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• Francisco Quiroz

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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán Practica 1: Obtención de un Oxirano (epoxidación de la Menadiona) y Apertura del epóxido de la Menadiona. Equipo 2 Europa Rebollo Tania, Herrera Córdova José Luis Rey, Quiroz Espinoza Francisco Laboratorio de Química Orgánica III. Licenciatura en Farmacia Grupo: 2351. Periodo: 2014-I

Tabla 1. Resultados grupales.

OBJETIVOS Sintetizar un epóxido u oxirano como ejemplo de un anillo de tres miembros con un heteroátomo. Realizar una apertura del oxirano obtenido en un medio ácido.

MECANISMO DE REACCION Formacion de l epexido de menadiona y apertura a ftiocol Fase I

O

O CH3

O

O

-

-

-

+

CH3 O OH

+

O

Fase II

CH3

-

O OH

O

O

O

O OH O

O CH3

O +

O CH3 H O

O

+

H

O CH3 +

O H CH3

HSO 4

HO+ H

HSO 4

O

-

O

O

CH3

OBSERVACIONES En la primera fase, la menadiona de color amarillo se transforma a epóxido de color blanco (fig. 1). En la segunda fase al agregar ácido sulfúrico se observó cambio de coloración a rojo intenso y posteriormente al recristalizar, se obtuvieron cristales amarillos característicos del ftiocol (fig. 2).

CH3 OH

-

O H

O

Proporción eluyente AcOEt/hex 10:90 20:80 30:70 40:60 50:50 60:40 70:30 -

O CH3

O

O

CH3

O

CH O 3 OH

O

O

O

P.F. °C P.F. °C RF RF Equipo Epóxido Ftiocol Epóxido Ftiocol 1 96 98 2 93 96 3 90 95 0.82 0.75 4 93 98 0.68 5 95 99 0.85 0.75 6 92 110 7 90 103 8 95 -

OH

O

HIPÓTESIS Si mezclamos agua oxigenada, etanol y menadiona en cantidades estequiométricas, es posible obtener epóxido de menadiona; si este epóxido se obtiene, puede ser abierto en medio ácido obteniéndose ftiocol.

RESULTADOS  

En la primera fase de la experimentación, se obtuvieron cristales blancos con un punto de fusión de 93 °C. En el ensayo cromatográfico no se obtuvieron resultados. En la segunda etapa se obtuvieron los cristales de color amarillo claro, con un punto de fusión de 96°C. En el ensayo cromatográfico de esta fase tampoco se obtuvieron resultados.

Para los ensayos cromatográficos, las placas se colocaron bajo un haz de luz UV, incluso se sumergieron en la solución reveladora de yodo, en ningún caso se observaron manchas ni patrones, salvo la mancha de la fase móvil.

(

)

1.4519x10-3 mol Menadiona ----100% 1.0628x10-3 mol Epóxido

---- x= 73.20 %

(

(

ANÁLISIS DE RESULTADOS La síntesis de un epóxido se puede efectuar a partir de una olefina en presencia de un perácido o usando peróxido de hidrogeno en medio alcalino. En este caso particular se utiliza peróxido de hidrogeno debido a las características de los demás grupos funcionales de la molécula.

Los epóxidos reaccionan con H2O en medio ácido para formar glicoles con estereoquímica anti. El mecanismo del proceso supone la protonación del oxígeno del anillo epoxídico seguida de un ataque nucleofílico de la molécula de agua. (Carey, 1999). Esto sucede al agregar ácido sulfúrico en solución al peróxido de menadiona, dando como resultado a la formación de los iones hidronio que atacan al oxigeno que forma el peróxido, protonandolo y haciendo la molécula susceptible al ataque nucleofilico del agua o en dado caso el sulfuro que recupera su protón regenerando el medio; finalmente dando paso a la formación del ftiocol, tal como se muestra el mecanismo de reacción. Se realizaron los ensayos cromatográficos en capa fina a los productos obtenidos, epóxido de menadiona y ftiocol, los cuales no mostraron patrones ni manchas aisladas en ninguno de los casos. Lo anterior pudo tener dos causas diferentes: 1.

La proporción de eluyente utilizada (20:80 hexano-acetato de etilo) no fue adecuada, pues gran parte de la fase móvil es polar. Sabemos que los epóxidos son polares y el ftiocol también lo es, por lo que esa mezcla no permitió el arrastre ni la migración de los compuestos. Como se puede observar en la tabla 1, los equipos 3 y 5 obtuvieron un RF adecuado para ambos compuestos, esto debido a las proporciones del eluyente que utilizaron.

2.

La concentración de la muestra colocada en la capa de sílica no estaba suficientemente concentrada. Esto pudo ser por que se diluyo una mínima cantidad en aproximadamente 1mL de acetona; o bien por que la muestra colocada con el capilar en la placa fue insuficiente.

RENDIMIENTO: (

)

)

CONCLUSIONES: Comparando nuestros resultados con los reportados en la literatura, es posible afirmar con alto grado de confianza que se logró sintetizar:

El inicio de la reacción es detonada por una adición tipo Michael. La reacción de michael o adición de michael consiste en una adición nucleófila de un carbanión a un compuesto carbonílico α,βinsaturado. Pertenece a la clase más grande de las adiciones conjugadas. Es uno de los métodos más útiles de formación de enlaces C-C en condiciones suaves. (HART, 2007) El anión peróxido ataca a la doble ligadura inmediata a los grupos carbonilo de la menadiona, esta molécula resulta ser un compuesto α,β-insaturado, dando paso a la formación del epóxido correspondiente tal como lo muestra el mecanismo de reacción.

)



El epóxido correspondiente de la menadiona, ya que el punto de fusión de los cristales de color blanco obtenidos fue de 93ºC.



Ftiocol, debido a la apertura en medio ácido del epóxido obtenido en la primera fase, ya que los cristales de color amarillo presentaron un punto de fusión de 96ºC.

BIBLIOGRAFÍA. Carey Francis A; “Química orgánica”, 3ª edición. Mac Graw Hill, España 1999 Harold Hart; “Química orgánica”, 10ª edición. Mac Graw Hill, Corea 2007.

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