya Julio Tonatiuh) ... 279
MEBENDAZOL(Reyes Vazquez Elvia) ... 291
NITROXOLINA (Victoria Jurado Aldo) ... 301
FURAZOLIDONA (Juárez Aguilar Diego Armando) ... 308
FURAZOLIDONA (Barrios Rodas Angélica Viridiana) ... 317
NIFUROXAZIDA ... 325
BENDAZOL (Contreras Rodriguez Ariadne) ... 334
4 NIFURALDEZONA.(Córdova Pureco Ana Lucia) ... 349 NIFUROXAZIDA ... 366
5
ANILLOS DE CINCO
MIEMBROS CONTENIENDO
UN HETEROATOMO
6
SUCCINIMIDA(Córdova Pureco Ana Lucía)
Más compleja desde el punto de vista del análisis retrosintético puede ser la síntesis de las succinimidas. En cualquier caso, la síntesis de la succinimida que se indica a continuación puede servir de modelo para la síntesis de otras succinimidas relacionadas.
OBJETIVO: Síntesis de la succinimida (derivado del pirro: anillo de 5 miembros con un heteroátomo de nitrógeno), por descomposición térmica del Succinato de amonio.
INTRODUCCIÓN. Mecanismo de acción.
Los anticonvulsivos de succinimida se usan para controlar ciertas convulsiones en el tratamiento de la epilepsia. Son sustancias depresoras del S.N.C. y se caracterizan por ser activos contra la epilepsia, la cual es una enfermedad crónica que se origina en la sustancia gris del cerebro y que se caracteriza por la aparición ocasional de las llamadas crisis epilépticas que pueden transcurrir con o sin pérdida de consciencia, y se caracterizan sobre todo por trastornos motores (convulsiones, mioclonías) y sensitivos, sensoriales y psíquicos. Los fármacos antiepilépticos no van a ser eficaces en las crisis sino que se administran durante la enfermedad para prevenir su aparición. Son eficaces en diferentes ataques convulsivos originados bien por medicamentos o por determinados estados patológicos, así son anticonvulsivantes.
En la clasificación de los antiepilépticos las succinimidas entran en el grupo de los ureidos. Un ejemplo de succinimidas es la Etosuximida.
Mecanismo de acción. El mecanismo de acción anticonvulsivo de las succinimidas ha sido recientemente aclarado (Coulter y col. 1989). La Etosuximida se comporta
7
como un antagonista selectivo de los canales de calcio voltaje dependientes de tipo T (son canales de bajo umbral de activación y de inactivación rápida con despolarización mantenida), en neuronas talámicas. Al ser un fármaco útil solamente para las crisis de ausencia, podría especularse que las crisis de ausencia podrían ser producidas por los mecanismos bloqueados por la Etosuximida. Sin embargo, el valproato, que no bloquea estos canales de calcio, también es efectivo para las crisis de ausencia, lo que demuestra que hay además otros mecanismos en la génesis de esta afección.
Debido que las crisis de ausencia raramente ocurren fuera de edad pediátrica, se ha descripto el rango terapéutico de la Etosuximida en niños, la mayoría de los pacientes están controlados con concentraciones de etilsuximida de 40-120 ug/ml.
Metabolismo.
El clearance de la Etosuximida ocurre por metabolismo hepático, el cual parece ser más rápido en niños (t1/2 = 39 h) que en adultos (t1/2 = 60 h).
Toxicidad.
Se conoce poco acerca de la eficacia o toxicidad de la droga en estados de enfermedad. Las dosis iniciales deben ser pequeñas y el incremento debe ser gradual y guiado por el monitoreo de las concentraciones de la droga. La frecuencia de las convulsiones puede disminuir dramáticamente con bajas concentraciones.
Los efectos colaterales más comunes son eosinofilia (10%), nauseas, vómitos, ataxia, y somnolencia. Pueden ocurrir alteraciones serias de la médula ósea, hepáticas, renales, disquinesias neurológicas y alteraciones psiquiátricas.
Se recomiendan recuentos sanguíneos y test de función renal y hepática a repetición.
Los efectos colaterales menos comunes incluyen alteraciones dermatológicas, neuropsiquiátricas y urinarias. Algunos de los efectos en la conducta son difíciles de distinguir.
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FORMAS FARMACÉUTICAS (COMERCIALES).
Se describen formas de dosis orales sólidas incluyen gránulos de fusión de un compuesto terapéutico sensible a la humedad y un componente de fusión hidrofóbico. Los gránulos de fusión protegen mejor al compuesto terapéutico de la degradación hidrolítica. Tales formas de dosis orales sólidas también poseen características de liberación inmediata más que asociadas con productos de fármacos de liberación extendida o liberación controlada.
MÉTODOS ANALÍTICOS DE VALORACIÓN.
Valoración. MGA 0991. Disolver 200mg de Etosuximida, en 50mL de dimetilformamida, agregar 2 gotas de solución (1:1000) de azovioleta en dimetilformamida y titular con solución 0.1N de metóxido de sodio hasta el vire a color azul, cuidando que no haya absorción de dióxido de carbono atmosférico. Hacer una determinación en blanco para efectuar las correcciones necesarias. Cada mililitro de solución 0.1N de metóxido de sodio equivale a 14.12mg de Etosuximida.
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TABLA.
Ácido succínico. Hidróxido de amonio. NH4 OH
Succinimida.
PM 118g/mol 34g/mol 99g/mol
Densidad 1.56g/mL 0.09g/mL ----
Pf. 185°-187° ---- 123-125°C
Peb. 285°-289° ---- ----
Solubilidad. Etanol Etanol
Reac. Lim. Relac. molar 2 4 2 η 1.55 3.1 1.65 g. teóricos. 236g 243g 163-164g v. teórico. ---- 270mL ---- % teórico. 100% 100% 82-83% g. exp. 1.43 1.8038g 1g V. exp. ---- 2mL ---- % exp. 100% 100% 82-83% PARTE EXPERIMENTAL.
En un matraz balón de 50mL se colocan 1.43g de ácido succínico, a este se le adiciona lentamente con agitación, 6mL de hidróxido de amonio; todo el ácido se disuelve formando una solución clara, el matraz se coloca en reflujo, manteniendo una temperatura que no supere los 50°C, durante 4 horas; pasadas las 4 horas se adicionan 6mL más de hidróxido de amonio, el matraz se tapa y se deja reposar una noche; pasado el reposo se adicionan nuevamente 6mL de hidróxido de amonio y se calienta a ebullición para desprender el exceso de amoniaco que no reaccionó; la succinimida cruda solidifica completamente, se recristaliza en alcohol etílico al 95% y se obtiene un 82-83% de rendimiento; el producto funde a 123°-125°C.
10 RESULTADOS. g. obtenidos Succinimida: 0.796g g. teóricos: 1g Punto de fusión: 122°C-124°C ( ) ( )
b) Métodos de identificación del producto.
El producto se identificó por medio de Cromatografías en capa fina en comparación con ácido succínico, en medio
También se puede determinar por el punto de fusión del producto, siendo el punto de fusión de la succinimida 123°-125°C.
DISCUSIÓN.
Se obtuvo 0.796g del producto. Son cristales de color blanco cuyo punto de fusión es de 122°-124°C.
Para realizar dicha síntesis, el procedimiento establecido por la técnica se tuvo que modificar, debido a motivos de seguridad, ya que la técnica oficial sugiere utilizar mechero, pero debido a la presencia de disolventes orgánicos y otros reactivos altamente volátiles en el laboratorio, se tuvieron que adecuar las siguientes modificaciones.
