RESUMEN

En la siguiente practica se realizó la síntesis de la azlactona del ácido benzoilaminocinámico la cual es una de las tantas azlactonas que son compuestos derivados de 5-(4H)-oxazolona, que poseen un grupo "ilideno" (un radical etileno con un grupo sustituyente en el carbono 2 del radical) en el carbono 4, y un grupo fenilo en la posición 2; quedándose sin átomos de hidrógeno en el anillo de oxazolona.

En la cual para sintetizar se usó la síntesis de aminoácidos de Erlenmeyer-Plöch la cual no dios resultados muy positivos ya que se obtuvo una buena cantidad de muestra que fue de 13.340 g. Para esta síntesis hay que tener mucho cuidado al momento de filtrar al vacío ya que a pesar de los lavados siempre queda muestra en el balón y disminuye nuestro rendimiento.

PRINCIPIOS TEÓRICOS

Azlactonas

Las azlactonas son compuestos derivados de 5-(4H)-oxazolona, que poseen un grupo "ilideno" (un radical etileno con un grupo sustituyente en el carbono 2 del radical) en el carbono 4, y un grupo fenilo en la posición 2; quedándose sin átomos de hidrógeno en el anillo de oxazolona.

Síntesis de Azlactonas:

El método más general y más usado es el de la síntesis de aminoácidos de Erlenmeyer-Plöchl. Fue Emil Erlenmeyer el que le dio nombre a estos compuestos bastante fácil de sintetizar.

Se describe la síntesis de azlactonas de diversas maneras:

Síntesis de aminoácidos de Erlenmeyer-Plöchl.

Usando líquidos iónicos como medio de reacción.

Obtenerlo por etapas (para obtener mejores rendimientos). Si se parte del ácido hipúrico y anhídrido acético se obtiene la 2-fenil-5-(4H)-oxazolona:

Una vez obtenido esta oxazolona, por una reacción similar a la condensación de Knoevenagel, se pueden obtener diversas azlactonas con grupos R bastante variados. Con alúmina y un aldehído, a partir de la 2-fenil-5(4H)-oxazolona, se pueden obtener las azlactonas.

Reactividad General de Azlactonas

Las azlactonas tienen la posibilidad de reaccionar en el anillo aromático, con los heteroátomos, romper la lactona, hidrogenarse los dobles enlaces, producirse la reacción de hidrogenólisis, cicloadiciones en el doble enlace del carbono 4 de la oxazolona, etc.

Reacciones de hidrólisis

Los ácidos carboxílicos, sin duda, pueden causar la fisión anillo de las oxazolonas, incluso en la ausencia de agua. La hidrólisis básica de 4-(4'-acetoxibenzilideno)-2-metil-5-oxazolona da el acetato de enol correspondiente. Por otra parte, el tratamiento de con ácido acético de la misma oxazolona proporciona el otro derivado de acetato de enol que puede observarse en la siguiente figura.

FT-IR spectrum de acido -benzoilamino cinamico

Bandas teoricas:

Características de las bandas:

DETALLES EXPERIMENTALES

1. Materiales

Balón y refrigerante Baño María Plancha de calentamiento con agitación magnética

2. Reactivos

Benzaldehído Acido hipúrico Anhídrido acético Acetato de sodio anhidro Alcohol

3. Procedimiento experimental

En el balón se colocó una mezcla de 3.9 mL de benzaldehído, 6.75 g de ácido hipúrico, 10.73 de anhídrido acético y 3.08g de acetato de sodio anhidro.

El balón se pone en el equipo con calentamiento y agitación constante con un magneto.

Una vez que la muestra se encuentro liquida completamente se torna un color crema se llevó a un baño maría por 2 horas.

Luego del baño, se torna un amarillo mas oscuro y luego se agregó lentamente 15 mL de alcohol , retiramos el magneto y dejamos en reposo todo la noche

Se filtró el producto al vacío

Se lavo el balón donde se encontraba el producto dos veces con 4 mL de alcohol y 2 veces con agua hirviendo.

Se puso a secar a 100°C para luego se peso

Finalmente se tomo un poco del filtrado se coloco en un vaso y se fue disolviendo poco a poco con acetona, hasta que se diluyó completamente, y se dejo a temperatura ambiente para que se evapore toda la acetona y solo tengamos el recristalizado

RESULTADOS

Acido hipúrico benzaldehido

179.17 g/mol 106.121 g/mol 250,27 g/mol

0.0377 mol 0.0382 mol

Como el reactivo limitante es el acido hipúrico, la cantidad de moles de la azlactona debería ser igual a 0.037 mol. Ahora hallamos el peso de la azlactona teórica:

250,27 g/mol → 1 mol

x → 0.0377 mol

x = 9.4276 g

la masa teórica obtenida de la azlactona es 9.4276 g, y la masa experimental obtenida fue de: 12.495g

Rendimiento de la reacción = WexperimentalWteórico

x100%=12.4959.4276

x 100=132,6 %

Punto de fusión Teórico: 160-162oC

Punto de fusión del producto impuro:

Punto de fusión del producto puro:

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

El % de rendimiento resultó demasiado elevado debido a la formación de un sólido de color blanco que no lo identificamos, el cual se formó después de la filtración al vacío con etanol, además esto pudo deberse a la cantidad de impurezas presentes en la muestra.o que se uso además poco solvente para el lavado en el filtrado al vacio.

