Facultad de QuímicaDepartamento de Química Orgánica

pFIJ J

lJ,

IJlllv( l' dnrl N/I,(!(Jlu,,1 r\ut )11(j,ltl 11,d M X 'O

Manual de ExperimentosQuím{ca Orgánica rv "

Técnicas en microescala

17

Semana Práctica

1 Síntesis de ácido benzoico. Hidrólisis de benzonitrilo

2 Síntesis de ácido benzoico. Reacción del haloformo

3 Síntesis de ácido adfpico

4 Seminario de las prácticas 1, 2, 3

Síntesis de benzocaína

Síntesis de anhídrido ftálico5

Síntesis de acetanilida

Síntesis de paracetamol (acetaminofén)

6 Seminario de la Práctica 5

7 Reacciones de identificación de carbohidratos

8 Síntesis de ácido hipúrico

Obtención de ácido rnirfstico9

Parte 1. Aislamiento de trimiristina de la nuez moscada

Obtención de ácido mirístico10

Parte 11.Reacción de saponificación

11 Seminario de las prácticas 7, 8, 9 y 10

12Síntesis de ácido-z.q-dihidroxtbenzoico. Reacción de Kolbe-Schmltt

(Práctica de reposición)

REACCiÓN y ESTEQUIOMETRíA

• Propiedades físicas,químicasy toxicológicas de los reactivos y produe

• Usos del ácido benzoico ..

• Métodos de obtención de ácido benzoico.

• Diferentes métodos de obtención de ácidos carboxfllcos, índustrlnl yde laboratorio.

• Características de los ácidos carboxílicos.

ANTECEDENTES

• Sintetizar ácido benzoico por hidrólisis básica de benzonitrllo.

• Ilustrar un método de laboratorio para obtener un ácido carboxfll

OBJETIVOS

SINTESIS DE ACIDO BENZOICO.HIDRÓLISIS DE BENZONITRILO

+ N el

o

~H+ NH3 t HCI-

o

(i'ON'NaOHH20

r(YCN

V

PI <Al. Ile/\ 1

25

D,IGuardar para su posterior incineración.D,' Neutralizar la disolución y desechar en el drenaje.

S. Recristalizar

Fase sólida

• Morrison, R.T.¡Boyd, R.N. Química Orgánica¡ Addison-Wesley tberoarn •

ricana, S.A.; S"Ed.; De!aware, USA, 199°·

Fase líquida

McMurry, J. Química Orgánica¡ Thomson Editores; 7" Ed.; México, 2008.

2. Verter en un vaso3. Adicionar ácido clorhídrico 1:1

4. Filtrar

• Brewster, R.Q.¡ Vanderwerf, C.A.; Me. Ewen, W.E. Curso PráctIco el

Fase sólida

Mezcla de reacción BISLlOGRAFiA

Química Orgánica; Editorial Alhambra¡ 2" Ed.; España, 1977·

1.Calentar a reflujo 20 min

4. Escriba el mecanismo de la reacción que efectuó.Benzonitrilo + sosa al 10% Cm/v)

3. Durante la reacción diga qué gas se elimina.

2. Diga cuál es la función del hidróxido de sodio.Ácldo benzoico

1,

lA MAMA

27

• Propiedadesfísicas,químicasy toxicológicas de los reactivos y productos.

• Solubilidad de los ácidos carboxflkos y de sus sales.

• Características químicas de los ácidos carboxílicos.

• Utilidad de la reacción del haloformo.

• Reacción del haloformo.

• Métodos de obtención de ácidos carboxílicos.

• Reacciones de adición-eliminación.

• Oxidación de metilcetonas.

• Formación de carbaniones y estabilidad de los mismos.

• Reacciones de sustitución electrofnica en carbono a a grupos carbonll •

ANTECEDENTES

• Efectuar la síntesis de ácido benzoico a partir de acetofenona, p rnr 1111de la reacción del haloformo.

OBJETIVOS

SINTESIS DE ÁCIDO BENZOICO.REACCiÓN DEL HALOFORMO

• Comprobar lapresencia de un grupo carboxilo por medio de una rcaracterística.

PFU.\C I ICA 2I

8

Bajo agitación, acidule la fase acuosa con ácido clorhídrico al 50%v/v(nota 3).El producto de la reacción se separa como un sólido blanco. FlItr Ivado, seque y pese el producto, calcule el rendimiento y determine el puntede fusión.

Retire el agitador magnético y trate la mezcla de reacción con di Irometano a través de extracciones líquido-líquido empleando un embudo Iseparación (3 extracciones de 1·5mL cada una).

Agite magnéticamente la mezcla de reacción a temperatura ambl I lpor 30 minutos; terminado el tiempo de reacción, continúe agitando y 1 11

cione 10mg de bisulfito de sodio para destruir el exceso de hipodorito ddio (nota 2).

Matraz Erlenmeyer de 50mL 2 Espátula 1

Embudode separación de 50 mL 1 Vasode precipitados de 30 mL 1

Vidrio de reloj 1 Barrade agitación magnética 1

EmbudoHirsch con alargadera 1 Pinzade tres dedos con nuez 1

Pipetagraduada de 1mL 1 Agitador magnético 1

Pipetagraduada de 5mL 2Matraz Kitasato de 50 mL con

1manguera

Agitador de vidrio 1 Probeta de 25mL 1

En un matraz Erlenmeyer de 50 mL, adicione 0.5 mL de acetofenont y18mL de una disolución de hipoclorito de sodio a116%v/v (nota 1).Material a microescala

PARTE EXPERIMENTAL

Cantidad .desustancia (mol)

Masa molar(g/mol)

Cantidad Cl'IlId11ti

Acetofenona 0.5 mL IV\.

Dlsolucl6n de hlpoclorito de sodio al16%vtv

18mL 011"1 r 11

Bisulfito de sodio 10mg RA

Diclorometano 4·5mL RA

Ácido clorhídrico al 50%v]» 2mL QP

Tirasde papel con yoduro depotasio-almidón

Lasnecesarias

PapelpH Elnecesario

o

~OH + CHCI, + 2 NaOH+ NaCI3 NaOCI

HCI

R A ION Y T QUIOM TRIA

Acetofenona de sodio Ácido benzoico

120 74·5 122

0.516 (0.5 mL, 2.95 (18 mL,0.525 (teórico)

6 =1.033 g/mL) 6=1.025 g/mL)

4.3 x 10-3 3.96 X 10-24.3 X 10-3

Masa(g)

PROCEDIMIENTO

~1

3. Acidular4. Enfriar5. Filtrar

o

puro

Fasesólida

D1: Destile el diclorometano y el residuo envíelo a incineración. . .,. .,. t f ona LO - 810 mg/kg tóxico e irritante por inhalación, ingestiónPrecauciones: ace o en 50 - ,

o adsorción por la piel. .Ácido benzoico LDso = 2538 mgikg, produce problemas gastrointestinales y alergias por

ingestión.Productos de descomposición: monóxido y dióxido de carbono.

D :Verificar el pH, neutralizar si es necesario y eliminar por el drenaje.2

Benzoato de sodioCloruro de sodioSulfato de sodio

Faseorgánica

2. Extraer con díclorometano

Faseacuosa

Mezcla de reacción+ Bisulfito de sodio

1. Agitar 30 min

AcetofenonaHipoclorito de sodio

Ácido benzoico

(3) Confirmar el pH de la disolución con papel indicador o precipitación totaldel sólido.

La formación de una mancha negra en el papel filtro indica ausencia dehipoclorito de sodio.

() onflrmar que ya no hay hipoclorito de sodio utilizando la prueba deyodo-almidón (preparar unadisoluciónacuosadeyoduro depotasio-almidónImpregnar tiras de papel filtro).

'1) Pr G uclén, Tanto la acetofenona como la disolución de hipoclorito deodio on compuestos qufmicosmuy irritantes, por lo que laadición sedebeh cer n la campanade extracción.

DIAGRAMAN ,'A

32

OH6 + 8HN03

REACCiÓN y ESTEQUIOMETRíA

• Propiedadesfísicas,químicasy toxicológicas de los reactivos y producto •• Pavia, D.L. Introduction to Organ;c Laboratory Techn;ques, a M;croscaleApproach; Cengage Learning; 4th Ed.; USA,2006.

• Usos y aplicaciones del ácido adípico.

• Diferentes formas de síntesis de ácido adípico.• March, J. March's Advanced Orgunlc Chemistry Recctlons: Mechan;smsand Structure; John Wiley and Sons Incorporated; 6th Ed.; USA,2007.

• Propiedades físicas, químicas y toxicológicas de reactivos y produc• Kenneth, W. Macro and M;croscale Organ;c Experiments: Cengage

Learning; 6th Ed.; USA,2010.

