HETEROCICLICOS: SINTESIS DE 3,5 – DIMETILPIRAZOL DIMETILPIRAZOL a Cristina bAndres a
[email protected] Universidad Icesi, Facultad de Ciencias Naturales, Programa de Química Farmacéutica, Laboratorio de Química Orgánica II Santiago de Cali, Colombia 20 de octubre octubre de 2017
RESUMEN
Estos compuestos tienen usos médicos por sus propiedades analgésicas, antinflamatorias, antipiréticas, anti arrítmicas, tranquilizantes, relajantes musculares, antiepilépticas, antidiabéticas antibacterianas, e inhibidores de la monoaminaoxidasa 3 . El método método desarrollado desarrollad o por H. Pechmann en 1898, para sintetizar pirazol a partir de acetileno y diazometano , Este metodo, se aplica en la mayoría de los casos para preparación de derivados derivados de pirazoles, por condensación condensación de hidroxilamina hidroxilamina o una hidracina con un compuesto carbonilico α, β acetilénico o un compuesto caronílico α, β olefínico que tenga en el carbono α o el β un grupo fácilmente desplazable 4. Este método conocido como una ruta general fue usado en la práctica y se puede observar en el esquema 1
Durante la práctica de laboratorio se realizó la síntesis química de 3,5-dimetilpirazol (1). Para ese resultado se utilizaron reactivos tales como sulfato de hidrazina (2) y 2,4 pentanoidiona pentanoidiona (3). La reacción química se realizó a una temperatura constante de 15ºC. Posteriormente, se realizó la separación entre la fase orgánica y la acuosa, mediante el uso de disolventes tales como etanol y diclorometano, con el fin de purificar la muestra del producto cuidado. Para comprobar su pureza y la efectividad de la síntesis, se determinó el punto de fusión que evidencia un rango de 105,9 y 107,9 además se logró sintetizar un 0,76 gramos del producto deseado, correspondiente correspondiente a un porcentaje de rendimiento rendimiento de 55,07%. 55,07%.
INTRODUCCION Los heterociclos son compuestos orgánicos cíclicos que contienen átomos cómo el O, S, N; denominados heteroátomos. heteroátomos. Entre ellos están los pirroles, pirimidinas, furanos, tiofenos, entre otros. 1 También están los pirazoles, que son compuestos aromáticos formados por dos heteroátomos N, usados comúnmente en plaguicidas, plaguicidas, fármacos fármacos y colorantes. colorantes.2
3
2 Esquema 1
.
Los pirazoles son compuestos orgánicos heterocíclicos, que consisten en un anillo aromático simple de tres átomos de carbono y dos de nitrógeno en posiciones adyacentes. 1
1
= 1.56 10−
RESULTADOS
De las anteriores operaciones, se puede determinar que 2 es el reactivo limitante. Ahora, se procede a hallar el porcentaje de rendimiento. Para ello, encontrar los gramos teóricos producidos de 1 a partir del reactivo límite:
Se realizó la síntesis de 3,5dimetilpirazol, tomando como base la siguiente información obtenida:
Tabla 1. Registro de resultados para la
1,38 10−
síntesis de 3,5-dimetilpirazol.
1
= 1.33 g de 1
Propieda des
Masa molar (g/mol) Punto de Fusión (ºC) Punto de ebullició n (ºC) Densida d (g/mL) Masa (g) Volumen (mL)
96.13
100,12
130,12
96,13
-23
254
108-109
Finalmente, se calcula el porcentaje de rendimiento con los gramos teóricos de 1 obtenidos en los pasos anteriores:
% = 140
No reportado
218
0,975
1,370
1,140
1,5 1,6
1,80
0,76
∗ 100% 1,33 = 55,07%
Tabla 4.
Resultados obtenidos después del proceso de identificación del compuesto. Punto de Punto fusión fusión teórico experimental (°C) rango (°C)
Primero, determinar el número de moles que 2 produce de 1:
112,5
1.80
1 130.12
1 1
= 1.38 10−
Ahora, con 3 se determina las moles de 1:
1.5
1 100.12
1 1
2
105,9 y 107.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
En esta práctica de laboratorio se sintetizo 1, a partir de 2 y 3. Para ello se realizó una solución de 2 e hidróxido de sodio, se hizo en estas condiciones, debido a que una solución básica hace que 2 tenga un mejor carácter de nuecleofilo y así pueda 3. Esta agregarse eficazmente con reacción se tiene que hacer en frio debido a que si se supera la temperatura de 15°C se formaría el ion enolato y esto podría dar un subproducto de polimerización.
Es importante resaltar que para el desarrollo adecuado de esta reacción se utilizó cloruro de sodio para obtener una completa separación entre las fases, haciendo que el proceso de extracción tenga unos resultados satisfactorios. Además se debe tener muy en cuenta la temperatura, ya que si esta no se encuentra alrededor de 15°C es posible que 3 se evapore, ya que es un compuesto muy volátil. El mecanismo detallado de la síntesis del compuesto se muestra a continuación en el esquema 3.
En la práctica de laboratorio se buscó sintetizar 1, por medio de la reacción de Knorr para la síntesis de pirazoles, usando 2 y 3, representado en el esquema 2
O
O
H3C
O
+
3
CH3
2 H2N
O
H2N
+
NH2
-
H3C
CH3
OH
H2N
NH2
NaOH, H2O 15°C
CH3
N H
H2 + N N
-
O
O
H3C
4
O
H3C
CH3
H3C
H HO
N
CH3
N H2N
N
H3C
N
H
1
H3C
CH3
H N N
CH3
Esquema 3. Mecanismo de reacción síntesis de 3,5-dimetilpirazol
Esquema 2. Reacción general 3,5-dimetilpirazol
3
N
H3C CH3
1. Castillo, R., Hernández, M., & Velázquez, I. (s.f.). Facultad de Química; Universidad Autónoma de México; Obtenido de Química Orgánica II; Nomenclatura de compuestos heterocíclicos.: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/nomenclaturaheterociclos_9416.pdf 2. Repositorio Institucional de la Universidad de Málaga. (s.f.); Biblioteca universitaria. Universidad de Málag;. Obtenido de Ampliación de Química Orgánica Avanzada; Química de Heterociclos. Azo les: http://riuma.uma.es/xmlui/bitstream/handle/10630/7332/Tema_4.Azoles.pdf?sequen ce=1
4
