Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

1.0 IntroduccinLa Aspirina es el frmaco que mayor empleo ha recibido en la sociedad moderna, siendo el ms empleado para la automedicacin, en competencia con compuestos (que pueden considerarse frmacos) como son la cafena (presente en el caf y el t) y el etanol (que se halla en los licores, el vino y la cerveza). Fue sintetizado por primera vez por Charles Frdric Gerhardt el 1853. Fue sintetizado con gran pureza en el ao 1897 por el qumico alemn Felix Hoffmann, de la casa Bayer, siguiendo experimentos anteriores. Sus propiedades teraputicas como analgsico y antiinflamatorio fueron descritas en 1899 por el farmaclogo alemn Heinrich Dreser. Es el primer frmaco del grupo de antiinflamatorios no esteroideos, AINE. Este analgsico sali al mercado por primera vez el 6 de marzo de 1899 el nombre ASPIRIN (en la antigua literatura alemana se nombraba al cido saliclico spirsure porque el salicilaldehido se encuentra en el aceite voltil de las flores y hojas de varias especies de la planta Spiraea) fue confirmado como marca registrada en la Oficina Imperial de Patentes de Berln. El nuevo frmaco se venda inicialmente en forma de polvo, pero en 1900, justo un ao despus de su lanzamiento al mercado, Farmenfabriken vorm. Friedrich Bayer & Co consigui preparar el cido acetilsaliclico en forma de comprimido de 500 mg (una completa novedad en aquel tiempo), fciles de tomar y que se desintegraban completamente en agua. Este fue, por tanto, el primer frmaco importante que apareci en el mercado en forma de comprimidos. En 1971, el farmaclogo britnico John Robert Vane, entonces empleado del Royal College of Surgeons de Londres, pudo demostrar que el AAS suprime la produccin de prostaglandinas y tromboxanos El nombre de aspirina deriva de su estructura, cido acetilsaliclico. Antiguamente el cido saliclico se conoca como cido spiraeico (de la ulmaria Spiraea ulmaria) y por tanto la aspirina era el cido acetilespiraeico, de donde deriv su nombre. La aspirina es el frmaco analgsico ms utilizado, siendo tambin un potente agente antipirtico y anti inflamatorio. Aunque se conocen numerosos compuestos con propiedades analgsicas, slo en la aspirina stos se combinan con un carcter antipirtico y antiinflamatorio. Por esta razn, la aspirina se usa en muchas preparaciones y conjuntamente con un gran nmero de otros medicamentos. El propio cido saliclico es un analgsico. En realidad, es ste el producto que puede extraerse de varias plantas medicinales capaces de aliviar el dolor. Inicialmente, el frmaco se administr en forma de sal sdica. Sin embargo, el uso del salicilato sdico produca molestos efectos secundarios, y pronto se busc una modificacin del frmaco que retuviese las teraputicas de este compuesto, sin presentarlos efectos secundarios indeseables. Por tratamiento del cido saliclico con anhdrido actico se obtiene el cido acetilsaliclico, un compuesto tan eficaz como el salicilato sdico, pero de reducidos efectos secundarios. El mismo tipo de estrategia se emple ms tarde para la modificacin de otro potente analgsico, la morfina. En este caso el problema consista en su capacidad de crear adiccin y, con la idea de solventarlo, se acetil la morfina, obtenindose la diacetilmorfina o herona. No hay que decir que, en este caso, la estrategia no tuvo el mismo xito que con el cido saliclico.

1

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

2.0 ResumenEl objetivo de esta experiencia es obtener cido acetilsaliclico (aspirina) a partir de la reaccin del cido saliclico y el anhdrido actico, en presencia de cido del cido sulfrico concentrado. La aspirina se obtiene por cristalizacin, teniendo en cuenta que puede contener impurezas, fundamentalmente de cido saliclico, debido a una acetilacin incompleta o de la hidrlisis del producto durante su aislamiento. El rendimiento de reaccin terica fue de 3.26 g y el rendimiento de la reaccin (reaccin experimental) fue de 2.60 g; obtenido un % de rendimiento de la aspirina del 79.75% en esta experiencia. El cido acetilsaliclico son cristales alargados, de sabor ligeramente amargo y de color blanquecino; es un frmaco usado frecuentemente como antiinflamatorio, analgsico, antiagregante plaquetario indicado para personas con alto riesgo de coagulacin sangunea, principalmente individuos que ya han tenido un infarto agudo de miocardio.