El rendimiento que marca la técnica es del 82-83%, y el experimental fue del 79.6%. Se considera un buen rendimiento debido a que no se encuentra muy alejado del teórico (marcado en la técnica oficial), ni se tiene un rendimiento teórico del procedimiento empleado.
Por otra parte, el punto de fusión obtenido se encuentra dentro del teórico, por lo tanto se considera que el producto obtenido si es succinimida.
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CUESTIONARIO.
1. ¿Qué diferencia estructural existe entre una amida y una imida?
Una amida es un compuesto orgánico cuyo grupo funcional es del tipo RCONR'R'', siendo CO un carbonilo, N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales orgánicos o átomos de hidrógeno mientras, la imida es un grupo funcional que consiste en dos grupos carbonilo enlazados a un átomo de nitrógeno
2. Enuncie las semejanzas entre el anillo de las succinimidas y los barbituratos, imidazolindidionas y oxalidindionas.
Barbituratos. Imidazolindidionas Oxalidindionas
Succinimidas Contiene heteroátomos de nitrógeno y grupos carbonilo. Anillo de cinco miembros con heteroátomos de nitrógeno. Anillo de cinco miembros con un heteroátomo de nitrógeno. Contiene grupos carbonilo. Amida Imida
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3. ¿Es más básica la benzamida que la succinimida (pka=9.5)?
Las amidas son solo muy débilmente básicas, debido a la interacción mesómera entre el doble enlace carbonílico y el par de electrones del átomo de nitrógeno. La carga positiva parcial que resulta sobre el átomo de nitrógeno disminuye muchísimo su basicidad.
Sin embargo, la succinimida presenta in impedimento estérico, al formar parte del anillo, y al estar unido a dos grupos carbonílicos. Por lo tanto la benzamida es mas básica que la succinimida.
4. ¿Cuál método elegiría para purificar a la succinimida: destilación o cristalización?
Para una purificación eficiente de succinimida se utiliza el método de destilación.
5. Investigue un método para determinar la pureza del producto.
Cromatografía en capa fina utilizando como estándar la materia prima (ácido succínico e hidróxido de amonio), o bien, el punto de fusión (123-125°C)
6. Las siguientes estructuras representan succinimidas sustituidas: Investigue su nombre químico.
Su actividad farmacológica.
Nombre: 1-metil-3-fenilpirrolidina-2,5-diona. Formula: C11H11NO2.
Es un anticonvulsionante (combate, previene o interrumpe las convulsiones o los ataques epilépticos) previene y trata las epilepsias de pequeño mal.
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Nombre: 3-etil-3-metil-pirrolidina-25,5-diona. Fórmula: C7H11NO2.
Es un medicamento que se emplea para el tratamiento de diferentes tipos de epilepsia, principalmente la crisis de ausencia. Inhibe los canales de calcio tipo T. de las neuronas que se encuentran en la región del hipotálamo.
CONCLUSIONES.
El objetivo de la práctica se cumplió. Se obtuvo 0.796g de succinimida con un punto de fusión de 122°-124°C.
BIBLIOGRAFÍA.
Organic Syntheses Collective. Vols. I al VII . John Wileey and Sons. Inc. New York. 1932- 1973.
Giral, C., Huerta, I., Ligon, S., Manjarrez, N. Manual de Quimica Heterociclica experimental. MPSM-I Fes Zaragoza UNAM 1994.
Secretaria de Salud. Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos. 6a edición. México. 1994.
Drogas anticonvulsivantes o antiepilépticas. M.Valsecia and L.Malgor. http://med.unne.edu.ar/catedras/farmacologia/temas_farma/volumen5/4_convulsiv. pdf http://www.vademecum.es/principios-activos-etosuximida-n03ad01 http://eureka.ya.com/juanrads/Farmacodinamia/antiepilepticos.htm http://adolfoneda.com/?page_id=697 Etosuccimida
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2,4-DIMETIL-3,5-DICARBETOXIPIRROL (Barrios Rodas Angélica
Viridiana)
Resumen:
El 2,4-dimetil-3,5-dicarbetoxipirrol pertenece a los pirroles. El pirrol es un compuesto químico orgánico aromático y heterocíclico, un anillo de cinco miembros con la fórmula C4H5N.
Los pirroles son líquidos incoloros, con olores relativamente débiles y no como el de la anilina, los cuales, también como las anilinas se obscurecen por la oxidación. El pirrol fué aislado por primera vez a partir de alquitrán de hulla en 1834 y después en 1857 del pirolizado de hueso. El pirrol se prepara hoy industrialmente pasando una mezcla de furano, amoniaco y vapor sobre alúmina caliente.
Introducción: Farmacología:
Los compuestos heterocíclicos han alcanzado en los últimos anos gran importancia debido a su posible actividad biológica. En particular, se ha encontrado en los derivados del anillo pirrólico una valiosa herramienta para la producción de moléculas con un alto potencial biológico y/o farmacológico. Dentro de la actividad biológica exhibida por compuestos pirrólicos y aprovechada en la medicina, se suman propiedades tan interesantes como las de tipo anticonvulsivo, antiinflamatorio y analgésico. Asimismo, han sido catalogados como potenciales agentes antivirales, vaso relajantes y anti cancerígenos. Estas interesantes propiedades han estimulado el desarrollo de efectivas estrategias sintéticas para su obtención, las cuales, partiendo de diferentes precursores permiten obtener el anillo pirrol con una estructura particular, donde los sustituyentes imprimen la posible actividad a las moléculas.
Reactividad Química:
El pirrol tiene una energía de resonancia de 21 kcal/mol, por lo que su reactividad recuerda más a la del furano que a la del tiofeno. El pirrol, como el furano, se protona por ácidos minerales acuosos dando un catión reactivo que, consecuentemente, no es aromático y se polimeriza fácilmente. Por otra parte el pirrol no se protona tan fácilmente como las aminas normales alifáticas o aromáticas. Es casi neutro, por que el par de electrones incompartido está muy deslocalizado ya que es parte integrante del sextete aromático de la molécula. En
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consecuencia el pirrol no reacciona con halogenuros de alquilo para dar sales cuaternarias.
Objetivo:
Efectuar la síntesis del 2,4-dimetil-3,5-dicarbetoxipirrol por medio de la síntesis de Knorr de pirroles.
Métodos de Síntesis Reacción General:
Mecanismo de reacción: Etapa 1:
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Etapa 2:
Tipo de reacción:
La síntesis del 2,4-dimetil-3,5-dicarbetoxipirrol se realizó por medio de la síntesis de Knorr de pirroles, Knorr descubrió que el tratamiento de etil α-oximinoacetocetato y etil acetoacetato con Zinc y acido acético dió como resultado 2,4-dicarbetoxi-3,5-dimetil pirrol. En esta reacción hay una reducción in situ de la fracción oxima a amina, condensación con el segundo compuesto carbonílico y ciclación con la perdida de una segunda molécula de agua para dar un pirrol. Este método es ampliamente utilizado en general para la formación de pirroles y solo
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trabaja bien si el grupo metileno del segundo componente es más activado para permitir la condensación que lleva al pirrol (reacción intramolecular).
