G Rise I Decuir Morales

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UNIVERSIDAD VERACRUZANA Universidad Veracruzana FACULTAD DE BIOANALISIS “Manual de Quimica Organica” Trabajo practico educativo que para obtener el ti'tulo de Quimico Clrnico Presenta: G rise I Decuir Morales Director: M.C. Rocfo Imelda Hernandez Coria Xalapa,Ver. Marzo 2011 Universidad Veracruzana Faeultad de Bioanalisis F a c u /t a d d e B io a n d lis is X a lo p a , V e r. Autorizacion de Impresion ( 6 ) if: c. Q. C. FRANCISCO SOLIS PAEZ DIRECTOR (A) DE LA FACULTAD DE BIOANALISIS UNIDAD DE CIENCIAS DE LA SALUD PRESENTE • . v- : Despues de haber revisado el Proyecto de Trabajo " ‘ A. Recepcional, en la modalidad de:__________________________" TRABAJO PRACTTICO EDUCATIVO "_________ ______________ Intitulado: ___________" Manual de Quimica Organica "__________________________________ ■r Realizado por: GRISEL DECUIR MORALES Hago de su conocimiento que estoy de acuerdo e n su contenido cientifico, por lo cual NO TENGO INCONVENIENTE EN AUTORIZAR SU IMPRESION ATENTAMENTE "Lis de Veracruz, Arte, Ciencia, Luz" Xalapa, Ver, a 18 de febrero 2010. M. Vocal NOTA: Esta Autorizacion de Impresion (forma 6) debe incluirse como prilnera pagina de manera invariable dentro del trabajo final impreso y encuadernado. INDICE INTRODUCCION..................... ..................................................................... 1 NORMAS DE SEGURIDAD DE LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA..3 RECRISTALIZACION................ ....................................................................6 OBTENCI6N DE YODOFORMO............................. 13 DIFERENCIACION DE ALCOHOLES PRIMARIOS SECUNDARIOS Y TERCIARIOS............................. 18 ii OBTENCION DE FENOFTALEINA Y FLUORESCEINA................................. 25 OBTENCION DE ANARANJADO DE METILO................ 32 OBTENCION DE NEROLINA................. 41 OBTENCION DE ACETALDEHIDO....... ...........................................................46 IDENTIFICACION DE ALDEHIDOS Y CETONAS............................................ 50 REACCIONES DE CARBOHIDRATOS................................................ 60 FERMENTACI6N DE CARBOHIDRATOS........................................................68 OBTENCION DE ESTERES.............................................................................74 SAPONIFICACION....... .............. 79 OBTENCION DE ACETALIMIDA......................................................................86 IDENTIFICACIOND E AMINAS........ .............................................................. 91 ANEXOS 96 SNTRODUCION Para entender la vida tal como la conocemos, primero debemos entender un poco de quimica organica. Las moleculas organicas contienen carbono e. hidrogeno. Mientras que muchos otros compuestos organicos tambien contienen otros elementos, es la union del carbono con el hidrogeno lo que los define como organicos. La quimica organica define la vida. Asi como hay millones de tipos diferentes de organismos vivos en este planeta, existen millones de moleculas organicas diferentes, cada una con propiedades quimicas y fisicas distintas. Varios de estos compuestos quimicos como son: parte del pelo, piel, unas, etc. la diversidad de quimicos organicos tiene su origen en la versatilidad del atomo de carbono. La quimica organica es la disciplina cientifica que estudia las propiedades estructuras, sintesis y reactividad de los compuestos formados principalmente por carbono e hidrogeno, los cuales pueden contener otros elementos, generalmente en pequeha cantidad como oxigeno, azufre, nitrogeno, Halogenos, fosforo y silicio. Bailey (2002) Los compuestos organicos presentan una enorme variedad de propiedades y aplicaciones, y son la base de numerosos compuestos basicos en nuestra vida, entre los que podemos citar: plasticos, detergentes, pinturas, explosivos, productos farmaceuticos, colorantes, insecticidas entre otras. Los seres vivos estamos formados por moleculas organicas, proteinas, acidos nucleidos, azucares y grasas. Todos ellos tienen como base principal el carbono. Los productos organicos estan presentes en todos los aspectos de nuestra vida. Bailey (2002) Para que los alumnos, estudien, aprendan y comprendan la importancia que tienen actualmente esta experiencia educativa se visualiza una situacion dificil, puesto que cada dia aparecen nuevas publicaciones, se describen nuevos compuestos, nuevas reacciones y nuevas interpretaciones acerca de como ocurren estas. La Quimica Organica es un area fundamental y se ha elegido el material mas importante, formativo, de los conceptos y conocimientos fundamentals, que aplicados adecuadamente, le permitiran al estudiante entender por si mismo nuevas reacciones y nuevas tecnologias. Contreras Lopez ( 2001 ) Es en el laboratorio a traves de las practicas, donde se descubren las verdades cientificas vistas en teoria. Por lo tanto la base esencial para la ensenanza de la Quimica, es la observation y la experimentation. Avila Zarraga, ( 2001 ) En el laboratorio de Quimica Organica se aprenderan metodos para purificar sustancias y tecnicas sencillas para la obtencion de algunos compuestos organicos. i El presente manual consta de 14 practicas todas enumeradas conforme se van a impartir en el curso, Recristalizacion, Yodoformo, diferenciacion de alcoholes, obtencion de algunos colorantes como fenolftaleina, la fluoresceina y anaranjado de metilo, los eteres como la Nerolina, obtencion de acetaldehldo, identificacion de aldehldos y cetonas, reacciones de carbohidratos y fermentacion de los mismos. Obtencion de esteres y por ultimo saponificacion. Cada una de estas practicas consta de diferentes pasos a seguir: Generalidades ^ustento teorico Objetivo Description de la practica, Procedimiento para la realizacion de la practica (tecnica) Material para elaboracion de la practica Reactivos Autoevaluacion © Desechos organicos Bibiiografias 0 Conclusiones del alumno. El dominio de la tecnica en e! laboratorio, manejo de material y equipo es primordialmente una cuestion !de practica, asi como desecho de productos organicos. Avila Zarraga, (2001) 2 NORMAS DE SEGURIDAD 1. - Antes de asistir al laboratorio lee el desarrollo completo del experimento seleccionado y consulta tu libro de texto para aclarar posibles dudas. Contreras Lopez (2001) 2. - Utiliza la bata de laboratorio para protegerte en caso de derrame. Esta debe ser blanca y de manga larga para mayor protection. 3. - No debes jugar en el laboratorio porque puedes ocasionar un accidente. 4. - Nunca inicies la practica si ignoras la forma de proceder, sobretodo si desconoces el uso de las sustancias; armado de los aparatos o la manipulation de los mismos. Consulta al profesor. Contreras Lopez, (2001) 5. -Nunca viertas sobrantes de soluciones o reactivos a frascos originates que ya pueden contaminarlos. 6. - Utiliza las cantidades de sustancias, materiales o reactivos indicados en tu cuaderno de practicas, ya que el exceso o deficit de ellas puede producir resultados no previstos. Avila Zarraga, (2001) 7. - No debes desechar ninguna sustancia, sea solida, liquida o gaseosa sin haber consultado al profesor, el indicara como manejar los residuos. Avila Zarraga, ( 2001 ) 8 - Lee cuidadosamente los nombres de las etiquetas de cada frasco de sustancias quimicas o reactivas que utilices para evitar errores que puedan ser lamentables. Avila Zarraga, (2001) 9. - Antes de salir certiorate de que tanto las Haves del gas como del agua esten bien cerradas; en caso de fugas o alguna otra irregularidad que llegaras a notar avisa inmediatamente al profesor del laboratorio. 