Síntesis de Ácido Cinámico a Partir de Ácido Succinico

8/10/2019 Sntesis de cido Cinmico a Partir de cido Succinico

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UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO

PROGRAMA DE QUMICA

LABORATORIO DE QUMICA ORGNICA III

SNTESIS DE CIDO CINMICO A PARTIR DE CIDO SUCCINICOGonzlez Abraham1, Ortega Viviana2, Reales Angie3, Ruiz Herman4

RESUMEN

En esta prctica se realizo la reaccin de condensacin de Knoevenagel, la cual consisti en lareaccin entre un aldehdo aromtico benzaldehdo con un grupo metileno activo en este caso cidosuccnico, en presencia depiridina comodisolvente,por medio de una condensacin aldlica, paralograr la obtencin de cido cinmico un compuesto ,-insaturado, no obstante no se logro eobjetivo de la preparacin de acido cinmico puesto que aunque se parti de un acido dicarboxlico

como el cido butanodioico (acido succnico) no se recolecto un slido si no un aceite de coloramarillento por lo tanto no se pudo determinar su rendimiento y su punto de fusin, sin embargo aslos objetivos no se cumplieron, la sntesis hecha en el laboratorio es motivo de investigacin ydiscusin para determinar las causas del resultado que se obtuvo.

Palabras claves: reaccin de Knoevenagel, benzaldehdo, cido succnico,piridina,, -insaturado.

ABSTRAC

In practice this was done the Knoevenagel condensation reaction, which consisted of the reaction

between an aromatic aldehyde benzaldehyde with an active methylene group in this case succinicacid, in the presence of pyridine as solvent, by means of an aldol condensation, in order to obtaincinnamic acid compound , -unsaturated, however not achieving the goal of preparing cinnamic acidbecause although it started from a dicarboxylic acid and butanedioic acid (succinic acid) was notcollected a solid if not oil yellowing therefore could not determine its performance and its meltingpoint, however well the objectives were not met, the synthesis is made in the laboratory underinvestigation and discussion to determine the causes of the result obtained.

Keywords:Knoevenagel reaction, benzaldehyde, succinic acid, pyridine, ,-unsaturated.

1. Introduccin

La condensacin de Knoevenagel es unareaccin, en la que intervienen aldehdos ycetonas por una parte, y por la otra, enlacesmetilenos activos. Esta reaccin, se relacionacon las de adicin aldlica, condensacin deClaisen y sntesis del ster malnico. Lareaccin de Knoevenagel puede efectuarse de

diversas maneras; el ster malnico, el steracetilctico, el cianato de etilo u otrasustancia con un hidrgeno alfa reactivo, secondensan fcilmente con grupos carbonilosde aldehdos o cetonas en presencia de unabase (dietilamina, piperidina, entre otros), y lareaccin da origen a derivados etilnicos dedichos steres. La reaccin de condensacin
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de Knoevenagel es importante en la qumicaorgnica, siendo un camino especial de lamisma, la variante Doebner. En ella, elaldehdo o cetona se hace reaccionar concido malnico en piridina, en presencia deuna amina como catalizador (usualmentepirrolidina o piperidina), originando as que el

dicido carboxlico insaturado se decarboxileen el momento. Con este camino de reaccin,se puede sintetizar fcilmente el cidocinmico.

En el presente informe se analizara lareaccin de Knoevenagel realizada en ellaboratorio para la sntesis del cido cinmico,en la cual se condensa benzaldehdo con elcido succnico usando como catalizador

amina en este caso la -alanina, aplicando lamodificacin de Doebner es decir seusopiridina comodisolvente y luego realizarlas respectivas pruebas de identificacin, deesta manera se realizaran algunas reaccionesrelacionadas con la condensacin aldlica.

2. Resultados y Discusin

Una condensacin de Knoevenagel es una

adicin nucleoflica de un compuesto activo dehidrgeno a un grupo carbonlico seguida poruna reaccin de eliminacin en la cual unamolcula de agua es perdida.