Métodos de obtención de ácidos dicarboxOicos.

Carey, FA; Giuliano, R.M. Organ;c Chernístry; McGraw-Hill; 8th Ed.; USA,2010.

BIBLIOGRAFíA

• Obtener ácido adípico por oxidación de un alcohol secundarlo cfcllc •

4,. ¿Cómose obtiene el ácido benzoico a nivel industrial?OBJETIVO

¿P r qué utiliza bisulfito de sodio en la obtención del ácido benzoico?

E rlb I mecanismode la reacción efectuada.IN SIS DE ÁCIDO AolplCO

l. l.x llqu qu tlp d r cerones se llevana cabo.

PHAC IILJ\ 3

ANTECEDENTES

3S

Purifique el ácido adípico formado por recristalización de agua. Filtr ,seque el producto, calcule el rendimiento y determine el punto de fusión.

Deje enfriar a temperatura ambiente y, posteriormente, en un baño dhielo por 10minutos hasta la precipitación de cristales amarillos. Filtre al vado,

lave con agua fría hasta que los cristales sean blancos.

Mantenga la temperatura del baño a 55-6oO(por 30 minutos, despu I

de que la adición del ciclohexanol se ha completado, eleve la temperatur Igradualmente hasta 100o( en un periodo de 10minutos y mantenga esta t rn­peratura durante 5 minutos más.

Caliente el ácido a 55-6oO( a baño María mediante una parrilla con

agitación magnética. Adicione gota a gota con la jeringa el ciclohexanol a unpromedio tal, que se adicione una gota cada 30 segundos. Esta velocidad dadición es necesaria para controlar la temperatura de la reacción.

Enun matraz redondo de 10mL coloque 1.6mL de ácido nítrico concen­trado, adapte una trampa de Claisen y conecte en una de sus salidas un refrl·gerante de agua, seguido de una trampa con sosa,en la otra salida de la trarnpde C1aisenadapte un tapón de hule con una jeringa que contenga 0·5 mL dciclohexanol (ver Figura 1).

PROCEDIMIENTO

0·5gHidróxido de sodio en escamas

QPo.y mt,

QP

Matr z redondo de 10mL 1 Pinzade tres dedos 2

Refrig rante de agua conmangueras 1 Parrilla con agitación magnética 1

Termómetro de _10°a 350°C 1 Pipeta de 2 mL 1f .. ,

Espátula 1 Vidrio de reioj 1

Matraz Kitasato de 50ml, 1 Embudo Hirschcon alargadera 1.Agitador de vidrio 1 Recipiente de peltre 1

Vasode 50mí, 2 Barrade agitación magnética 1

Embudo de filtración rápida 1 Trampa de humedad 1

Jeringa de 1mt, 1Trampade ClaisenI tapón

de hule1

Tde vacío 1 Tapón de hule monohoradadoTapón de vidrio con tubo de vidrio y manguera

11

M terlal al microescala

PARTEEXPERIMENTAL

4.74 X 10"3

(teórico )4.72 X 10"34.74 X 10"3

Ácido nítrico

l'N utr U Ir la dlsolucl6n y desechar al drenaJ '

Ácido adípico puro

5. Recristalizar

Ácido adípico crudo

2. Enfriar

3. Filtrar4. Lavar I agua

Fase líquidaFasesólida

Mezcla de reacción

1.Reflujo

CiclohexanolÁcido nítrico

Ácido adípico

DIAGRAMA ECOlÓGICO

QUIMICA ORGÁNICA IV TÉCNICAS EN MICROESCAL/\••MANUAL DE EXPERIMENTOS

Figura 1.Ácido adípico.

Jorlnga~

pónda hule

Trampa -**__ ..con sosa

• A 11) • C:AROOxILlcOS

• Realizar presentaciones en forma oral y escrita de toda la inform el nobtenida.

• Establecer métodos para organizar e integrar la información teórk yexperimental recabada por los equipos.

• Favorecer la discusión, el análisis de resultados y el trabajo en equipo.

• Reforzar los conceptos teóricos.

• Comprender en su totalidad cada experimento mediante la integraciónde la parte experimental y la teórica.

OBJETIVOS

• SINTESIS DE ACIDO BENZOICO. HIDRÓLISIS DE BENZONITRILO• SINTESIS DE ACIDO BENZOICO. REACCiÓN DEL HALOFORMO• SINTESIS DE ACIDO ADlplCO

SEMINARIO1. ÁCIDOS CARBOxíucos

PRÁCTICA 4

~ Morrlson, R.T. & Boyd, R.N. Organic Chemistry; Prentice-Hall; 6th Ed.;

USA,1996.

• McMurry, J. Química Orgánica; International Thomson Editores; 5" Ed.;

México,2000.

, Mayo, D.W.; Pike, R.M.; Butcher, S.S.; Trumper, P.K. MicroscaleTechniques for the Organic Laboratory; John Wiley and Sons Edit.; New

York, USA,1991.

Kenneth, W. Macro and Microscale OrganicExperiments;CengageLearning;

6th Ed.; USA,2010.

• Ávlla, l.G.; García, M.e. et al. Química Orgánica. Experimentos con un

Enfoque Ecológico; UNAM, Dirección General de Publicaciones y Fomento

Editorial; 2' Ed.;México, 2009.

BIBLIOGRAFíA

, . ¿Cuálseríauna forma alternativa para sintetizar ácido adípico?

Diga cuál es la función del ácido nítrico concentrado y explique si se podríallevar a cabo la reacción con ácido clorhídrico.

1. Explique por qué es importante que la adición del ciciohexanol se hagalentamente.

CUESTIONARIO

Á 1~Ci) CAAOOxlucos

·sta actividad permite que los alumnos realicen conclusiones reales, in­

L I do los resultados y experiencias de sus compañeros, por lo que es una¡lC Ivld d más enriquecedora que el análisis individual.

• Blbllograffa

• Conclusiones

• Espectroscopia en IR de reactivos y producto

Análisis de resultados de todo el grupo

Estudio económico

Usos del producto obtenido

- Diferentes formas de síntesis

• Mecanismo de la reacción

• Reacción general

DERIVADOSDE ÁCIDOS CARBOxíLICOS

Importancia de la técnica

• Análisis de la técnica

Parallevar a cabo el seminario, se integran tres equipos de trabajo segúnI número de alumnos. Cada grupo realizará la presentación de una práctica,

rrollando los siguientes puntos:

PROCEDIMIENTO

• Al IlllII. QARDOxlucos

REACCIÓN y ESTEQUIOMETRíA

• Propiedades físicas,químicas y toxicológicas de los reactivos y productos.

• Métodos de obtención de benzocaína.

• Principales derivados de los ácidos carboxflicos.

• Catálisis ácida en las reacciones de adición nudeofflka.

• Reacciones de adición nucleoffllca sobre el grupo carbonito.

ANTECEDENTES

• Obtener benzocaína a partir de ácido 4-aminobenzoico.

• Obtener un éster a partir de un ácido carboxñko y un alcohol, mediantecatálisis ácida.

OBJETIVOS

SíNTESIS DE BENZOCAíNA

PRÁCTICA 5

Purifique la benzocafna formada por recristalización de etanol/agu ,111,tre, seque el producto, calcule el rendimiento y determine el punto de fu I 1),

Enfríe la disolución a temperatura ambiente y adiciónela a un vaso ILIcontenga 9 mL de hidróxido de sodio al 10% m/v y 10 g de hielo, agite h I "

que se precipite el p-amino benzoato de etilo y filtre al vado.

Enun matraz redondo de 50mL coloque 0.5 g de ácido 4-aminobenzoly 5mL de etanol, adicione lentamente 0.8 mL de ácido sulfúrico concentrad y6 perlas de sfllce, agite y adapte un refrigerante de agua en posición de reflu] ,Mantenga el reflujo con agitación magnética durante 1hora hasta que el ácld4-aminobenzoico haya reaccionado.

M traz Erlenmeyer de 50 mL 1 Vasode 50mL 2

M traz redondo de 50mL 1 Espátula 1

Agitador de vidrio 1 Vidrio de reloj 1- ..Plpeta graduada de 1.0mL 1 Embudo Hirsch con alargadera 1

Refrigerante de agua 1 Matraz Kitasato de SOmL 1._-Probeta de 25mL 1 Pinzade tres dedos con nuez 1

Ip ta graduada de SmL Parrillade calentamiento con1 1

agitación magnética

Barrade agitación magnética 1Recipiente de peltre 1

Embudo de filtración rápida 1

M t rlal a microescala

PROCEDIMIENTOPARTE EXPERIMENTAL

Cantidad Calidad

Ácido 4-aminobenzoico 0·5g QP

Etanol y rnl, QP

Ácido sulfúrico concentrado 0.8mL QP

Hidróxido de sodio a110%mlv 9 mL QP

Perlasde sílice 6

SustanciasÁcido

nobenzoico Etanol Benzocaína

137 46 165.17

3.96 (SmL, 0.602o·S

0=0.7936 g/mL) (teórico)

3.65 x 10'3 8.69 X 10-23.6s X 10-3

TécNICAS EN MICROE9CAI..AIQUIMICA ORGÁNICA IVIMANUAL DE EXPERIMENTOSrtlVAOOSDE ÁCIDOS cxaeoxu.icos•

Vogel, A.1. Textbook of Practical Organic Chem/stry; Prentlc ., le 1I¡5th Ed.; London, England, 1996.

