Síntesis de Pirrol PROYECTO

Experimento Síntesis de Pirrol (1-fenil-2,5-dimetilpirrol) Síntesis de Paal-Knorr

Objetivos  

Obtener el 1-fenil-2,5-dimetilpirrol a través de una reacción de condensación, entre un compuesto dicarbonílico y anilina. Dar monitoreo a la reacción para evitar que surjan subproductos que puedan dañar el rendimiento y el tratamiento de residuos.

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Ilustrar la reacción Paal-Knorr

Introducción El pirrol tiene una energía de resonancia de 21 kcal/mol, por lo que su reactividad recuerda mas a la del furano que a la del tiofeno. El pirrol como el furano se protona por ácidos minerales acuosas dando un cation reactivo que, consecuentemente, no es aromático, y se polimeriza fácilmente. Por otra parte el pirrol no se protona fácilmente como las aminas normales alifáticas o aromáticas. Es casi neutro, porque el par de electrones in compartido esta muy des localizado ya que parte integrante el sextete aromático de la molécula. En consecuencia el pirrol no reacciona con halogenuros de alquilo para dar sales cuaternarias El pirrol tiene propiedades anfóteras ; no sólo es una base débil (Pka del catión = 0,4), si no también un ácido muy débil. Como tal el pirrol reacciona con potasio metálico dando un compuesto potásico iónico. El anion pirrol, que está muy estabilizado por resonancia, es un nucleofilo activo, que reacciona rápidamente con reactivos como yoduro de metilo formándose el 1-metil pirrol. Debido a la poca acidez del pirrol (pKa=16.5) , el agua hidroliza el anión a pirrol.

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Experimento

El pirrol no origina reacciones diels-alders, ni tampoco la hacen, general, sus productos de sustitución aunque se conoce alguna excepción a esta regla. Pirroles en la naturaleza. En la naturaleza existen muy pocos pirroles puros, por ciertos compuestos de gran importancia bioquímica derivan formalmente de sistemas pirrólicos, el mas sencillo de todos es el a-aminoácido prolina, que es carboxi derivado del tetrahidropirrol o pirrolidina. Derivados de pirrol Los pirroles son estructuras contenidas en diversos productos naturales como en el grupo hemo,la vitamina B12, o la clorofila, de ahí su importancia biológica. Además en la actualidad se han comprobado sus propiedades bactericidas contra Gram + y Gram -, así como su empleo como fungicidas. Pero sin duda las mas importantes que poseen si ampliamos el concepto químico a compuestos de estructura este incluido un anillo pirrólico, por ejemplo heterociclos condensados o pirrolidonas. De este modo podemos encontrar estructuras con estructuras con propiedades analgésicas, antipiréticas y antinflamatorios no esteroideas, hipoglucemiantes, antihistamínicos y antianafilácticos, psicótropos, ansiolíticos , hipotensores del sistema cardio-vascular, citotásticos etc. El pirrol es una sal importante en la industria farmacéutica, el N-metilpirrol es un precursor del ácido N-metilpirrolcarboxílico, el cual se usa como precursor en la industria farmacéutica. Un ejemplo de un pirrol de utilidad en la industria alimentaria es el 2-acetil-pirrol que da sabor a nuez, el regaliz, la levadura en el pan, avellanas, tostado.

CUESTIONARIO 1

¿Para qué vierte la mezcla de reacción en agua acidulada con HCl?

2 reacción?

¿Por qué es importante adicionar las gotas de HCl concentrado al inicio de la

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¿De qué manera interviene el etanol en esta síntesis?

4 Dé las estructuras de 3 compuestos que contengan en su estructura este heterociclo y que tengan actividad farmacológica 5 ¿Qué cuidados deben observarse en el manejo de este producto considerando sus propiedades

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Experimento Generalidades -Se aisló por primera vez en 1857, de la pirolisis de los huesos, la palabra deriva del griego que pŷr, πῦρ, 'fuego', 'fiebre' pyrr- πυρρός gr. (adj.), 'de color fuego' Neologismos que usan el lexema pirrol; pirrolina.

