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FORMACION DE CUMARINA OBTENCION DE 7-HIDROXI-4-METILCUMARINA

INTRODUCCIÓN Las cumarinas son una amplia familia de lactonas, más de 1500 identificadas en mas de 800 especies de plantas, que actúan como agentes antimicrobianos y como inhibidores de germinación. Las cumarinas son compuestos que poseen en el esqueleto de un anillo bencénico unido a un solo carbono. Deriva de un fenilpropanoide al que se le adicionaron dos carbonos de la cadena propanica. Son biosontetizadas vía ruta Shikimico a partir de la fenilanalina por medio de la enzima fenilanalina amino liasa que después de una hidroxilación en el carbono 2 puede ciclarse formando una lactonas.(1) Uno de los métodos para la obtención de cumarinas está basado en la reacción de Perkin la cual es una condensación tipo aldolica catalizada por bases comúnmente una sal sódica anhidra para la síntesis de cumarina se realiza mediante salicilaldehido.

Otro método conocido es la síntesis de Pechmann Duisberg y consiste en calentar un fenol con un betacetoester en medio acido, sin

RESUMEN

embargo se obtiene una mezcla de productos la cumarina y una cromona.(2)

Estos compuestos presentan un amplio rango de actividad biológica, podemos citar: la acción anticoagulante y antibacterial del dicumarol, la acción antibiótica de la novobiocina, la hepatoxicidad y carcinogenicidad de ciertas aflatoxinas, la acción estrogénica del cumestrol, la acción fotosensibilizadora de ciertas furanocumarinas, etc., se destaca además, el uso de cumarinas como saborizantes y en perfumería. La extracción de las cumarinas puede realizarse tanto sobre material seco como fresco, con disolventes de polaridades diferentes, dependiendo de los tipos de estructura, algunas son ligeramente solubles en solventes apolares y a menudo pueden cristalizar directamente en ellos por enfriamiento o concentración del disolvente.(3)

Se realizó la práctica de síntesis de β-metilumbeliferona (7-hidroxi-4metilcumarina) por medio del mecanismo de síntesis de Pechmann-Duisberg. Se hizo reaccionar resorcinol con acetoacetato de etilo utilizando HCl como catalizador. El producto de esta reacción fue un precipitado coloidal al cual no se le pudo determinar punto de fusión y el rendimiento de la reacción fue muy bajo.Se realizo otra sesión experimental modificando las condiciones de reacción.

MECANISMO DE REACCION O

+

H3C

O

HCl

HO

+H

CH3

H

H

COOEt

COOEt HO

OH

H3C HO

O

+

Cl

COOEt

H

OH

OH

HO CH3

CH3

O

+H

OH

O H

O

CH3

O

+

CH3

O

O

CH3

Imagen 1. Mecanismo de reacción de acetoacetato de etilo con resorcinol

CALCULOS ESTEQUIOMETRICOS Acetoacetato de etilo Peso molecular 130.12 g/mol Peso 1.33 g Volumen 1.3 ml Densidad 1.021 g/ml Moles 0.0102 mol Tabla 1. Cálculos estequiométricos.

Resorcinol 110.11 g/mol 1.1 g 0.86 ml 1.28 g/ml 0.00999 mol

βmetilumbeliferona 176.17 g/mol 1.76 g

0.00999 mol

MATERIAL Y MÉTODOS Se hizo reaccionar 1.3 ml de acetoacetato de etilo con 1.1 gramos de resorcinol y 2.67 ml de HCl concentrado en baño maría a 30ºC durante 20 minutos con agitación constante. Después se precipitó el producto al ser vaciado en 33 ml de agua helada. A este precipitado se le realizó una cromatografía en capa fina (TLC) para determinar si los reactivos habían reaccionado para formar el producto. Posteriormente se recristalizó por par de disolvente (etanol-agua), ye se volvió a realizar una TLC. Por último se determinó tanto el punto de fusión como el rendimiento de la reacción.