1'),1D echar la disolución por el drenaje si presenta un pH neutro. En caso contrario. neutralizar

prlm ro y luego desechar.

Morrison, R.T.; Boyd, R.N. Organic Chemistry; Prentice-Hall; 6th Ed.; USA,1996.

•

Pavia, D.L. Introduction to Organic Laboratory Techniques, a Micro cal JApproach; Cengage Learning; 4th Ed.; USA, 2006.

•

March, J. Advanced Organic Chemistry Reactions: Mechanísms and Sttuc·ture; John Wiley and Son s Incorporated; 6th Ed.; USA, 2007.

•

Sulfato de

sodio, etanol

~

Ávila, Z.G.; García, M.e. et al. Química Orgánica. Experimentos conun Enfoque Ecológico; UNAM, Dirección General de Publicaciones yFomento Editorial; 2"Ed.; México, 2009.

•

rBenzocaína pura J5. Recristalizar

Benzocaína

Fase sólida Fase líquida;::.----1-----,1BIBLIOGRAFíA

3. Agitar4. Filtrar

Verter en 9 mi de sosa al

10% m/v + 10g hielo

4. Usos de la benzocaína.

3. ¿Daría buenos resultados usar ácido 4-aminobenzoico en exceso, en vez detanol?

Ácido 4-aminobenzoico, 1. Reflujo

tanol, ácido sulfúrico

concentrado

2. Si se desea eliminar agua de la reacción para desplazar el equilibrio hacia eléster, ¿cómo se modificaría la técnica utilizada?

Mezcla de 2. Enfriar1--

reacción

1. ¿Podría utilizarse ácido sulfúrico diluido?

CUESTIONARIO

TÉCNICAS EN MICROESCALAIQUIMICA ORGÁNICA IVIMANUAL DE EXPERIMENTOS

Benzocaína

DIAGRAMA ECOlÓGICO

• 1 AIVADOSDE ÁCIDOSCARBOxlucos

Vidrio de reloj

Probeta de 25mL

Umbudo Hirschcon alargadera

Espátula

Vasode precipitados de 50 mL

Caliente a reflujo durante 30 min y luego deje enfriar a temperaturaambiente (solidifica el producto) y después 10min sobre hielo. Filtre al vado, sies necesario para hacer la mezcla fluida adicione de 4 a 5mL de hexano. Sequeel producto, calcule el rendimiento y determine el punto de fusión.

Agitador de vidrio

Trampade cloruro de calcio

Embudo de filtración rápida

M traz Kitasato de 50 mL

Reóstato

. Pipetagraduada de 1mL

Matraz Erlenmeyerde 50 mL

n stllla de calentamiento

2Refrigerante de agua

Pinzade tres dedos con nuezEnun matraz redondo de 10mL, coloque 0.5 g de ácido ftálico y 0.83 mL

de anhídrido acético, efectúe esta adición en la campana evitando cualquiertipo de derramamiento. Coloque el refrigerante de agua en posición de reflujoyen la parte superior adapte una trampa con cloruro de calcio anhidro.

Recipiente de peltre

M traz redondo de 10mL

PROCEDIMIENTO

M t rlal a microescala

PARTE EXPERIMENTAL

Cantidad de'.II~tal1cia(mol)

Masa(g)

Cantidad Calidad

Ácido ftálico 0·5 g QP

Anhídrido acético 0.83 mL QP

Cloruro de calcio anhidro 10g Técnico

Hexano 4-5 mL Técnico

Sustancias

TÉCNICAS EN MICROESCAL.A•QUíMICA ORGÁNICA IV•MANUAL DE EXPERIMENTOS

Masamolar(g/mol)

" HIVA.oOS DE ÁCIDOS CARBOX(UCOS

AnhídridoÁcido ftálico .Anhídrido acético ftálico

166.13 102.09 148.11

0·50.89 (0.83 mL,

0·445B =1.080 g/mL)

3.00 x 10-3 8.71 X 10-3 3.00 X 10-3

• vcg 1,A.1. T xtbook of Practlcal Or an/c eh mlstry;ond n, ngl lid,19

Pavía, D.L. Introduction to Organ/c Laboratory Technlques, a Mlcr C(j¡

Approach; Cengage Learnlng; 4th Ed.; USA, 2006.•

I olv r n un disolvente inflamable o adsorberlo en papel o material inflamablen form d cuada,d omposlc:16n:Humos tóxicos de monóxido y bióxido de carbono.

• McMurry, J. Qufmica Orgánica; Thomson Edltores¡ 6" Ed.; Méxlc ,r I h Xllnopor destilación y verificar el pH al residuo. Neutralízar y desechar por el

• March, J. Advanced Organic Chemistry Reactions: Mechanl m U1111Structure¡ John Wiley and Sons Incorporated; 6th Ed.¡ USA, 2007.

Carey, FA; Giuliano, R.M. Organic Chemistry; Mc Graw-Híll¡ 8th Ed.;USA,2010.

•

• Ávila, Z.G.¡ García, M.e. et al. Química Orgánica. Experimentos conun Enfoque Ecológico¡ UNAM, Dirección General de Publicaclon ' yFomento Editorial; 2' Ed.;México, 2009.

Anhfdrldo ftálico

crudo

FaselíquidaBIBLIOGRAFíA

5. ¿Paraqué sirve el anhídrido acético en esta reacción?1. Ref!ujo con trampa de humedad 30 min2. Enfriar a temperatura ambiente

3. Colocar sobre hielo 10 min

4. Filtrar

4. ¿Cómoverifica la pureza del anhídrido obtenido?

3. ¿Porqué no neutraliza el ácido acético y el anhídrido acético al final conhidróxido de sodio diluido?

Fasesólida

2. ¿Paraqué se usa el hexano?,¿sepodría usar otro disolvente en su lugar?,¿porqué?

Ácido ftálicoAnhídrido acético

1. ¿Dequé otra manera se puede preparar el anhídrido ftálico?

Anhídrido ftálico

CUESTIONARIO

TtCNICAS EN MICROaOOAI.AIQUIMICA ORGÁNICA IVIMANUAL DE EXPERIMENTOS

DIAGRAMA ECOLÓGICO

1I NIVt\11 e ÁCIOOS CARBOxlLlCOS

tlv YI rHhl tI).ropl d1'ld fslcas, químlc sy toxlc léglc•

• Nomenclatura, síntesis e identificación d mld

• Diferentesrutassintéticasparaobtener losderivadosde lo cldo Cc rb xIII ).

• Reactividad de las aminas primarias, secundarias y terclarlns, 1111111tudes y diferencias.

• ¿Cómose puede eliminar el agua en una reacción de equlllbrl

• Principales derivados de los ácidos carboxflicos.

• Reacciones en equilibrio, cómo desplazar un equilibrio.

• ¿Quéson los grupos salientes?, ¿cuáles son los más usados?, ¿cuálorden de facilidad de salida de los mismos?

• ¿Quéson los reactivos nucleofOicos?Orden de nucleofilicidad.

• Reacciones de adición-eliminación en el grupo carbonilo.

• Reacciones de adición nucleofOica sobre el grupo carbonilo.

ANTECEDENTES

• Obtener una amida por la reacción de un anhídrido de un el ImonocarboxOico con una amina primaria.

SíNTESIS DE ACETANILlDA

OBJETIVO

Purifique la acetanilida formada por recristalización de gua,necesario use carbón activado. Si se forma un aceite, agregu m 1Ft ItI

hirviendo hasta que se disuelva. Seque el producto, calcule el r ndlml 11' ( Ydetermine el punto de fusión.

Agite durante 5 minutos (de preferencia en la campana), deje r p Irla mezcla 10minutos y vierta poco a poco el contenido a un vaso que cont III I10 g de hielo picado, continúe agitando enérgicamente y coloque la m :¡: 11 ~minutos sobre hielo. Filtre al vacío el sólido obtenido y lave con 3 mL dhelada.

