Degradacion DE Hoffman GUIA DE Aprendizaje Semana 11 Farmacia Y Bioquimica. secc A Actualizado PDF

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Práctica N° 10:

DEGRADACIÓN DE HOFFMANN I. OBJETIVOS: 1.- Sintetizar la anilina a partir de la benzamida. 2. Identificar el producto obtenido mediante reacciones químicas.

REACCION QUIMICA:

II. GENERALIDADES: Como método de síntesis de aminas, la degradación de amidas según Hoffman tiene la característica especial de generar un producto con un carbono menos que el material original. Podemos apreciar que la reacción comprende la migración de un grupo desde el carbono carbonílico hacia el átomo de nitrógeno adyacente, por lo que es un ejemplo de transposición molecular.

La eliminación de Hoffman se basa en que las sales de amonio cuaternarias son inestables frente a bases fuertes, las cuales provocan una eliminación bimolecular (E2) que conduce a alqueno, actuando la trialquilamina como grupo saliente.

En el procedimiento habitual de la eliminación o degradación de Hoffman tiene lugar la metilación exhaustiva de una amina, los grupos metilo unidos al átomo de nitrógeno no podrán sufrir β-eliminación evitándose ambigüedades, mediante el empleo de un exceso de yodometano, llegando a la sal de amonio cuaternaria, que es tratada con Ag2O húmedo, fuente de OH- , y calor, teniendo lugar una E2 al ser la trimetilamina un buen grupo saliente.

Por motivos estéricos en la eliminación de Hoffman se forma mayoritariamente la olefina menos sustituida, se puede deducir empleando proyecciones de Newman.

En el confórmero más abundante, a través del cual transcurre de forma mayoritaria la reacción, la E2 estereoespecífica anti sólo puede producirse por un sitio. En general, en la eliminación de Hoffman, la eliminación bimolecular se produce por la posición β menos sustituida, conduciendo por tanto al alqueno menos sustituido, aunque si es posible la formación de un sistema conjugado éste primará en la regio selectividad. La eliminación de Hoffman dio origen, en su primera definición, a la regla de Hoffman. Antes de la aparición de los métodos instrumentales de determinación estructural, la degradación de Hoffman se empleaba para elucidar la estructura de aminas.

El mecanismo de la transposición de Hoffman transcurre en las siguientes etapas: Etapa 1. Formación del amidato

Etapa 2. Reacción del amidato con bromo para formar la N-bromo amida.

Etapa 3. Formación de un nuevo amidato, por desprotonación del nitrógeno.

Etapa 4. Eliminación de bromo

Etapa 5. Transposición

Etapa 6. Ataque del agua al N-metilisocianato para formar el ácido carbámico

Etapa 7. Descomposición del ácido carbámico (inestable) para formar la amina final y dióxido de carbono.

III. INFORMACIÓN: 1. Las aminas se pueden sintetizar en un solo paso tratando un aldehído o una cetona con amoniaco o una amina, en presencia de un agente reductor (aminación reductiva) 2. Los derivados de ácidos carboxílicos se pueden convertir en aminas primarias al perder un átomo de carbono por las transposiciones de Hofmann y de Curtius. La transposición de Curtius involucra a una azida de acilo.

3. La transposición de Hofmann se efectúa cuando se trata una amida primaria, RCONH2, con Br2. Es común obtener altos rendimientos de alquilaminas y arilaminas. 4. La transposición de Curtius como en la de Hofmann un grupo –R migra del átomo de carbono del doble enlace carbono oxígeno al nitrógeno vecino, a la vez que se pierde un grupo saliente. La reacción se efectúa por calentamiento de una azida de acilo que se prepara mediante la sustitución nucleofílica de grupo acilo de un

cloruro de ácido.

IV. MATERIAL: 

4 Vasos de precipitados de 100 mL

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1 Pipeta de 10 mL 1 Probeta de 100 mL

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V. SUSTANCIAS: 

Benzamida q.p.

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Ioduro de potasio q.p. Iodo resublimado NaOH granallas Nitrito de sodio anhidro Bicarbonato de sodio anhidro Fenol q.p. α-naftol polvo β-naftol polvo HCl concentrado.

2 Matraces Erlenmeyer de 100 mL. 1 varilla de vidrio 1 bureta 50 mL 10 Tubos de ensayo 18 x 150

VI. PROCEDIMIENTO: 1) Preparación de Solución de Hipoyodito de Sodio En un vaso para precipitados apropiado colocar 0,3 g de hidróxido de sodio seis(6) lentejas y 12 ml. de agua disolver completamente; luego este vaso debe estar en contacto con hielo; enseguida transvasar esta solución a un balón fondo redondo. Agregar gota a gota 4 ml de una solución de yodo en yoduro de potasio a través de un embudo largo.

2) Reacción de Hoffman: Agregar 0,5 de benzamida al balón de fondo redondo que contiene la solución de hipoyodito de sodio, calentar aproximadamente a 60ºC en baño María durante 30 a 60 minutos; luego transvasar a un embudo de separación.

3) Reacción de copulación: 3.1) Preparación de Solución de Nitrito de Sodio: Pesar aprox. 2 g de nitrito de sodio y disolver con 20 ml de agua destilada helada 3.2) Preparación de solución de bicarbonato de sodio: Pesar 2g de bicarbonato de sodio y disolverlo con 20 ml de agua destilada helada. 3.3) Reacciones de identificación: Disponer de 3 tubos de ensayo secos y limpios (A, B, F) a cada tubo de ensayo agregar los siguientes reactivos: solución de bicarbonato de sodio, solución de nitrito de sodio, ml del producto de Hoffman. Al tubo de ensayo “A”, se le agrega mg de ∞- naftol; tubo de ensayo “B” mg de β- naftol; al tubo de ensayo “F” VIII –X gotas de fenol. Proceder luego agregar I o II gotas de HClcc a todos los tubos de ensayo a observar.

VII. CUESTIONARIO: 1. ¿Por qué la reacción química se lleva acabo en hielo cuando se prepara el hipoyodito de sodio? 2. ¿Porque la solución de hipoyodito de sodio al reaccionar con la benzamida se debe calentar a 60ºC durante 30-60 minutos? 3. Qué función cumple el nitrito de sodio. 4. ¿Qué función cumple el agua helada? 5. ¿Qué función cumple el bicarbonato de sodio?

6.

Asigne las bandas principales a los grupos funcionales presentes en los espectros de I.R. de reactivos y productos.

.VIII. INSTRUCCIONES PARA REDACTAR INFORME. El informe que presentará el alumno seguirá los pasos indicados en el formato que se adjunta en Anexos, en forma sencilla y clara.

IX. BIBLIOGRAFIA 1. Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. Addison Wesley Longman de México, S.A. de C.V., 2012.pp. 578-591 2. Wade, L. G. Jr., Química Orgánica, México, 2ª. Edición, Ed. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. de C.V.2012.pp. 678-690. 3. McMurry, J., Química Orgánica, 5ª. Edición, México, Ed. International Thomson Editores, S.A. de C.V. 2013. pp. 543-561...