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• Stiven Granados

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Síntesis de la 5,5 difenilhidantoína Jeimy A. Chávarro a, Tania X. Ramón b, Elkin A. Pulido a ,b ,c

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Departamento de Química, Estudiantes de la Universidad de la Amazonia Realizado 16 de Noviembre de 2016; Entregado 16 de Noviembre de 2016 Florencia, Caquetá, Colombia

Resumen Se realizó la síntesis de 5,5-difenilhidantoina mediante la reacción entre bencilo y urea en medio básico, se caracterizó el compuesto por punto de fusión, espectroscopia infrarroja y se identificó mediante hidrólisis de amidas y la prueba del hidroxamato para imidas. La reacción tuvo un porcentaje de rendimiento del 96%, obteniéndose 1,1495 gramos de 5,5difenilhidantoina con un punto de fusión mayor a 250ºC. Palabras clave: bencilo, heterocíclico, síntesis, hidrolisis de amidas, hidantoina.

Abstract 5,5-diphenylhydantoine synthesis through reaction between benzyl and urea in basic medium was carried out. The compound was characterized by fusion point, infrared spectroscopy and was identified by hydrolysis of amides and the hydroxamate for imides test. The reaction had a percent yield of 96%, obtaining it 1,1495 grams of 5,5diphenylhydantoine with a melting point higher to 250° C. Keywords: benzyl, heterocyclic, synthesis, amide hydrolysis, hydantoin.

Introducción Las amidas, son compuestos orgánicos que pueden considerarse derivados de ácidos o aminas; debido a sus propiedades ácidas, las amidas pueden reaccionar con cetonas en presencia de una base para la obtención de hidantoínas. Las hidantoinas, son compuestos heterocíclicos provenientes de la reacción entre el ácido glicólico con urea, en donde uno de los hidrógenos es sustituido por un radical ácido y el otro por un radical alcohólico de la misma cadena, conocidos como glicolilureidos.1 Desde una perspectiva sintética, las hidantoínas son compuestos farmacéuticamente importantes, debido a que tienen acción antiepiléptica o anticonvulsiva, convulsiones tónico-clónicas, crisis de ausencia y epilepsia de estado2, antagonizando a nivel experimental las convulsiones producidas por electroshock y por cardiazol; además las hidantoinas se encuentran en una serie de productos naturales 3. En la práctica de

laboratorio, se realizó experimentalmente la síntesis de 5,5- difenilhidantoína, mediante la reacción entre bencilo y urea en medio básico4.

Materiales y métodos 1. Materiales Los materiales y reactivos utilizados fueron proporcionados por la Universidad de la Amazonia para el laboratorio de Química, los reactivos fueron reportados de tipo comercial, a excepción del bencilo que fue obtenido en una práctica anterior. El espectro infrarrojo del compuesto se tomó en el laboratorio de análisis instrumental en un equipo IRAffinity-1S (Fourier transform infrared spectrophotometer) SHIMADZU, y para tomar el punto de fusión se utilizó un fusiómetro análogo modelo SMP11. 2. Procedimiento experimental 2.1 Síntesis de 5,5 difenilhidantoína En un balón fondo plano de dos bocas equipado con un condensador de reflujo se mezclaron 1 g de bencilo (0,005 moles), 0,57 g de urea (0,010 moles), 2,83 mL de NaOH al 30% y 14,45 mL etanol (0,245 moles), la mezcla se llevó a reflujo durante dos horas, transcurridas las dos horas la solución se dejó enfriar a temperatura ambienté, posteriormente se agregó el producto en un beaker que contenía 25 mL de agua, luego se dejó reposar por 15 minutos y se filtró al vacio para remover el producto insoluble, se acidifico el filtrado adicionando 3 mL de HCl concentrado, el filtrado acidificado se enfrió en un baño de hielo por 5 minutos, finalmente se filtraron los cristales al vacio lavándolos con abundante agua fría, se secaron los cristales en una estufa a 60°C. 2.1.1

Hidrolisis básica para identificación de amidas

Se tomó una pizca del compuesto sintetizado en un tubo de ensayo y se adicionaron 2 mL de NaOH al 20%, posteriormente se llevó a baño maría, donde al cabo de 5 minutos se percibió mediante el sentido del olfato que la reacción estaba generando amoniaco.

Resultados y discusión En la práctica de laboratorio se llevó a cabo la síntesis de la 5,5 difenilhidantoína a partir de la reacción entre el bencilo, la urea y el hidróxido de sodio (Fig. 1).