Agitador magnético

Vidrio de reloj

Recipiente de peltre

Embudo Hirsch con alargadera

Matraz Kitasato de 50 mL

Enun matraz Erlenmeyer de 50 mL coloque 0.6 mL de anilina y agrlentamente y con agitación 1.2 mL de anhídrido acético, efectúe esta dien la campana, evitando cualquier tipo de derramamiento. Tape y l1'frfexteriormente el matraz con agua helada hasta temperatura ambiente.

1.26 X10-2

1.29 (1.2mL,Ó =1.080

2

6.5 X10-3

•• ••

PROCEDIMIENTO

3.27 X 10-3

(teórico)

102·°993.12

PARTE EXPERIMENTAL

( .uitldad eleMI~1.1I1r1;1(mol)

(g)

lVIoI'In molar

.~1.!.,_o~I)__IVI.I!l,;¡

AcetanilidaAnhídrido acéticoAnilina

Cantidad Calidad

Anilina 0.6 mL QP

Anhídrido acético 1.2mL QP

Acetato de etilo 5 mL QP

Sustancias

T~CNJCA5 EN MIClIIQlltI~~"QUIMICA ORGÁNICA IV I•MANUAL DE EXPERIMENTOS

IÓN y eSTEQUIOMETRíA

'1 I'~ l' • 111 -" '"' U t MIIOXlblCOS

Yo el, A.1.Textbook of Practical Organic Chemlstry; Prentlc .¡..¡ II¡ 111 1,;L ndon, England, 1996.

Pavía, D.L. Introductlon to Organic Laboratory Technlques, a Mlcl' )Approach; Cengage Learning; 4th Ed.; USA, 2006.

• McMurry, J. Química Orgánica;Thomson Editores; 6" Ed.; M xlc ,

March, J. Advanced Organic Chemistry Reactions; Mechanl Itl tUulStructure; John Wiley and Sons Incorporated; 6th Ed.; USA, ~007,

Carey, F.A.; Giuliano, R.M. Organic Chemistry; Mc Graw-Hill; 8cI1 l.; U.I\,2010.

• Ávila, Z.G.; García, M.e. et a/. Química Orgánica. Experimentos con un 11-

foque Ecológico; UNAM, Dirección General de Publicaciones y FOI11 ntEditorial; 2·Ed.; México, 2009.

BIBLIOGRAFíA

5. ¿Eldesecho D1es tóxico?, ¿se puede tirar al drenaje, qué pruebas qufmlc:l.se le deben hacer?

3. ¿Laacetanilida es soluble en ácido clorhídrico a110%o en sosa aI10%?

4. Si quedara anilina sin reaccionar, ¿qué modificaciones haría a la táml 1usada?

2. ¿Se puede usar cloruro de acetilo en vez del anhídrido acético?

1. Para preparar acetanilida, ¿se podría usar ácido acético en vez de anhfdrllacético?

CUESTIONARIO

•QUIMICAORGÁNICAIV•MANUAL DE EXPERIMENTOS

I Acetanilida I Solución acuosa contrazas de anilina yacetato de anilinio

IFase líquidaFase sólida

4. Verter en un vaso con hielo5. Filtrar6. Lavar con 3mL de agua helada

I

Mezcla dereacción

1. Enfriar con agua hasta alcanzartemperatura ambiente

2. Agitar 5 min3. Dejar reposar 10 min

AnilinaAnhídrido acético

Acetanilida

DIAGRAMA ECOLÓGICO

I OIRIVAOOS DE ÁCIDOS caaeoxn rcos

REACCiÓN y ESTEQUIOMETRíA

• Propiedadesfísicas,químicasy toxicológicas de los reactivos y produ 1 1 I

Usos del paracetamol.

Métodos de obtención de amidas.

• Principales grupos acetilantes de las aminas.

• Reactividad de aminas primarias, secundarias y terciarias. Similitud ydiferencias.

Principales derivados de ácidos carboxflkos.

ANTECEDENTES

• Obtener una amida por reacción de una amina primaria sustituid 1I

posición para, con un anhídrido.

OBJETIVO

SíNTESIS DE PARACETAMOL (ACETAMINOFÉN)

QPp-amlnofenol

QP0.35 mLAnhídrido acético

CalidadCantidad

e r II (tlv 111

Revelador: 1,o luz UVacetato de etiloEluyente:

Suspensión: gel de sflice para e.c.f. al 35%en CHC(/CH30H (3:1)o en acetato de etilo

Disolvente: acetato de etilo

DATOS PARA C.c.f.

Realice una cromatografía en capa fina (c.c.f.) para comprobar la purezadel reactivo y del producto.

Purifique el paracetamol formado por recristalización de agua, utilicecarbón activado de ser necesario. Filtre, seque el producto, calcule el ren­dimiento y determine el punto de fusión.

Enun matraz redondo de 10mL, adicione 0.35 mL de anhídrido acético,00400 g de p-aminofenol y 0.5 mL de agua. Adapte el refrigerante de aguaen posición de reflujo y caliente la mezcla de reacción mediante mantilla decalentamiento durante 30 minutos. Deje enfriar en un baño de hielo por10minutos hasta precipitación del producto de la reacción. Filtre al vacío y lavecon agua fría.

PROCEDIMIENTO

TÉCNICAS EN MICROESCALA•QUIMICA ORGÁNICA JV•MANUAL DE EXPERIMENTOS

p-aminofenol Anhídrido acético Paracetamol

1°9 102 151

0.378 (0.35 mL, 0·5540·400 5 =1.080

3.70 x 10-33.66 X 10-3

3.66 Xw-3

u tandas

Material a microescala

PARTE EXPERIMENTAL

l)~ftIVAtlO~ O~ ÁCIDOS CAR80xlLlcos

Matraz redondo de 10mL 1 Recipiente de peltre 1

Refrigerante de agua 1 Pinzade tres dedos 1

Mantilla de calentamiento 1 Embudo de filtración rápida 1

Reóstato 1 Vidrio de reloj 1

Matraz Kitasato de 50 mL 1 Pipeta de 1mL 1

Agitador de vidrio 1 Parrillade calentamiento 1

Espátula 1 Agitador magnético 1

=mbudoHirschcon alargadera 1 Vasode precipitados de 50 mL 2

Cámaracromatográfica 1Capilar 2

Portaobjeto 1

6S

Streitwieser, A. Introductíon to Organíc Chemistry; Prentice-Hall; 4th Ed.;USA, 1998.

McMurry, J. Química Orgánica; Thomson Editores; 6" Ed.; México, 2005.•

Kenneth, W. Macro and Microscale Organíc Experiments; CengasLearning; 6' Ed.; USA, 2010.

•

Domínguez, X.A.Química Orgánica Experimental; Limusa; 1"Ed.; México,1982.

•

• Carey, FA; Giuliano, R.M. Organic Chemistry; McGraw-Hi//; 8th Ed.; USA,2010.

BIBLIOGRAFíA

4. ¿Eldesecho D1 es tóxico?, ¿se puede tirar al drenaje?, ¿qué pru b qufmlse le deben hacer?

3. I quedara p-amínofenol sin reaccionar, ¿qué modlflc clontécnica usada?

2. ¿S pu d utlllz r cloruro d e tilo n v z d

n v ~ 1I1.

Fase líquida

5. Recristalizar de agua

Ácido acético

I 1I N utraUzar., 1,1 ti Sélohara la tarja.

Fase sólida

1. Calentar a reflujo 30 min2. Enfriar 10min3. Filtrar al vado4. Lavar con agua fría

Fase líquida

p-amlnofenolAnhídrldo acético

lA AMA

I

• R celen g n r I

• Análisis de la técnica

Para llevar a cabo el seminario, se integran cuatro equipo d . r l Ijsegún el número de alumnos y cada grupo realizará la present cíen d llll

práctica desarrollando los siguientes puntos:

PROCEDIMIENTO

• Realizar presentaciones en forma oral y escrita de toda la lnforrn CIÓ'1

obtenida.

• Establecer métodos para organizar e integrar la información t órl yexperimental recabada por los equipos.

• Favorecer la discusión, el análisis de resultados y el trabajo en qulp .

• Reforzar los conceptos teóricos.

• Comprender en su totalidad cada experimento, mediante la lntegraclénde la parte experimental y la teórica.

OBJETIVOS

• SINT·SIS DE ACETANILlDA• SINTESIS DE PARACETAMOL (ACETAMINOFÉN)

16DE ANHIDRIDO FTALICOENZOCAINA

cxtuceIVADOS DE ÁCIDO CAS MINAr I 11.

P I ~1\( I I( 1\ G

ilc "UII

Igru

n IR d r etlv s y pr dueto

CARBOHIDRATO

•

obt nld

M

Illlpl 1111 Hit ,'Illholl I ylo 111111 1 I ti 111 I ¡lIvlI VpHllhl tll,

qurmlc .•trav d I f rrnt ció n el• e r ct rlz CIÓ'1 d zúc r

• Reacción de formación d osazon s.