2

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

3.0 Fundamento TericoEl producto de partida para la fabricacin de la aspirina es el cido saliclico que, a su vez, se prepara como sal sdica por tratamiento del fenxido sdico con dixido de carbono a unas 5 atm de presin y a una temperatura de 125C (sntesis de Kolbe). El cido acetilsaliclico se prepara fcilmente en el laboratorio por esterificacin del grupo hidroxilo del cido saliclico (cido 2-hidroxibenzoico). La formacin de un ster a partir de un cido carboxlico y un alcohol (esterificacin de Fischer) es un proceso que slo se produce si se utiliza como catalizador un cido fuerte: cido orto-fosfrico, cido sulfrico, etc. Es una reaccin de equilibrio que puede evolucionar en ambas direcciones dependiendo de las condiciones empleadas. Los estudios realizados para conocer el mecanismo de esta reaccin, han puesto de manifiesto que el OH del cido (del grupo COOH) y el H del alcohol (del grupo OH) son los que forman la molcula de H2O, y se obtiene el ster correspondiente. La ecuacin del proceso se puede escribir:

Puesto que es una reaccin de equilibrio, se le pueden aplicar los principios de desplazamiento de ste, como por ejemplo aadir un exceso de un reactivo o eliminar el agua a medida que se va formando, de forma que se favorezca la formacin del ster. Sin embargo, otra manera de llevar a cabo la esterificacin con el fin de hacerla ms eficaz, es substituir el cido carboxlico por uno de sus derivados ms reactivos, como son el haluro de acilo o el anhdrido correspondiente. Este es el procedimiento que se utiliza en esta preparacin del cido acetilsaliclico, en la que la reaccin de esterificacin tiene lugar entre el anhdrido actico y el cido saliclico (c. orto-hidroxibenzoico) que acta como alcohol a travs de su grupo OH en posicin orto respecto al grupo cido, utilizando cido sulfrico concentrado como catalizador.

La aspirina (c o-acetilsaliclico) contiene un nico principio activo: el cido acetilsaliclico, es un ster acetilado del cido saliclico cuyo peso molecular es de 180.16 g. Sus cristales son alargados, de sabor ligeramente amargo y de color blanquecino.

3

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

4.0 Detalles Experimentales4.1 Materiales Probeta graduada de 25 mL Vaso de precipitados de 250 mL Luna de reloj Pipeta de 5 mL Propipeta

Bagueta de vidrio Embudo Buchner y kitasato Papel de filtro. Balanza electrnica. 4.2 Reactivos

cido saliclico Anhdrido actico

cido sulfrico concentrado Agua destilada Hielo 4.3 Procedimiento experimental

En un vaso de precipitados de 250 mL se aadieron, siguiendo este orden. 2.5 g de cido saliclico, 2 a 3 gotas de cido sulfrico concentrado, 5 mL de anhdrido actico, medidosen la pipeta. La mezcla se agito suavemente hasta disolucin utilizando una bagueta de vidrio, despus de 15 minutos la disolucin se enfri (masa del cido acetil saliclico). A la mezcla se aadi 25 mL de agua, destilada medidos en la probeta, agitando nuevamente unos minutos. Luego se coloco en un bao de hielo y se raspo las paredes del vaso con cuidado favoreciendo as la formacin de cristales. Finalmente se recogi los cristales de aspirina por filtracin con un Buchner (filtracin al vacio), ver figura 1, luego se lavo con agua destilada fra para su posterior secado en la estufa, ver la figura 2.

4

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

5.0 Reacciones QumicasMecanismo de la sntesis de la Aspirina

6.0 Clculos Experimentales y ResultadosFinalmente se procedi a pesar la muestra de cido acetilsaliclico seco y se determin el rendimiento experimental (rendimiento de la reaccin) obtenido. Acido acetilsaliclico obtenido son unos cristales alargados, de sabor ligeramente amargo y de color blanquecino. El rendimiento experimental fue de 2,6 g de Aspirina.

5

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

7.0 Discusin de Resultados

M

:

138.12 g 2.5 gReactivo limitante

102.1 g 5.4 gReactivo en exceso

180.16 g 3.26 gRendimiento terico

60.05 g

Masa:

En esta reaccin para hallar el reactivo limitante se plantea de la siguiente manera,Cantidad que se da como dato del problema Cantidad obtenida en la ecuacin balanceada

La menor relacin es para el R.L y la mayor para el R.E; en la reaccin,R .L . = 2 .5 138 .12 = 0.018 R .E . = 5.4 102 .1 = 0.05

Entonces de esto se determina, que le reactivo limitante es el cido saliclico, por lo que el rendimiento terico de aspirina se calcula de la siguiente manera:Re n dim iento terico = 2.5 g 180 .16 g 138 .12 g = 3.26 g

