73880462 practica 1 sintesis de isoxazoles obtencion de 3 5 dimetilisoxazol
Post on 01-Jan-2016
932 Views
Preview:
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA
Unidad Xochimilco
DIVISIÓN: Ciencias Biológicas y de la Salud
Departamento de Sistemas Biológicos
CARRERA: Químico Farmacéutico Biólogo
MÓDULO: Obtención de materias primas para la producción de medicamentos
PRÁCTICA 1:
Síntesis de isoxazoles. Obtención de 3,5-dimetilisoxazol
DOCENTES:
Dra. Irma Rojas Oviedo
Dra. Ma. Concepción Lozada García
POR:
Cuautla Vargas Olga Lidia 209372862
De la Luz Cuéllar Yarim Elideth 209359149
Espinosa Bustos Vanessa 209327752
Mendoza Colín Perla Anahí 209244221
Vargas Benítez Ana Yadira 209358915
GRUPO: BE01Q TRIMESTRE: 11/Otoño
14 de Octubre de 2011
2
ÍNDICE
Objetivos…………………………………………………….……………3
Antecedentes…………………………………………….………………4
Reacción y estequiometría………………………………………….… 6
Propiedades físicas de los reactivos y productos…………….……. 8
Procedimiento experimental…………………………………………. 10
Observaciones…………………………………………………………. 11
Resultados……………………………………………………………… 11
Análisis de resultados……………………………………………….... 11
Bibliografía………………………………………………………….….. 12
3
OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO
Efectuar la reacción de compuestos 1,3-dicarbonílicos con derivados de amoniaco para
obtener un anillo de 5 miembros con dos heteroátomos.
Preparar 3,5.dimetilisoxasol de acuerdo a las condiciones de reacción establecidas en la
técnica.
Conocer el interés biológico de los isoxazoles.
4
ANTECEDENTES
El isoxazol y el isotiazol son líquidos móviles (p. eb. 95°C y 113°C, respectivamente), de olor precido
a la piridina. La química de los isoxazoles se comenzó a investigar en el siglo pasado.
Hay varios isoxazoles naturales con actividad farmacológica importante. El muscimol, del hongo
manita muscaria (toronja matamoscas), tiene poderosos efectos psicotrópicos. Esta sustancia
muestra actividad sobre las célular nerviosas del cerebro que utilizan ácido -aminobuttírico (GBA; -
aminobuthyric acid) como neurotransmisor. Se ha aptovechdo esta estructura como base para el
diseño de algunos isoxazoles sintéticos como posibles de analgésicos. La cicloserina es un
antibiótico antituberculoso natural, y la isoxazolina es un antibiótico antitumoral, que también se
encuentra en la naturaleza. Algunas penicilinas semisintéticas comerciales ( oxacilina, cloxacilina y
dicloxacilina) poseen cadenas laterales de isoxazoles. El 4-hidroxiisoxazol es un inhibidor natural de
la germinación de semilla.
Los isoxazoles, en particular, han sido utilizados ampliamente como reactivo de síntesis, porque el
sistema anular tiene la estabilidad suficiente para permitir la sustitución y manipulación de grupos
funcionales, pero se rompe con facilidad, cuando es necesario, por reducción u otros métodos.
Los dos métodos generales más importantes para construir el anillo isoxazol son (a) la reacción de la
hidroxilamina con un componente de tres átomos de carbono, como una 1,3-dicetona o una cetona
α,β-insaturada, y (b) la reacción de un óxido de nitrilo con un alqueno o alquino. El segundo método
ofrece una ruta versátil para sintetizar isoxazoles, porque los sustituyentes de ambos componentes
pueden variar ampliamente.