• Reaccionesde azúcares debido a los grupos oxhidrllo d u m Ii 1111,

• Reaccionesde azúcares debido al grupo carbonilo de LI ITI I cul ,

• Azúcares reductores y no reductores.

• Clasificación de los carbohidratos.

• Carbohidratos o azúcares y su importancia en la Qufmica org nl~ .

ANTECEDENTES

• Hidrolizar el almidón y comprobarlo mediante pruebas química .

• Realizar la hidrólisis e inversión de la sacarosa y comprob r tmediante la prueba física de rotación óptica.

.. Obtener las osa zonas de algunos azúcares.

,• Efectuar pruebas químicas que permitan identificar y caract rl I

diferentes azúcares.

OBJETIVOS

REACCIONES DE IDENTIFICACiÓNDE CARBOHIDRATO

PRÁCTICA 7

Tubo de ensayo o frasco vial 15

"Cl-lzOH)--0

+~HOH .II

CI-I201-1

+~I-I0 uOH

H

Material

PARTE EXPERIMENTAL

CHzOH

O~OH

OH n-2 OH

T~CNICAS EN Mlono • ~III•d) Hidrólisis del almidón

QUfMICA ORGÁNICA IV•MANUAL DE EXPERIMENTOS

"

II~OII

e) Hldr611s1 (le la sacarosa

osazona

HIcrN'NH3 2

do

II [",O1I OH +

b) Formación de osazonas

_C_U_2.,..<±> ~CH20H H O + CUzO ~complejo

cuprocítricoOH G

OH

OHOH

002 -Ha- H20

Prueba de Benedict

HO~H+

o10

H -OH110 -H ~I~ -OH -3 HzO1I OH

OH

Prueba de Molisch

a) Identificación de azúcares

REACCIONES

• CMlIlOI~IDRATOS

111 I 1011 H 111I1111 Id 11 IHIII 11tl 11" 11111 •

Pr para 16n 1 la di olu 16nd f ""hld (lit/Mpo rupo

b) Formación d o azona

Coloque en un tubo de ensayo 1 mL del reactivo de Ben di . Y 2 (

got S de la disolución de azúcar. Caliente a ebullición y deje nfrl r II1

p r tura ambiente. Un precipitado cuya coloración varla d d In. 1111 )

h st roj , con decoloración de la disolución, Indica prueba p Itlv.

PROCEDIMIENTO

Disolver 100g de Na,C03, 175g de citrato de sodio, 17.3g de CuSO~.5 liJOen un litro de agua destilada.

Preparación del reactivo por grupo

Prueba de Benedict

Si está presente un carbohidrato, aparecerá un anillo rojo eninterfase de los dos líquidos, que al mezclarse forman una disolución vlolet .Deje reposar la disolución 2 minutos y dilúyala con 5 mL de agua, observ Iformación de un precipitado violeta oscuro.

Mediante una pipeta Pasteur añada lentamente, por las paredes dtubo, 2 mL de ácido sulfúrico concentrado, de manera que el ácido, al sermásdenso, forme una capa inferior sin mezclarse.

Coloque en un tubo de ensayo 2 mL de la disolución de azúcar, adicione3 gotas del reactivo de Molisch y agite.

PROCEDIMIENTO

TÉCNICAS EN MICROEUCI\ A.IQUfMICA ORGÁNICA IV•MANUAL DE EXPERIMENTOS

PI olv II el H 11 11~I 11111111111 d I."HII,

tlvo por rupe

PI'U

p r di oluclonesa110%m/v de diferentes azúcaresen aguay efectúe las

III ll't •pru b :

Q) Id ntl"cacl6n de azúcares

PROCEDIMIENTO

Cantidad CalidadDisolución de hidróxido

de sodio al 5%m/v 10mL QP

Ácido clorhfdrico al 20%v/v 10mL QP

DI oluclón de yodo-yoduro 5mL QP1=I oluciones al 10%m/v de: 10mL RA

• Glucosa 10mL RAFructosa

30 mL RA• Sacarosa

• Maltosa 10mL RA

• Arablnosa10mL RA

nolftalefna indicador 1mL RA

R activo de Benedict 20mL QP

Fenllhidrazina 3mL RA

Almidón soluble 2g QP

fI ctlvo de Molisch al 5%m/v 3 gotas RA1--

Ácido sulfúrico concentrado 2mL QP

u t netas

MOIO"'I RATOS

1111111 11 II I 11)1

d I di. lu I I 1I

Col qu n un tubo de ensayo, 2 gotas de una disolución yo Iugol), 0.5 mL d un disolución de almidón y ob

n. E t tub mue tr I ti mpc e ro.

Coloque en un matraz Erlenmeyer de 125mL, 0.6 g de almidón 11111,

dlclone 5 mL de agua y forme una pasta, agregue 40 mL de agua hlrvl nejo yntlnúe la ebullición hasta que desaparezcan todas las partfculas de Iml,l! 11,

D 1 nfrl r la disolución opalescente.

PROCEDIMIENTO

Disolución yodo-yoduro. Disuelva 0.15 g de yoduro de potasio n100 mL de agua destilada, agregue 0.05 g de yodo metálico y dlsuélv I

completamente.

Preparación del reactivo por grupo

d) Hidrólisis del almidón

[a]20D + 66.5° Sacarosa

[araD + 52° Glucosa[araD -92° Fructosa[a]20D - 40° Azúcar invertida

Determine la rotación óptica de las disoluciones de los tubos A y B, Yde una mezcla de las soluciones A + B en proporción 40:60 respectivamente,preparada en el momento de la determinación.

Disuelva 1g de sacarosa en 10mL de agua destilada y agregue 4 mL deHCIal 20%v/ven un tubo de ensayo marcado con la letra B.

TÉCNICAS EN MICROESCALAQUIMICA ORGÁNICA IV ••MANUAL DE EXPERIMENTOS

'111 I 111111 llllH eh I1I1 lO 1111 d HlI

ZÚ r,

11 t rmln clón polarlmétrlca de la sacarosa y del azúcar Inv rtlda

e mp r I resultado obtenido en esta prueba con el que se tiene alL 11 un di oluel6n de sacarosa sin hldrollzar, con el reactivo de Benedlct.

En'frf la disolución, neutralice con NaOH al 5%m/v usando fenolftaleína(111 IlIdle dor y agregue 2 mL de reactivo de Benedict.

e loque en un tubo de ensayo 3mL de una disolución de sacarosa a110%111 , U I gregue 0.1mL de ácido clorhídrico al 20%v/v y caliente en baño de

11-\\1 I durante 20 minutos.

) HIdrólisis de la sacarosa (inversión)

El tiempo de formación de la osazona y la apariencia de los cristales

r '11 dlf rentes para los distintos azúcares.

Ob erve en un microscopio de bajo poder los cristales formados, o bien,

11111 cristales y determine el punto de fusión.

Coloque en un tubo de ensayo 5 mL de la disolución de azúcar y 3 mLd 11 lución de fenilhidrazina. Caliente la mezcla en baño de agua durante

Ir inlnutos.

PROCEDIMIENTO

2, Mezcle 2 g de clorhidrato de fenilhidrazina, 3 g de acetato de sodio y 15mLel agua destilada. Filtre con la ayudade carbón activado.

1. Mezcle 2 mLde fenilhidrazina, 2 mLde ácido acético glacialy 18mL deagua.Filtre con carbón activado si la disolución no está clara.

• t r\HIIOIII RATOS

2. Calentar

Mezcla dereacción + Cu,

1.Agitar

DI oluclón de sac ro,~ácido clorhídrl

Hidrólisis de sacarosa

Disolución decarbohidratos +fenilhidrazina

Formación de osazonas

Disolución decarbohidratos +complejo de Cut>

Prueba de Benedict

Disolución de 1.Agitar Mezcla decarbohidratos + reactivol----------I reacción +

de Molisch 2. Ácido sulfúrico ác. sulfúrico

Anote los resultados observados cada 5 minutos.

Prueba de MolischPara realizar la prueba de Benedict, neutralice la muestra con una

di' lución a110%de NaOHm/v antes de efectuarla.

Reacciones de identificación de carbohidratos

TÉCNICAS EN Mrcno .. M AQUIMICA ORGÁNICA IV ••

DIAGRAMA ECOLÓGICOAdicione al resto de la disolución de almidón 1mL de HCIconcentrado

y e 16quela en baño de agua durante 30 minutos. Tome muestras de 0·5 mLd 5minutos y efectúe la prueba de Benedict y la de Lugol, observando los

I sultados obtenidos cada vez. Para efectuar la prueba de Lugol se deberáIlfrl r la muestra, pues el complejo yodo almidón se disocia en caliente.

