Facultad de Ciencias Qumicas

Qumico Farmacutico Bilogo

MateriaQumica Orgnica III

ProfesorDr. Angel A. Ramos Organillo

TrabajoReporte de prctica No.5Sntesis de Pirroles: Obtencin del 1-Fenil-2,5-dimetilpirrol

EstudiantesKarla Socorro Lpez NavarreteJuan Carlos Alberto Ramrez SnchezEduardo Antonio Snchez Lpez

Equipo No. 2

Grado y Grupo4A

Realizacion: Coquimatln, Colima 27 de Marzo del 2014Entrega: Coquimatln, Colima 2 de Abril del 2014

INTRODUCCIONEl indol es un compuesto orgnico heterocclico, con estructura bicclica que consiste en un anillo de seis miembros (benceno) unido a otro de cinco miembros (pirrol). La participacin de un par aislado de electrones de nitrgeno en anillo aromtico refieren a que el indol no es una base y no representa una amina simple. Es slido a temperatura ambiente.Puede producirse mediante bacterias como producto de la degradacin del aminocido triptfano, as como su derivado, el escatol. Esto ocurre en forma natural en las heces humanas, presentando el indol un intenso olor fecal. Sin embargo, a muy bajas concentraciones, su aroma es floral1 y constituye varias esencias florales y perfumes. El sistema de anillos del indol se ha encontrado en muchos compuestos naturales de gran inters qumico y bioqumico, razn por la cual se afirma que es el ms abundante en la naturaleza. As, el triptfano es un aminocido esencial, el ndigo un colorante y el cido indolil-3-actico, una hormona de crecimiento vegetal. Por otro lado, el inters en estas molculas surge de su uso farmacolgico, son un ejemplo el sumatriptan (antimigraas) y el frovatriptan tambin antimigraas.El indol es un slido cristalino incoloro de p.f. 252C, fcilmente soluble en la mayora de los disolventes orgnicos y cristaliza en agua, tiene olor agradable y por esa razn tambin se lo usa como base de perfumes.Fue preparado por primera vez en 1866 por calentamiento del oxindol con polvo de cinc y ha venido a ser un producto comercial importante.La estructura del indol puede hallarse en muchos productos naturales, como el triptfano y las protenas que lo contienen, en los alcaloides, tales como la triptamina, la serotonina, la glucobrassinina y la mescalina. Diversos pigmentos, por ejemplo el ndigo y la prpura de Tiro, son dmeros del indol. Otros compuestos del indol incluyen las hormonas de los vegetales denominadas auxinas, un medicamento antiinflamatorio como la indometacina y el betabloqueante pindolol. El dopacromo es un indol saturado, precursor de las melaninas (Eumelaninas) y las betacianinas. (1)

Derivados importantes del indol Un derivado importante del indol es el escatol (3-metilundol), que es, junto a la androstenona, responsable del olor sexual de los cerdos no castrados destinados a consumo humano y causante del gusto desagradable de la carne del animal. Muchos indoles son activos biolgicamente como triptamina precursor de las hormonas serotonina y melatonina. Pero el derivado ms importante desde un punto de vista industrial es la indigotina, componente principal del colorante ndigo tradicionalmente usado en el tintado de ropa. La indigotina pude obtenerse a partir del indicano (3-glucosilindol) de origen vegetal a partir de reacciones de hidrlisis y posterior oxidaciones.MARCO TEORICOEl indol es la estructura base para un gran nmero de alcaloides y compuestos qumicos con inters teraputico. El triptfano, un aminocido proteicognico tiene estructura de indol y es esencial para promover la liberacin del neurotransmisor serotonina, involucrado en la regulacin del sueo y el placer. Tanto la serotonina como la melatonina mantienen la estructura de indol.

La estructura del cido lisrgico tambin contiene indol. Este acido se obtiene apartar de los alcaloides presentes en el cornezuelo o ergot (claviceps purpurea) y es precursor de la droga LSD.Los mtodos de sntesis clsicos de indoles, son los de Fischer, Bischler, Reissert y Leimgruber-Batcho, Bartoli, Larock, Gassman, Sugasawa, Fukuyama, Hegedus y Dobbs.