A pesar de ello se considera que la cantidad de azlactona sintetizada fue grande, y esto se debe a que usamos un aldehído aromático que en este caso fue el benzaldehído lo cual ayuda a que el % de rendimiento sea más alto.

El punto de fusion se acercó más al valor teórico después de recriztalizar pues se eliminó la mayor parte de las impurezas

CONCLUSIONES

Antes de obtener el producto final se produce un intermedio muy reactivo que se condensa posteriormente con el benzaldehído para dar lugar a la formación de la Azlactona.

El ácido hipúrico, en presencia de anhídrido acético (Ac2O), presenta la propiedad de ciclación por condensación de una de sus formas tautómeras en equilibrio.

El acetato de sodio anhidro por ser una base actúa como agente desprotonante en la reacción.

La reacción de síntesis de la oxazolona es estereoselectiva y se produce únicamente el isómero Z. El rendimiento de estos productos derivados de oxazolona (Azlactonas) suele ser bastante bueno y muy fáciles de purificar y cristalizar.

Las azlactonas tienen diversas actividades farmacológicas: como agentes antimicrobianos, pesticidas, etc.

El etanol ayuda a solubilizar el residuo de benzaldehído que no ha reaccionado.

El rendimiento es bastante bueno debido a que se utilizó benzaldehído, el cual es un aldehído aromático.

RECOMENDACIONES

Al armar el equipo que se utilizará en la síntesis, observar que todo se encuentre en perfecto estado y sobretodo, hermético. Así nos evitaremos accidentes y posibles fugas ya que trabajará con calor.

Es preferible utilizar etanol en el lavado previo de los materiales que se utilizarán en la práctica.

Al momento de filtrar al vacío, se debe colocar una “trampa” debido a que los líquidos orgánico que se volatilizan rápidamente dentro del matraz de Kitasato, estos podrían afectar el equipo utilizado para el filtrado.

Es recomendable recristalizar la muestra en acetona ya que es una sustancia que se volatiliza con bastante facilidad. No es preferible recristalizar en benceno ya que es una sustancia cancerígena.

CUESTIONARIO

1.- Proponga una síntesis de otra Azlactona.

La treonina es un aminoácido de tipo polar debido a su grupo hidroxilo. En la naturaleza, este aminoácido se encuentra en forma L-treonina, mientras que la D-treonina se tiene que sintetizar en el laboratorio. Para la síntesis de (4Z)-4-etilideno-2-fenil-1,3-oxazol-5 (4H)-ona (ver esquema 1) se partió de la mezcla racémica de la treonina, es decir, la DL-treonina.

El primer paso es la benzoilación de la amina. El método clásico consiste en la utilización de cloruro de benzoilo en el seno de la piridina, pero la DL-treonina tiene el problema de ser insoluble en ese

disolvente orgánico, así que se decidió realizar la benzoilación en el seno de agua, utilizando un exceso de cloruro de benzoilo, tal y como se muestra en la esquema1.

Esquema 1

La reacción se realiza a 0°C y con agitación enérgica, debido a que el cloruro de benzoilo y el agua son inmiscible. Posteriormente, se debe eliminar el ácido benzoico resultante de la hidrólisis del cloruro. Para minimizar este subproducto, se debe añadir el cloruro de benzoilo muy lentamente. El rendimiento global es del 70%. Cabe destacar la quimioselectividad de la reacción, ya que se “benzoila” exclusivamente el grupo amino de la DL-treonina.

El siguiente paso es el cierre del anillo de la Azlactona utilizando nuevamente cloruro de benzoilo. En esta ocasión debe utilizarse la benzoilación clásica en piridina, tal y como se muestra en la Figura 1, ya que el producto intermediario es insoluble en agua.

En el segundo paso, al realizar la reacción en piridina, la formación de ácido benzoico es inferior a si se hubiera realizado en agua, siendo innecesario utilizar un gran exceso de cloruro de benzoilo, a diferencia de la benzoilación de la amina. Además, el rendimiento es superior, alcanzando un 87%. También cabe destacar que esta última reacción es estereoselectiva, ya que se obtiene únicamente el isómero Z de (4Z)-4-etilideno-2-fenil-1,3-oxazol-5 (4H)-ona

2.-¿Cuál es la importancia sintética de la azlactona? Ejemplos

La síntesis de las azlactonases importante debido a que tienen diversas actividades farmacológicas: como agentes antimicrobianos, pesticidas, etc.

3.¿Cuáles serían los resultados si la azlactona se recristalizara en caliente?

Los resultados no serían buenos porque hay que tener en cuenta que en caliente las azlactonas reaccionan con los alcoholes.

4.- ¿Cómo lograría transformar la azlactona en ácido libre?

Éste producto se reduce a continuación, y se hidroliza para dar el α-aminoacido . Por ejemplo, (±)-fenilalanina se puede obtener un rendimiento de aproximadamente 65% en el tratamiento de la azlactona a continuación con fósforo rojo y ácido yodhídrico acuoso

la reacción de erlenmeyer procede mucho más fácilmente que la reacción de Perkin, por ejemplo, la condensación anterior se completa

después de aproximadamente 1 hora a 100 ° C. Sin embargo, si el acilglicina no puede formar una azlactona (por ejemplo, benzoil-N-metilglicina) la condensación se produce mucho menos fácilmente.

BIBLIOGRAFIA

web:

http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/3123/crg5de6.pdf?sequence=5

https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/Spectrpy/InfraRed/infrared.htm