MANUAL DE EXPERIMENTOS,,~"Cli'lICIlAT05

'1. DI a por qué seconsidera reductor un azúcar.

n qué consistenlaspruebasque nospermiten sabersi un azúcares reductorn ?

, rlb la r acción de cada unade laspruebas efectuadas en la práctica.

~" XI llqu por quó se le llama Inversióna la hidrólisis de la sacarosa.

1,. f tú I pru ba d B nedlct antes y d pu s el h rvlr In cldo clorhfdrlco?

1111 11'1 IrqlllduIr! 11 ¡ leti

CUeSTIONARIO

• Pasto, D.J.; Johnson, e.R. Determinación de Estructuras Orgánica i Hverte; Barcelona, España,1974.

• Moore, J.A.; Dalrymple, D.L.Experimental Methods in OrganícChernl 'tl'y;W.B. Saunders, Co.;s"Ed.; USA,1988.

• McMurry, J.QuímicaOrgánica; Thomson Editores; 6' Ed.; México, 200r ,1'1' N utrallzar el filtrado y eliminar por el drenaje., ,1'lItr r el Cup y enviarlo a confinamiento controlado. Llevar la solución a pH=10 con cal

O o. volver a filtrar el sólido formado y enviarlo a confinamiento. Desechar la soluciónnutra por el drenaje.

I 1Guardarlo para su incineración.I lila di oluclón es incolora viértala al drenaje. si tiene color tratar con carbón activado e~

In In raro Desechar la solución por el drenaje.~.I Ihay presencia de lugol, agregar bisulfito de sodio hasta que desaparezca el color. Verificar

IpH, neutralizar si es necesario y desechar la solución neutra por el drenaje.

• Jacob, T.L.; Truce, W.E.; Robertson, G.R.Laboratory Practice of OrganleChemistry; McMíllan Pub. Co. Inc.; 5th Ed.; USA,1974.

• Carey, F.A.;Giuliano, R.M. Organic Chemistry; McGraw-Hill; 8"1 Ed.; U A,2010.

Mezcla dereacción +lugol

2. Lugol

Disolución de almidón 1.Calentar+ ácido clorhídrico

• Ávila, Z.G.; Garda, M.e. et al. Química Orgánica. Experimento e n2. Complejo de Cu (11) un Enfoque Ecológico; UNAM, Dirección General de Publlcaclon ti y

Fomento Editorial; 2' Ed.; México, 2009.

Disolución de sacarosa 1.Calentar Mezcla de

~+ ácido clorhídrico Neutralizar reacción +

Cu,O

Hidrolisis de almidón BIBLIOGRAFíA

TtCNICAS EN MICRO 8 A AIQUfMICA ORGÁNICA IVMANUAL DE EXPERIMENTOS• (~11Il 1IIIIIInATOe

1I

tiA I lit I

oIl.,/ eloo:ti N

(1

ReACCióN y ESTEQUIOMETRfA

Propiedadesfísicas,químicasy toxicológicas de los reactivos y pro III L) I

Métodos de sfntesis del enlace peptídico.

Características de los péptidos.

• Reacciones generales de los aminoácidos.

• Métodos de síntesis de aminoácidos.

• Características de los aminoácidos.

ANTECEDENTES

• Ejemplificar la preparacióri de una unión peptídica.

• Realizar las síntesis del ácido hipúrico a partir del aminoácido glicina ycloruro de benzoílo.

OBJETIVOS

SíNTESIS DE ÁCIDO HIPÚRICO

PRÁCTICA 8

1 pltldlll tlJ, (ill 111 111111(1111111111 yd t 1111111

qlHel 1 lill I'lrlIllltl fI 111

lucl 11 tiVI rt I matraz de r acción, got a go ,2 mL dI rhtdrlco al 50%viv, glt I flltr 1v do 1 ólld

u de tll d h IImln rielIII 1 1

Adicione lentamente y con agitación magnética la disolución40%m/v, al terminar la adición se observan dos fases, continúe I r ( Clt~ll dur nte 40 minutos a temperatura ambiente manteniendo la agitación Irh ~n el! 1,hast que se obtenga una disolución homogénea.

Enun matraz redondo de 10mL adicione 0.3 g de glicina y 2 mL d ( 111,

agite hasta que se disuelva la glicina y agregue 0.5 mL de cloruro de b nz n ¡,

Adapte una trampa de Claisen y en una de las salidas de ésta, colcqu UI) 1

trampa con sosa y en la otra un tapón de hule con una jeringa d 3 mi, '111\

contenga 0.8 mL de una disolución de sosa a140%m/v (Figura 2).

PROCEDIMIENTO

Cantidad Calidad

Agua Lanecesaria Destilada

Glicina 0·3g QP

Cloruro de benzoflo o.SmL Reciéndestilado

NaOHal 40%m/v 0.8 mL RA

NaOHhojuelas 3·0g Técnico

HCIal so%vlv 2.0mL RA

Cloroformo o diclorometano 5.0mL QP

Sustancias

TÉCNICAS EN MICHO ;IC""'",QUfMICA ORGÁNICA IV •IMANUAL DE EXPERIMENTOS

UI'

Matraz redondo de 10mL 1 Vasode precipitados de 50mL 1

Probeta de 10mL 1 Matraz Erlenmeyer de 50mL 1

Jeringa de 3mL 1 Embudo Hirschcon alargadera 1

mili con agitación magnética 1 Espátula 1

IJ rr de agitación magnética 1 Matraz Kitasato de 50mL 1

mbudo de filtración rápida 1 Vidrio de reloj 1l··

PlptadesmL 1 Agitador de vidrio 1

r mp d humedad 1Trampa de Claisen 1

Inz" d tr d dos 1

M 'torlal a microescala

PARTE EXPERIMENTAL

Cantidad desustancia (mol)

Masa(g)

Cloruro deGlicina benzoíJo Ácido rico

7S·07 14°·S7 179.18

0.60S (0.5 rnt.,0.772(teórico)0·3 8 = 1.211gimL)

4 x 10-3 4.3 X 10'3 4 X 10-3

Masa molar(g/mol)

• 1 ~TlI:JOI!I

puroRgura 2. Ácido hípurlco.

FaseIfquidaFasesólida

5. Recristalizar

Disolventeclorado

Ácido hipúricocrudo

FaseIfquidar---------~--------~Fasesólida

1. Agitar2. Neutralizar

3. Filtrar4. Lavar con

Agua y diclorometano

Tapónde hule

+ sosaJeringa--+ ...Glicina + agua

+ cloruro de benzoflo

Ácido hipúrico

DIAGRAMA ECOLÓGICO

TÉCNICAS EN MICHO OALloA•QUfMICA ORGÁNICA IV•MANUAL DE EXPERIMENTOS

LíplDOS

• sllverst in, R.M.; Bassier, G.e., Morrill, T. Spectrometric ldentiflcatlon oforganlc compounds; John Wiley; 5th Ed.; USA, 1991.

• tngersol', A.w.; Babcock, S.H. Org. 5ynth. Co/l. 1943,11,328.

• Ávlla, Z.G.; Garda, M.e. et al. Química Orgánica. Experimentos con un En­foque Ecológico; UNAM, Dirección General de Publicaciones y Fomento

IZdltorlal; 2" Ed.; México, 2009.

BIBLIOGRAFíA

¿Qué bandas y señales importantes en espectroscopia de IR, 'H RMN Y13( RMN, respectivamente, espera observar en el compuesto final que no sencuentran en la glicina?

, . ¿Qué impureza se elimina al lavar con el disolvente dorado?

4" ¿Por qué se forma una mezcla heterogénea de dos fases y qué sucedecuando se transforma ésta a una mezcla homogénea?

¿Por qué se requiere que la mezcla de reacción de cloruro de benzoílo yglicerina sea básica?

¿Por qué se adiciona lentamente el cloruro de benzoflo?

1. ¿De qué fuente natural se obtiene el ácido hipúrico?

eu ESTIONARIO

• 1 'l'ICloa

y tI xl I

tru tur .

• M nc:1n r m t do d I I mi nto y purlflc c:lónd rlgllc ricio .

• Propl d d s y car cterfstlcas de los trlgtlcérldos.

• ¿Quéson los triglicérldos y cuál es su estructura general?

• ¿Quéson los Ifpidos?

Disolventes orgánicos empleados para la técnica de extracción.

• Métodos de extracción.

ANTECEDENTES

• Aislar un triglicérido de un producto natural por extracción sólldo-líquld .

OBJETIVO

PARTE l.AISLAMIENTO DETRIMIRISTINADE LA NUEZ MOSCADA

OBTENCiÓN DE ÁCIDO MIRisTICO

PRÁCTICA 9

(1:1

fIIc 135% n CIICI. 1M 011 (,3:1),

DATOS PARA C.cJ.