Revisión Bibliográfica:
En un matraz bola de 3 bocas con agitación, un termómetro y un embudo de adición, colocar 195g (1.5 mol, 190ml) de acetoacetato de etilo y 450 ml de ácido acético; colocar a baño de hielo con sal para mantener la temperatura debajo de los 7°C. Agregar 52 g (0.75 mol) de nitrito de sodio disuelto en 75 ml de agua. Quitar el baño de hielo agitar por 30 min aproximadamente a temperatura ambiente. Adicionar 100g (1.5 mol) de zinc durante 30 minutos en varias adiciones y poco a poco evitando el sobrecalentamiento de la reacción, después se le agrega ácido acético y se coloca a reflujo durante una hora aproximadamente, se enfría, se decanta el exceso de Zinc en agua y se deja reposar toda la noche. Filtrar y lavar con agua; se recristaliza en etanol dando un rendimiento de 10-11 g (56-62%)
Parte experimental:
En un matraz bola de 3 bocas de 50 ml, con agitación, un termómetro y un embudo de adición, se colocaron 2 ml de acetoacetato de etilo y 4 ml de ácido acético; se colocó a baño de hielo con sal para mantener la temperatura debajo de los 7°C. Agregar 0.535 g de nitrito de sodio disuelto en 0.9 ml de agua. Se quitó el baño de hielo y se agitó por 30 min aproximadamente a temperatura ambiente. Adicionaron 0.89 de zinc durante 30 minutos en varias adiciones y poco a poco evitando el sobrecalentamiento de la reacción, después se le agregó 1.5 ml de ácido acético y se colocó a reflujo durante una hora aproximadamente, se enfrió, se decantó el exceso de Zinc en 5 ml agua y se dejó reposar toda la noche. Se filtró y lavó con agua; se recristalizó en etanol.
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Tabla:
La siguiente tabla muestra las cantidades utilizadas de cada reactivo para la realización del producto.
acetoacetato de etilo nitrito de sodio Zinc 2,4-dimetil-3,5-dicarbetoxipirrol PM 88.1 69 65.5 P.eb. 77 908 p.f -83 271 419.5 127-130 densidad 0.902 2.17 7.14 Solubilida d Sol.en 35 partes de agua,misc. Solv. Org. Sol.en 1.5 partes agua fría, 0.6 en agua hirviendo ligerament e en alcohol. Reaccion a rápido con ác. Sulfúr. y lento con agua y ác.acetic o.
En etanol caliente, insol en etanol frío, insol. en agua. CÁLCULO S #moles 1.5 0.75 1.5 react.lím. x rel.molar 2 1 2 g(teo) 195 52 100 114 vol(teo) 190 %(teo) 56-62 g(exp) 1.71 46 0.89 1 vol.(exp) 1.89±2 %(exp) Ácido acético 450 ml ác.---114 g 3.94±4ml=X----1g Agua 75 ml agua---114 g
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0.66±0.7ml---1g Resultados:
Se obtuvieron 0.7 g de 2,4-dimetil-3,5-dicarbetoxipirrol, un punto de fusión de 125°C y un rendimiento del 70%.
Discusión de resultados:
Tomando en cuenta los resultados obtenidos no hubo ningún problema con la realización del producto además de que siguió paso a paso el procedimiento ,aunque la reacción se realizó correctamente hasta la segunda ocasión debido a la confusión del acetoacetato de etilo por acetato de etilo, lo cual ,en la primera ocasión que se realizó se evitó la formación del pirrol ya que el acetato de etilo no cuenta con un carbonilo necesario para la síntesis razón por la cual se repitió el procedimiento tomando las precauciones necesarias en la lectura y realización de la técnica.
. Conclusión:
El 2,4-dimetil-3,5-dicarbetoxipirrol se realizó con éxito ya que los resultados obtenidos coinciden con los reportados en la literatura (Fitton, The Merck Index) además de que se obtuvo un mejor rendimiento que en la técnica reportada y se logró llevar a cabo por la reacción de Knorr para la formación de pirroles.
Cuestionario:
1Enliste los reactivos utilizados en la síntesis de Knorr.
*nitrito de sodio, etil α-oximinoacetocetato y etil acetoacetato con Zinc y acido acético.
2¿Cómo se genera el ácido nitroso en la reacción?
*El oxígeno del nitrito de sodio toma el hidrógeno del ácido acético para formar el ácido nitroso.
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El oxígeno del nitrito de sodio debido a su nucleofilicidad toma el hidrógeno del ácido acético que es muy electrofílico el cual da lugar al ácido nitroso, en donde posteriormente da lugar a una deshidratación para formar el ión nitrosonio.
4¿Qué otros métodos de reducción de oximas conoce, además del propuesto? * La reducción de oximas mediante, por ejemplo, LiAlH4produce la amina, y con
un reductor más suave como el NaBH3CN, en una reacción análoga a
la aminación reductora, es posible detener la reducción en la correspondiente hidroxilamina. Las oximas pueden ser transformadas en la amida por tratamiento con ácido(p. ej. H2SO4 o H3PO4). A esta reacción se la conoce como transposición
de Beckmann,
5¿Podría emplear algún ácido mineral en lugar del ácido acético para la reducción de la oxima?
*Si se puede usar por ejemplo el ácido clorhídrico tiene la misma función que el ácido acético que es extraer el protón del mismo.
6Señale que frecuencia de absorción tiene los grupos carbonilo de éster y de amina secundaria.
*El éster absorbe a una frecuencia de absorción de 1730-1750 cm-1 y con una intensidad fuerte, mientras que la aminas secundarias absorben a 3500 cm
-1
(tensión, inferior si existe asociación con puentes de hidrógeno) con una intensidad media.
7Localice en el espectro RMN las señales correspondientes a los grupos metilo y a las de los grupos etoxi, sustituyentes del anillo pirrólico del producto.
*El grupo metilo se localiza de 0.85-0.95 δ y el grupo etoxi se encuentra de 1.2-1.9 δ.
Referencias
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Joule
Quimica Heterocíclica Fitton
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DIACETATO DE 5-NITROFURFURAL(Rugerio Juárez Carlos Francisco)
Resumen
Respetando la definición de R1, R2 y R3 en la fórmula anterior, es preferible que al menos uno de los mismos representa hidroxi o alcoxi de uno a dos átomos de carbono, tales como metoxi. Respetando la definition de R1 R2, R3 y en la anterior Fórmula, es preferibles Que Al Menos de Uno de Los Mismos representantes hidroxi o alcoxi de Uno A dos Átomos de Carbono, metoxi cuentos de COMO. También es preferible que cuando Y es - CH 2 -, por lo menos dos R1-R3 no son el hidrógeno, de preferencia al menos un alcoxi ser o hidroxi. Que es also preferibles cuando es - CH 2 -, Por Lo Menos dos R1-R3 no Hidrógeno hijo de el, de Preferencia Menos al servicio de las Naciones Unidas alcoxi o hidroxi. De particular importancia, por otra parte, son los compuestos en donde uno de R1-R3 es hidroxi y el otro es alcoxi. Importancia De particular, a instancia de parte Por Otra, el hijo de los Compuestos en dónde son los cantantes de la ONU es R1-R3
hidroxi y alcoxi es El Otro.
Adicional grupos preferidos subgenéricas que son especialmente no evidente desde el punto de vista de la química estructural son los siguientes: Adicional Preferidos grupos subgenéricas hijo Que no especialmente evidenciando Desde El Punto de Vista de la Química Estructural.
Introducción:
Objetivo: ejemplificar la reacción de nitración (S.E.A) en furanos, (anillos) obteniendo un intermedio útil en síntesis de diversos fármacos.
Esquema de la reacción
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Tipo de reacción
Reacción de Sustitución Nucleofílica Aromática.
Los nucleófilos pueden efectuar reacciones de sustitución sobre un anillo aromático si éste presenta, en posición orto o para, grupos fuertemente electrón-atrayentes. En el siguiente ejemplo, el átomo de cloro del 2,4-dinitroclorobenceno es sustituido por el grupo hidroxilo mediante la reacción del compuesto aromático con hidróxido sódico a elevada temperatura:
El mecanismo de esta reacción se explica mediante el ataque nucleofílico del anión hidróxido al carbono del anillo aromático que soporta al grupo saliente. Esta reacción genera un complejo sigma aniónico. La carga negativa está deslocalizada sobre los carbonos orto y para, puesto que en estos carbonos se encuentran los grupos nitro que ayudan a deslocalizar la carga negativa por efecto inductivo y resonante. La pérdida del ión cloruro en el complejo sigma produce el 2,4-dinitrofenol.
