Preparacin de fragancias frutales.Introduccin.En este experimento escogers y prepararas uno de los siguientes esteres: metiltrans- cinamato (un componente del aroma de fresa) del metanol y del cido trans- cinamato, o n-propil acetato (un componente del aroma de pera) del cido actico y del n-propanol, o de acetato isoamilico (tambin conocido como acetato isopentilico o aceite de pltano) del cido actico y del alcohol isoamilico. Vas a realizar esta sntesis a nivel micro escala con el mtodo de esterificacin de Fisher. Para separa el ster del cido carboxlico sin reaccin utilizaras una extraccin acido base con una solucin de bicarbonato de sodio. Si ests haciendo metiltrans- cinamato, utilizaras ter- butilmetir ter como el solvente orgnico para extraccin. En la preparacin del n-propil acetato y del acetado isoamilico, por el contrario, no es necesario un solvente orgnico para la extraccin de cido base porque estos esteres son lquidos y se separan de la solucin acuosa como una fase inmiscible. Purificaras el metiltrans- cinamato por re cristalizacin de un solvente mezclado y el n-propil acetato por destilacin a micro escala. Se va a analizar el producto por GC, espectroscopia IR, y test del cido hidrxamico.Procedimiento.Preparacin del metiltrans- cinamato, componente de aroma a fresa.Sntesis:1. En un matraz de fondo plano de 15ml pesa 200mg de cido trans cinmico. Aade 3ml de metanol y el agitador magntico. Agita hasta disolver el slido y aade tres gotas de cido sulfrico concentrado. 2. Monta el aparato de reflujo y calintalo directamente en la parrilla a temperatura media por una hora, mientras tanto obtn el espectro IR de los materiales iniciales.3. Deja que el sistema se enfri y transfiera el lquido a un tubo de centrifuga rotulado, lava las paredes del matraz con 5 ml de ter- butilmetil ter (BME). Mantn el enjuague del matraz hasta el paso 5.4. Al lquido en el tubo aade lentamente 3ml una solucin de 5% NaHCO3 y 15% NaCl. Habr burbujeo por la produccin de dixido de carbono.5. Despus de que pare el burbujeo aade el enjuague de BME del paso 3. Tapa el tubo e invirtelo varias veces para mezclar las fases. Ventila frecuentemente el sistema para liberar la presin. 6. Deja que las fases se separen y transfiere la fase acuosa con una pipeta Pasteur a otro tubo rotulado (fase acuosa). Mantn la parte orgnica para el paso 8.7. Extrae la fase acuosa del paso anterior con 3ml de BME. Deja que las fases se separen y remueve la fase acuosa. Coloca esta capa en un tubo de ensayo y gurdala hasta el final del experimento, despus descrtala.8. Mezcle ambas fases orgnicas de los pasos 6 y 7 en el tubo rotulado como orgnico, y lvalas con 3ml de solucin saturada de cloruro de sodio. Despus de que las fases se separaron remueva la fase acuosa que es la de la parte de abajo, mantngala hasta el final del experimento y despus descrtela.9. Seque las fases combinadas orgnicas aadiendo MgSO4de poco en poco con una micro esptula hasta que el slido se mueva libremente.10. Filtre la suspensin utilizando una pipeta Pasteur y colecta el lquido en un matraz de baln previamente pesado.11. Evapora el solvente a bao mara. Se obtendr un residuo aceitoso que se solidifica en el hielo. Pese el matraz con el producto. El producto es bastante puro. Si es necesario puedes purificarlo por recristalicacion con una mezcla de de metanol y agua.12. Re cristalizacin (opcional): disuelve el slido en 1.5ml de metanol caliente y transfiere la solucin en un tubo de 3ml. Caliente el tubo en un bao de arena moviendo con un micro esptula para evitar la ebullicin. Mientras se calienta, aade agua gota por gota. El producto empieza a precipitar pero rpidamente se re disuelve. Sigue aadiendo agua hasta que lo turbio persista. Aade algunas gotas de metanol para re disolver el slido mientras la solucin an est caliente. Remuvelo del calor y deja que es sistema se enfri a temperatura ambiente, despus colcalo en un bao de hielo. Suavemente raspa las paredes del tubo con una varilla de vidrio. Centrifuga para separar el slido. Seque el slido en la estufa y determine el punto de fusin.Preparacin de n- propil acetato y acetato isoamilico.Sntesis:1. Pesa aproximadamente 10 mmoles del acohol deseado (alcohol isoamilico o n- propanol) y 40 mmoles de cido actico muy frio en un previamente pesado matraz de fondo reodondo de 15ml. Usa una pipeta pasteur para transferir los liquidos, agrega 3 gotas de cido sulfrico concentrado.2. Agrega un agitador magntico y monta el refrigerante a microescala. Deja que refluya calentando directamente en el plato de la parrilla a mediana intensidad. Mientras tanto obtenga el GC y el especto IR de los materiales iniciales.3. Remuvalo del calor y permite que la mezcla se enfri a temperatura ambiente. Desmontar el aparato y transfiera el lquido a un tubo de centrifuga.4. Enjuaga el matraz de baln con 2ml de una solucin de 5% de bicarbonato de sodio y 15% de cloruro de sodio. Lentamente transfiere el enjuaga al tubo de centrifuga. Agite