En la experiencia la sntesis empez con unataque nuclefilico primeramente por parte delacido succnico al benzaldehdo, en donde elcido butanodioico es activado por la amina eneste caso -alanina que actu como base

dbil, es decir, en la condensacin unhidrgeno del metileno del cido succnico (unhidrgeno ) fue sustrado por la baseformando un carbanion en el acido succnico,transformarse en un cido insaturado, endonde hay una estabilizado de resonancia porla formacin de dicho carbanion entonces elequilibrio cido-base domina los ataques en el

medio de reaccin, y existe un estado deestabilizacin por parte de la -alanina amedida que transcurre la reaccinSeguidamente se agrego piridina que actucomodisolvente,de tal modo que sta catalizaladescarboxilacin del producto de la reaccinde condensacin de Knoevenagel por adicin

al doble enlace carbono-carbono, lo queprovoca seguidamente una descaboxilacineliminacinconcertada, esto se conoce comomodificacin de Doebner y se aplica sobrecompuestos donde al menos uno de los dosgrupos aceptores de electrones es un grupocido carboxlico y luego existe unaestabilizacin del ion alcoxido. Por ltimocuando el acido succnico y el benzaldehdoya han reaccionado se produce unainstauracin en donde hay una estabilizacinmolecular y se obtiene simultneamente lasalida de agua y dixido de carbono, queocurre precisamente por la competencia deposesin de protones en el medio, para dar eproducto final.

Cabe aclarar que escrito anteriormente es loque en principio se cree que sucedi en laexperiencia pero no se tuvo un precipitadodurante la condensacin, si no un aceite decolor amarillento, por ende se aadi a lamuestra acido clorhdrico concentrado y seintrodujo en hielo para propiciar el precipitadopero no hubo cambio alguno, entonces comodetalle experimental se uso acido succnicopuesto que no exista en el almacn dereactivos de la universidad del atlntico eacido malnico, esto pudo haber inferido para

que el resultado final no fuera el acidocinmico, el cual es slido. Entonces se puedededucir que la condensacin de Knoevenageusando acido succnico que aunque es unacido dicarboxlico (como el cido malnico) noes viable para la obtencin de acido cinmicoya sea porque este posea un carbono adicionasiendo de cadena ms larga influyendo en la
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reactividad formando otro compuesto que noera el del objetivo de esta experiencia, de estamanera se puede decir que se formo otroproducto (ver mecanismo) que no era el cidocinmico, pero si hubo reaccin entre losreactivos utilizados ya que el producto tena laconsistencia de un aceite, adems cabe la

posibilidad de que el compuesto final tuvieraconjugacin entre el doble enlace C=C y losgrupos carbonilo, el intermediario -carbalcoxi--hidrxicarboxilato, tambin perdi H2O y CO2ya que se vio el desprendimiento de gas y unafase liquida en el baln por ende se produjo underivado tipo alquil-succinato ,-insaturado,por lo cual se puede inferir segn elmecanismo de reaccin que se formo el cido(E)-3-fenil-2-butenoico. Por tener un aceite nose pudo determinar el punto de fusin delproducto obtenido, y como no se tienen losequipos espectroscpicos necesarios no sepudo determinar la estructura de la sntesishecha en el laboratorio.

3. Mecanismo

OHOH

O

OH

H

NH2 OH

O

OHC-

OH

O

OH

OH

O-

O

OH

OHC-

OH

O

OH

OHC-

OH

O

OH

CH-

OOH

O OHO

H

+

N

O

OH

O-

O

OH

H

N+

OH

O

H

H

H+

N+

OH

O

H

H

H

N

OH

O

OH

H

O

O

H

O+

O

OH

H

O

O-

HH

-H2O / -CO 2O

OH

O

HOH

OH

O

OH

H

+ OH

O

NH2

N

OH

O

OH

H

O

OH

OH

O

H

-H2O / -CO 2

Esquema 1.Activacion del cido succinico Esquema 2.Intermedio

Esquema 3.Ataque nucleofilico

Esquema 4. Reareglocido (E)-3-fenil-2-butenoico

4. Conclusin

De la siguiente experiencia realizada en elaboratorio aunque no se cumplieron losobjetivos iniciales fue satisfactoria y se puedeconcluir que:

La sntesis de Knoevenagel es unareaccin qumica muy importante y es laprincipal va para obtener el cido cinmicoya que con este tipo de reaccin decondensacin se logra obtener estecompuesto, y aunque no se logro obtenerdicho cido en el laboratorio se aprendiestudio y determino algunas reaccionesrelacionadas con la condensacin aldlica yla reaccion de Knoevenagel.

Se utilizo, aprendi y analizo en elaboratorio la modificacin de Doebner queconsisti en llevar a cabo la reaccin deKnoevenagel usando el reactivo de piridinacomo disolvente.