24 Mecanismo de la reacción O O N+ O -O N+ O -O O H S O O OH O H
+
N+ O -O O+ H H N O -O+
O O N+ O O O O O O N+ O -O H+
O O CH3 O C H3 O N+ O -O C+ O O C H3 H O -O CH3 HSO4 O N+ O -O O O O CH3 O C H325
Tabla
Reactivo s
Fulfural Anhídrido acético
HNO3
Acido
nítrico H2SO4 Diacetato de
5-nitrofurfural P.M 96.096g/mol 102.1g/mol 63g/mol 98.08g/mol
P.F -73°C -73°C -42°C -20°C 89-93°C P.Eb 162°C 138-140°C 88°C 335°C Densida d 1.16g/mL 1.08g/mL 1.51g/mL 1.84g/ml Solub 83g/L Hidrólisis violenta Solubilidad, desprende calor
#Moles 0.02498mol 012438mol 0.04190mol 0.183x10-3
Reac lim X g(teo) 2.4g 12.7g 2.64g 0.018g mL(teo) 2.068mL 11.7592mL 1.1748mL 0.015mL %(teo) 3.5g g(exp) 2.4g 12.7g 2.64g 0.018g mL(exp) 2.068 11.7592mL 1.1748mL 0.015mL %(exp) 2.5g Parte experimental
Coloque 12.7g de anhídrido acético en un matraz de 250ml. D tres bocas con refrigerante, embudo de adición, termómetro y agitador magnético y tenga listo un baño de hielo. En un vaso de precipitados prepare una mezcla de 2.64g de acido nítrico concentrado con 0.018g de acido sulfúrico. Ajuste la temperatura del anhídrido acético para calentar o enfriar entre 18 y 22°C. Empiece a adicionar la mezcla de acido nítrico-sulfúrico en pequeñas porciones. Vea la temperatura. Si después de algunos segundos no ocurre aumento, detenga el flujo y espere hasta que la temperatura aumente lo que indica que la reacción ha comenzado. Coloque el baño de hielo y continúe adicionando el acido nítrico y mantenga la temperatura entre18 y 22°C. Cuando toda la mezcla del acido se ha adicionado empiece a agregar 2.4g de furfural manteniendo la temperatura entre 18 y 22°C.
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Precaución: dado que el calor de la reacción de furfural es cerca del doble de el acido nítrico, la velocidad de adición debe ser la mitad que la que utilizo para agregar el nítrico.
Cuando todo el furfural se ha adicionado, permita que la temperatura aumente a 20-25°C y manténgala así durante 5 minutos. Enfrié si es necesario. Posteriormente agregue 1.814 de fosfato trisodico anhídrido (o 4.535g del hidratado). La mezcla se calienta usualmente por si misma entre 55-60°C rápidamente, mantenga esa temperatura durante 45 minutos con ayuda de un baño de vapor. Enfrié a 20°C filtre y lave utilizando grandes cantidades de agua. Se seca en estufa a una temperatura no mayor de 50°C.
Resultados
Punto de fusión: 90 Cantidad: 2.5g
Discusión de resultados
En este caso nos salió un poco por debajo la cantidad de diacetato de 5-nitrofurfural, la causa puede ser porque el furfural cuenta con demasiadas impurezas y se oxida con mucha facilidad al contacto con medio ambiente, bueno se puede decir que esa fue la causa por la cual se obtuvo un rendimiento bajo. Cuestionario
1Investiga la obtención del furfural a partir del producto natural
Es un aldehído industrial derivado de diversos productos de la agricultura, maíz, avena, trigo, aleurona, acería. Del salvado del trigo es una de las fuentes mas comunes para su obtención a nivel industrial. El método consta mediante una destilación por arrastre de vapor y para destilarlo y purificarlo es mediante una destilación a presión reducida ya que es una cetite esencial.
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2Que otro método podría utilizar furanos.
El método se puede usar debido a la deslocalización del par de electrones del átomo de oxigeno, por el anillo del orbital π excedente, el furano es mas reactivo frente a la sustitución nucleofilica comparado con el benceno, el furano tiene una síntesis de Paul-Knork, consiste en una deshidratación de un compuesto 1,4 dicarbonilico.
3Porque es necesario destilar el furfural antes de utilizarlo.
Porque rápidamente entre a un estado de oxidación y se obtiene mucho residuo, la forma de purificarlo es mediante una destilación
4Al efectuar la reacción de nitración del furfural también se forma el diacetato en el grupo formilo. ¿Qué ventaja presenta al efectuar la protección de este grupo funcional.
Para que de esta manera no ataque en otra posición ya que como es una reacción de sustitución nucleofilica puede atacar ala posición 3, de esta manera solo ataca a la posición 2, estableciendo una reacción SNA.
4Indique cual es la especie nitrante, como se genera y que cuidado se debe tener con la temperatura en este experimento.
La especie que fue nitrada, se realizo en la posición 5 y se debe de tener un debido cuidado con la temperatura ya que puede ser una reacción muy violenta si no se lleva a cabo con cuidado puede llegar a la producirse una proyección.
5Cual es el efecto producido al adicionar el fosfato trisodico al terminado de la reacción.
Tiene diferentes usos, puede usarse como el aditivo alimentorios, utlizandose de esta manera como estabilizador de la reacción en productos cárnicos, iteracciona con las proteínas disminuyendo la perdida de agua, al igual que se utiliza como regulador de acidez o el aumento de alcalinidad.
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Bibliografía
Giral, C., Huerta, I., Ligon, S., Manjarrez, N. Manual de química heterocíclica experimental. MPSM-II FES Zaragoza UNAM. 1994
Demaree, P., Mercado, E., Regla, I., Manual de laboratorio de química orgánica experimental. MPSM-I. FES Zaragoza UNAM. 1994.
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NIFUROXIMA(González Martínez Ricardo)
RESUMEN
En esta práctica se puede analizar y observar algunas de las propiedades de los furanos, su interés biológico, así como su uso y el proceso para síntetizarlos. Por medio de una síntesis de Paal-Knorr se consiguió obtener, a partir de diacetato de 5-nitrofurfural su derivado más sencillo: nifuroxima, la cual peso 0.0463g y su obtención en laboratorio concluyo con este trabajo que muestra un gran enfoque de estos compuestos, los furanos.
INTRODUCCION Furanos
El furano es un compuesto orgánico heterocíclico.
La aromaticidad del furano se debe a que uno de los pares de electrones solitarios del átomo de oxígeno se deslocaliza sobre el sistema de orbitales π del anillo, creando un sistema
aromático de 4n+2 electrones (similar al del benceno). La estabilización extra debida a la aromaticidad comporta, por definición, una estructura plana. El otro par de electrones sin compartir del átomo de oxígeno se extiende en el plano del sistema anular, hacia fuera.
La hidrogenación del furano mediante catálisis heterogénea, esto implica un catalizador metálico, conduce al tetrahidrofurano.
Debido a la deslocalización del par de electrones del átomo de oxígeno por el anillo, π-excedente, el furano es más reactivo frente a la sustitución electrófila aromática que el benceno. No es resistente a los reactivos ácidos concentrados que se usan en la química del benceno para efectuar la sulfonación y nitración. El furano tiene carácter de dieno en la reacción de Diels-Alder, reaccionando con dienófilos pobres en electrones.
En condiciones suaves, en medio acuoso acidificado, el furano hidroliza dando lugar al correspondiente compuesto 1,4-dicarbonílico. Sería la reacción inversa a la de Paal-Knorr.