10. - No debes colocar sustancias volatiles cerca de las flamas (cerillos, lamparas o mecheros encendidos), pues pueden originarse explosiones o incendios. Avila Zarraga, (2001) 11-No fumar, comer o beber en el laboratorio, ya que existe un gran numero de sustancias toxicas, venenosas e inflamables. Morrison y Boyde (2003) 12,-Cuando calientes una sustancia en un tubo de ensayo orientale siempre a una direction tal que las posibles proyecciones no puedan alcanzar a hacia donde no haya ninguna persona. Avila Zarraga, (2001) 3 13. - Salvo indicaciones precisas, no tapes ningun tubo de ensayo con el dedo cuando contengo un acido, una base, un liquido caliente, un llquido volatil o una mezcla de densidades diferentes. 14. - Nunca viertas agua al acido sulfurico concentrado, sino este al agua, cuidado cuando viertas una solucion concentrada de amoniaco en un liquido caliente o un acido concentrado en una base fuerte y viceversa. Bailey, (2002) 15. - Al usar tubos de vidrio asegurate de que sus extremos hayan sido pulidos con la llama. Para introducir el tubo de vidrio en un tapon monohoradado usa una toalla para sostener el tapon y otra para sostener el tubo. Bailey, (2002) 17. - Nunca pruebes el sabor de una sustancia quimica, a no ser de que se te Indique especificamente. 18. - Siempre que ocurra un accidente notifica de inmediato a tu profesor de laboratorio. 19. - Cuando investigues el olor de un reactivo quimico procede con extrema precaucion. Manten tu cara a una buena distancia de la sustancia incognita y usa tu mano abierta para hacer llegar los vapores a tu nariz. Bailey, (2002) 20. - Cuando tengas que calentar una sustancia volatil, inflamable, realiza el calentamiento en un bano maria, un bano de vapor o un plato caliente, de preferencia en la campana de extraccion. Nunca uses la llama directa. Contreras Lopez(2001) 21. - Usar equipo de protection, tales como googles, guantes y cubre bocas o los indicados por el Profesor. 22. - Es recomendable, por seguridad, lavarte las manos antes y despues de realizar la practica para evitar posibles intoxicaciones. Contreras Lopez (2001) 23. - Cada equipo debe tener a la mano una toalla o franela para limpiar las mesas. 4 BIBLIOGRAFIA 1. - Philis S. Bailey, Jr. Christina A. Bailey, (2002) Quimica Organica Conceptos v Aplicaciones, 6 edicion, traduccion Hector Javier Escalona y Garcia, Mexico, editorial Pearson educacion. 2. - Morrison, R. T. y Boyde, R. N.: (2004), Quimica Organica, Problemas resueltos. S. A. Wilmington, Delaware, E.U.A., AddisonzWesley Iberoamericana. 3. - Contreras Lopez, A. (2001), Gomez Anton, M. R.; Molero Meneses, M. y Sarda Hoyo, Ejercicios v problemas basicos de Quimica Organica, con su resolution. Cuadernos de la UNED. 4. - Jose Gustavo Avila Zarraga, (2001), Quimica organica experimento con enfoque ecoloqico. Mexico, direction general de publicaciones y fomentos editorial UNAM. ! t 5 PRACTICA No. 1 RECRISTALIZACION GENERALIDADES Los productos solidos que se obtienen en una reaccion suelen estar acompanados de impurezas que hay que eliminar para poder disponer del producto deseado. El metodo mas adecuado para la eliminacion de las impurezas que contaminan un solido es por cristalizaciones en un disolvente puro, o bien en una mezcla de disolventes. Al procedimiento se le da el nombre generico de recristalizacion. Consiste en: 1. 2. 3. 4. la disolucion de un compuesto solido en un disolvente ideal a ebullicion purificacion de la solucion por filtracion separation de los cristales de las aguas madres lavado de cristales con el disolvente frio DILUCION EN CALIENTE Ebullicion El solido resulta insoluble en frio y se solubiliza a ebullicion RECRISTALIZACION SE DEJA E N F R IA R La cristalizacion se induce • raspando las paredes del matraz que contiene la solucion • enfriando en bario de hielo • sembrando en la solucion algunos cristales de la sustancia pura • evaporando parte del disolvente y volviendo a enfriar. Fessenden (2003) 6 Las sustancias puras se1caracterizan por algunas constantes fisicas entre las cuales se encuentran el punto de fusion y ebullicion asi como forma cristalina. Un disolvente ideal debe cumplir con las siguientes caracteristicas • • • • • • • • Debera disolver grandes cantidades de muestra a la temperatura de ebullicion y muy pequenas cantidades a temperatura ambiente. No debera solubilizar ninguna impureza y estas seran eliminadas por filtration o debera solubilizarlas tanto que al enfriar la solucion queden disueltas en el agua. Las impurezas coloridas se eliminaran al hervir la solucion con carbon activado. Los disolventes de la mezcla deberan ser miscibles entre si. Generar buenos cristales del producto que se va a purificar. No debe reaccionar con el soluto. no debe ser peligroso (inflamable) facil de eliminar Un factor muy importante a tener en cuenta es si el disolvente es acuoso u organico. En caso de usar disolventes organicos es necesario siempre calentar la mezcla con el montaje de reflujo. Si no se hace de esta manera se generan vapores inflamables que pasan a la atmosfera. Fessenden (2003) Se elige el solvente en el cual la muestra es mas soluble a temperatura ambiente y aquel en el cual es mas insoluble a ebullicion. Como se menciona anteriormente, La solubilidad de una sustancia varia con la temperatura. Generalmente, la solubilidad se hace mayor cuando la temperatura aumenta y es esta propiedad la que se aprovecha para la recristalizacion, ya que al preparar una solucion en caliente y luego enfriar se precipita el exceso de soluto. Avila Zarraga, (2001) Un solvente ideal para la recristalizacion debe tener las siguientes caracteristicas: • Ser volatil (bajo punto de ebullicion). ® Debe disolver completamente a la sustancia a purificar cuando esta caliente. • El solido a recristalizar debe ser practicamente insoluble cuando el disolvente este frio. • No debe ocurrir interaction quimica entre el disolvente y el solido a recristalizar debe ser inerte. Avila Zarraga, (2001) Cuando el soluto contiene impurezas coloreadas o resinosas, se acostumbra anadir un adsorbente selective como el carbon activado para eliminarlas. Una pequena cantidad de carbon se anade a la solucion, se calienta hasta ebullicion y seguidamente se filtra por gravedad. Avila Zarraga, (2001) 7 SUSTENTO TEORICO La cristalizacion es una tecnica utilizada para la purificacion de sustancias solidas, basada en general en la mayor solubilidad que suelen presentar los solidos en un disolvente en caliente que en frio El modo mas frecuente es preparar una disolucion saturada en caliente del solido a purificar, utilizando un disolvente adecuado; filtrar para eliminar las impurezas insolubles que se hallen presentes y dejar que se separe por enfriamiento la sustancia que estaba disuelta, cristalizada y en un mayor estado de purea. El tamano de los cristales obtenidos dependera de la velocidad de cristalizacion, cuanto menor sea, mayores seran los cristales. Conviene diferenciar entre precipitacion y cristalizacion. La cristalizacion es el proceso de formar cristales perfectos con el tiempo suficiente. La precipitacion es un cambio de estado brusco en el que se aglomera la sustancia. El criterio que se sigue para elegir el disolvente es que la sustancia a purificar sea mas soluble en el disolvente en caliente que en frio. No obstante, la mejor manera de encontrar un disolvente adecuado consiste en ensayar experimentalmente distintos disolventes. El agua es un buen disolvente de compuestos ionicos y no ionicos, y siempre que sea posible se utilizara preferentemente sobre cualquier otro disolvente, pues no es toxico, es facil de manejar y es barato A veces es necesaria la utilization de pares de disolventes miscibles entre si, tales como etanol - agua, agua - acetona, etc. OBJETIVO A) Emplear la recristalizacion como una de las tecnicas mas usadas para la purificacion de compuestos solidos. B) llustrar el uso de un absorbente para eliminar impurezas coloridas C) Utilizar la solubilidad como criterio para purificar un solido por recristalizacion. DESCRIPCION DE LA PRACTICA En esta practica se van a purificar un solido por medio de la recristalizacion. En el cual utilizaremos, reactivos como eter etilico, acetona, agua, benceno y alcohol etilico. • Disolucion del material impuro en una cantidad minima de disolvente. • Filtration de la solution caliente, despues de anadir un adsorbente como carbon activado, para eliminar las impurezas insolubles. • Enfriamiento de la solucion y recoleccion de los cristales. 