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Obtención del epóxido de menadiona Cardenas Diaz Alan Uriel , Guadarrama Gutiérrez Raúl Asignatura: Química Orgánica III. Licenciatura QFBT. Periodo 2018-1. Fecha de entrega: 22 de febrero de 2018. Docente: Susana García

INTRODUCCIÓN

Los epóxidos son una sustancia química que polimerizada se usa como plástico para estructuras, revestimientos y adhesivos. Los epóxidos se adhieren fuertemente a partículas en el suelo y se evaporan lentamente al aire, pueden permanecer en el suelo y en el agua por muchos años. Las plantas pueden incorporar los epóxidos que se encuentra en la tierra. Es definitivamente tóxico en seres humanos y en animales y pueden dañar el sistema nervioso. La mayoría de las sustancias antimicrobianas en los alimentos tienen un efecto más inhibidor que letal, hay excepciones con los óxidos de etileno y propileno. Los epóxidos son ésteres cíclicos reactivos que destruyen todas las formas de microorganismo, incluyendo esporas y virus, es decir, son esterilizantes químicos usados en alimentos de baja humedad y en los materiales de envasado aséptico, para lograr el contacto directo con los microorganismo son utilizados en estado de vapor; después de una exposición adecuada, el epóxido residual no reaccionante se elimina por medio de una corriente de aire Según su campo de aplicación pueden ser clasificadas en tres grandes grupos:   

Se utilizan para: abrasivos, materiales de fricción, textil, fundición, filtros, lacas y adhesivos. Para madera y aislantes (RFMA) tienen su campo de aplicación en: lanas minerales, impregnaciones, materiales de madera, espumas. Para polvos de moldeo (PM), que son suministradores de las industrias eléctrica, automovilística y electrodoméstica.

Usos y aplicaciones de los productos obtenidos La vitamina K3 (o menadiona) pertenece al grupo de las vitaminas liposolubles y es un agente muy importante en la coagulación sanguínea, interviniendo en la síntesis de los factores VII, IX & X de la coagulación, junto con la protrombina. La menadiona también contribuye en la producción de glucógeno a partir de la glucosa hepática y puede desempeñar cierta interacción en la formación del hueso y en la prevención de la osteoporosis. Normalmente, la vitamina K es adquirida por la dieta. Ésta se presenta en los vegetales, especialmente los de hojas verdes. Es muy poco frecuente la deficiencia de la vitamina K en todas sus derivaciones, excepto en los recién nacidos, pero cuando se presenta su deficiencia se presenta una coagulación anormal y hemorragias internas.

La menadiona se utiliza como medicamento en pacientes que presentan hipoprotrombinemia secundaria a alteraciones que limitan la absorción o síntesis de vitamina k, como por ejemplo: colitis ulcerosa, ictericia obstructiva, esprue, tratamiento antibacteriano, enfermedad hepática, y también en el tratamiento del déficit hipoprotrombinémico fisiológico del recién nacido.i Objetivos Realizar la síntesis de un oxirano mediante la reacción de epoxidación, dada entre una olefina conjugada y peróxido de hidrógeno en medio básico para poder notar la diferencia de reactividad que exhiben las olefinas sustituidas. Reacción general

Cuestionario previo. 1.

En que consiste la reacción de Prileshajew y la adición de Michael

La reacción de Prileschajew o reacción de Prilezhaev es una reacción química que permite la obtención de epóxidos a partir de alquenos. La reacción se produce en un solo paso, sin intermediarios de reacción. La adición electrofílica (AE) del oxígeno del peroxiácido al doble enlace del alqueno, genera un reordenamiento electrónico en el peroxiácido; formándose el epóxido y un ácido carboxílico (RCOOH) como productos.1

Por acción de perácidos, por ejemplo, de ácidos peracético o perbenzoico, sobre alquenos en disolventes inertes, resultan los epóxidos (oxirano) con rendimientos prácticamente cuantitativos2

La reacción de Michael consiste en el ataque nucleófilo de un enolato de aldehído o cetona al carbono Β de un α,β -insaturado. El producto final de esta reacción pertenece a la familia de los 1,5-dicarbonilos.

1

Oxidación de hidrocarburos». Química Organometálica. Reverté. 2003. pp. 395–410. Manual de Química Orgánica Por Hans Beyer, Wolfgang Walter https://books.google.com.mx/books?id=Pm7lNZzKlaoC&pg=PA79&lpg=PA79&dq=reacci%C3%B3n+de+Prileschajew&source=bl&ots=z73d4JGi7Z&sig=3mrw2covQEJnVYRdg_tsWttQnDc&hl=es419&sa=X &ei=CfjTVKToEIaHyQS5toDQBQ&ved=0CCIQ6AEwAQ#v=onepage&q=reacci%C3%B3n%20de%20Prileschajew&f=false 2

La reacción es una adición de un enolato de una cetona o aldehído sobre el carbono β de un compuesto carbonílico α,βinsaturado (el "aceptor" de Michael). Algunos ejemplos de nucleófilos incluyen a beta-cetoesteres, malonatos y betacianoesteres. El producto resultante contiene un altamente útil patrón de dos carbonilos (C=O) en 1,5. 3 Etapa 1. Formación del enolato.

Etapa 2. Ataque nucleófilo del enolato al carbono b del a,b-insaturado.

Etapa 3. Equilibrio ácido-base

Etapa 4. Tautomería ceto-enol

Propuesta de un mecanismo de reacción para la síntesis del compuesto obtenido. Los epóxidos tienen un ligero carácter básico. Por ello en medio ácido una buena cantidad de moléculas se protonan. La electrofilia de los carbonos unidos al oxígeno protonado aumenta considerablemente y los enlaces C-O se debilitan. Si el epóxido es asimétrico, la ruptura del enlace C-O que conduce al carbocatión más sustituído es la más favorable. El mecanismo se parece a la SN1. Pero el ataque del nucleófilo (en este caso el metanol) se produce de forma casi simultánea a la ruptura del enlace CO. Nunca se encuentra el carbocatión aislado. Por ello, a pesar de ser un macanismo similar a la SN1, se produce la inversión de la configuración del carbono atacado.

Mecanismo de la epoxidación de la menadiona

Mecanismo de apertura del epóxido de la menadiona

Diagrama de flujo

Sustancia

Menadiona

Etanol

NaOH

H2O2

Epóxido de menadiona

PM (g/mol)

172.18

46.07

40

34

188.182

-114

318

-52

304.5

78

1390

114

1.22

1.60

--

1.2

Pf (°C) Peb (°C) Estructur a

Densidad( g/mL)

Cte. dieléctric a

24

84.2

NFPA

Tabla1. Propiedades físico de reactivos y productos

REFERENCIAS

 

Oxidación de hidrocarburos». Química Organometálica. Reverté. 2003. pp. 395–410. Manual de Química Orgánica Por Hans Beyer, Wolfgang Walter https://books.google.com.mx/books?id=Pm7lNZzKlaoC&pg=PA79&lpg=PA79&dq=reacci%C3%B3n+de+Prileschajew &source=bl&ots=z73d4JGi7Z&sig=3mrw2covQEJnVYRdg_tsWttQnDc&hl=es419&sa=X&ei=CfjTVKToEIaHyQS5toDQBQ&v ed=0CCIQ6AEwAQ#v=onepage&q=reacci%C3%B3n%20de%20Prileschajew&f=false