Industrialmente el furano se obtiene mediante la descarbonilación catalítica del furfural.
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Otro método, es la síntesis de Paal-Knorr que consiste en la deshidratación mediante P2O5 (o P4010) de un compuesto 1,4-dicarbonílico dando lugar al
heterociclo furano.
nitrofuranos
Los nitrofuranos, son drogas sintéticas derivados del furano, núcleo químico fundamental al que el agregado de un grupo nitro en la posición 5 del anillo heterocíclico, le confiere propiedades antibacterianas.
Los nitrofuranos utilizados en clínica derivan de acuerdo a las cadenas laterales introducidas en posición 2. La mayor de estas sustancias son desinfectantes tópicos. La nitrofurantoína es el principal antiséptico urinario entre los nitrofuranos.Los nitrofuranos son bactericidas de amplio espectro, contra una amplia variedad de gérmenes gram positivos y gram negativos, asi como contra ciertos protozoarios, principalmente contra microorganismos gram negativos del tipo salmonella spp y escherichia coli. La toxicidad de estos compuestos es baja o nula. No hay resistencia cruzada entre nitrofuranos y antibióticos o sulfas.
CLASIFICACION
*Nitrofurantoína (Furadantina) prototipo Furaltadona
Nitrofurasona (Furacín, Neo Pelvicilín, Vagisan) - (tópico, pomadas, gasas furacinadas)
Nifuroxima (Ercefurol, Neo Pelvivilín) (óvulos). Furazolidona (Sirben, Endomicina) (tópico - gastrointestinal)
Mecanismo de acción del fármaco: No se conoce, aunque se piensa que actúan interfiriendo con la acción de sistemas enzimáticos reguladores de los
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mecanismos oxidativos y glucolíticos esenciales para el crecimiento bacteriano. Son inhibidores enzimáticos bacterianos. La actividad de los nitrofuranos depende en cierto modo de la magnitud de la población microbiana. Con muy elevadas concentraciones de bacterias, la actividad de la nitrofurantoína disminuye. Dicha actividad es favorecida en cambio cuando el pH es de 5.5 o menor.
La administración de nitrofuranos a animales de experimentación, demuestra que son drogas poco tóxicas, y con las dosis usualmente empleadas no provocan prácticamente modificaciones en los distintos sistemas orgánicos.
NIFUROXIMA: No se absorbe bien en el tracto digestivo, utilizándose en el tratamiento de infecciones por Cándida albicans, de localización vaginal.
TOXICIDAD
a-Toxicidad directa: Anorexia, náuseas, y vómitos, son los efectos colaterales principales (y frecuentes) de la nitrofurantoína oral. Raramente ocurren en la administración i.v. La neuropatía y las anemias hemolíticas (en deficit de G-6-P-Deshidrogenasa), son raras.
b-Reacciones alérgicas: Pueden ocurrir erupciones cutáneas, infiltración pulmonar, y otras reacciones de hipersensibilidad.
Método analítico de valoración: Para llevar a cabo la valoración de nifuroxima se mide una cantidad de la muestra que contenga aproximadamente 2mg de nifuroxima, se diluye a 10mL con alcohol del 50% V/V y se realizan las diluciones correspondientes hasta obtener 5mcg/mL de nifuroxima empleando el mismo disolvente. Una vez hechas las diluciones se miden en el espectofotometro a 335 y 375nm
OBJETIVO: Obtener el derivado más sencillo del diacetato de 5-nitrofurfural por una síntesis de paal-knorr.
32 ESQUEMA DE LA REACCION O N+ O -O O O O O CH3 CH3 H N H2 OH H+ N O + O -O N H OH TIPO DE REACCION Síntesis de Paal-Knorr MECANISMO DE LA REACCION
33 H2SO4 Alcohol isopropilico + Diacetato de 5-nitrofurfural Nifuroxima Peso molecular
60g/mol 243g/mol 98.08g/mol 156.10g/mol
Densidad 0.7863 --- 1.8 --- p. f. -87.9º C 90-92º C 10º C 156º c p. eb. 82.4º C 337º C --- Solubilidad Agua, alcohol y eter Sol. Alcalinas Agua y sol. Básicas Agua
n. moles 0.2mol 0.0576mol 0.084mol 0.060mol
R. L. --- X --- --- R. M. 3.4722 1.0000 1.4583 1.0416 g teóricos 12g 14g 4.6g 2.5g v teorico 9.43mL --- 8.28mL --- %teorico g exp. 4.8g 5.6g 1.84g 1.00g v exp. 6.1045mL --- 3.312mL --- % exp. --- --- --- PARTE EXPERIMENTAL
En un matraz de 50mL de tres bocas con refrigerante, termómetro y agitador magnético se colocaron 0.7142mL de agua y 0.4285g de alcohol isopropilico, se adiciono lentamente 0.091mL de ácido sulfúrico seguidos por 1.00g de diacetato de 5-nitrofurfural y se esperó a que la temperatura aumentara a 50º C.
En un vaso de precipitados de 10mL se mezclaron 0.1785g de hidroxilamina con 0.7142mL de agua; los cual se agregó al matraz de reacción lentamente. Se dejo en reflujo por 1 hora más. Se enfrió, filtro y el precipitado se trituro con 0.3571mL de agua fría y se volvió a filtrar, se lavó con agua y la oxima recristalizo en metanol (p.f. 156º C) la nifuroxima obtenida peso 0.0463g
RESULTADOS
Peso del 3,5-dimetilpirazol = 0.0463g Punto de fusion = 155-156º C
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DISCUSION DE RESULTADOS
El proceso de síntesis (experimentalmente) se llevó a cabo de manera eficiente. La reacción finalizo y dejo tras de sí un precipitado; se dejó secar y se pesó dando un valor de 0.04663g. se realizó el proceso de verificación del punto de fusión el cual afirmaría que en verdad se tenia la nifuroxima deseada. El p. f. fue de 155-156º C, mismo valor que el reportado en la literatura.
CUESTIONARIO
1¿Cuál es la actividad farmacológica de la nifuroxima?
Los nitrofuranos (Nifuroxima), son drogas sintéticas derivados del furano. Se piensa que actúan interfiriendo con la acción de sistemas enzimáticos reguladores de los mecanismos oxidativos y glucolíticos esenciales para el crecimiento bacteriano. Son inhibidores enzimáticos bacterianos. La actividad de los nitrofuranos depende en cierto modo de la magnitud de la población microbiana. Con muy elevadas concentraciones de bacterias, la actividad de la nifuroxima disminuye.
2¿Cuál o cuáles son los grupos principales que confieren la actividad farmacológica a los furanos?
El furano, núcleo químico fundamental en la nifuroxima. Se le agrega un grupo nitro en la posición 5 del anillo heterocíclico, el cual le confiere propiedades antibacterianas.
3¿Qué tipo de isómeros presentan las oximas?
Al igual que el doble enlace de los alquenos, también aquí existe isomería cis-trans (Z/E) cuando los sustituyentes R y R' son diferentes. La estabilidad relativa de un isómero respecto al otro es de esperar que siga los mismos criterios que para los alquenos.
Las oximas son habitualmente sólidos cristalinos, que históricamente, antes de la aparición de los métodos espectroscópicos, se usaron para separar y caracterizar compuestos que contuvieran la función carbonilo, aldehídos y cetonas, como por ejemplo monosacáridos.
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4Explique por qué se reportan dos puntos de fusión diferentes para la nifuroxima. 5¿Cuál es el pH más conveniente para la realización de este experimento?
El pH óptimo para la reacción es por debajo de 5.5. la reacción se caracteriza por ser siempre en medio acido.