8 • Lavado de los cristales con solvente frio para remover el liquido madre. • Secado de los cristales puros. PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACION DE LA PRACTICA TECNICA PRUEBAS DE SOLUBILIDAD 1. colocar en 6 tubos de ensayo una minima cantidad de producto que les indicara el maestro. 2. agregar a cada uno de los tubos 1ml de los siguientes disolventes en frio • TUBO 1-Acetona • TUBO 2-Cloroformo • TUBO 3-Eter • TUBO 4-Benceno • TUBO 5-Alcohol etilico • TUBO 6-Agua 3. Si no se disuelve en frio proceder en caliente 4. De acuerdo a esto escoger el disolvente ideal DISOLVENTE FRIO Acetona Cloroformo Eter Benceno Alcohol etilico Agua CALIENTE ... . 9 RECRISTALIZACION 1. Pesar 5g del producto y colocarlo en el matraz 2. Adicionarle una minima cantidad de disolvente 3. Calentarlo a bano maria hasta que se disuelva 4. Agregar una minima cantidad de carbon activado 5. Filtrar en caliente 6. Dejar enfriar hasta su cristalizacion, si no Mega a cristalizar seguir los siguientes pasos en orden hasta obtener la cristalizacion deseada • Raspar paredes • Separar cristales • Evaporar disolvente • Anadir disolvente de contraste 7. Filtrar, secar y pesar los cristales para obtener el rendimiento MATERIAL PARA ELABORACION DE LA PRACTICA. Tubos de ensayo de 13 x 100 5 Pinzas para tubo de ensayo 2 1 Vasos de precipitados de 250ml Gradilla Vaso de precipitados de 100ml 1 Embudo 1 Recipiente para bano maria 1 Matraz Erlermeyer de 250ml 1 Parrilla electronica 1 Agitadores 2 Papel filtro 1 1 REACTIVOS Benceno 1ml. Alcohol etilico 1ml. Cloroformo 1ml. Eter etilico 1ml. Acetonalml. Producto a Recristalizar5 g. Agua destilada 1 ml. 10 |P R .O G E P IM IE N T O t— 1 H a aa> p m e fe g s /so t u fci I ieta 4\ r P«253 ^ p pt^^ucfco y e a s g e n d i s o l v e n t e idea I l Ap3 tj-i YC3r bo p ac^^ ijo ’ t t t h Disolvef er? calls n't ~T\ "'^ :2 7 I F ilitg t erj cglie irte Secat y o bte r?er re rj^irnierjEo 11 AUTOEVALUCION 1 ^Cual es la funcion del carbon activado? ^Que sucede si se anade demasiada cantidad? ^Si se adiciona muy poco? 2. - secundario > primario. Conforme al postulado de Hammond, el radical intermedio mas estable se forma mas rapido, debido a que el estado de transition que conduce a el es mas estable. Harold y Ferguson, (2001) OBJETIVO: a) llustrar las propiedades que presentan los alcoholes al reaccionar, con diferentes reactivos y la velocidad con que reaccionan. b) Observar las diferencias que existe entre los alcoholes primarios, alcoholes secundarios y los alcoholes terciarios DESCRIPCION DE LA PRACTICA. En esta practica obtendran e identificaran diferentes tipos de alcoholes, primarios, secundarios y terciarios y las diferencias entre cada uno de ellos. OBSERVACIONES Con el reactivo de Lucas se forma una emulsion para los alcoholes terciarios la reactividad es: 3°, 2°, 1° Con agua vamos a observar la solubilidad y percibir el aroma Con K2Cr20 7 y KMn04 la reactividad es 1°, 2°, 3° 20 PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACION DE LA PRACTICA TECNICA PASO 1 En 7 tubos de ensayo colocar 1 ml de los diferentes alcoholes proporcionados por el maestro. ■ Posteriormente anadir 5 ml del reactivo la Rx. de Lucas que esta compuesta por acido clorhidrico - cloruro de zinc. ■ Tapar y agitar el tubo, dejar reposar la muestra ■ Observar la formacion de cloruro de alquilo, que aparece como una capa insoluble. i PASO 2 ■ Medir 1 ml de alcohol ■ Oler y anotar observaciones ■ Anadir 2 ml de agua, agitar y observar su solubilidad PASO 3 ■ Medir 1 ml de alcohol ■ Agregar 1 ml de KMn04 6 Dicromato de potasio ■ Observar y anotar resultados 21 i ^ALCOHOL Amilico Isoamilico Terbutilico Butanol Propanol Bencilico Etanol REACTIVOSN Agua K2Cr207 KMn04 HCI-ZnCI2 1 i MATERIAL PARA ELABORCION DE LA PRACTICA Tubos de ensayo 7 2 pinzas para tubo 2 Gradilla 1 1 placa de porcelana 1 Agitador 1 Recipiente para bano Marla 1 7 Pipetas graduadas de 5 ml 12 1 Tapones Termometro 1 1 | 1 22 REACTIVO Solucion de HCI-ZnCh (reactivo Alcohol propilico de Lucas) 5 ml Ver anexo 1 Isopropilico. 1 ml. Agua destilada 2 ml. Alcohol terbutilico 1 ml. KMn04 1 ml. Dicromato de potasio Alcohol n-butilico 1ml. Alcohol isoamilico 1 ml. Alcohol bencilico 1 ml. Alcohol etilico 1 ml. Alcohol amilico 1 ml. HCI concentrado 1 ml. AUTOEVALUACIQN 1. - Cual es la diferencia de un alcohol primario a un secundario y leer poner ejemplos? 2. - Anota la formula del alcohol terbutilico y que tipo de alcohol es? 3. - Que reactivos son importante para llevar a cabo la diferenciacion de alcoholes en el laboratorio? DESECHOS ORGANICOS: Identificar que tipo de desecho es y ver anexo 2, para eliminar. BIBLIOGRAFIAS 1. - Pine, S.H., Hendrickson, J.B., Cram, D.J. y Hammond, G.S., (2001). Quimica Orqanica. 4a. Edicion Mcgraw Hill, Mexico. 2. - Harold W. Ferguson, (2001), Laboratorio de quimica investiqaciones 9 edicion, Mexico, editorial Publicaciones Culturales. 3. - Eugenio Munoz Mena, (2000), La experimentacion en Quimica Orqanica quia de laboratorio 8 edicion, Mexico, Editorial Publicaciones Culturales. 23 CONCLUSIONES DEL ALUMNO 24 PRACTICA No. 4 OBTENCION DE FENOLFTALEINA Y FLUORESCEINA GENERALIDADES En una reaccion de condensacion se unen dos moleculas generalmente con perdida de agua o de otra molecula sencilla. As! por ejemplo, un ester es el producto de una reaccion de condensacion entre un acido un alcohol. Hay un gran numero de condensaciones, cpmo por ejemplo: la de Perkin, Knoevenagel, Doebner, Claisen, Dieckmann, etc; y cada una parece ser distinta a la otra, sin embargo un examen mas detenido demuestra que cada una de ellas supone un ataque de un grupo carbomlico.t El generado practicamente de la misma forma o sea la abstraction de un hidrogeno en position alfa con respecto al carbonilo, por medio de una base. Fieser (2002) La fenolftaleina y fluoresceina son ftalelnas que pertenecen al grupo de los colorantes del trifenilmetano. Un colorante es un compuesto organico que se utiliza para colorear otras sustancias y tienen la particularidad de solidez y fijacion de color cuando esa expuesto a la luz. Los colorantes contienen dos grupos: Los cromoforos que son agrupaciones atomicas en la molecula grupos insaturados responsables de la coloration, los compuestos azo, las quinonas y los compuestos nitrosos son coloridos, el otro grupo es el citocromo. Avila Zarraga, (2001) Los colorantes se clasific'an de acuerdo a la aplicacion que tienen en la industria en las fibras textiles: ! 1.- Nitrocolorantes: Provienen de los polinitrados de fenoles o derivados nitrados, a este grupo pertenecen el Acido Plcrico, Amarillo Brewster Vanderwerf (2006) 2.- Azocolorantes: Es la clase mas grande de colorantes ya que constituyen mas de la mitad del total de colorantes sinteticos de estructura conocida, se obtienen por reaccion de diazociacion y copulation. Algunos colorantes de este grupo son. 3.-Colorantes Monoazoicos Basicos (Anaranjado basico 2), Colorantes Azoicos al Hielo (Rojo Para, Escarlata Fijo), Colorantes Bisazoicos Basicos (El Pardo Basico). 4), Colorantes Bisazoicos Acidos (El negro acido 1), colorantes desarrollados (Azul directo 2) Brewster y Vanderwerf (2006) 5.- Colorantes del trifenilmetano: Son colorantes basicos para la seda, lana o algodon. Wade, (2003) 25 La fluoresceina sodica^ es una xantina bibasica que se utiliza en oftalmologia, en forma topica para las tonometrias y diagnostico de lesiones carirretinianas y en forma oral o endovenosa como medio de contraste de las angiograflas retinianas, se informan distintas reacciones adversas con todas las vias de administracion, se clasifican en leve, moderadas, y graves segun su intensidad y la necesidad de intervention medica. Brewster y Vanderwerf (2006) CARACTERISTICAS FISICAS • Peso molecular: 376.28 g/ml ® Almacenamiento. bien cerrado y en una temperatura de • 5 a 30°c. • Estado flsico. polvo • Color: rojo pardo j ® Olor inodoro • Punto de fusion: > 300 °c. ® Efectos biologicos: toxicidad para los peces. brewster, vanderwerf, (2002). 