Una cantidad que relaciona el rendimiento de la reaccin con el rendimiento terico se le llama rendimiento porcentual o % de rendimiento y se define as:Rendimient o de la reaccin Re n dim iento terico

% rendimient o =

100

Entonces:Rendimiento de la reaccin: 2.60 g Rendimiento terico : 3.26 g% rendimient o= 2.6 g 3.26 g 100 =79 .75 %

La cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reaccin, se conoce con el nombre de rendimiento terico. A la cantidad de producto realmente formado se le llama simplemente rendimiento o rendimiento de la reaccin. Es claro que siempre se cumplir la siguiente desigualdad Rendimiento de la reaccin rendimiento terico

8.0 Conclusiones6

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

Es un frmaco de la familia de los salicilatos, usado frecuentemente como

antiinflamatorio, analgsico, para el alivio del dolor leve y moderado, antipirtico para reducir la fiebre y antiagregante plaquetario indicado para personas con alto riesgo de coagulacin sangunea, principalmente individuos que ya han tenido un infarto agudo de miocardio.

La reaccin qumica de la sntesis de la aspirina se considera una esterificacin Fischer.El cido saliclico es tratado con anhdrido actico, un compuesto derivado de un cido, lo que hace que el grupo alcohol del salicilato se convierta en un grupo acetilo (salicilato-OH salicilato-OCOCH3). Este proceso produce aspirina y cido actico, el cual se considera un subproducto de la reaccin. La produccin de cido actico es la razn por la que la aspirina con frecuencia huele como a vinagre. Como catalizador casi siempre se usan pequeas cantidades de cido sulfrico concentrado. La aspirina (c o-acetilsaliclico) contiene un nico principio activo: el cido acetilsaliclico.

El reactivo limitante es el cido saliclico y el reactivo en exceso es el anhdrido actico.El reactivo limitante es aquel reactivo concreto de entre los que participan en una reaccin cuya cantidad determina la cantidad mxima de producto que puede formarse en la reaccin.

El rendimiento de la reaccin es menor o igual que el rendimiento terico. 9.0 Recomendaciones Es recomendable que esta experiencia se trabaje en la campana extractora usando sus lentes, guantes, mandil y si fuese necesario una mascarilla ya que se trabajara con: cido sulfrico concentrado, compuesto qumico muy corrosivo y el anhdrido actico, compuesto qumico muy lacrimgeno (evite inhalar sus vapores). El anhdrido actico por ser un agente tan reactivo no ser necesario calentar la mezcla. De hecho se observar que la temperatura se elevara moderadamente y todo el cido saliclico se disolver. Raspar las paredes del vaso con cuidado para favorecer as la formacin de cristales (precipitado). Armar correctamente el filtrado al vacio con el Buchner. Lavar bien los cristales de aspirina con agua destilada fra para arrastra las impurezas cidas hasta que el olor punzante del cido actico haya desaparecido.

10.0 Bibliografa http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_acetilsalic%C3%ADlico http://es.wikipedia.org/wiki/Anh%C3%ADdrido_ac%C3%A9tico

7

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_salic%C3%ADlico http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-04.html

11.0 Apndice

11.1 Cuestionario

1. Cul es el reactivo limitante en la reaccin? Calcule el nmero de moles de cada reactivo. (Datos: El P.M. del cido saliclico es 138.12 g/mol.) El reactivo limitante es al cido saliclico.

M

: 138.12 g/mol 2.5 gReactivo limitante

102.1 g/mol 5.4 gReactivo en exceso

180.16 g/mol 3.26 gRendimiento terico

60.05 g/mol

Masa:

n

:

0.018 mol

0.052 mol

Dato: La densidad del anhdrido actico es aproximadamente de 1.08 g/mL a 20C. 2. Cul es la finalidad de los 25 mL de agua destilada aadidas a la disolucin fra?La finalidad de los 25 mL de agua destilada aadida ala disolucin es para que se obtenga una suspensin heterognea de la mezcla que disuelvan todos los componentes; y as el cido o-acetilsaliclico quede suspendido para luego poder separarlo por medio de la, filtracin al vacio.

3. Por qu debes realizar un secado de los cristales de cido acetilsaliclico en vacio y no en la estufa? No seria mas sencillo usar la estufa? El secado en vacio es para filtrar el producto (aspirina), de tal manera que se elimine toda impureza cida, y as se realiza el producto se recristalice, para una mejor pureza. Seria ms sencillo usar la estufa para el secado de la muestra, siempre y cuando la muestra este 100% pura de lo contrario se realizara la recristalizacin.

8

Laboratorio de Qumica Orgnica A-II

UNMSM

11.2 Grficas

Figura 1

Figura 2

9