la mezcla con una micro esptula hasta se libere el gas contenido (dixido de carbono).5. Tapa el tubo e invirtelo varias veces para mezclar las capas. Frecuentemente ventila el sistema para liberar la presin del tubo. Deja el sistema en reposo durante 10 minutos.6. Usando la pipeta pasteur, transefiera la fase acuosa a un tubo rotulado, y gurdalo al final del experimento para despus descartarlo.7. Lava la fase organica sobrante en el tubo de centrifuga dos veces con 1ml (cada vez) con solucin de bicarbonato de sodio y cloruro de sodio. Invierte y ventila bien en cada lavada.8. Colecta los lavados acuosos en el mismo tubo etiquetado en el paso 6. (que ser descartado).9. Seca la fase organica aadiendo MgSO4 anidro poco a poco con la microespatula hasta que el slido corra libremente en lquido. Si t tienes ms de 0.4ml de producto, procede a la destilacin, de otra menara remueve el lquido del agente desecante utilizando la pipeta Pasteur, y transfiralo a un tubo previamente pesado. Pese el producto.10. Transfiera el ester con una pipeta Pasteur a un matraz baln de 5 ml. Monta el aparato de destilacin usando el modelo de Hickman, , un termmetro y un condensador de aire. Sostenga el termmetro usando unas pinzas para soporte descansando en la parte alta del condensador; esto facilitara remover el termmetro.11. Destila calentando directamente desde el plato de la parrilla a una mediana intensidad hasta que dos o tres gotas de lquido permanezcan en el matraz, toma la temperatura durante la destilacin. Si el modelo de Hackman est lleno antes que la destilacin este completa, cuidadosamente remueve el termmetro y el condensador y sigue vaciando con la pipeta Pasteur. Vuelve a montar el aparato y contina con la destilacin.12. Transfiera el destilado a un tubo previamente pesado. Pese el producto.Prueba del cido hidroxamicoNotaEn el evento que tu estas investigando como muestra desconocida o tu sospecha de presencia de un fenol, lleva a cabo las siguientes pruebas con cloruro frrico antes procediendo a las pruebas por esteres. Disuelva una gota (o 30mg) de tu muestra en 1ml de 95% etanol y agrega 1ml a 2M de cido clorhdrico acuoso, continua con 2 gotas a 3% de solucin de cloruro frrico acuoso. Si un color violeta, rojo, o naranja se desarrolla, tu muestra probablemente sea un fenol o un cido hidroxi y la siguientes pruebas para esteres podran no ser realizadas.Pruebas para esteresAgregar una gota (o cerca de 30mg de solido) de tu muestra a 1ml de 0.5M hidroxilamina clorhdrica en 95% etanol colocado en un tubo de ensaye. Agrega 0.2ml de solucin de hidrxido de sodio a 6M acuoso gota a gota y un chip de ebullicin. Trae la mezcla a hervir en un bao de agua. Deje que el sistema se enfri y agrega gota a gota una solucin de cido clorhdrico a 2M acuosa hasta que el pH sea 3-2. Si la evaporacin aumenta agrega 2ml a 95% de etanol. Agrega 2 gotas de solucin de cloruro frrico de 3%. Un color rojo-violeta es una prueba positiva. Intenta la prueba con el ster sintetizado y los materiales de partida (el cido y el alcohol). Por comparacin, tambin corre la prueba en una muestra pura de acetato de etilo.REPORTEPre-Laboratorio1. Haz una tabla con las propiedades fsicas incluyendo toxicidad de reactivos y productos para la sntesis del ster.2. Escribe la reaccin qumica para la esterificacin de Fisher del ster que t escogiste. Mostrar el mecanismo1.- 8C4H8O2+-6C2H4O2=2C10H10O2+ H203. Haz un diagrama de flujo para la preparacin del ster deseado.4. Porque se extrae la mezcla de reaccin con 5% de bicarbonato de sodio ms 15% de solucin de cloruro de sodio? Qu papel juega cada sal?5. Para la preparacin de metil trans cinamato, calcula el nmero de mili moles de acido trans cinmico y metanol usado. Determine el reactivo limitante.6. Para la preparacin de acetato isoamilico y n-propil acetato, calcula la masa y volumen de alcohol y acido que t mezclaras.7. Calcula el rendimiento terico de la sntesis en mg (asuma que la reaccin se completa)8. Que componentes interfiera en la caracterizacin de esteres por la prueba de acido hidroxamicoEn laboratorio1. Reporta la fusin y ebullicin observada de tu ster y compara eso con un valor de la literatura2. Calcula el rendimiento porcentual de la sntesis y discute alguna fuente de perdida de producto3. Discute como podras incrementar el rendimiento de tu ster.4. En la sntesis de n-propil acetato y acetato isoamilico analiza tus resultados de cromatografa de gases.5. Reporta e interpreta tus resultados de la prueba de acido hidroxamico.6. Asigna tantas bandas como sea posible en el espectro de rayos infrarrojos del producto. Compara el espectro con el de una muestra autentica que se muestra a continuacin. (22.3, 22.6, 22.9)7. Compare el IR de tu producto con aquellos de los materiales iniciales obtenidos en el laboratorio.8. Analiza el -NMR y -NMR de tu muestra producto en las figuras abajo (22.4, 22.5, 22.7, 22.8, 22.10, 22.11)9. Analiza el MS de tu muestra producto en la figura 22.12 (opcional)