Fig. 1 Reacción del bencilo con la urea y el hidróxido de sodio para formar la 5,5difenilhidantoína

En la síntesis de la 5,5-difenilhidantoína se incorporó en un balón de dos bocas el bencilo, la urea y el hidróxido de sodio y se dejó en reflujo con calentamiento durante dos horas, al cabo del tiempo se observó un sólido color amarillo, se dejó enfriar durante 10 minutos y se le adicionaron 25 mL de agua. Posteriormente, se adicionaron a la mezcla 3 mL de ácido clorhídrico, con los cuales se dio el cambio de coloración a blanco leche, se colocó en un baño de hielo y finalmente se filtró obteniéndose un sólido color crema. A partir de 1 gramo de bencilo se obtuvieron 1,1495 gramos de 5,5-difenilhidantoína con un porcentaje de rendimiento del 95,7 %. En el mecanismo de la reacción de la reacción se muestra a continuación (Fig. 2).

Fig. 2 Mecanismo de la transposición del ácido bencílico

El compuesto fue identificado por infrarrojo, punto de fusión, hidrólisis de amidas y la prueba del hidroxamato para imidas. En la fig. 3 se muestra el espectro de la 5,5difenilhidantohína encontrado en la base de datos SDBS.

Fig. 3 Espectro infrarrojo para la 5,5-difenilhidatohína obtenido en SDBS.

Las señales representativas encontradas en la revisión bibliográfica para la 5,5difenilhidantohína se muestran en la tabla 1. Las dos bandas que aparecen entre 3277-3208 cm-1 corresponden a un estiramiento N-H para amidas secundarias, el pico en 3069 cm-1 corresponde a un estiramiento C-H para anillos aromáticos, en 1722 cm-1 una tensión C=O para imidas cíclicas de 5 miembros, entre 1449 y 1167 cm-aparecen dos bandas que me indican un estiramiento C-N-C para amidas disustituidas.

Señal Teórica

Descripción

3277-3208 Estiramiento N-H amida secundaria 3069 Estiramiento C-H para aromáticos 1722 Tensión C=O para imidas cíclicas 1403 C-N-C amida disustituida 1167 C-N-C amida disustituida Tabla 1. Señales representativas para la 5,5-difenilhidantoína

El punto de fusión experimental del compuesto sintetizado fue mayor a 250°C, similar al reportado en la literatura (292-295 °C), lo que permite inferir que el compuesto posiblemente presenta impurezas. Una sustancia cristalina pura generalmente tiene un

punto de fusión característico, el decaimiento del mismo está relacionado con la presencia de impurezas, tales como disolvente, agua, entre otras, ocasionando que el compuesto empiece a fundir a temperaturas inferiores a la esperada, entre mayor cantidad de impurezas posee el compuesto menor es el punto de fusión. La 5,5-difenilhidantoína, más conocida como dilantina o fenitoína, es un anticonvulsivo utilizada para el tratamiento de la epilepsia, es un compuesto aprobado por la FDA en 1953 para su uso en convulsiones. La fenitoína actúa bloqueando la actividad cerebral no deseada mediante la reducción de la conductividad eléctrica entre las neuronas, bloqueando los canales de sodio sensibles al voltaje. Como bloqueador de los canales de sodio cardíacos, la fenitoína tiene efectos como agente antiarrítmico. La prueba del hidroxamato con la 5,5-dinfenilhidantohína proporcionó un precipitado color rojo, siendo un ensayo positiva debido a que las amidas N-no sustituidas y la mayoría de N-sustituidas presentan reacción con la hidroxilamina generalmente formando sales de color rojo (Fig. 4).

Fig. 4 Prueba del hidroxamato para amidas

Otra de las pruebas utilizadas para la identificación de amias fue la hidrólisis básica (Fig. 5), en el que es atacado nucleofilicamente el carbonilo de la amida aromática por el grupo hidroxilo, posteriormente se da la eliminación del grupo amino y el equilibrio ácido base desplazado, produciéndose el amoniaco, el cual genera olor.

Fig. 5 Hidrólisis de amidas

Referencias

1. 2. 3. 4.

https://tenshinoakuma.wordpress.com/2008/10/30/formacion-de-hidantoinas/ /Con acceso 16 de Noviembre de 2016 6:40pm http://hydantoins.weebly.com/hydantoins--their-mechanism-of-action.html/ Con acceso de 16 de Noviembre de 2016 7:30pm http://www.gentenatural.com/medicina/farmacos/hidantoinas.html /Con acceso de 16 de Noviembre de 2016 7:40pm Furnis, B.S, Hannaford, A.J, Smith, P.W.G, Tatchell, A.R., practical organic chemistry; 5; Longman Group UK Limited 1989; Vol. 5, pp 1178