Se repitió la síntesis buscando mejorar el rendimiento de la reacción, para esto la reacción se llevó a cabo con 1.3 ml de acetoacetato de etilo con 1.1 gramos de resorcinol, utilizando 2.67 ml de HCl como catalizador y a baño maría con agitación constante, pero con la diferencia de que ahora la temperatura se elevó a 50ºC y el tiempo de reacción fue de 27 minutos. Se monitoreó la reacción con TLC en 4 ocasiones; antes de comenzar la reacción, es decir al minuto cero, a los 10, 20 y 27 minutos. El sólido obtenido de esta reacción fue recristalizado por par de disolventes (etanol-agua) posteriormente se realizó una TLC se determinó punto de fusión y por último el rendimiento.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN El producto de la primer síntesis fue un precipitado que aun después de la recristalización no generó cristales. Como se muestra en la tabla 1, el rendimiento de reacción fue muy bajo ya que tan solo se obtuvo el 17.05% No se puede determinar con las pruebas realizadas que la síntesis se ha llevado a cabo ya que como se muestra en la tabla 2, el punto de fusión no corresponde al de la β-metilumbeliferona, además que la TLC reveló que el producto contenía una gran cantidad de impurezas . βmetilumbeliferona

Peso teórico

Peso obtenido

1.76g 0.3g Tabla 1. Rendimiento de síntesis a 30ºC.

Rendimiento 17.05%

β-metilumbeliferona

Punto de fusión teórico Punto de fusión obtenido 194-195ºC 132-148ºC Tabla 2.Determinación de punto de fusión de síntesis a 30ºC.

En la síntesis que se llevó a cabo a 50ºC el rendimiento mejoró considerablemente ya que, como se muestra en la tabla 3 fue de 62.5%, después de la recristalización se obtuvieron cristales color blanco marfil, a los cuales se les determinó el punto de fusión y como se muestra en la tabla 4, hubo un abatimiento de aproximadamente 6ºC, lo que podría indicarnos la presencia de impurezas. Durante la reacción esta fue monitoreada por medio de placas TLC a 10 minutos de comenzar el calentamiento ya revelaba la presencia de un producto , 10 minutos después se consideron por terminada la reacción al mostrar la formación del producto ,cabe destacar que la primera placa con reactivos mostro una impureza para el acetoacetato de etilo,el producto final mostro una impureza de características similares a la de acetoacetao de etilo. Después de la recristalización con metanol-agua la placa revelo aun la presencia de impurezas en el producto recristalizado con respecto al producto crudo de la síntesis.

βmetilumbeliferona

Peso teórico

Peso obtenido

1.76g 1.1g Tabla 3. Rendimiento de síntesis a 50ºC.

Rendimiento 62.5%

β-metilumbeliferona

Punto de fusión teórico Punto de fusión obtenido 194-195ºC 187-189ºC Tabla 4.Determinación de punto de fusión de síntesis a 50ºC.

CONCLUSIONES La síntesis de β-metilumbeliferona fue modificada en condiciones de reacción con respecto a la primera sesión experimental ya que al contar con reactivos impuros la temperatura de síntesis debió aumentarse en 20°C, asi como también un monitoreo con placas TLC al transcurso de la reacción para asegurar la obtención de un producto. Una vez recristalizado el producto presentó aun impurezas coloridas por lo que se puede atribuir a una incorrecto método en la recristalización por par de disolventes. El punto de fusión determinado para la cumarina de síntesis presentó un abatimiento en 6°C por lo que es un indicativo de la presencia de dichas impurezas encontradas en la placa de TLC.

BIBLIOGRAFIA 

(1)Primo E. “Quimica Orgánica Aplicada”.Reverte.1996.pp.713-715.



(2)Joule J.A and K. Mills. ”Heterocyclic Chemistry.”Wiley.2010.pp.238242.



(3)Castillo E.”Manual de fitoterapia”.Masson.Barcelona.2007.pp.137-139.