1. Sntesis de FISCHERConsiste en calentar fenilhidrazonas de cetonas o aldehdos, con cloruro de zinc anhidro, trifluoruro de boro, cido polifosfrico, o algn otro catalizador acido, para producir indoles. Ocurre una transposicin, catalizada por cidos, de una fenilhidrazona con eliminacin de agua y NH3. Los grupos electrodonadores favorecen la ciclacin y los electroatractores la dificultan.

Con cetonas asimtricas, la ciclacin intramolecular de la hidrazona puede conducir a dos indoles ismeros en distintas proporciones segn las condiciones utilizadas, en medios fuertemente cidos, puede predominar el indol menos sustituido.Cuando existen sustituyentes en meta, respecto al nitrgeno de la hidrazona, la ciclacin puede tener lugar en dos posiciones, que conducen a dos indoles ismeros

Si el sustituyente G es electroatractor, los dos ismeros (4- y 6-) se forman aproximadamente en la misma proporcin. En cambio si G es un sustituyente electrodonador, se forma mayoritariamente el ismero sustituido en 6. El anlisis retrosinttico del indol formado por la sntesis de Fischer, se puede plantear de la siguiente manera: (2)

La sntesis de Wender de indoles (1981 )parte de un derivado de anilina activado que tras reaccin con BuLi y t-BuLi, reacciona como un derivado -bromo cetona. Esta sntesis permite controlar los sustituyentes en las posiciones C-2 Y C-3 del indol. El primer equivalente del BuLi permite la desprotonacion de la amida y la segunda adicin de t-BuLi permite el intercambio de halgeno, proceso que favorece el proceso de ciclacin. La etapa final de hidrolisis general el indol correspondiente.Otro mtodo para obtener indoles es la sntesis de Bischler (1892) a partir de anilina y -bromo cetonas en medio acido. Para sintetizar indoles no sustituidos en posiciones C-2 Y C-3 debe partirse del dietilacetal del bromoacetaldehido.

La sntesis de Leimgruber-Batcho (1985) tambin permite la sntesis de indoles no sustituidos en C-2 Y C-3. Parte de la reaccin de 2-nitrotolueno con dimetilacetal de N,N- dimetilformamida en DMF y calentando. La reduccin del producto obtenido con Zn en AcOH forma la correspondiente anilina intermedia que evoluciona hasta formar un indol. (3)

OBJETIVOSPrincipal: Sntesis del 2-FenilindolEspecficos: Realizar una sntesis de Fischer para indoles Obtener el punto de fusin del 2-Fenilindol Calcular el rendimiento de la reaccionMATERIALES -Matraz Erlenmeyer de 50 ml (1) -Matraz Erlenmeyer de 125 ml (1) -Pipetas de 5 ml (2) -Termmetro de -10 a 400C (1) -Vaso de precipitados de 250 ml (1) -Vaso de precipitados de 100 ml (1) -Embudo de vidrio, tallo corto (1) -Probeta de 25 ml (1) -Pinza de tres dedos con nuez (1) -Recipiente de aluminio (B.M.) (1) -Matraz kitasato de 250 ml con manguera (1) -Embudo Buchner con alargadera (1) -Vidrio de reloj (1) -Mechero bunsen con manguera (1) -Agitador de vidrio (1) -Esptula (1) -Anillo metlico (1) -Tela de alambre con placa de asbesto (1) -Recipiente de peltre REACTIVOS Cloruro de zinc anhidro 5.0 g Etanol de 96 C 50.0 ml cido actico glacial 16.0 ml Fenilhidracina Q.P. 1.8 g (1.65 ml) Acetofenona Q.P. 2.0 g (1.9 ml) 2-fenilindol PRODUCTO

METODOLOGIASe coloc en un matraz erlenmeyer 1.9 ml de acetofenona, 1.65 ml de fenilhidracina, se agreg 6ml de etanol y por ltimo 3 gotas de cido actico glacial. Se mezcl y se calent a 60C en un bao mara durante 5 minutos.

Se dej enfriar la mezcla, se filtr el precipitado y se lav con alcohol frio.Se coloc en un matraz erlenmeyer el precipitado que se obtuvo y se adicionaron 5.0 g de cloruro de zinc anhdrido. Se calent la mezcla en una parrilla, se mantuvo la temperatura entre 130-140C durante 10 minutos.

