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Investigación previa Práctica No. 7 síntesis de HantzschObjetivos Obtención de dihidropiridinas por la reacción de Hantzsch y su consiguiente oxidación para dar piridinas polisubstituidas.1.- Síntesis de Hantzsch.Consiste en la condensación de un aldehído, un β-cetoéster y amoniaco utilizando el ác...

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Investigación previa Práctica No. 7 síntesis de Hantzsch

Objetivos 

Obtención de dihidropiridinas por la reacción de Hantzsch y su consiguiente oxidación para dar piridinas polisubstituidas.

1.- Síntesis de Hantzsch. Consiste en la condensación de un aldehído, un β-cetoéster y amoniaco utilizando el ácido acético como catalizador o a reflujo de alcohol durante largos tiempos de reacción, dando lugar a 1,4-DHP con bajos rendimientos. El mecanismo de reacción que incluye tres reactivos de diferente estequiometria es bastante complejo, y ha sido descrito tanto en presencia de catalizadores ácidos como básicos.

2.- Formación y reacción de enaminas, condensación de Knöevenagel, adición tipo Michael, método de síntesis de piridinas. Las enaminas, son compuestos con estructura general R2C=CRNR2. Una enamina es el producto que se forma de la condensación de un aldehído o cetona enolizables con una amina secundaria, a diferencia del amoníaco o las aminas primarias donde el producto es una imina. Esto es así debido a que una vez que se produce la adición de la amina secundaria, la pérdida de agua tiene lugar por abstracción del protón del carbono α al carbonilo. Las enaminas pueden actuar como nucleófilos, de forma similar a un enolato, por ejemplo en reacciones de alquilación, en reacciones de tipo aldólica o en adiciones nucleófilas conjugadas. En estos casos de aplicación en síntesis se suelen usar aminas secundarias cíclicas, como por ejemplo la pirrolidina, para formar la enamina a partir del aldehído o cetona. La enamina, en las iminas, también es la forma tautomérica minoritaria en el equilibrio tautomérico que se establece imina-enamina, análogo al ceto-enólico.

Estructura general de la enamina.

Aldehídos y cetonas reacciona con aminas secundarias para formar compuestos llamados enaminas. Puesto que la formación de enaminas requiere la perdida de una molécula de agua, normalmente las preparaciones de enamina se llevan a cabo fuera en cierto modo esto permite quitar el agua con un azeotropo o un agente secante. La formación de enaminas también se cataliza por la presencia de un ácido. Las aminas secundarias como las aminas cíclicas son comúnmente utilizadas para la formación de enaminas tales como la pirrolidina, piperidina y morfolina.

Condensación de Knoevenage Una condensación de Knoevenagel es una adición nucleofílica de un compuesto activo de hidrógeno a un grupo carbonílico seguida por una reacción de eliminación en la cual una molécula de agua es perdida, tal y como se muestra en el presente mecanismo.

Piridinas Es un líquido incoloro de olor característico desagradable. Pertenece a la familia de los compuestos aromáticos heterocíclicos, y está estructuralmente relacionada al benceno, siendo la única diferencia entre ellos el reemplazo de un grupo CH del anillo bencénico por un átomo de nitrógeno. La piridina se usa para disolver otras sustancias. También se usa en la producción de una variedad de productos tales como medicamentos, vitaminas, aditivos para alimentos, pinturas, tinturas, productos de caucho, adhesivos, herbicidas e insecticidas. La piridina también se puede formar por la degradación de productos naturales en el medio ambiente.

Síntesis de Chichibain Reacción aldólica + adición de Michael desde imina

Ciclocondensación de 1,3-dicetonas (β-dicarbonilos) en presencia de amoniaco

Mecanismo de Hantzsch para la síntesis de piridinas

Referencias Bibliográficas 

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Sainsbury, M. Heterocyclic Chemistry. The Royal Society of Chemistry. 2001. Recuperado de el 11 de noviembre de 2020 de : https://riuma.uma.es/xmlui/bitstream/handle/10630/7425/Tema_5.Piridina.pdf? sequence=1&isAllowed=y Márquez, M.(s/f). Enaminas. Recuperado el 11 de noviembre de 2020 de: https://quimicaorganica.webcindario.com/enamina.htm Solarte, N. (2016). Condensación de Knoevenagel. Recuperado el 11 de noviembre de 2020 de : https://slideplayer.es/slide/11121411/ Prieto, A., Khatib, M., & Porta, N. (2006). Reacción de Knoevenagel: Obtención de Ácido Cinámico. Recuperado el 11 de noviembre de 2020 de: https://muammar.me/files/chemistry/Knoevenagel.pdf Departamento de la Facultad de Quimica UNAM. (s/f). Las Piridinas. Recuperado el 11 de noviembre de 2020 de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/piridinas_31851.pdf

Diagrama de flujo

Práctica No. 7 Síntesis de Hantzsch

Preparar una mezcla con una solución 0.2 M de aldehído; cinamaldehído 6.6. mL, propionaldehído 3.65 mL o benzaldehído 5 mL; 13 mL de acetoacetato de etilo, 10 mL de etanol o metanol y 7.5 ó 10 mL de hidróxido de amonio concentrado.

Calentar la mezcla a reflujo durante dos horas. Enfriar la solución vertiéndole 125 mL de hielo.

El aceite preparado cristaliza, filtrar al vacío para que dé el producto crudo.

Si se quiere usar menos cantidades se usarán a una quinta parte, tomando en cuenta que el -cetoéster deberá ser 0.4 M y el hidróxido de amonio 0.3 M.

R1

Oxidación

Una solución de 1.25 g (0.0078 mol) de la dihidropiridina sintetizada, en 125 mL de ácido acético glacial a 15-20 °C, agregar, con agitación, 1.25 g (0.48625 mol) de nitrito de sodio en pequeñas cantidades

Al completarse la adición, continuar agitando hasta que desaparezcan los gases color café. Verter la mezcla en 50 mL de agua helada, extrayendo después, con tres porciones de éter de 50 mL cada

R2

Extraer los extractos combinados con ella a su vez, con ácido clorhídrico en proporción 1:3; Neutralizar luego, los extractos combinados con ácido, con Na2CO3 para dar un precipitado (la piridina pura), y

R3 Pesar y determinar punto de fusión...