26 Mecanismo de reaccion 27 SUSTENTO TEORICO La fenolftaleina y derivados estan estructuralmente tan estrechamente relacionados con los colorantes del trifenilmetano ya que ambos tipos de compuestos pueden estudiarse conjuntamente. La forma incolora de la fenolftaleina se puede considerar como la lactosa de la base orbital de esta sustancia coloreada. El anhidrido ftalico se condensa con los fenoles en presencia del ZnCb 6 H2SO4, que son deshidratantes y catalizadores. La fenolftaleina mas simple se obtiene por la interaction del anhidridoftalico y el fenol y el producto obtenido es incoloro, al que se denomina fenolftaleina. OBJETIVO Obtener fenolftaleina por condensacion de anhidrido ftalico con fenol y obtener fluoresceina con anhidrido ftalico y resorcinol. DESCRIPCION DE LA PRACTICA Los alumnos obtendran fenoftaleina por medio de una condensacion, en donde una mezcla de fenol con anhidrido ftalico se le agrega ac. Sulfurico concentrado, calentando por 1 o 2 minutos lo dejamos enfriar y lo disolvemos en agua destilada agregando el NaOH al 10 % tendremos como resultado fenolftaleina. Para la fluoresceina se calienta anhidrido ftalico y resorcinol agregandole 4 gotitas de Ac. Sulfurico concentrado. 28 PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACION DE LA PRACTICA TECNICA FENOLFTALEINA: 1. - Colocar 0.1 g. de fenol y 0.1 g. de anhidrido ftalico en un vaso de precipitados de 100 ml. 2. - Anadir unas gotas de acido sulfurico concentrado y calentar de 1 a 2 minutos en bano maria y agitando. (Se deja enfriar la masa de color rojo). 3. - Disolver con 5 ml de agua destilada y anadir con agitacion NaOH al 10% hasta que tome un color rosado permanente. 4. -Tomar 1 o 2 gotas de fenolftaleina y anadir Acido Clorhidrico (HCI) en un tubo de ensaye, observar que la solution queda incolora 5. - En otro tubo anadir 1 o 2 gotas de fenolftaleina con Hidroxido de Sodio (NaOH). | ll FLUORESCEINA: ji 1. - En un tubo de ensaye calentar 0.1 g. de Anhidrido Ftalico y 0.1 g. de resorcinol y 4 gotas de Acido Sulfurico concentrado, agitar suavemente y dejar enfriar. j 2. - Anadir 5 ml de agua destilada, alcalinizar con Hidroxido de Sodio al 10% 3. - De la solution anterior agregar 1 gota a un tubo de ensaye con 8 ml de agua y observar. MATERIAL PARA LA ELABORACION DE LA PRACTICA Tela de asbesto 1 Agitador de vidrio 1 Gradilla 1 Pinza para tubo de ensaye 1 Agitador 1 Pipeta Pasteur con bulbo 1 Tripie 1 Pipeta graduad de 5 ml 1 Mechero 1 Tubos de ensaye 2 Vaso de precipitados de 100 1 ml. 29 REACTIVO Anhidrido ftalico 0.5 g. Solucion de Hidroxido de Sodio al 10% 5ml. Ver anexol. Fenol 0.1g. Solucion de acido clorhidrico al 10%. 3ml. Ver anexol Resorcinol 0.1g. Alcohol etilico Agua destilada 20 ml. I Acido sulfurico concentrado 2 ml. Ver anexol AUTOEVALUACION 1 2. 3. 4. 5. •©s p r o to r e - a c r a n eS<@ l amnirto c o n m i c a r is o ^ n a to cSe? s o c fio SHO’3~ F o r m a c i 6 n cSa 0a s a l <3© cl lasses*r*So Anaranjado mnetflo 35 SUSTENTO TEORICO Cada tipo de amina genera un producto diferente al reaccionar con el acido Nitroso, HN02. Este reactivo inestable se forma en presencia de la amina por accion de un acido mineral sobre nitrito de sodio. Cuando una amina aromatica primaria, disuelta o suspendida en un acido mineral acuoso frio se trata con nitrito de sodio, se forma una sal de diazonio. Puesto que estas descomponen lentamente, aun a la temperatura de un bano de hielo, se emplean sus soluciones de inmediato. Avila Zarraga, (2001). El gran numero de reacciones que dan las sales de diazonio se pueden agrupa en dos tipos: • Reemplazo, en las que se pierde el nitrogeno en forma de N2, quedando en su lugar en el anillo otro grupo. • Copulacion, en las que el nitrogeno permanece en la molecula. La copulacion de sales de diazonio con fenoles y aminas aromaticas genera azocompuestos, los cuales son de enorme importancia para la industria de los colorantes. La obtencion de un colorante diazoico consta de las operaciones siguientes. Adams y Jhonson (2004) 1) Diazotacion. De una sustancia aromatica que contenga un grupo amino primario. 2) Preparation de una disolucion de algun compuesto amino-aromatico en un acido. Diluido o de una sustancia fenolica en un alcali diluido. 3) Mezclado de las soluciones anteriores con lo que tiene lugar la formation del Colorante en una reaccion que se denomina copulacion. Para que tenga lugar esa Reaccion, la solution debe estar alcalina o ligeramente acida. Para la obtencion del anaranjado de metilo, se comienza por la diazotacion del Acido sulfanilico (fase 1, ecuaciones 1 y 2 ), se disuelve dimetilanilina en acido clorhidrico. ArNH2 NaN02 + + 2HX Ar N+ N + X- + NaX + H2 R. Adam y Jhonson (2003) OBJETIVO: Se obtendra el anaranjado de metilo por medio de la reaccion de copulacion y de diazotacion. Y se observara el color del indicador dependiendo del p H en el que se encuentre. 36 DESCRIPCION DE LA PRACTlCA En esta practica van a obtener un colorante llamado anaranjado de metilo por medio de reacciones de copulacion y de diazotacion. Se realiza en dos fases la primera una es: DIAZOTACION. COPULACION 37 TECNICA PARA LA ELABORACION DE LA PRACTICA TECNICA DIAZOTACION 1. - En un vaso de precipitado de 100 ml. Disolver 0.4 g. de carbonato de potasio en 10 ml. de agua y colocar en bano de hielo con sal. 2. - Se agregan 1 g. de acido sulfanilico, agitando hasta dilucion total. En seguida se agregan 10 g. de hielo picado y 4ml. de nitrito de sodio al 10%. 3. - Finalmente agregar4ml. De acido clorhidrico al 20% al cabo de unos minutos se forma la sal de diazonio. COPULACION: 4. - En un matraz o vaso pequeno, se disuelven 0.5ml. De dimetilanilina en 4 ml. de acido clorhidrico diluido al 25% en volumen agregaren seguida 8 ml. de hidroxido de sodio al 10% y 4 g. de cloruro de sodio. 5. -Unir con la sal de diazonio, calentar casi a ebullicion y enfriar en baho de hielo hasta un precipitado total. 5.- Filtrar al vacio, se lava con un poco de alcohol dejar secar y pesar el producto. MATERIAL PARA LA ELABORACION DE LA PRACTICA. Matraz erlenmeyer de 250ml. 1 Vidrio de reloj Vaso de precipitado de 100ml. 1 Mechero bunsen. Termometro de -10 a 250 ml. Tela de alambre con asbesto 1 1 1 1 Probeta graduada de 50 ml. 1 Embudo de filtracion rapida 1 38 Pinzas universal 1 Pipetas graduadas de 5 ml. 3 Recipiente para bano maria 1 Pipeta graduada de 10 ml. 2 Vaso de precipitado de 500 ml. 1 Papel filtro ( Whatman No. 40) 1 Anillo metalico 1 Embudo buchner 1 Balanza granataria. 1 Espatula 1 REACTiVOS: Dimetilanilina 0.5 ml. Cloruro de sodio 4 g Acido Sulfanilico 1g j Agua destilada 100ml. Carbono de sodio anhidro 0.4g Nitrito de sodio al 10% Ver anexo 1. 4 ml. Ver anexo 1. Alcohol etilico Carbonato de potasio 0.4g. Ac. Clorhidrico al 20% 4 ml. Ver anexo 1. Sal 5 g Hidroxido de sodio al 10% 4 ml. Ver anexo 1. Ac. Clorhidrico al 25% 4ml. Ver anexo 1. AUTOEVALUACION 1 . ^Que es un colorante? 2. -<»/Que grupos funcionales, en los colorantes sintetizados son los auxocromos, y cual es su funcion? S.-^Actualmente que uso(s) tienen estos colorantes? 4. -^Ademas de ser intermediaries en la sintesis de colorantes, que otros usos tienen las sales de diazonio? 5, -^Caracteristicas generates de indicadores acido-base? DESECHOS ORGANICOS: Identificar que tipo de desecho es y ver anexo 2, para eliminar. 39 BIBLIOGRAFIA 1. -A.I. Vogel (2003), Elementary Practical Organic Chemistry, Part I: Small Scale Preparations, Ed. Longman, London. 