6Sugiera un método para determinar la pureza del producto
Uno de los métodos más usuales seria la cromatografía en capa fina, asi como también la determinación de su punto de fusión.
7Señale la región del espectro de RMN en donde aparecen los protones 3 y 4 de la nifuroxima.
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BIBLIOGRAFIA
Giral B. Carmen. Manual de química heterocíclica experimental. Octubre de 1977 pp. 15, 16 y 17
Sweetman Sean C. Martindale the complete drug reference. Ed pharmaceutical press. ed 34o Great Britain 2005 pp.406
Merck & Co Inc.; the Merck Index, 7° Ed. N.Y USA 1989.
Hawley. Diccionario de Química y Productos Químicos. Ediciones Omega S.A. Barcelona, España.1993.
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NITROFURAZONA(Sánchez Montoya Julio Tonatiuh)
RESUMEN DEL TIPO DE REACCIÓN
Semicarbazona
Las semicarbazonas presentan la siguiente estructura química general:
Una semicarbazona es un derivado de un aldehído o cetona, formado por una reacción de condensación entre una cetona o aldehído y semicarbazida.
Una tiosemicarbazona es un análogo de una semicarbazona, que contiene un átomo de azufre en vez del átomo de oxígeno.
Algunas semicarbazonas, como la nitrofurazona, y las tiosemicarbazonas, son conocidas por tener actividad antiviral y anticancerígena, usualmente mediada a través de atrapar al cobre o hierro en las células.
Introducción
OBJETIVO.- Efectuar la síntesis de de la semicarbazona del 5-nitrofurfural, fármaco de gran importancia clínica.
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Farmacología
La Nitrofurazona es un antibiótico bactericida, que pertenece a la familia de los nitrofuranos de uso tópico, hidrosoluble que actúa inhibiendo un gran número de enzimas bacterianas involucradas en la degradación aeróbica y anaeróbica de la glucosa y el piruvato.
Presenta un amplio espectro de acción prolongada sobre la mayoría de las bacterias que provocan infecciones de las superficies de piel y mucosas (Staphylococcus aureus, Streptococcus, Escherichia coli, Clostridium perfringens, Aerobacter aerogenes y Proteus).
Facilita también la cicatrización de heridas y quemaduras al evitar la sobreinfección bacteriana y la maceración tisular. Su espectro de acción abarca bacterias gram-positivas y gram-negativas, no genera resistencia bacteriana, no se inactiva en presencia de sangre, suero o pus. Su largo efecto permite el tratamiento de heridas que requieren de curaciones poco frecuentes y su aplicación no es dolorosa
Administrada a ratones por vía sistémica, la Nitrofurantoína ha inducido el desarrollo de tumores mamarios.
Su vehículo está formado por polietilenglicoles que pueden absorberse y se excretan por riñón; si el paciente tiene algún grado de insuficiencia renal, pueden acumularse y causar daño renal adicional.
Como se utiliza solamente en aplicación tópica, se la considera un antiséptico, aunque su mecanismo de acción (especifico) sea propio de los quimioterápicos. Por dicha vía puede presentar como reacción adversa dermatitis pustulosa de contacto.
Metabolismo :
Se sugieren varios mecanismos para su metabolismo y detoxificación:
La denitración y consecuente formación de especies reactivas del nitrógeno (NO : ONO)
El ciclo redox del grupo nitro, con formación del nitroanión.
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Se determino la formación de nitrito y nitrato (Formas estables del NO) en microsomas del hígado de rata incubados en presencia de Nitrofurazona, con nitrato reductasa y reacción de Griess. Los niveles de NO2 (nmol/nmol P450) en
presencia de Nitrofurazona 0.2 mM y NADPH 0.6 mM (Control p< 0.0001) fueron: 4.9 +/- 1.2.
Dicha producción fue dependiente de la concentración de Nitrofurazona, de NADPH y de la proteína utilizada, indicando que le proceso está dirigido por una enzima microsomal que utiliza NADPH como co-factor.
Estos resultados sugieren que el metabolismo de los Nitrofuranos estaría dado por la denitración de los mismos, considerando que el rendimiento obtenido fue del 15-20%, no pudiendo descartarse otros mecanismos. Las reacciones observadas permitirían relacionar la acción metabólica de los nitrofuranos con la del NO.
Toxicidad:
Se realizaron ensayos toxicológicos desde 1993 para determinar la toxicidad de los nitrofuranos en general, tanto en seres vivos como en vitro demostrando los resultados que estas sustancias y sus metabolitos tienen:
Potencial mutagénico (tienen capacidad de alterar al ADN de las células),
Carcinogénico (tienen capacidad de provocar transformaciones tumorales en células sanas)
Teratogénico (tienen capacidad de provocar alteraciones en el desarrollo embrionario).
La toxicidad está asociadas al grupo 5-nitro presente en los nitrofuranos. Se formuló un índice llamado: ingesta diaria admisible en función de los resultados obtenidos, como los residuos tienen gran persistencia no se pudo establecer un Límite máximo de residuos. Por lo tanto se estableció tolerancia cero a estos residuos, no debiendo aparecer los mismos en los alimentos.
La toxicidad está asociadas al grupo 5-nitro presente en los nitrofuranos. Se formuló un índice llamado: ingesta diaria admisible en función de los resultados obtenidos, como los residuos tienen gran persistencia no se pudo establecer un
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Límite máximo de residuos. Por lo tanto se estableció tolerancia cero a estos residuos, no debiendo aparecer los mismos en los alimentos.
En especifico para la Nitrofurazona no existen datos de toxicología por administración tópica de Furacin, a continuación se detallan los estudios de toxicología sistémica ( oral o I.V.) realizados en animales: la administración oral durante 7 días en la rata en dosis extremadamente altas de 240 mg/kg/día produjeron diversas lesiones hepatorrenales. Al disminuir la dosis a 60 mg/kg/día durante 60 días, sólo se observaron lesiones renales. Perros tratados con dosis de 11 mg/kg/día oral durante 400 días, no mostraron efectos tóxicos relacionados con la droga. La administración I.V. única de dosis de 20, 35 y 75 mg/kg de nitrofurazona produjo síntomas clínicos de lagrimación, salivación, emesis, diarrea, excitación, debilidad, ataxia y pérdida de peso, en tanto que 100 mg/kg/día produjeron convulsiones y muerte. No hubo indicios de toxicidad en monos rhesus tratados con dosis de nitrofurazona de hasta 58 mg/kg/día durante 10 semanas y de 23 mg/kg/día durante 63 semanas. La LD50 para la administración oral fue de 747 mg/kg en ratones y de 590 mg/kg en ratas.
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42 3.- PARTE EXPERIMENTAL Diacetato del 5- Nitrofurfur al
Etanol Agua Acido clorhídri co Clorhidrato de semicarbazi da Nitrofurazo na P.M. 243 46.07 18 36.5 111.53 198.14 Densidad 0.789 1 1.05 P.F. 90 -114.3 3.81 175-185 236-240 P.eb. 78.4 100 108.58 Solubilid ad Miscibl e Poco sol. en alcohol caliente 1 ml : 4200 # de moles 0.02 0.0685 1.888 0.04637 0.02295 R. limitante * Rel. Molar 1 3.4252 94 2.3157 1.1476 g. teóricos 4.86 3.156 34 1.6905 2.56 Vol. teórico 4 34 1.61 % teórico 89 g. exp 1 0.6493 8 6.995 8 0.3478 0.5267 Vol. Exp 0.8230 4 6.995 8 0.3312
La nitrofurazona se obtiene de la siguiente manera:
A un matraz bola de 25 ml que contenga una mezcla de etanol-agua-HCl (0.83ml.-3.5 ml.-0.33 ml.) respectivamente. Se le adapta un termómetro de 0-150° y posteriormente se le adiciona 1 gramo del diacetato del 5-nitrofurfural, esto se realiza con constante agitación mecánica.