Mida 70 mL de metanol en una probeta graduada y adicióncon agitación al extracto de diclorometano. Deje reposar por unos rnínut'formado. Filtre al vado y lave el filtrado con 2 porciones de 10mL el di 1(Jr(llllt I 111 ,

m tanol i:t. Calculeel rendimiento basándose en el total de la nuez m e I, \I'LIII 1111,d termine el punto de fusión y realice una cromatograffa en cap 'flnl (e.c,'r.),

Vierta los extractos de diclorometano en un matraz redondo elmonte un aparato de destilación, concentre la disolución de diclorometano mllH

de la tercera parte del volumen original. Colecte el diclorometano en Ul1 111 I 1

Erlenmeyerde 250mLsumergido en un recipiente con hielo. Transfiera el e n Ilt 11,a un matraz Erlenmeyer de 250 mL, enjuague el matraz de destilación e 1I 11 I Idiclorometano y reúnala con la anterior.

Lave el papel filtro con 2 porciones de 10mL de dlclorornetano y reún ni,los filtrados anteriores.

Transfiera el residuo sólido de nuez moscada al matraz de 250 mL, adl 1una segunda fracción de 30 mL de diclorometano, repita la extracción y 'fII'tr 11

el mismo papel utilizado para el primer extracto, reúna el filtrado con I n 1I )1,

Realice por tercera vez el mismo proceso de extracción.

Enun matraz Erlenmeyer de 250mL, adicione 15g de nuez moscada en p Iv30 mL de diclorometano, tape con un tapón de corcho el matraz y agite suav m II'L

por 15minutos la mezcla, destapando el matraz después de cada agitación. FII'tr 11vacío y colecte el filtrado en un matraz Erlenmeyer de 125mL.

PROCEDIMIENTO

TECNICAS EN MICIlO iI M AIQUIMICAORGÁNICA IVIMANUAL DE EXPERIMENTOS

Ivo

100 mt,

QP100mLDlclorom tano

CalidadCantidad

anastílía eléctrica de 150mL 1 Embudo de filtración rápida 1

Reóstato 1 Espátula 1

T de destilación 1 Probeta graduada de 25mL 1

Porta termómetro Matraz Erlenmeyerde1 2

250mL

rmómetro de -10a 300°C 1 Tapón de corcho 1H frlgerante para agua con

Matraz Erlenmeyer de 125mL1 1mangueras

Colector de destilación 1 Matraz Kitasato de 250mL 1

Agitador magnético Embudo Büchner con1 1

alargadera

B rra de agitación magnética 1 Vidrio de reloj 1

Pinzade tres dedos con nuez 2 Recipiente de peltre 1

Matraz bola de 150mL 1 Cámaracromatográfica 1

Tapónesmerilado 1

Material a microescala

PARTE EXPERIMENTAL

Wade, L.G. Jr. Química Orgánica; Pearson Educ tlon; 5~. . l.; M xl o,2006.

• Streinwieser, A. Introduction to Organic Chemistry; Prentl ·11 11; 11, 111.1USA,1998.

McMurry, J. Química Orgánica; Thomson Editores; 6~Ed.; M xleo (I! 1,

Doyle, P.M.; Mungall, W. Experimental Organic Chemlstry; J 1111WII yand sons; USA,1980.

• Ávila, Z.G.; García, M.e. et al. Química Orgánica. ExperlmentEnfoque Ecológico; UNAM, Dirección General de PublicacioneEditorial; 2"Ed.; México, 2009.

BIBLIOGRAFíA

Explicarcómo el diclorometano y el metanol utilizados en este xp rh 1 111 )pueden ser separadosy recuperados para usarsenuevamente.

¿Por qué el etanol es comúnmente empleado para extra rsaborizantes, se podría usar éter etflko o cloroformo?

¿Qué otros disolventes pueden ser utilizados para la extracción el 11trimiristina de la nuezmoscada?

Digacómo comprueba que el producto de la extracción es trtmlrlstln ,

¿Cómosepuede tener unamejor eficienciaen la extracción de latrlmlrl 'tI! 11

CUESTIONARIO

•QUfMICA ORGÁNICA IV•

rmetanol

r

quida

quida

1.

2..

3·

4·quida

5·

MANUAL DE EXPERIMENTOS

Fase

Fa

Nuez moscada, diclorometano IAgitar y separar fases

sólida Faselí

INuez moscada Trimiristina

diclorometano Diclorometano

Agitar y separar fases Fase lí

se sólida INuez moscada Trimiristina

diclorometano Diclorometano

sólida Agitar y separar fases Fase lí

INuez moscada Trimiristina

<3> Diclorometano

DestilaI

Diclorometano Trimiristina

~ AgregaFiltrar

Aguas madres IDlclorometano ITrlmlristlna pura

Metanol

<5>

Fase

Trimiristina

DIAGRAMA ECOLÓGICO

• 1~'ll)o~

• Propiedadesffslcas, qufmkas y toxlcoló

• Usos del ácido mirfstlco.

• Acidos grasos superiores.

• Reacción de saponificación.

• Hidrólisis de los ésteres. Diferenciar entre hidrólisis ácida e 111 r 11'1básica.

• Reacciones de esterificación de ácidos carboxflicos.

• Propiedades químicas de los ácidos carboxflkos.

• Métodos de obtención de ácidos carboxflicos,

ANTECEDENTES

• Obtener ácido mirístico a partir de trimiristina.

• Efectuar una reacción de hidrólisis básica de un triglicérido.

OBJETIVOS

PARTE 11.REACCiÓN DE SAPONIFICACiÓN

OBTENCiÓN DE ÁCIDO MIRíSTICO

PRÁCTICA 10

Cantidad Calidad _.

Trimiristina 0·5 g Práctica ant rlor

Etanol 10 mL QP

Metanol 20 mL QP

Ácido clorhfdrico al 20% vl» 10 mL QP

Sosa al 20% m/v 2.5 mL QP

Agua destilada La necesaria

Sustancias

Matraz redondo de 50 mL 1 Embudo Hirsch con alargadera 1

Refrigerante para agua 1 Recipiente de peltre 1"

Canastilla eléctrica de 50 mL 1 Pipeta graduada de 10 mL 1

Reóstato 1 Recipiente para baño María 1

Vaso de precipitados de 50 mL 2 Pinza de tres dedos con nuez 2

Agitador de vidrio 1 Embudo de vidrio 1

Probeta de 25 mL 1 Espátula 1

Matraces Erlenmeyer de 50 mL 2 Vidrio de reloj 1

Matraz Kitasato de 50 mL 1Cámara cromatográfica 1

Embudo para sólidos 1

Material a microescala

PARTE EXPERIMENTAL

TÉCNICAS EN MICROESCALAQUfMICA ORGÁNICA IV• •MANUAL DE EXPERIMENTOS

Hidróxido de

Trimiristina sodio Ácido mirístico

722 4° 228

0·5 0·5 0.158

6.92 x 10.4 12.5 X10-3 6.92 x 10-4

n O(CI,12)12CH3H2C-OH¡ H20 I

+ 3 CH3(CH2)1ZCOONaOCO(CH2)1ZCH3 + 3 NaOH HC-OHCH3CH2OH I

reflujo H2C-OH(CI12)12CH3

HO + 3NaCI11\(CH2)12COONa + 3HCI _2_ 3 CH3(CH2l12COOH

ReACCióN y ESTEQUIOMETRíA

Ili IIllf

Metanol

u pensión: gel de sflice para c.c.f, al 35% en CHCI)MeOH (3:1) O

acetato de etilo

DI olv nt ; ét r etfllcoEluy nt l h xano-éter etfltco 1:1

R v I donI, o luz UV

Fase líquidaFasesólida

DATOS PARA c.c.f.

5· Lavar con agua6. Recristalizar

R altee una c.c.f. para comprobar la pureza del producto.

Glícerol, cloruro de

sodio, ácido clorhídrico,agua, etanol

Purlñque el ácido mirística formado por recristalización de rnetanol­

t~ l11, Plltl'e, seque el producto, calcule el rendimiento y determine el punto

ti fwlón.

Fasesólida

lluya la disolución con 10 mL de agua destilada. Filtre al vacío y lave

Ii' V e el producto con porciones de 2.5mL de agua cada vez.

1. Reflujo 1h

2. Acidular con ácido clorhídrico3· Diluir con agua destilada4· Filtrar al vacío

Vierta la mezcla de reacción en un vaso de precipitados que contengau p; hielo y 10mL de una disolución de ácido clorhídrico al 20%vlv, agite

viI{ i mente la disolución por 10minutos y deje reposar.

TrimiristinaEtanol

Sosa al 20%m/v

En un matraz redondo de 50 mL adicione 0.5 g de trimiristina, 10mL de11 I Y 2.5 mL de una disolución de sosaa120%m/v. Coloque el refrigerante enI Ión de reflujo y caliente la disolución durante una hora, hasta que todo el

rldo se haya transformado en un producto soluble.