2nd. Ed., 2. -R. Q. Brewster, C. A. Vanderwerf y W. E. Me Ewen (2003). Curso practico de qulmica orqanica, Ed. Alhambra, Madrid, Mexico 2a. ed. 3. -R. Adams, J. R Jhonson y jC.F. Wilcox, (2002). Laboratory Experiments in OrqanicChemistry. Collier Me Millan Ltd. London USA. 4. -R. T. Morrison y R. N. Boyd, (2004). Fondo Educativo Interamericano, Mexico, Quimica Orqanica C.F. Wilcox Jr., M.F. Wilcox. 5. -Jose Gustavo Avila Zarraga, (2001). Quimica Orqanica experimento con enfoque ecoloqico, Mexico, direction general de publicaciones y fomentos editorial UNAM. ! CONCLUSIONES DEL ALUMNO 40 PRACTICA No. 6 OBTENCION DE NEROLINA GENERALIDADES Los eteres presentan el grupo R-O-R, provienen de la sustitucion del hidrogeno funcional del alcohol por el radical hidrocarbonado R-OH ------ R-O-R o sustituyendo los dos hidrogenos del agua por radicales alqullicos H-O-H----- R-O-R. Vogel, A. I., (2001) Los eteres pueden ser simples cuando el radical alquilo es igual o mixtos cuando los grupos alquilo son diferentes. Estos eteres se obtienen por los siguientes metodos: Vogel, A. I., (2001) a) Deshidratacion de alcoholes b) Metodo de Alcoximercuracion-Desmercuracion. c) Metodo de Williamson. METODO DE ALCOXIMERCURACION DESMERCURACION: Al hacer reaccionar un alqueno y alcohol como disolvente en presencia de trifluoroacetato mercurico, para formar compuestos alcoximercuricos por reduction dan eteres, este metodo es utilizado industrialmente con alto rendimiento. Morrison y Boyd. (2003) Alcoximercuracion Desmercuracion NaBrl C = C + ROH + Hg (OOCCF3)2-;----------- ►- C - C --------- ► - C - C______________________________!________________ RO HgOOCC3 RO H METODO DE WILLIAMSON: En el laboratorio es el metodo mas general, la reaction se efectua por sustitucion nucleofilica permitiendo preparar tanto los eteres simples como mixtos consiste en hacer reaccionar un halogenuro de alquilo con un alcoholato alcalino es utilizado sobre todo en el caso de compuestos aromaticos para preparar eteres de fenoles. Morrison y Boyd. (2003) 41 Los eteres Aromaticos Son llamados asi por que presentan aromas agradables, son mas ligeros que el agua, su solubilidad disminuye conforme aumenta el numero de atomos de carbono incrementando la densidad. Muchos de ellos se encuentran en la naturaleza formando parte de los llamados aceites esenciales por ejemplo la vainillina, el safrol, eugenol etc., por lo anterior son empleados en la fabricacion de esencias artificiales. Tambien ser utilizados como disolventes organicos. Ya que son bastante estables, no reaccionan facilmente, y es dificil que se rompa el enlace carbono-oxigeno Morrison y Boyd. (2005) Los eteres son de bajo peso molecular, son liquidos e incoloros. La volatilidad y la inflamabilidad tambien disminuye cuando su molecula es mayor, sus puntos de ebullicion son similares al de los alcanos de pesos moleculares comparables y mucho mas bajod que los alcoholes. Vogel (2001) Se utilizan como disolventes propulsores de pulverizantes con aerosol, el mas importante es el eter etilico utilizado como anestesico volatil, disolvente de grasas en el laboratorio, como disolvente en la extraction de compuestos organicos de soluciones acuosas. El eter etilico es muy peligroso ya que la volatilidad e inflamabilidad de sus vapores representan un peligro en explosiones e incendios. Morrison y Boyd. (2003) El eter metilico del beta naftol llamado tambien nerolina, fue obtenido en el laboratorio, es un solido de color rosa palido, forma cristales lustrosos; su densidad es de 1.0606 g/ml, presenta solubilidad en alcohol, cloroformo, tolueno, eter de petroleo, sin embargo es insoluble en agua. Presenta un olor parecido al de las flores de azahar por lo cual es empleado en la industria de perfumeria en sustitucion del azahar y en la production de jabon. Vogel (2001) ! SUSTENTO TEORICO Son sustancias de olores agradables, muchos de ellos se encuentran en la Naturaleza formando parte de los llamados aceites esenciales por ejemplo el vainillina, el safrol, eugenol etc., siendo empleados por lo anterior en la fabricacion de esencias artificiales. Vogel, (2001) Los eteres pueden obtenerse por deshidratacion de alcoholes, por la action de un halogenuro de alquilo sobre un alcoxdo metalico (sintesis de Williamson). Los eteres metilicos y etilicos se pueden sintetizar por reaction de alcoxidos alcalinos o fenoles con sulfato de metilo o sulfato de etilo. Vogel, (2001) 42 OBJETIVO Obtener un eter mixto (no simetrico) por medio de la reaccion entre el (3naftol y la mezcla de etanol y acido sulfurico para dar como producto la (3-nerolina. REACCION: Sintesis de Eteres: (3 - Nerolina CH3OH h 2s o 4 DESCRIPCION DE LA PRACTICA. Obtendran Eteres por medio de la mezcla de un metanol y acido sulfurico concentrado, por medio de precipitacion. TECNICA: 1. En un matraz redondo de fondo piano, colocar 5 g. de beta-naftol, 25 ml. De alcohol metilico y 5 ml. de acido sulfurico concentrado. (con cuidado al agitarlo, agregar las sustancias lentamente por las paredes debido a que la reaccion es muy exotermica). 2. La mezcla se refluja, despues de una hora se vierte sobre 100 ml. De agua destilada con trozos de hielo. 3. El eter precipitado, se recoge por succion sobre un Buchner, el precipitado se lava dos veces con agua helada y continuar agregando agua destilada 43 4. Recristalizar en alcohol etllico caliente, decolorando con carbon activado. Los cristales obtenidos se dejan secar sobre papel filtro, posteriormente pesar y entregar el producto. MATERIAL PARA ELABORACiON DE LA PRACTICA Matraz redondo fondo piano de 1 500 ml. Matraz Erlenmeyer de 250 ml. 1 Pipeta de 5 ml. 1 Probeta de 50 ml 1 Vaso de precipitado de 150 ml. 1 Agitador de vidrio. 1 Refrigerante recto. 1 Anillo metalico. 1 Soporte universal. 1 Espatula. 1 Parrilla electrica. 1 Balanza gravitarla. 1 Embudo Buchner. 1 Tapones necesarios 1 Bano Marla. 1 Tubos latex para conexiones. 1 Pinzas universales. 2 REACTIVOS: Beta-naftol. 5 g. Alcohol etllico. Alcohol metllico 25 ml. Carbon activado. Acido sulfurico concentrado. 5 (Trozos de hielo). ml. Ver anexo 1 Hidroxido de sodio al 10%. Agua destilada 100 ml. Ver anexo 1. 44 AUTOEVALUACION: 1.-^Describir la preparation de eteres a traves de los procesos de: Sintesis de Wiliamson. Alcoximercuracion-Desmercuracion? 2.-6Describir las variaciones existentes en la sintesis de Williamson (ejemplo de tosilatos y de sulfato de dimetilo)? S.-^Mecanismo de reaccion de la practica Nevada acabo? 4. - 2C2H5OH + 2C02. Philis S. Bailey, Jr. Christina A. baile, (2002) Existen algunos vegetales que por fermentacion dan alcohol (etanol): jora (chicha de jora), uva (vino, pisco), cafia de azucar (ron, whisky), agave (tequila), arroz (vino de arroz-chino), yuca (masato) Avila Zarraga, (2001 ) Existen tres tipos de fermentacion: Fermentacion alcoholica Fermentacion acetica Fermentacion lactica 68 FERMENTACION LACTICA Es provocada por bacterias como, Lactobacillus bulgaricus. La dislocation de la molecula de glucosa se Neva a cabo de una manera analoga. Este, por una reaccion de Cannizarro con una molecula de acido aldogliserol-3produce acido lactico y acido-1- fosfoglicerico. FERMENTACION ALCOHOLICA Se Neva acabo agregando levadura a una mezcla de azucar y agua las levaduras contienen enzimas que promueven una larga serie de reacciones que convierten un azucar simple en alcohol etilico y dioxido de carbono. Avila Zarraga, ( 2001) C6 H1 2 0 6 + 2 Pi + 2 ADP 2 CH3 -CH2OH + 2 C 0 2 + 2 ATP ALCOHOL ETILICO • El alcohol etilico puede prepararse por fermentacion de azucares. • La fermentacion se lleva acabo agregando levadura a una mezcla de azucar y agua. El alcohol etilico es un hipnotico, inhibe la actividad del cerebro es un estimulante. El abuso de etanol es uno de los principales problema de farmaco dependencia en la mayor parte de los paises. FERMENTACION ACETICA Es provocada por bacterias que transforman el alcohol etilico el acido acetico algunas de ellas son: Acetobacter pasteurianum, Acetobacter aceti. La degradation de la glucosa por fermentacion acetica se lleva a cabo de manera semejante ala