Las reacciones de cicloadición de nitronas también conducen a la formación del sistema anular de
isoxazol, aunque con un nivel más bajo de oxidación. La reacción de la hidroxilamina con 1,3-
dicetonas, es un buen método para obtener isoxazoles 3,5 disustituido; hay muchas variantes de la
reacción, que permiten formar otros isómeros. Por ejemplo, el éter de enol y otros compuestos
similares, reaccionan con hidroxilamina para dar oxazoles 4,5 –disustituidos. También es posible
emplear compuestos carbobnilicos acetilénicos en estas reacciones, si el grupo carbonilico es
aldehídico, o es reactivo por alguna otra causa, el proceso inicial es la formación de la oxima, pero
en otros casos la estructura del isoxzol que se forma indica que la hidroxilamina reacciona por
adición conjugada al triple enlace. [1]
5
Interés bioquímico y farmacéutico de isoxazoles y sus análogos
Isoxazoles sustituidos y su utilización como antibióticos: Los compuestos de fórmula (I), donde X es O, NH, OCO, NH-CO, NH-COO, NH-CO-NH, NH-CS o NH-CS-NH; R4 es H, (C1-C3)-alquilo opcionalmente sustituido por halógeno, o un radical heterocíclico de carbono seleccionado entre varias posibilidades; R1 y R3 son H o F; y R2 es un radical heterocíclico de nitrógeno o carbono, son útiles para el tratamiento de infecciones microbianas en el cuerpo humano o animal. Diversos agentes terapéuticos contienen en su estructura anillos de 1,2-azol, entre ellos se
encuentran la Fenilbutazona, utilizada en el tratamiento de la artritis severa y la Leflunomida, que se
emplea en la terapia de enfermedades autoinmunes como la artritis reumatoide. Muchos derivados
de pirazol se utilizan como colorantes, la Tartracina es una pirazolona que se utiliza como colorante
alimentario.
Tiazoles: La vitamina B1, también llamada tiamina y ocasionalmente aneurina, es una sal de tiazolio.
Su pirofosfato es una coenzima que ha sido aislada en forma cristalina a partir de cascarilla de arroz
y de levadura y que está involucrada en la descarboxilación del ácido pirúvico a acetaldehído. La
tiamina puede convertirse en pirofosfato por calentamiento con acido ortofosfórico y pirofosfato de
sodio. La deficiencia de tiamina en el hombre produce beriberi y polineuritis.
El método clave de degradación que condujo rápidamente a la estructura de la vitamina se efectuó
con sulfito de sodio. Los productos fueron una pirimidina y un tiazol que por oxidación con ácido
nítrico produjo el ácido 4-metil-tiazol-5-carboxilico ya conocido; éste ácido también se puede obtener
por oxidación directa de la tiamina con ácido nítrico.
El pirofosfato de tiamina es una coenzima que está involucrada en forma importante en el
metabolismo de los carbohidratos. El tiocromo, pigmento fuerte fluorescente, puede obtenerse de la
tiamnina por oxidación con ferrocianuro de potasio alcalino y también se encuentra junto con la
tiamina en la levadura.
El sulfatiazol es un agente antimicrobiano muy útil. La luciferina es el compuesto luminiscente de la
luciérnaga americana, que ha sido sintetizado y puede ser formado en vivo a partir de benzoquinona
y cisterna. La reacción de luminiscencia se efectúa con formación del anhídrido mixto debido a una
reacción con trifosfato de adenosina. [2]
6
REACCIÓN Y ESTEQUIOMETRÍA
7
8
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS REACTIVOS Y PRODUCTOS [3], [4]
Nombre y molécula Formula Estado de
agregación
Masa
molar P.f. P.e. Solubilidad Toxicidad
Acetato de etilo
C4H8O2 Líquido
incoloro 88.1 77°C Agua
La sustancia
irrita los ojos, la
piel y el tracto
respiratorio
Acetilacetona
C5H8O2 Líquido
incoloro 100.13 140°C
Agua, 1g/100
ml
Irritaciones en el
tracto
respiratorio.