Métodos de síntesis de pirrol: Mediante destilación fraccionada de alquitrán de hulla y aceite de hueso, o haciendo pasar furano, amoniaco y vapor sobre catalizador de alúmina a 400 °C. En un segundo proceso se puede añadir amina primaria y se obtiene Pirrol N-sustituido Síntesis de Paal-Knorr de Pirroles Calentamiento de 1,4-dicarbonílico en presencia de amoniaco o amina primaria

Mecanismo de la Síntesis de PaalKnorr a Pirroles

Síntesis de Knorr de Pirroles Ciclocondensación entre αdicarbonílico en presencia de

aminocarbonílico a un 1,3base. Seguido de deshidratación.

Otra posible ruta de mecanismo sugiere la presencia de un intermedio β-enaminona. Seguida de adición nucleófila intramolecular catalizada (asistida) por base y eliminación.

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Síntesis de Hantzsch 1,3-dicarbonilo (cetoéster) + amoniaco + α-halocarbonilo • Primero ataque nucleófilo del amoniaco a 1,3-dicarbonilo (cetoéster) • Seguido de N-alquilación a α-halógeno carbonilo • Por último ataque nucleófilo intermolecular al carbonilo catalizado por base

Mecanismo secundario en Hantzsch

Mecanismo de reacción

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Tabla1: Cálculo del rendimiento experimental teórico

Metodología

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Experimento Tabla 2: Material ha utilizar por equipo & grupal.

Tabla 3: Procedimiento Experimental. 1) coloque 0.78 ml de anilina,1 ml de 2,5-hexadiona. 1 gota de ácido clorhídrico concentrado y 7.5 ml de etanol junto con un agitador magnéticoen un matraz de bola. 2) Adapte el refrigerante de agua en posición de reflujo, y caliente por 40 min. 3) Al finalizar el tiempo de calentamiento, aisle el producto por filtración al vacío y lave el agua (empleando un volúmen total aproximado de 12 ml). 4) Recristalice el producto por par de disolventes etanol-agua. 5) secar, pesar y calcular rendimiento.

Diagrama de bloques experimental con enfoque hacia la química verde 6

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Experimento Tabla 4: Propiedades físicas & químicas de los reactivos.

Tabla 5: Propuesta de tratamiento a los residuos generados.

Tabla 6: Ficha técnica 8

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Características físicas & químicas

1-fenil-2,5-dimetilpirrol Punto de fusión formula molecular:C12H13N 50-52 °C peso molecular: 171.242g/mol Apariencia: Cristales blancos punto de ebullición ligeramente amarillos. 155-160° C

REFERENCIAS (2016). Recuperado 13 May 2016, a partir de http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/FISQ/Ficheros/0a100/nsp n0044.pdf 807492 | Pirrol. (2016). Merckmillipore.com. Recuperado 13 May 2016, a partir de http://www.merckmillipore.com/INTL/es/product/Pyrrole,MDA_CHEM-807492 Ellis, G. (1987). Synthesis of fused heterocycles. Chichester: John Wiley. Fichas FISQ | Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT). (2016). Insht.es. Recuperado 13 May 2016, a partir de http://www.insht.es/portal/site/Insht/menuitem.a82abc159115c8090128ca10060961ca/? vgnextoid=4458908b51593110VgnVCM100000dc0ca8c0RCRD Joule, J. & Mills, K. (2000). Heterocyclic chemistry. Oxford: Blackwell. Paal-Knorr Pyrrole Synthesis. (2016). Organic-chemistry.org. Recuperado 13 May 2016, a partir de http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/paal-knorr-pyrrole-synthesis.shtm Síntesis de Paal-Knorr del Pirrol | Química Orgánica. (2016). Quimicaorganica.net. Recuperado 13 May 2016, a partir de http://www.quimicaorganica.net/sintesis-paal-knorr-pirrol.html

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