Igualmente es de importancia considerarque el aspecto fundamental de la practicaera la sntesis y en la obtencin del acido

cinmico lo cual no se obtuvo puesto queno se utilizo el reactivo inicial acidomalnico si no acido succnico por lo cual lareactividad de la sntesis cambio dandoresultados diferentes a los que seesperaban, por lo cual no se culmino laprctica de esta manera no se pudodeterminarle punto de fusin y erendimiento de dicho compuesto, por ende

la temtica no fue abarcado en su totalidad.4. Bibliografa

[1] Rakoff, H.; Rose, N. Qumica OrgnicaFundamental. Editorial Limusa. Mxico1986; pag. 341-342.


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[2] Boyd, R.; Morrison, R. QumicaOrgnica. Quinta Edicin. EditorialPearson Educacin. Mxico, pag. 1998;332.

[3] Ruske, W. Qumica Orgnica. PrimeraEdicin en Espaol. Editorial URMO.

Espaa, pag. 1978; 252.

[4] Glvez, R. C., Guevara, J., Ching, O.Qumica de las Reacciones Orgnicas.Editorial Alhambra, S. A. Espaa, 1976;pag. 210-212.

5. Preguntas

I. Escriba el mecanismo de la reaccin deobtencin del cido cinmico.

NH2OH

O

+

N

N+

OH

O

H

H

H

N

-H2O / -CO 2

O

H

+OH

O

NH2

N

OH

OOH

O

OH

OOH

-H2O / -CO 2

cido (E)-3-fenilprop-2-enoico

OH

O

OOH

OH

O

OOH

HCH

-OH

O

OOH

OH

OOH

O-

CH-

OH

O

OOH

CH -

OH

O

O OH

O

H

O

OH

O-

OOH

H

OH

O

O

H

OOH

O+

O

O-

HH

OOH

O

OH

II. Relacione al menos 3 tipos de reaccinde condensacin relacionadas con laaldlica y realice una comparacin entre

ellas y la reaccin de condensacin deKnoevenagel.

La reaccin de Perkin la podemos compararcon la condensacin de Knoevenagel, puestoque se utiliza un aldehdo aromtico en dondeexiste una adicin tipo aldol al condensar unaldehdo aromtico con un anhdrido aliftico,

en presencia de una sal sdica o potsica decorrespondiente cido carboxlico.

O

O O

CH3CH3

OH

+CH3-COONa

OH

O

cido cinmicoAnhdrido acticoBenzaldehdo

De igual forma si tomamos como relacin lareaccin de Adicin Aldlica, conocida tambincomo reacciones de Claisen-Schmidt, esta sepuede comparar con la condensacin deKnoevenagel puesto que la reaccin de Clisen-Schmidt se utiliza un aldehdo aromtico quereacciona con una cetona por medio de unataque nuclefilico de esta ademspreviamente la cetona es activada, es decir

existe un carbanion que es el que hace eataque nuclefilico al aldehdo aromticosimilar a lo que pasa en la reaccin deKnoevenagel, luego existe una estabilizacindel ion alcoxido y despus perdida de agua aigual que en Knoevenagel.

Por ltimo tenemos la reaccin de adicinaldlica. En la 1 etapa de la adicin aldlicala base (el ion OH-) separa un protn cido de

carbono del etanal y se obtiene un ionenolato estabilizado por resonancia es decir

existe la formacin de un carbanion parecido alo que se hace en la reaccin de condensacinde Knoevenagel. En la 2 etapa, el ion enolatoacta como nuclefilo y ataca al carbonoelectrfilo de una segunda molcula de etanalEn la 3 etapa el ion alcxido separa un protndel agua para formar el aldol. Esta etapa seproduce porque el ion alcxido es una base


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ms fuerte que el ion hidroxilo. Por ltimo y aligual que la reaccin de Knoevenagel si lamezcla de reaccin bsica que contiene elaldol se calienta, se produce unadeshidratacin.

III. Proponga otra ruta sinttica para laobtencin del cido cinmico.

NH3

O

OH

O

OH

H

OH

O

OH

O-

H

O

H

O-

O

OH

OOH

OH H

O

O

OH

OOH

H

O H

O OH

O

OH

H

OH -

O H

O OH

O

O

HOH -

OH

C-

OOH

OHH

OH

OOH

H

-OH-

H2O / OH-

OH2


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ANEXO

Imagen 1. Montaje de la Reaccin de Condensacin de Knoevenagel

Imagen 2. Obtencin del aceite de color amarillo Imagen 3. Obtencin de (E)-3-fenil-2-butenoico

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