Carbonato de sodio
NNa2CO3
Sólido
color
blanco
105.98 854ºc
10.9g por
cada100ml
de agua.
Causa irritación
de mucosas, en
la boca,
garganta,
esófago y
estomago.
Clorhidrato de hidroxilamina
(NH3OH)Cl Cristales
blancos 69.49 151°C
1000 g/l en
agua a 20°C
Irrita los ojos y la
piel
Cloruro férrico
Fecl3
Líquido
Marrón
oscuro
162,20 315 °C Agua
Aguda, irritación
en tracto
respiratorio.
Diclorometano
CH2Cl2 Líquido
incoloro 84.9 40°C
Agua, 1g/100
ml a 20°C
Es irritante para
los ojos, piel y
las membranas
mucosas. En
exposiciones
agudas puede
causar efectos
narcóticos.
3,3,5-dimetilisoxasol
C5H7NO
Líquido
aceitoso
color
marrón
92.05 141 -
143 °C
Agua,
50.9 g/l
(20 °C)
9
Etanol
C2H5OH Líquido
incoloro 46.1 79°C
Miscible en
agua
La sustancia
irrita los ojos. La
inhalación de
altas
concentraciones
puede originar
irritación de los
ojos y del tracto
respiratorio.
H hidroxido de sodio
Naoh
Sólido
blanco
cristalino
40.0 318°C
Agua,
alcoholes,
glicerol.
Sensación de
quemazón, tos,
dificultad
respiratoria,
jadeo, dolor de
garganta;
Quemaduras
cutáneas graves,
dolor; visión
borrosa,
quemaduras
profundas
graves.
Sulfato de sodio
Na2SO4
Sustancia
incolora
cristalina
142.1 888°C
Solubilidad
en agua muy
elevada
Dolor
abdominal,
diarrea, náuseas,
vómitos.
10
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Se pesan 0.71 g de clorhidrato de hidroxilamina, se le agregan 5 mL de agua y 5 mL acetilacetona;
se calientan y se ponen a reflujo durante 45 minutos, se realiza prueba del FeCl3 (al 3%) a la mezcla
de reacción. Se agregan 25 mL de agua (en hielo) y se hace extracción (x3) de la mezcla de
reacción con 25, 10 y 5 ml de acetato de etilo, respectivamente (40 ml en total). Secar con sulfato de
sodio anhidro, y se realiza filtración rápida. Procede la destilación hasta obtener un líquido aceitoso
de color café-amarillento.
11
OBSERVACIONES SOBRE EL DESARROLLO EXPERIMENTAL
El procedimiento experimental que llevamos a cabo fue favorecido debido a la rapidez con que se
efectuó la reacción (45 min), pues la prueba del cloruro férrico resultó negativa y no fue necesario
continuar con el reflujo.
Para conocer el resultado positivo en esta prueba, se realizó la misma al producto final del desarrollo
experimental en la siguiente sesión en el laboratorio; fue posible ver el color rojo oscuro.
RESULTADOS
Peso del vial: 5.90 g 6.37-5.90= 0.47 g obtenido
Peso con muestra: 6.37g
Rendimiento:
0.97g-----------------100%
0.47g---------------- x
x = 48.45%
Cromatografía
ANÁLISIS DE RESULTADOS
A pesar de haber obtenido un rendimiento relativamente bajo, pudimos observar en la cromatografía
que la reacción se llevó a cabo de manera adecuada, y que no quedaron remanentes de materia
prima en nuestro producto final.
Rf = 0.62
3,5-dimetilisoxazol acetilacetona
Rf = 0.57
12
BIBLIOGRAFÍA
1. T. L. Gilchrist, “Química Heterocíclic”, 2da ed.Addison-Wesley Iberoamericana , Pág 313-316.
2. Paquette Leo A; “Fundamentos de química heterocíclica”, Limusa; México (2004), pág 189-
196
3. The Merck Index
4. Sci Finder Scholar
top related