Síntesis de Fluoresceína

 

Síntesis de fluoresceína Vanessa Cruz, Juan E. Fuentes, Ana M. Ortegón, Karen S. Parra Universidad El Bosque Bogotá, Colombia

RESUMEN:   En esta esta práctic práctica a de laborator laboratorio io se sintet sintetizó izó por duplicad duplicado o flu fluore oresce sceína ína a partir partir del resorcinol y anhídrido ftálico empleando como catalizador ácido sulfúrico, dando lugar a una reacción de Friedel Crafts. Para ello, se emplearon 0.0503 g de resorcinol, 0.0513 g de anhídrido ftálico y 2 gotas de H2SO4, esta mezcla se calentó, enfrió y se sometió a un filtrado al vacío y secado, obteniendo de este modo la fluoresceína. Posteriormente, se tomó un poco del producto y se le adicionó un medio ácido (HCl al 30%), básico (NaOH al 30%) y neutro (H2O) evidenciando una tonalidad amarilla verdosa, verde fluorescente intenso y amarillo verdoso con fluorescencia media respectivame respec tivamente nte con ayuda de luz ultraviolet ultravioleta, a, concluyendo concluyendo que la disminución disminución del pH reduce la intensidad intens idad de la luminiscenc luminiscencia. ia. Finalmente, Finalmente, se calculó calculó el rendimiento rendimiento de las reacciones obteniendo obteniendo 128% y 107% debido a que no se purificaron los productos. RESULTADOS RESULT ADOS Y ANÁLISIS A NÁLISIS La fluo fluore resc sceí eína na es una una sust sustan anci cia a orgá orgáni nica ca hidros hid rosolu oluble ble con propied propiedade adess flu fluore oresce scente ntess perten per teneci ecient ente e al grupo grupo de las xantin xantinas as y es ut utililiz izad ada a pr prin inci cipa palm lmen ente te como como indi indica cado dor  r  qu quím ímic ico. o. Su ob obte tenc nció ión n se da grac gracia iass a un una a serie de reacciones de sustitución electrofílica aromát aro mática ica (acila (acilació ción n de Friede Friedel-C l-Craf rafts) ts) que involucran la reacción de un aromático anillo con co n un el elec ectr tróf ófililo, o, la reac reacci ción ón se da de la siguiente manera:

En el mecanismo de esta reacción el resorcinol realiza un ataque a uno de los carbonilos del anhídrido ftálico.

El ca carbo rbono no 4 es el que real realiz iza a este este ataque ataque debido a su estabi debido estabilid lidad ad al for formar mar el enlace enlace.. Cuando se genera el enlace entre el carbono 4 del benceno y el carbonilo, el benceno entra en resona res onanci ncia a para para recupe recuperar rar su aromat aromatici icidad dad..

Se libera un hidrógeno para formar el doble enlace restante en el aromático. El protón

libe libera rado do se une une co con n el -OH -OH enla enlazzado ado al an anhí hídr drid ido o ft ftál álic ico o el cu cual al cu cuan ando do ya es este te protonado se libera.

Cuando el protón se libera llega otra molécula de resorcinol y ataca al carbono del que salió el -OH protonado antes, cuando esto sucede, uno de los -OH de la primera molécula de resorcinol atac ataca a al -O -OH H más más ce cerc rcan ano o de la segun segunda da molé mo lécu cula la de re reso sorc rcin inol ol pa para ra pr proto otona nars rse. e. Al protonarse el -OH, se libera en forma de agua y posteriormente el oxígeno desprotonado forma un enlace con el carbono unido al OH protonado que se liberó antes.

Finalmente se obtiene el producto deseado que es la fluoresceína.

 

Tabla 1. Re Resu sult ltad ados os obte obteni nido dos s con con la va vari riac ació ión n del pH 

Medio

 Ácido (HCl al 30%)

Neutro (H2O)

Básico (NaOH al 30%)

Experimento

fu fund ndam amen enta tal. l. As Asíí mi mism smo o lo loss gr grup upos os -O -OH H quienes qui enes presen presentan tan flu fluores orescen cencia cia,, en medio medio básico permiten que se genere la ciclación lo que causa que se vea aún más fluorescencia, en cambio en un medio ácido no sé logra la ciclación y por lo tanto su fluorescencia no será igual de intensa [3]. Tabla 2. Datos de masas tomadas

1

Masa (g)

Sustancia

Exp 1

Exp 2

Resorcinol

0,0517

0,0513

 Anhídrido Ftálico

0,0500

0,0503

0,4498

0,4498

Papel filtro +   0,5496 fluoresceína

0,5330

Experimento 2

Papel filtro   vacío Fluore sceína

La fluorescencia es una propiedad particular  por su caract caracteri eristi stico co cambio cambio de color color como consecuenci consec uencia a de la capacidad capacidad de una sustacia de absorber absorber energía en forma de radiaci radiaciones ones electromagné electr omagnéticas ticas para después después emitirla emitirla con una longitud de onda diferente. La fluorescenci fluore scencia a más intensa intensa es la que presentan los los comp compue uest stos os que que cont contie iene nen n grup grupos os funcio fun cional nales es aromát aromático icos; s; la sustit sustituci ución ón en un anillo aromático causa desplazamientos en la longitud de onda de absorción máxima y los camb ca mbio ioss co corre rresp spond ondie ient ntes es en los los pico picoss de flfluo uore resc scen enci cia. a. Asim Asimis ismo mo,, de depe pende nde de sus sus sustituyentes ácidos o básicos y del pH por lo que tanto la longitud de onda como la inte intens nsid idad ad de emis emisió ión n son son prob probab able leme ment nte e diferentes para la forma ionizada y no ionizada de dell co comp mpue uest sto o lo qu que e deja deja entr entrev ever er que que se debe tener un control estricto del pH [1].