En una parrilla eléctrica se calienta la mezcla, hasta una temperatura de 70° C y se mantiene así por media hora.
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Posteriormente a la reacción se le adiciona una mezcla de 0.5 g de clorhidrato de semicarbazida junto con otros 3.5 ml de agua, prosiguiendo con el calentamiento a 70 ° por otros 40 minutos.
El sólido formado se recolecta filtrando al vacio, se seca y posteriormente se determina su punto de fusión. 236°C.
RESULTADOS:
El resultado de esta síntesis fue la obtención de un polvo con coloración amarilla intensa, el punto de fusión resultante fue de 234° y con un rendimiento del 80%. Gramos esperados = 1 gramo
Gramos obtenidos=0.80 gramos Punto de fusión: 234°C.
Rendimiento:
(
)
DISCUCIÓN DE RESULTADOS:
Se obtuvo un polvo de color amarillo intenso cuyo punto de fusión fue de 236°, este punto de fusión se encuentra dentro del rango teórico (236°-240°C), con este dato y con la prueba de cromatografía en capa fina, en la cual se aprecia, que el producto obtenido es totalmente diferente a las materias de partida, se puede afirmar que el producto obtenido es Nitrofurazona y con un muy aceptable grado de pureza.
Por otra parte, el rendimiento del producto fue del 80%, por debajo del teórico (89%), esto puede deberse a la perdida de producto durante la purificación (recristalización) del producto, ya que las aguas madre no se concentraron para recuperar producto.
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1En esta síntesis ¿Por qué se utiliza el clorhidrato de la semicarbazida y no la base libre?
2Debido a que la base libre presenta menos estabilidad que el clorhidrato de la semicarbazida
3¿Qué pH es el mas apropiado para realizar esta reacción? El pH más apropiado es el pH 5
4¿Qué técnica se sugiere para seguir el curso de la reacción? Cromatografía en capa Fina
5Indique el método para determinar la pureza del producto
Se puede determinar el punto de fusión , al igual que una cromatografía en capa fina.
6¿Cuál es la actividad farmacológica de la nitrofurazona?
La Nitrofurazona es un antibiótico bactericida, que pertenece a la familia de los nitrofuranos de uso tópico, hidrosoluble que actúa inhibiendo un gran número de enzimas bacterianas involucradas en la degradación aeróbica y anaeróbica de la glucosa y el piruvato.
BIBLIOGRAFIA:
Alfonso R. Gennaro. Remington Farmacia. 8a edición Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2003) 67-69 Revista colombiana de Ciencias Químico – Farmaceuticas Medicina. Buenos Aires. Vol 57. Suplemento 4. 1997
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ALCOHOL FURFURÍLICO(Contreras Rodríguez Ariadne)
Los aldehídos que carecen de hidrógeno en α experimentan una oxidación – reducción intermolecular al ser calentados con una solución concentrada de hidróxido sódico o potásico. Una molécula del aldehído se reduce a alcohol a expensas de una segunda molécula que se oxida a acido. El mecanismo de esta interesante desproporción, es conocida como reacción de Canizzaro.
Introducción. Objetivo:
Obtención del alcohol furfurilico por medio de la reacción de Canizzaro simple. O O NaOH
+
O OHLos furanos son volátiles, con olor agradable, es levemente soluble en agua, fácilmente disponible, y su importancia comercial es principalmente debido a su papel como el precursor del tetrahidrofurano solvente muy ampliamente utilizado (THF).
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El furano es producido por dicarboxilacion en fase gaseosa del furfural, que alternadamente es preparado en grandes cantidades por la acción de ácidos en los residuos vegetales, principalmente de la fabricación de avena. El furfural era preparado de esta manera desde 1831 y su nombre se deriva del furfur, que es la palabra latina para el salvado; a su debido tiempo, en 1870, el furano de la palabra fue acuñado de la misma raíz. La hidrogenación del furfural produce 2– metiltretahidrofurano, conocido comúnmente como MeTHF, un solvente parcialmente miscible con agua, haciendo el aislamiento de productos más fáciles; no congela hasta – 136 °C, así que es conveniente para las reacciones en la temperatura muy baja.
Los furanos son relativamente estables a los ácidos minerales acuosos, aunque el furano es descompuesto inmediatamente por el ácido sulfúrico concentrado o por los ácidos de Lewis, tales como cloruro de aluminio. Reacciona lentamente con el cloruro de hidrógeno, como el ácido acuoso concentrado o en solvente orgánico. Los ácidos minerales acuosos calientes, diluidos causan la abertura hidrolítica del anillo.
Una de las reacciones que sirven paras sintetizar furano es la de Paal-Knorr: El tratamiento de 1.4 dicarbonilos con el ácido catalítico rinde los furanos substituidos. Este método se utiliza extensivamente para producir una variedad de furanos mono, di-, tri, y tetrasubstituidos.
47 Mecanismo de reacción. O O O O OH O OH O O O O O H H NaOH O O O H O O O O O O O H3O+ O O OH O OH 2
+
-OH -OH+
+
48 Tabla de cálculos. 2 O O + NaOH O OH PM (g/mol) 96.08 40.05 98.10 Peb. 162 1390 170 Pf. -34 318 --- Densidad(g/ml) 1.16 2.13 1.1282
Solubilidad Poca solubilidad en agua，buena solubilidad en etanol, éter, acetona, benceno y cloroformo etc. Soluble en agua, alcoholes y glicerol, insoluble en acetona (aunque reacciona con ella) y éter. 1 g se disuelve en 0.9 ml de agua, 0.3 ml de agua hirviendo, 7.2 ml de alcohol etílico y 4.2 ml de metanol. Inestable en agua n 1.04 1.2 0.6625 Reactivo limitante --- Relación molar 1 1.153 0.64 g teóricos 200 48.06 65
49 Vol. Teorico (ml) 172 --- 57.6 % teorico 64 Gr. Exp 0.64 1.8 1 Vol. Exp (ml) 0.55 --- 0.8863 % Exp Procedimiento
Se transfirió 0.55ml de furfural destilado a un vaso de precipitados de 10ml equipado con un agitador magnético y un baño de hilo. Cuando la temperatura alcanzo los 50C se le adiciono lentamente 3.6ml de una solución de NaOH controlando que al adicionarla la temperatura no pasara de los 20 0C.
La agitación se continúo por 1hr y al terminar esta se adiciono a la reacción una pequeña porción de agua para disolver el precipitado que se formó.
El alcohol furfurilico se extrajo con tres porciones de éter etílico, se seco la fase orgánica con sulfato de magnesio y se concentró.
Como el producto es un liquido no se le pudo determinar Pf por lo que se realizó cromatografía en capa fina contra furfural para ver que este reacccionara por completo.
Resultados.
RESULTADOS
TEORICO ESPERIMENTAL
50 RENDIMIENTO
(%)
64 75
Discusión de resultados.
La síntesis del alcohol furfurilico es muy rápida y da buen rendimiento pero se debe de tener en cuenta que el furfural con el que se va a trabajar debe de estar previamente destilado y la temperatura no debe de aumentar ya que este tipo de compuestos se descompone a altas temperaturas produciendo que el compuesto se polimerice. El producto obtenido cumple con las características reportadas en la literatura sin embargo el rendimiento fue bajo ya que el trabajar con pequeñas cantidades de reactivo resulta difícil ya que no se pueden medir exactamente.
Cuestionario.
1Explique el mecanismo de la reacción de Canizzaro simple. ¿Cuáles son los productos que se obtienen?