fermentacion alcoholica y solo 2 moleculas de etanal mas una de agua por una reaccion de Cannizaro nos da una molecula de acido acetico y una de alcohol etilico. Bailey (2002) CH3 -CH=Q+ H-O-H -> CH3 -COOH + CH3 -CH2 -OH__t>CH3 -CH=Q El alcohol etilico por oxidation se transforma en acido acetico. c h 3 -c h 2-o h +o h 2o +c h 3-c o o h 69 ACIDO ACETICO: Es un liquido incoloro de densidad de 1.05 a 15° C se solidifica a 16.7°C hierve 118 °C, tiene un olor irritante es soluble en todas las proporciones en agua. El acido acetico puro se le conoce con el nombre de acido acetico glacial a una temperatura proxima a la temperatura ambiente 16.6° C se prepara por oxidacion metalica del alcohol etilico o de acetaldehldo en fase vapor sobre catalizadores metalicos. Avila Zarraga, (2001) DESTILACION Puede definirse como una tecnica para separar sustancias mezcladas en el estado liquido considerando la diferencia entre sus puntos de ebullicion. La destilacion es uno de los metodos mas usados en la separation y purification de liquidos. Los tipos de destilacion mas comunes son: la destilacion simple, destilacion fraccionada y la destilacion por arrastre con vapor. Bailey (2002) En la destilacion simple, el proceso se Neva a cabo por medio de una sola etapa es decir que se evapora el liquido de punto de ebullicion mas bajo y se condensa por medio de un refrigerante. Avila Zarraga, (2001) I SUSTENTO TEORICO Los carbohidratos tambien llamados azucares, osas o sacaridos, son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas o compuestos polimericos que por hidrolisis producen polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas. Avila Zarraga (2001 ) Segun el numero de unidades de azucares sencillos que posean se clasifican en: MONOSACARIDOS o azucares sencillos, que a su vez pueden ser ALDOSAS cuando contienen el grupo aldehido o CETOSAS cuando contienen el grupo cetona. Los monosacaridos naturales. Pertenecen a la serie D de los azucares y pueden tener entre tres y hasta siete atomos de Carbono. DISACARIDOS que estan formados por dos monosacaridos unidos entre si por enlaces glucosidicos. OLIGOSACARIDOS que tienen entre tres y diez monosacaridos unidos tambien por enlaces glucosidicos. POLISACARIDOS que son polimeros naturales con varios miles de unidades de azucar sencillo ligadas entre si. 70 De acuerdo con lo anterior, ademas de reconocer si un compuesto pertenece a la familia de los cartiohidratos, es necesario diferenciar si se trata de un monosacarido tipo aldosa o cetosa, si es facilmente oxidable o no, es decir si es. Un azucar reductor o no lo es, si es de cinco atomos de carbono (pentosa) o de seis atomos de carbono (hexosa), si es disacarido o Polisacarido. Avila Zarraga, (2001). OBJETIVO: Obtener &cido ac6tico a partir de la destilacidn del fermentado de pinas despu^s de la fermentacion alcoholica y ac&ica. DESCRIPCION DE LA PRACTICA. En esta practica van a obtener alcohol por medio de la fermentacion de un carbohidrato en este a o. PROCEDIMIENTO PARA LA REALIZACION DE LA PRACTICA TECNICA: 1. Montar el equipo de destilacion 2. Colocar el producto de la fermentacidn ya filtrado en gasa en el matraz redondo 3. Calentar vigilando la temperatura, cuando alcance una temperatura de 118 °C, se recoge el producto de la destilacion en el vaso de precipitado. 4. Lo que se recoge en ese momento es el acido acetico glacial. 71 ESQUEMA: MATERIAL PARA ELABORACIQN DE LA PRACTICA (PARA LA DESTILACION SIMPLE) Soportes con pinzas 2 Matraz de destilacion 1 Mechero 1 Tapones de hule horadados 5 Mangueras de hule 2 Vasos de precipitado 2 Refrigerante 1 Varilla de vidrio 1 Termometro 1 Tela de asbesto 1 Tipie 1 Recipiente para bano de hielo 1 Pinzas para refrigerante 1 72 REACTIVOS: MATERIAL PARA FERMENTACION: piha 1 Frasco con tapa 100 g. de piloncillo Agua hasta cubrir los ingredientes AUTOEVALUACSON 1 Que es la fermentacion? 2. - Que importancia tiene la ferrrientacion de carbohidratos en la industria? 3. - Describe la destilacion simple? DESECHOS ORGANICOS: Identificar que tipo de desecho es y ver anexo 2, para eliminar. BIBUOGRAFIAS 1. - Jose Gustavo Avila Zarraga, (2001) Quimica organica experimento con t enfoque ecologico, Mexico, direction general de publicaciones y fomentos editorial UNAM. i 2. - Philis S. Bailey, Jr. Christina |A. bailey, (2002) Quimica Organica Conceptos y Aplicaciones, 6 edition, traduccion Hector Javier Escalona y Garcia, Mexico, editorial Pearson educacion. I 73 PRACTICA NO. 11 OBTENCSON DE UN ESTER. GENERALIDADES. Un metodo especialmente apto para la sintesis de esteres serla aquel que permitiese usar un haluro de alquilo y, como nucleofilo, la sal sodica o potasica del acido carboxllico. El inconveniente tradicional de este metodo reside en el escaso caracter nucleofilo de los carboxilatos de sodio de potasio, en especial cuando la reaccion se efectua en disolucion acuosa. Esta dificultad puede evitarse si la catalisis se efectua por transferencia de fase. El uso de un medio apolar minimiza las fuerzas de solvatacion, que, en general, disminuyen la actividad de los carboxilatos, de modo que la sustitucion nucleofilica se hace eficaz.Solomons. (2003) Los esteres sencillos acostumbran a tener olores agradables. En muchos casos, aunque no en todos, los aromas y sabores caracteristicos de flores y frutos son debidos a compuestos que poseen en su estructura el grupo ester. Una exception la constituyen los aceites esenciales. Las propiedades organolepticas (olor y sabor) de las flores y los frutos pueden atribuirse en algunos casos a un solo ester, pero lo mas corriente es que sean debidas a una mezcla compleja de varios esteres, aunque alguno de ellos predomine. En la Tabla 1 se detalla una lista de agentes aromatizantes. Bailey (2002) Los fabricantes de alimentos y bebidas estan familiarizados con ellos, pues los emplean como aditivos que dan un determinado sabor a una bebida o postre. Muchas veces estos olores y sabores ni siquiera existen en la naturaleza, como es el caso del aroma de “fruta jugosa” que se obtiene del acetato de isopentilo. Un preparado para hacer un pastel con gusto de ron puede no contener nada de este licor; basta con anadir una mezcla adecuada de formiato de etilo y propionato de isobutilo, junto con otros comporientes menores. De hecho, los aromas y sabores naturales no se pueden reproducir con exactitud, pero se puede enganar con sucedaneos a la mayor parte de la gente, ya que solo las personas con un sentido del gusto muy sensible son capaces de notar la diferencia entre un aroma natural y su sucedaneo. Bailey (2002) 74 SUSTENTO TEORICO Los esteres pueden obtenerse por deshidratacion de los alcoholes primarios. Solomons. (2003) Un ester es un compuesto organico resultante del grupo OH de un acido Carboxilico por un grupo alcoxl. O R -C -OR Estructuralmente el agrupamientp caracteristico de un Ester esta formado por dos grupos funcionales. 0 1I Cetona - C - y un eter C-O-C i Tienen baja temperatura de fusion y de ebullition que crece con la masa molar. Segun la longitud de la cadena hidrocarbonada seran mas o menos solubles en agua y mas o menos solubles en disolventes organicos. A causa del numero extraordinario elevado de acidos y alcoholes que pueden utilizarse en la reaccion de esterificacion. Solomons. (2003) La reaccion de esterificacion podnamos decir que se trata de la formation de un ester por la union de un alcohol y un acido, a temperatura ambiente reversible. Esta reaccion es una deshidratacion en la cual el acido actua como catalizador y deshidratante. Solomons. (2003) Acido + Alcoho! --------O 11 C H 3 - C - O H + H -Q -C H 3 -C H 2 Ester + Agua. O ------------(H20 + CH3 - 1 1 -O-C-CH3 -CH2 OBJETIVO. Obtener un Ester deshidratando un acido y un alcohol 75 TECNICA. 1. - En un matraz Erlenmeyer calentar 1 ml del acido acetico o formico durante pocos minutos. 2. - En otro matraz preparar la siguiente mezcla 1ml de acido sulfurico concentrado con 2 ml de etanol absoluto o del alcohol que se requiera para formar el Ester deseado. 