Práctica 11. Condensacion aldolica VF PDF

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Práctica de laboratorio de química orgánica...

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Condensación aldólica: síntesis de la dibenzalpropanona Objetivos 1. Realizar la síntesis de la dibenzalpropanona a partir de benzaldehído y acetona 2. Utilizar técnicas básicas de laboratorio para realizar síntesis orgánicas 3. Emplear el punto de fusión como parámetro para la identificación preliminar de un compuesto 4. Realizar cálculos estequiométricos como parte del diseño experimental de una síntesis orgánica Marco Teórico Las reacciones de condensación son reacciones que se caracterizan por la unión de dos compuestos de partida en presencia de un catalítico, para dar lugar a la formación de un producto final. Como parte de la reacción ocurre la pérdida de una molécula pequeña, en el caso de que la molécula eliminada sea agua, el proceso se denomina deshidratación. Las reacciones de condensación se pueden dar de forma entre dos moléculas diferentes o dentro de la misma estructura de la molécula; este proceso conduce a la formación de anillos en una molécula. Cuando la condensación ocurre entre dos moléculas iguales se denomina auto-condensación. La condensación aldólica es una reacción que ocurre entre un ion enolato y el grupo carbonilo de un aldehído o una cetona. Recibe su nombre del aldol (3hidroxibutanal), compuesto que fue sintetizado por primera vez por Adolph Wurtz en 1872 a partir de la auto-condensación del acetaldehído (Fig. 1).

Figura 1. Ecuación de formación del 3-hidroxibutanal Las reacciones de condensación aldólica pueden estar catalizadas por ácidos o bases, siendo la catálisis básica la más estudiada. A continuación se muestra el mecanismo de la auto-condensación aldólica catalizada en medio básico para el acetaldehído:

Paso 1: Desprotonación

Paso 2: Adición nucleofílica del ion enolato

Paso 3: Reacción del anión alcóxido con el disolvente (agua)

Paso 4: Deshidratación del aldol para producir un aldehído o cetona α,β-insaturado

Figura 2. Mecanismo general de reacción de una condensación aldólica

Cuando los compuestos carbonílicos que participan en una condensación aldólica son diferentes, ocurre una condensación aldólica cruzada. Para evitar la formación de productos secundarios en la reacción, se debe de hacer una elección adecuada de los substratos, procurando limitar el número de hidrógenos α presentes en las moléculas. Una de las formas más sencillas de controlar los productos de reacción es mediante la selección de un compuesto carbonílico no enolizable como lo es el benzaldehído o cualquier compuesto aromático tipo Ar-CHO (Ar = aromático); el otro carbonilo puede proceder de una cetona (ejemplo: acetona o 2-propanona). En este caso el producto de la reacción se denomina enona y la reacción recibe el nombre de condensación de Claisen-Schmidt (Fig. 3). El producto obtenido en general presenta configuración trans.

Figura 3. Ecuación general para la condensación de Claisen-Schmidt En esta práctica se empleará la catálisis básica para la obtención de dibenzalpropanona por medio de una condensación de Claisen-Schmidt (Figura 4).

Figura 4. Reacción y mecanismo general para la obtención de dibenzalpropanona a partir de acetona y benzaldehído por medio de una condensación cruzada de Claisen-Schmidt

Parte experimental 1. Coloque en un erlenmeyer de 125 ml, 1,0 ml de benzaldehído, 3,8 ml de acetona y 15,0 ml de etanol. Se agita la mezcla por espacio de dos minutos. 2. Manteniendo la agitación se agrega 30 ml de una disolución de NaOH al 10 % m/v. Se continúa agitando por espacio de 10 minutos. 3. Se enfría la disolución resultante en un baño de agua con hielo por 15 minutos. 4. Se filtran los cristales al vacío usando un embudo Buchner y un kitasato, se lavan con agua fría. Asegurarse de que el agua de los lavados de los cristales tenga pH neutro antes del proceso de recristalización 5. Se recristaliza en etanol, utilice por cada gramo de cristales 10 mL EtOH a 50 °C y la misma cantidad de agua. Repose máximo 30 min 6. Se secan los cristales recristalizados en una estufa a 50 °C, se pesan, se determina el rendimiento experimental y se determina el punto de fusión de los cristales obtenidos. Los cristales deberán de tener un color amarillo pálido y tener un punto de fusión de 110-112°C (en caso que los cristales no estén totalmente purificados, el rango de fusión será 104-107 °C aproximadamente).

Figura 5. Cristales recristalizados de dibenzalpropanona

Nota: Si al recristalizar la solución se torna de un color rojo-naranja, puede que se encuentre demasiado alcalina, por lo que será necesario agregar ácido clorhídrico diluido 1:1 hasta que se obtenga un pH entre 7 y 8

CUESTIONARIO ¿Qué función cumple el hidróxido de sodio en la reacción? ¿Cuál es el reactivo limitante de esta reacción? ¿Por qué se deben lavar los cristales de dibenzalpropanona con agua fría? ¿Por qué la solución no debe estar alcalina al recristalizar? ¿Qué indicaría la obtención de un punto de fusión muy distinto al reportado en la literatura? 6. ¿A qué se debe que se prefieran configuraciones trans (E) sobre configuraciones cis (Z) en las insaturaciones C=C de la molécula de dibenzalpropanona? 1. 2. 3. 4. 5....