El primer paso es la adición nucleofilica de la base al carbonilo del aldehído, el carboxilo resultante se desprotona formando un intermediario que contiene un dianión.
Los productos que se obtienen en esta reacción son el ácido y el alcohol del aldehído.
2¿Qué característica debe de tener el aldehído a utilizarse en esta reacción? No debe contener hidrógenos α al carbonilo.
3¿Por qué es importante destilar el furfural antes de emplearlo? Para eliminar las impurezas que este puede contener.
51
El compuesto no destilado contiene polímeros de furfural.
4Cual otra base podría utilizarse para catalizar la reacción? Hidróxido de potasio.
5Explique cómo separa los productos de reacción obtenidos.
Se separan por extracción con agua y éter en la fase acuosa se encuentra la sal que por acidificación se va a obtener el ácido y en la fase orgánica el alcohol furfurilico.
6En la reacción de Canizzaro crazada: a).- Que reactivos emplearía? b).- ¿Cuáles productos obtendría? c).- Mejoraría el rendimiento del alcohol furfurilico?
Los reactivos que se pueden usar para la síntesis de alcohol furfurilico por la reacción de Canizzaro cruzada serían furfural y formaldehido, los productos que se obtendrán seria el alcohol y la sal del aldehído.
7¿Cuál es la utilidad industrial del alcohol furfurilico?
sirve como ingrediente en la fabricación de diversos productos químicos, como las resinas de fundición, adhesivos y agentes humectantes.
8Indique el método para determinar la pureza del producto.
Se puede realizar una cromatografía en capa fina contra un estándar o furfural.
9¿Cuáles diferencias encontrarías entre los espectros de IR del furfural (aldehido) y el al alcohol furfurilico?
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El pico del aldehído del furfural en 9.666 ppm desaparece Aparece el pico del H del alcohol en 2.70 ppm
Las demás señales se desplazan hacia la derecha (menos ppm para ionizar al H) Aparece la señal de los hidrógenos alfa al alcohol 4.54 ppm
10Observe el espectro de RMN del alcohol furfurilico e identifique el protón hidroxilico y los protones del grupo metilo excíclico.
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Referencia:
Vogel, A.I. Vogel´s Textbook of Practical Organic Chemistry. 4th Ed. Longman Inc. New York. 1978.
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ANILLOS DE CINCO
MIEMBROS
BENZOFUSIONADOS
CONTENIENDO UN
HETEROATOMO
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ISATINA
El método desarrollado por Sandmeyer es el más antigua y más frecuentemente utilizada para la síntesis de isatina. Consiste en la reacción de anilina con hidrato de cloral y clorhidrato de hidroxilamina en sulfato de sodio acuoso para formar isonitroacetanilida que después de su aislamiento y tratamiento con ácido sulfúrico concentrado se puede obtener isatina con un rendimiento mayor al 75%. Esta reacción se aplica bien a aminas con electrones sustituyentes y algunas heterocíclicas.
Introducción:
Obtención de un derivado del indol, intermedio en síntesis orgánica y con utilidad analítica. NH2
+
Cl3 C - CH (OH)2 NH2 OH . HCl N N O OH H H H+ N O O HLa isatina (1H-indol-2,3-diona) es un versátil soporte sintético, puede ser utilizado para la síntesis de una gran variedad de compuestos heterocíclicos como los índoles y quinolinas y como materia prima para la síntesis de algunas drogas. Esta molécula se ha encontrado también en los tejidos de los mamíferos.
Es un derivado del indol, se encuentra en estado físico como agujas de color amarillo a rojo. Soluble en agua es un compuesto aromático bicíclico hetero con dicetona en las posiciones 2 y 3. Estos compuestos se utilizan principalmente como materia prima en la fabricación de colorantes artificiales. Tiene lactámicos (una amida cíclica) estructura que es una parte importante de los antibióticos como la penicilina. Se utilizan como productos intermedios para la síntesis de productos farmacéuticos, herbicidas y otros compuestos químicos.
La base del desarrollo de la química del indol constituyo la existencia en algunas plantas del índigo y en el glasto, del β-glucósido indicano, que por hidrolisis acida o enzimática origina glucosa o indoxilo.
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El indol, también llamado Benzopirrol, es un polvo cristalino de color amarillo con aroma desagradable. Tiene el anillo de pirrol (de cinco miembros no saturados estructura del anillo formado por cuatro átomos de carbono y un átomo de nitrógeno), que se funde el anillo de benceno. Tiene un tautomero llamado indolidina (no sustituidos 3H-indol) y el isómero estructural, isoindol. Pero son inestables. Indol se produce en algunas plantas o en el alquitrán de carbón, y se forma en el intestino durante la putrefacción y por las bacterias. Es comercialmente sintetizado a partir de fenilhidrazina y ácido pirúvico. Se utiliza en perfumería y en la preparación de triptófano, uno de los 20 aminoácidos que se encuentran comúnmente en las proteínas animales. Esto tiene importantes aplicaciones en la industria de crecimiento de las plantas. Se utiliza para preparar el ácido indolacético (auxinas) y otras sustancias de crecimiento de las plantas que ayudan al desarrollo de las raíces de las plantas. Se utiliza en la fabricación de agroquímicos y medicamentos.
58 Mecanismo de reacción: NH2 + Cl OH OH Cl Cl Cl -NH+ Cl Cl OH O H H - HCl N OH O H Cl Cl H Cl- H2O NH OH OH Cl OH2 + - HCl NH OH O H OH Cl Cl -NH OH O H O+ H - HCl N OH O H O H -H2O NH O O + NH2OH NH O O- N+ H H OH NH O O H NH OH -OH NH O N+ OH H -H2O NH N OH H+ NH N O+ H H N H NH O + H - H O H2 - NH4+ N H O O
59 Tablas de Propiedades: Anilina + Cloral Hidrato + Hidroxilamina Isonitroso Acetanilida PM (g/mol) 93.13 165.4 69.5 164 P. eb. (*C) 184 97 --- --- P. fusión (*C) - 6.2 52 159 175 Densidad (g/mL) 1.02 1.91 --- 1.401 Solubilidad (g/L) 36 6600 830 --- Cálculos: Teóricos 46.5 g 90 g 110 g 65 - 75 g (80 – 91%) Isonitroso Acetanilida
+ Acido Sulfúrico Isatina
PM (g/mol) 164 98.08 147.13 P. eb. (*C) --- 335 --- P. fusión (*C) 175 - 20 197 - 200 Densidad (g/mL) 1.401 1.84 --- Solubilidad (g/L) --- Soluble 2 Cálculos: Teóricos 75 g 600 g 47 - 52 g (71– 78%) Procedimiento:
Isonitroso acetanilida.- En un matraz balón de 5 L con 90 g (0.54 g) del hidrato de cloral y 1200 mL de agua. A esta solución se le agregara, en orden, 1300 g de sulfato de sodio en cristales, una solución de 46.5 g (0.05 mol) de anilina en 300 mL de agua, además de agregar 51.2 g (43 mL, 0.52 mol) de acido clorhídrico concentrado para disolver la amina, y finalmente se agrega una solución de 110 g (1.58 mol) de hidroxilamina clorhidrato en 500 mL de agua. El matraz es calentado por un mechero hasta el punto de ebullición, esto tomara de 40 – 45 min. Des pues de uno o dos minutos de una ebullición vigorosa la reacción se ha completado. Durante el periodo de calentamiento, algunos cristales de isonitroso acetanilida se separan. Se enfría el matraz de reacción en agua de la llave y los cristales son filtrados al vacio. El rendimiento es de 65 – 75 g (80 – 91 % de la cantidad teórica), con un punto de ebullición de 175 *C.