3. - Vaciar el contenido del ultimo matraz en el contenido del primero (del acido). 4 - Enfriar y verter el contenido en una solucion de carbonato de sodio al 10 %. 5.- Oler y anotar sus observaciones MATERIAL PARA ELABORACION DE LA PRACTICA Matraz Erlenmeyer 2 Tipie. 1 Pipetas Graduadas de 5 ml. 2 Perilla 1 Capsulas de Porcelana 2 Mechero 1 REACTIVOS Acido Acetico 1ml. Acido formico 1ml. Acido Sulfurico Concentrado Etanol Absoluto. 2 ml. 1ml. Carbonato de Sodio al 10 % Otros alcoholes 1ml. isopropanol, butanol) 2 ml. (Metanol, propanol, 76 REACTIVOS Acido Acetico 1ml. Acido formico 1ml. i Acido 1ml. Sulfurico Concentrado Etanol Absoluto. 2 ml. Carbonato de Sodio al 10 % Otros alcoholes 1ml. i isopropanol, butanol) 2 ml. (Metanol, propanol, AUTOEVALUACION 1. - Describes diferentes metodos de obtencion de esteres? 2 . -describe el metodo de deshidratacion de alcoholes? DESECHOS ORGANICOS: Identificar que tipo de desecho ds y ver anexo 2, para eliminar. BIBLIOGRAFIAS 1 - Jose Gustavo Avila Zarraga, (2001), Quimica orqanica experiment con enfoque ecologico, Mexico, direbcion general de publicaciones y fomentos editorial UNAM. 2. - Philis S. Bailey, Jr. Christina, A. Bailey, (2002) Quimica Orqanica Conceptos v Aplicaciones, 6 edicion, tradudcion Hector Javier Escalona y Garcia, Mexico, editorial Pearson educacion. 3. - T.W. Graham Solomons. (2003) Organic Chemistry. 6 edition. John Wiley y sons. i l 77 CONCLUSIONES DEL ALUMNO 78 PRACTiCA No. 12 SAPQNIFICACION GENERALIDADES Si hay un concepto inequivocamente ligado a la palabra jabon, es la llamada saponificacion. En terminos muy sencillos, podriamos definir la saponificacion como el proceso que convierte "magicamente" la grasa o el aceite, en jabon limpiador. Esta transformacion magica no es otra cosa que una reaccion qulmica muy comun, y que consiste basicamente en: ACIDOS GRASOS + SOLUCSON ALCALINA = JABON + GLICERINA Asi es como al mezclar los acidos grasos (principales componentes de las grasas animales y de los aceites vegetales) con una solucion alcalina (hecha a partir de una mezcla de agua y un alcali, como por ejemplo la sosa), se obtiene el jabon (que sera realmente suave, porque ademas el otro subproducto que se obtiene de esta reaccion es la glicerina). Morrison (2001) El termino de saponificacion se utiliza para referirse a la hidrolisis de los esteres en medio alcalino, el atomo de oxigeno del ion hidroxilo. Que es fuertemente nucleofilico ataca al atomo de carbono del carbonilo. Este proceso es empleado en la fabrication de jabon a partir de grasas naturales que son esteres de acidos grasos en cadena larga con glicerina llamados frecuentemente gliceridos. Los jabones son sales de metales alcalinos con acidos grasos de cadena larga. La reaccion tiene lugar en dos etapas: McMurry, (2001) 1. La hidrolisis libera los acidos grasos 2. El alcali y los acidos grasos se neutralizan formando jabon. El jabon es conocido desde hace siglos, su uso es para lavar y emulsionar. Las sales de sodio producen jabones duros y las sales de potasio se emplean para jabones blandos, por medio de la saponificacion de las grasas o aceites, con hidroxido de sodio o potasio. McMurry (2001) Quimicamente el jabon es una mezcla de las sales de sodio o de potasio de acidos grasos de cadena larga, producidas por la hidrolisis (saponificacion) de una grasa animal o vegetal con un alcali. Las grasas y los aceites son Trigliceridos, es decir triesteres de glicerol con tres acidos carboxllicos de Cadena larga, no ramificada. La diferencia entre las grasas y los aceites es que estos ultimos presentan acidos carboxllicos insaturados. El indice de saponificacion se define como la cantidad de alcali necesario para saponificar un gramo de grasa o aceite. Los jabones ejercen su action limpiadora debido a que los dos extremos de su molecula son muy diferentes. 79 Uno de los extremos de la molecula es ionico, por tanto hidrofiio tiende a disolverse en el agua. La otra parte es la cadena de hidrocarburo no polar, por tanto lipofila o afin a la grasa y tiende a disolverse en ella. Una vez solubilizadas en agua, la grasa y la mugre pueden eliminarse. Morrison y Boy (2002) SUSTENTO TEORICO Las grasas reaccionan en caliente con el hidroxido sodico o potasico descomponiendose en los dos elementos que las integran: glicerina y acidos grasos. Estos se combinan con los iones sodio o potasio del hidroxido para dar jabones, que son en consecuencia las sales sodicas o potasicas de los acidos grasos. En los seres vivos, la hidrolisis de los trigliceridos se realiza mediante la accion de enzimas especfficos (lipasas) que dan lugar a la formation de acidos grasos y glicerina. Morrison y Boyd (2002) OBJETIVO Obtener un jabon a partir de un aceite vegetal o cualquier grasa adecuada. Observar su comportamiento y justificar cada uno de los pasos del procedimiento experimental DESCRIPCION DE LA PRACTICA En esta practica los alumnos van a obtener en el laboratorio de qufmica organica un jabon por medios de grasas naturales o sinteticas. 80 PROCEDIMIENTO PARA ELABORACION DE LA PRACTICA TECNICA 1. En un vaso de precipitados de 250 mL. pesar aproximadamente 5 gramos de aceite (o alguna otra sustancia grasa adecuada), calentar en bano maria y agregar poco a poco 20 mL. de solucion etanolica de sosa al 30%. agitar constantemente con una varilla de vidrio, cuando se ha terminado la adicion continuar agitandb. 2. Para saber si la reaccion ha terminado tomar una pequena cantidad de la mezcla reaccionante con la varilla de vidrio, introducir en un tubo de ensaye agregar 5 mL. de agua la mezcla se disuelve despues de agitar y hace espuma significa que ha terminado la reaccion, si no; continuar la agitacion y el calentamiento. 3. Cuando se comprueba que ha terminado la reaccion agregar KOH mezcla 10 ml. de solucion saturada de cloruro de sodio en agua seguir calentando sobre la tela de asbesto durante 5 minutos sin dejar de agitar. ! 4. En un embudo de filtracion colocar el papel filtro aplicarlo contra las paredes con agua destilada. sujetar el embudo en el anillo o matraz erlenmeyer, agregar la mezcla, recolectar el filtrado, dejar decantar la solucion saturada de cloruro de sodio y filtrar todo el contenido del vaso en el embudo. Si es solido hacer una bolita de jabon con un guante en la mano. 5. Lavar con agua fria el jabon filtrado en el mismo embudo, usando pequenas cantidades de agua; repita esta operacion varias veces. 6 . Recolectar el jabon del papel filtro, y comprimir con las manos para hacer una pequena bola. 7. En 3 tubos de ensaye colocar 5 ml. de agua destilada, 5 ml. De HCI y 5 ml. De cloruro de calcio, agregar una pequena cantidad de jabon, agitar y observar. 81 REACCION o CH2 -0 -C-R X O 1 CM X O 1 C H - O - C - R - 3NaOH 1 11 O CH- O- C -R — ► | C H - O H + 3R -COONa ; 1 CH2- O H R=9-OH17 CARBON 11 O TRIGLICERIDO GLICEROL JABON 82 ESQUEMA Calentar a bano maria y agregar poco a poco 20ml. de solucion etanolica de sosa al 30% contenido en una probeta y vaciar constantemente i Seguir agitando hasta formar una masa y de esa masa tomar con el agitador pequenas porciones y depositarlas en 3 tubos de ensaye, agregando posteriormente al 1° tubo agua, en el 2° HCI y en el 3° CaCI y anotar los resultados 83 MATERIAL PARA LA ELABORACiON DE LA PRACTICA Soporte universal 1 Mechero de bunsen 1 Anillo metalico 1 1 Tubo de vidrio de 75mm. De diametro Papel filtro (Whatman de 530 30 540 40) Papel indicador 1 Tela de alambre con asbesto • 1 Gradilla 1 Varilla de vidrio 1 Pipetas de 5 ml. Graduadas . 1 1 Espatula 1 Vaso de precipitados de 50ml. 1 Matraz erlenmeyer de 25° ml. 1 Vasos de precipitados 2 Recipiente de bano maria 1 Balanza granataria 1 Tubos de ensaye de 13 100mm 5 Pipetas pasteur con bulbo 1 Probeta de 25ml ; REACTIVOS: Solucion de hidroxido de sodio Aceite de algodon, Coco, al 30% en etanol Almendras, Olivo, Mafz, Soya 20 ml. comestible, (Cualquier marca comercial) 5ml. Solucion saturada de cloruro Agua destilada 20ml. de sodio 10ml. Solucion de cloruro de calcio al Solucion de acido clorhidrico 10% 5 ml. al 20% 5ml. AUTOEVALUACION 1. i,Que son los jabones? 