Ácido mirístico

DIAGRAMA ECOlÓGICOPROCEDIMIENTO

TÉCNICASEN MICROE8CALA•QUrMICA ORGÁNICA IV•MANUAL DE EXPERIMENTOS'I~II I!

[1• M' 11111111 ti 1.11

• R

• Análisis de la técnica

Para llevar a cabo el seminario, se integran tres equipos d trsegún el número de alumnos, y cada grupo realizará la presenta Ión d I.JI

práctica, desarrollando los siguientes puntos:

PROCEDIMIENTO

• Realizar presentaciones en forma oral y escrita de toda la lnformaclcnobtenida.

• Establecer métodos para organizar e integrar la información teórlcr yexperimental recabada por los equipos.

• Favorecer la discusión, el análisis de resultados y el trabajo en equipo.

• Reforzar los conceptos teóricos.

• Comprender en su totalidad cada experimento, mediante la integraciónde la parte experimental y la teórica.

OBJETIVOS

• REACCIONES DE IDENTIFICACiÓN DE CARBOHIDRATOS• SINTESIS DE ÁCIDO HIPÚRICO• OBTENCiÓN DE ÁCIDO MIRIsTICO. PARTES I y 1I

SEMINARIO 111. CARBOHIDRATOS, PÉPTIDOSy LíPIDOS

PRÁCTICA 11

, A, IlItr 111LI n t OrE 1I11e:CI mI trYi I ntl 1I lIi 111 I 1,;ti InwlU A, ti) H.

, I uch r , C.J. Th Aldrlch Llbrary of Infrar d Sp ctra¡ Aldrlcl eh 1 I ,1(; ni l.; USI\, 1.

oyl , P.D.; Mungall, W. Experimental Organic Chemistry; John WiI y11 ¡USA, 1980.

M Murry, J, qu(m/ca Orgánlcaí Thomson Editor Si 6~ d.: M xlco, o

e r y,FA; Glullano,R.M.OrganicChemistry;McGraw-Hill;8thEd.;USA, 2010.

BIBLIOGRAFfA

D criba las ventajas de las reacciones de saponificación sobre la

e tállsls ácida para la hidrólisis de trimiristina.

'j, ¿Porqué esmetanol y no etanol, el disolvente ideal para la recristalizaciónd I ácido rnirfstíco?

RCOOR' + H,o _...:.H;;..+ _ ..~ RCOOH + R'OH

os ésteres pueden ser hidrolizados en reaccionesde catálisisácida:

j,

1\1hacer la comparación entre los puntos de fusión del producto y el ácidomlrfstko, ¿puede saber con certeza que el producto de la reacción es~ Ido mirístico?

¿Qué evidencia del procedimiento experimental sugiere que elproducto aislado es el ácido mirística y no la trimiristina o un producto deompetencia de reacción?

¿Qué efecto puede tener en el procedimiento de aislamiento, si ladi olución acuosade ácido clorhídrico a120%v/v sólo contiene el 1%de ácidodorhldrtcor

CUESTIONARIO

Bibliografía

PRÁCTICA DE REPOSICiÓNEsta actividad permite que los alumnos realicen conclusiones reales,

Int r ndo los resultados y experiencias de suscompañeros, por lo que es una\( tlvl d más enriquecedora que el análisis individual.

• Conclusiones

• Análisis de resultados de todo el grupo

• Estudio económico

• Espectroscopia en IR de reactivos y producto

• Usos del producto obtenido

• Diferentes formas de síntesis

• I I~JO

N el

OH

AHO)V

REACCiÓN y ESTEQUIOMETRíA

• Propiedadesfísicas,químicasy toxicológicas de los reactivos y prod lel .

• Métodos de identificación de fenoles y de ácidos carboxflicos.

• Propiedades químicas de los ácidos carboxílicos,

• Métodos de obtención de ácidoscarboxílicosa partir de alcoholesy f n

ANTECEDENTES

• Aplicar el método de Kolbe-Schmitt para obtener un ácido carboxfllfenólico.

• Efectuar una reacción de carboxilacíón de fenoles.

OBJETIVOS

SíNTESIS DEÁCIDO2,4-DIHIDROXIBENZOICO.REACCiÓN DE KOLBE-SCHMITT

PRÁCTICA 12

Purifique el ácido 2,4-dihidroxibenzoico formado por recrtstallaz CIÓIIde agua. Filtre, seque el producto, calcule el rendimiento y determine el punto Ifusión.

Enfríe en baño de hielo hasta que cristalice el ácido 2,4-dihidroxlbenzolc I

filtre al vado y lave con agua fría.

En un matraz redondo de 50 mL adicione 0.5 g de resorcinol, 2.5 g Ibicarbonato de sodio y 4 mL de agua. Adapte el refrigerante de agua . l'posición de reflujo y caliente lentamente la mezcla de reacción durante lInhora. Enfríe a temperatura ambiente y viértala en un vaso de precipitado' d50 mL que contenga 7·5mL de agua fría. Adicione gota a gota y con agitad n,ácido clorhídrico concentrado hasta pH = 1.

PROCEDIMIENTO

Cantidad CalidadResorcinol 0·5 g QP

Ácido clorhídrico concentrado Elnecesario QP

Bicarbonato de sodio 2·5g QP

Sustancias

IQUfMICA ORGÁNICA IVMANUAL DE EXPERIMENTOS

u,'tor a a m croesca a

M ltr z Erlenmeyerde 50 mL 1 Agitador de vidrio 1

R frlgerante de agua 1 Espátula 11=

M tr z de bola de 50 mL 1 Reóstato 1

M traz Kitasato 50 mL 1 Vidrio de reloj 1

I 11' ta graduada de 5mL 1 Mantilla de calentamiento 1

111' ta graduada de 1mL 1 Anillo metálico 1

1mbudo de filtración rápida 1 Mechero 1

Imbud Hirschcon alargadera Telade alambre con placade11

asbesto

V d pr Iplt dos de 50 mL 1Recipiente de peltre 1

I hlZ I el i3 d do con nu z 1---

M t '1

PARTE EXPERIMENTAL

{ .intldad de"distancia (mol)

(g)Masa

Nlilsa molar(g/mol)

Bicarbonato de Ácido 2,4-dihidroxi-Resorcinol sodio benzoico

110.11 84.00 154·12

0·5 2·5 0.7 (teórico)

4.54 x 10-3 2.98 X 10-2 4.54x 10-)

• 1 HA 'riCA DE REPOSICIÓN

• Vogel, A.1. Textbook of Practical Organic Chemistry¡ Longman¡ ~,th I '"London, England, 1980.

• Streitwieser, A. & Heathcock, CH. Introduction to Organlc eh mIlIMcMillan Pub.; USA,1976.

IAc~ldo2,4·dlhldroxlbenzoico I IResorcinol J~

• Nierensteis & Clibbens. Organic Synthesis¡ColI.2.

• Hazzard, B.J. Organicum: Practical Handbool< of Organic Cheml ,',Addison Wesley Pub.; USA,1973.

• Fieser, L.F.; Williamson, K. Organic Experiments; D.C. Heath \.))dCompany¡ USA,1992.

• Bruice, P.Y.OrganícChemistry¡ Prentice-Hall; USA,1995.

Cloruro de sodio, ácidoclorhídrico BIBLIOGRAFíA

I

IFasesólida

6. Lavar con agua7. Recristalizar

Fase líquida

Ácido 2,4 - dihidroxibenzoico,Resorcinol

Fase líquida6. ¿Quétratamiento se debe aplicar a los desechosde la mezcla de reac Ión

para poder arrojarlos al drenaje?

5· ¿Sepodrían utilizar las mismas condiciones de reacción para carboxilfenóxido de sodio?

4· Describados formas diferentes de identificación del producto obtenido.

1.Reflujo 1 h2. Enfriar a temperatura ambiente

3.Verter lamezclade reacciónen agua4. Acidular con ácido clorhídrico5. Filtrar

3· ¿Paraqué acidula a pH = 1con ácido clorhídrico concentrado?

Fasesólida

Resorcinol, carbonatode sodio, agua 2. ¿Quéotras sustanciassepueden emplear en vez de bicarbonato de sodiO

1. Explique: ¿por qué debe tener cuidado al iniciar el calentamiento d lnmezcla de reacción?

Ácido 2,4 - dihidroxibenzoico

CUESTIONARIO

TÉCNICAS EN MICHO 1I1l'" ~•QUfMICA ORGÁNICA IV•MANUAL DE EXPERIMENTOS

DIAGRAMA ECOLÓGICO

• I'H'\ TICA PE REPOSICIÓN