Masa del producto

 

0,0998 0,0

Para calcular el rendimiento de las reacciones, se ca calc lcul uló ó el re reac actitivo vo lílími mite te co con n lo loss da dato toss registr regi strado adoss en cada cada experi experimen mento to defini definiendo endo que el resorc resorcin inol ol fu fue e el react reactiv ivo o lílími mite te y el anhídrido ftálico en exceso. Experimento 1 ➔

0, 051 0517 7   × 6

×

332,31     20

12

5

1     20

➔

6 2

12

×

6

2

110,1     6

20

5

➔

1     8

4

3

148,1     8

20

6

4

12

×

12

5

2     6

2

5

1     20

12

5

1     8

3

4

3

= 0,1121 0,1121     20

 %R Fluoresceína =

0,0998 0,0780

12

5

× 100 = 128%

Experimento 2 ➔

0, 051 0513 3   × 6

×

20

5

12

8

6

2

110,1     6

12

1    

1     20

1     8

4

3

148,1    

6

8

4

12

×

 %R Fluoresceína =

6

2

5 20

12

12

5

1     8

3

20

0,0832 0,0774

5

1    

= 0,1128 0,1128    

5

12

2    

2

20

5

×

= 0,0774 0,0774    

4 3

12

6

5

332,31     20

1     6

0, 050 0503 3   × ×

➔

12

1     20

➔

6 2

332,31    

20

Otro factor influyente son los grupos donadores de electrones, que favorecen la fluo fluore resc scen enci cia, a, pu pues esto to que que acre acreci cien enta tan n la transición entre el estado singlete de meno me norr ener energí gía a vi vibr brac acio iona nall y el esta estado do

1    

= 0,0780 0,0780    

4 3

12

×

2

5

332,31     20

6

6

0, 050 0500 0   × 8

1    

1  20125

Como omo se obse observ rva a en la Tabl abla 1, ambo amboss ex expe peri rime ment ntos os de demo most stra raro ron n que que la fu fuer erte te fluorescencia de la fluoresceína aparece en pH alcalino y posee un color verde, en cambio, en medio ácido la fluoresceína es de color amarillo con fluorescencia baja y en medio neutro no fue tan intenso, se observó un amarillo verdoso co con n flfluo uore resc scen enci cia a medi media a debi debido do a que que la disminución del pH reduce la intensidad de la luminiscencia [2].

0,0832

4

3

5

× 100 = 107%

Lo Loss re rend ndim imie ient ntos os de 12 128% 8% y 10 107% 7% de las las re reac acci cion ones es in indi dica can n qu que e au aunq nque ue se lo logr gró ó sint sintet etiz izar ar la flfluo uore resc sceí eína na,, lo loss pr prod oduc ucto toss obtenidos contenían impurezas o posiblemente

 

no se completó completó el procedimient procedimiento o de secado del sólido.

CONCLUSIONES ● El rendimiento rendimiento calculado calculado de la reacció reacción n fue de 128% y 107%, pues la fluoresceína no se purificó. ● Se logró logró observa observarr el resultado resultado de reacció reacción n química que se reflejó en la emisión de luz en medio ácido, básico y neutro. ● La intensidad intensidad de la emisión emisión fluorescente fluorescente es proporcional al pH, en un medio básico la luminiscencia es mayor.

REFERENCIAS [1] Fluorescencia, D. E. L. A., & Diagrama, M. (n.d (n.d.) .).. Es Espe pect ctro rosc scop opía ía De Fluo Fluore resc scen enci cia a Molecular. Recuperado de: http://www.ugr.es/~decacien/Planes/Quimica/Pl an1997/temarios/671111d-archivos/fundamento an1997/temarios/6711 11d-archivos/fundamento s/SEMINARIO 3.PDF [2] Monique M. Martin, Lars Lindqvist, The pH de depe pend nden ence ce of flfluo uore resc scei ein n flfluo uore resc scen ence ce,, Journal of Luminescence, Volume 10, Issue 6, 19 1975 75,, Pa Page gess 38 3811-39 390, 0, IS ISSN SN 0022 0022-2 -231 313. 3. Recuperado de: https://doi.org/10.1016/0022-2313(75)90003-4. [3] [3] Harv Harvey ey Di Dieh ehl, l, Rich Richar ard d Mark Markus usze zews wski ki,, Studies on fluorescein—VII: The fluorescence of fluorescein as a function of   pH,Talanta pH,T alanta,V ,Volume olume 36, Issue 3,1989, 3,1989, Pages 416-41 416 -418, 8, ISSN ISSN 0039-9 0039-9140. 140. Recupe Recuperado rado de: https://doi.org/10.1016/0039-9140(89)80213-9. [4] Castillo Rodríguez Jaime Alfredo, & Illescas River ivero o Ros Rosyman yman.. (201 (2015) 5).. MANU MANUAL AL DE PRÁCTI PRÁ CTICAS CAS DE LABORA LABORATO TORIO RIO QUÍMIC QUÍMICA A ORGÁNI ORGÁ NICA CA Y APLI APLICA CADA DA.. Univ Univer ersi sida dad d de Quintana Roo. https://www.uqroo.mx/lab_quimica/archivos/ma nual_qoya_uqroo.pdf