2. ^Como se pueden obtener los jabones? 3. 2 al 20 %, agitando despues de cada adicion. 3. Deje reposar de 3 a 4 minutos. Diluya una gota de la solution en 4-5 gotas de agua y aplique esta solution en papel yodurado, con lo que debera aparecer una coloration azul intensa inmediatamente. 4. Divida la solution en dos partes. A una de ellas agregue una solution frla de 0.4 g de -naftol en 4 mL de NaOH al 5%. 5. Se forma un colorante rojo anaranjado. La otra parte de la solution calientela y observara desprendimiento de nitrogeno y formation de fenol (reconocerlo por su olor). Aminas Secundarias.1. Disuelva un gramo de amina secundaria en 3 -5 mL de HCI diluido. 2. Enfrie a 5 C y agregue 5 mL de NaN0 2 al 10% y deje reposar 3 min. 3. Pase la solution a un embudo de separation y extraiga con 20 mL de eter. 4. Lave el extracto etereo sucesivamente con agua, solution de NaOH al 5% y agua. 5. Evapore el eter en bafio Maria y efectue la prueba de Lieberman al aceite solido residual; para ello coloque una gota del nitroso compuesto en un tubo seco, agregue 0.5 g de fenol y caliente durante 20 segundos. 6 . Enfrie y agregue 1 mL de acido sulfurico concentrado, con lo que se desarrollara un color verde o azul verdoso que cambia de coloration al ponerle de 30 a 50 ml de agua helada; para volver a obtener una coloration verde o azul intensa, alcalinice con NaOH diluida. 93 Aminas terciarias.1. Disuelva 1g de la amina en 10 mL de HCI dil. (1:1) 2. Enfrie de 0-5 C y agregue lentamente con agitacion una solucion de NaN0 2 (0.7 g de NaN0 2 en 4 mL de agua). 3. Deje reposar 20 minutos y filtre el precipitado amarillo, lavelo con un poco de HCI diluido. 4. Disuelva el precipitado en el minimo volumen de agua y agregue una sol. de NaOH hasta pH alcalino y extraiga la base libre con 10 mL de eter, evapore el eter y recristalice de benceno. 5. MATERIAL PARA ELABORACION DE LA PRACTICA Tubos de ensayo de 18 x 150 mm. Tapones 10 Termometro 1 6 Embudo de separation. 1 Pipetas graduadas de 5 ml. 5 Bano Maria 1 REACTIVOS Cloruro de ptolueno silfonilo 0.2 g 5ml. NaOH al 10% 5 ml. NaN0 2 10% 5 ml. Naftol 0.4 g Agua destilada 15 ml. NaOH al 5% 4 ml. HCL diluido 25ml. Amina secundaria 1 g Agua destilada helada 50ml. Eter 30 ml. Amina primaria 1 g NaOH2al 5% 5 ml. NaN0 2 AL 20% 3 ml. Nitroso 1 gota. Fenol 0.5 g. NaOH diluido 4 ml. Ac. Sulfurico concentrado ml. Amina terciaria 10ml. Amina 0.5 g Papel yodurado 1 94 BIBLIOGRAFIA.1. - Shriner, Fuson and Curtis, (2003) Identification sistematica de compuestos orqanicos. Limusa - Willey, Mexico. 2. - Pasto, Johnson. , (2004) Determination de estructuras Orqanicas. Reverte S.A. Mexicop. 468-482. AUTOEVALUACION 1. - ^Como identificamos una amina terciaria? 2 . - <-,que son las a minas y que importancia tienen en el la vida cotidiana? 3. - i,como diferencia una amina secundaria? DESECHOS ORGANICOS: Identificar que tipo de desecho es y ver anexo 2, para eliminar. CONCLUSIONES DEL ALUtVSNO 95 ANEXO 1. REACTIVO DE FEHLING FEHLING A: Sulfato de cobre 5H20 ................ 34.66g Agua destilada C. B. P.................500 ml. Colocar el sulfato de cobre en un matraz aforado de 500ml. Anadir 300 ml. De agua y disolver perfectamente. Aforar con agua destilada a 500 ml. Envasar en 3 frascos pequenos, bien tapados para almacenar, etiquetar con nombre y fecha. FEHLING B: Tartrato de Sodio y Potasio............. 173 g. Hidroxido De Sodio............................50 g. Agua destilada...................................... 500ml. Disolver el tartrato y el Hidroxido con 300 ml. De agua destilada en un matraz aforado de 500 ml. Ya disueltos enfriar al chorro del agua, aforar a 500 ml. Con agua destilada mezclar bien. Envasar en 3 frascos pequenos, con tapon de rosea o de hule, para almacenar. No use tapon de vidrio esmerilado se sella el frasco con el Hidroxido. HIDROXIDO DE SODIO AL 10%. Hidroxido de sodio........................ ,.................... 10g. Agua destilada c.b.p..................................... 100 ml. Pesar el hidroxido de sodio en un vaso de vidrio usando un agitador de vidrio, para vaciar la sosa por que las espatulas se atacan con la misma agregar 60 ml. De agua. Y agitar rapidamente con mucho cuidado de no respirar los vapores que se desprenden. Son irritantes (trabajo en la campana de extraction de gases). La solution se calienta. Enfriarla al chorro de agua y completar el volumen a 100 ml. Con agua destilada. Envasar en frasco con tapon de rosea de hule. GLUCOSA AL 10% Glucosa anhidra................................ 1 g. Agua destilada c.b.p.................... 100 ml. Colocar en un vaso de 500 ml. 60 ml. De agua destilada y ponerlos a agitar con agitador magnetico. Agregar poco a poco la dextrosa permitiendo que se disuelva cada vez que se anade, una vez todo disuelto, quitar la barra de agitation y ajustar el volumen a 100 ml. 96 LACTOSA AL 10% Lactosa anhidra............................ 1 g. Agua destilada c.b.p............... 100ml. Colocar en un vaso de 500 ml. 60 ml. De agua destilada y ponerlos a agitar con agitador magnetico. Agregar poco a poco la lactosa permitiendo que se disuelva cada vez que se anade, una vez todo disuelto, quitar la barra de agitacion y ajustar el volumen a 100 ml. IGUAL SE PREPARAN LAS SOLUCIONES DE FRUCTOSA, SACAROSA, ARABINOSA, DE GALACTOSA, Y DE ALCOHOL ETILICO. LAS DE ALMIDON, MANOSA, XILOSA. REACTIVO DE LUCAS (HCI-ZnCI) para 20 ml. Disolver 20 g. de ZnCI. Anhidrido en,15.4 g. de HCI. Concentrado. REACIONES DE SCHIFF Clorurode Amonio 10% ........ ........... (SOLA) Metabisulfito de Sodio Y Potasio 10% (SOL. B). Mezclar las soluciones anteriores. REACTIVO DE TOLLENS. Para aldehldo PREPARAR A gN 0 3 ..0.2 m (Nitrato de plata) NH4OH....2 m (Hidroxido de Amonio) NaOH......2 m (hidroxido de Sodio) A 5 ml. De AgNo3 0.7 G. anada 2 0 3 gotas de NaOH 2 m. Despues anada amoniaco gota a gota hasta disolucion del precipitado. REACTIVO DE SCHIFF PARA ALDEHIDOS. Disolver 0.5g. De de fuscina en 500 ml. De agua Pasar a la solucion Dioxido de azufre hasta decolorar. Anadir a la solucion de fascina 9 g. de bisulfito de sodio y 20 ml. De HCL. 2 m. 97 ANEXO 2. Desechos organicos Residuos Acidos: deben neutralizarse y desecharse en el drenaje. Si presentan solidos, se filtran previamente y se empacan para su posterior incineracion. Residuos Basicos: el tratamiento es igual que para los residuos acidos. Residuos Etereos: recuperar el disolvente por destiiacion para uso posterior: las colas de la destiiacion se envian a incineracion. Residuos de Na2S 04: Lavar con etanol y secar en la estufa para su uso posterior. Si el residuo presents solidos: Se deben filtrar, si la solucion presenta coloracion, se Neva a cabo una adsorcion con carbon activado, el liquido resultante se puede desechar por el drenaje. Los solidos: Verificar su pH y deseche a pH neutro o a pH= 7 se tira por el drenaje con abundante agua. Si las soluciones obtenidas tienen color rojizo: Decolorar con carbon activado, pero si el tono pasa ligeramente amarillo concentre y guarde la solucion para su posterior incineracion al igual que el carbon activado. Los desechos de aminas: Se mandan a incinerar. Ac. Acetico: puede desecharse en el drenaje si presenta color indica presencia de anilina, en este caso agregue carbon activado para adsorberla, filtre el carbon activado y guardelo para enviarlo a incineracion y vierta al drenaje la solucion obtenida incolora. Avila Zarraga, (2001), BIBLIOGRAFIA 1. - Manual de laboratorio de quimica organica de la universidad veracruzana. Preparation de reactivos. 2 . - Jose Gustavo Avila Zarraga, (2001), Quimica organica experimento con enfoque ecoloqico, Mexico, direction general de publicaciones y fomentos editorial UNAM. 99