Se enfri la mezcla y se adicion 15 ml de cido actico glacial, se calent nuevamente y se agit hasta que se disolvi el producto; se dej enfriar y se aadieron 20 ml de agua.

Se filtr el producto, se lav con agua-etanol, se filtr a vaco y se sec en la estufa. Por ltimo se midi el punto de fusin del compuesto y se sac el rendimiento de la reaccin.

RESULTADOSSntesis de indoles de Fischer

Formacin del 2-Fenilindol

RendimientoPeso del papel filtro: 2.04 grPeso del producto con el papel filtro: 5.45Peso del precipitado: 3.41

Punto de FusinObtenido: 185CLiteratura: 186-187C

Propiedades fsicas y qumicasFrmula: C14H11NPeso molecular: 193.24Apariencia: Gris a polvo marrn.Solubilidad: InsolublePunto de fusin: 186-187CPunto de ebullicin: 420CPresin de vapor: 7E-7 (25 C) Coeficiente de Particin: 4.05Calor de vaporizacin: 64,8 kJ / mol Uso: Estabilizador.OBSERVACIONESDurante el desarrollo de la prctica, nos pudimos percatar de que el precipitado dependa mucho de la temperatura, ya que si no se alcanzaba la temperatura deseada, no se formaba ningn precipitado, as tambin, si la temperatura ya era la deseada, y descenda o aumentaba un poco ms, el precipitado desapareca.

CONCLUSIONESUna vez determinado el punto de fusin, pudimos afirmar que obtuvimos en nuestro procedimiento el 2-Fenilindol.Una vez que investigamos al producto, nos dimos cuenta de que tiene una gran importancia en la industria farmacutica, en las industrias de colorantes, y biolgicamente se encuentra en una gran cantidad de animales que dependen de varias hormonas que se forman a partir de este compuesto.Adems vimos que no solo existe una forma para sintetizar el compuesto, como lo es la sntesis de Fischer, sin embargo, este tipo de sntesis es el ms utilizado debido a su sencillez.CUESTIONARIO1.- Qu ventajas y desventajas tiene ste mtodo de preparacin de indoles?Ventajas. No es necesario aislar la hidracina, las cetonas asimtricas producen dos productos isomericos, se puede utilizar cidos fuertes o dbiles los cuales producen ismeros.Desventajas. No es apta para indoles N-sustituidos, debido a la sensibilidad los aldehdos se utilizan en sus formas protegidas, el proceso electrocclico se ve desfavorecido con desactivacin del grupo.2.- Qu otros catalizadores se pueden utilizar en esta reaccin?Puede utilizarse tambin un cido polifosforico, un cido mineral, o un cido de lewis3.- Explique como hizo la re-cristalizacin del producto.En el matraz que contena el producto, se vertieron aproximadamente 10 ml de etanol, despus de eso, el contenido se calent por un momento, y se enfri rpidamente en bao de hielo, hasta la formacin del precipitado.4.- La hidracina y sus derivados txicos. Debe evitarse que residuos de estos compuestos sean desecados al drenaje. Cuando la hidracina es usada como reactivo, Cmo asegurar que toda ha reaccionado?Agregando al final de la reaccin acetofenona y cido actico glacial y si se observa que se forman nuevamente cristales, eso nos indicara que an hay hidracina en el medio, por lo cual se agrega ms producto para evitar que se quede la hidracina. Otro ejemplo sera adicionar ciclohexanona y si se produce una reaccin exotrmica eso nos indicara que an haba hidracina presente.5.- Cmo se puede obtener la fenilhidracina y el compuesto carbonlico a partir de benceno?El tolueno y la acetona, son los materiales de partida adecuados, para formar el 1,3-dinuclefilo y el 1,3-dielectrfilo, que luego se combinan con catlisis del ZnCl2. Un calentamiento con H2SO4 concentrado, origina la ciclacin intramolecular y deshidratacin, para generar la MOb 96.

BIBLIOGRAFIA*(1) R. B. Van Order, H. G. Lindwall Chem. Rev. 1942, 30, 69-96.* (2) http://www.quimicaorganica.org/sintesis-organica/633-sintesis-de-indoles.html*(3) Heterocyclic Chemistry. M. Sainsbury. The Royal Society oh Chemistry, 2001. ISBN 0-85404-652-6