UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS

BIOQUIMICA Y FARMACIA

QUÍMICA ORGÁNICA III

INTEGRANTES: GRUPO: 2 DIA: Martes 9:00 – 11:00

• Bonifaz Carina

• Pila Alba

• Suquillo Tomás

1. TÍTULO: SÍNTESIS DEL ÁCIDO BARBITÚRICO

2. OBJETIVO GENERAL.

• Sintetizar ácido barbitúrico.

3. OBJETIVOS ESPECIFICOS.

• Hallar una metodología de la síntesis del ácido barbitúrico acorde a la disponibilidad de materiales y reactivos presentes el Laboratorio de Química Orgánica.

• Investigar las precauciones y riesgos que se deberían tomar en la síntesis y purificación del Ácido Barbitúrico.

• Reconocer el ácido barbitúrico mediante reacciones de identificación del grupo funcional presente.

4.- FUNDAMENTO TEORICO:

ACIDO BARBITURICO

El ácido barbitúrico es un compuesto orgánico basado en la estructura de la pirimidina. Fue descubierto por el químico alemán Adolf von Baeyer en 1864 por combinación de la urea y el ácido malónico en una reacción de condensación.

Posteriormente el ácido malónico ha sido reemplazado por el malonato de etilo.

Él ácido barbitúrico es el cabeza de serie de una numerosa clase de compuestos conocidos como barbitúricos que tienen propiedades depresoras del sistema nervioso central. Aunque el ácido barbitúrico en sí mismo no tiene actividad farmacológica. El ácido barbitúrico se forma biológicamente por la oxidación del uracilo por acción de la enzima uracilo deshidrogenasa.

El ácido barbitúrico es un compuesto orgánico basado en un anillo heterociclo de piridina. Es un polvo inodoro soluble en agua. El ácido barbitúrico es el compuesto base de las drogas de barbiturato, aunque el ácido barbitúrico no es por sí mismo activo farmacológicamente. Fue descubierto por el químico Alemán Adolf von Baeyer (Diciembre 4, 1864) combinando urea con ácido masónico en una reacción de condensación. El ácido barbitúrico es usado en la síntesis de riboflavina.

El carbono α tienen un átomo de hidrógeno muy reactivo y ácido (pKa=4.01) debido a la estabilización aromática adicional del carbanión.

Usando la reacción de condensación de Knoevenagel, el ácido barbitúrico puede formar gran variedad de drogas barbitúricos que se comportan como depresores del sistema nervioso central. El primero en ser usado como medicina fue el barbital (veronal) a partir de 1903, y el segundo, también conocido como fenolbarbital se comercializó por primera vez en 1912.

5.- METOLOGIA.

5.1 Síntesis.

CH3

CH2O

O

CCH2

O

CO

CH2CH3

+ NH2NH2

O

C C 2 H 5 O N a

O

O OC

NHC

C

NH

CH2

+OH

CH2

CH32

En un balón de fondo redondo, de 1 litro de capacidad, provisto de un refrigerante de reflujo protegido por un tubo de cloruro de cálcico, se disuelven 5,75g (0,25 de átomo gramo) de sodio finamente cortado en 125 cm3 de alcohol absoluto. A esta disolución se incorporan 40g (0,25 mol) de malonato de dietilo, y a continuación 15g (0,25 mol) de urea seca disueltos en 125cm3 de alcohol absoluto caliente (a 70ºC). Después de agitar bien la mezcla, ésta se calienta durante siete horas en un baño calentado a 110ºC. Se separa rápidamente un sólido blanco. Después de terminada la reacción, se añaden 250mL de agua caliente (a 50ºC), y

después suficiente ácido clorhídrico (p.e.1,18) para que la disolución se vuelva ácida (unos 22,5mL). La disolución transparente resultante se filtra y enfría durante la noche en un baño de hielo. El producto blanco se recoge se recoge en un embudo de Büchner, se lava con 25mL de agua fría y se deseca en una estufa de 105-110ºC durante tres a cuatro horas. Se obtienen 20-25g de ácido barbitúrico (72-78 % del rendimiento teórico).

Dos métodos comunes para la síntesis de barbitúricos

a) Condensación de Knoevenagel

b) Reacción de condensación de Baeyer

Mecanismo de reacción de la síntesis de ácido barbitúrico.

5.2 Materiales y Reactivos

Materiales Reactivos• Balón de 1L.• Estufa.• Equipo de reflujo.• Vidrio reloj.• Vasos de precipitación• Embudo• Varilla de agitación• Papel filtro

• Malonato de dietilo.• HCl © • Urea.• Alcohol absoluto.• Sodio metálico.• Agua destilada.

• Agitador magnético.• Cocineta.• Espátula.• Probeta.• Cuba.• Termómetro.• Pipetas graduadas.• Embudo de Büchner

5.3 Identificación del grupo funcional.

Grupo funcional: pirimidina

6.- Prepuesto de proyecto

Insumos y servicios Precio, $EnvaseInternetCopias

Impresiones

0.503.000.402.00

Total 5.90

7.- REACCIONES UTILIZADAS EN EL EXPERIMENTO

Con clorhidrato de hidroxilamina

En un tubo de ensayo ponga 2mL de clorhidrato de hidroxilamina en propilenglicol, agregue una gota o 0.3g de la mida disuelta en propilenglicol, y añadir 1 mL de KOH. Hierva la mezcla suavemente durante 2 minutos y dejela enfriar a temperatura ambiente. Agregue 0,5ml de solución alcoholica de FeCl3 al 5% y ver si aparece color. Se observa un color rojo o violeta.

Con 2,4-DNFH

Disolver 2 ó 3 gotas de la muestra problema ( o aprox. 50 mg de sólido ) en 0,5 ml de metanol. Añadir 1 ml del reactivo de Brady y agitar vigorosamente. La aparición de un precipitado amarillo, naranja o rojo indica la presencia de un compuesto carbonílico.

Hidrólisis ácida de amidas

Hidrólisis básica de las amidas

Reacción de las amidas con el Ácido Nitroso

Reducción de amidas (Formación de aminas)

8.- APLICACIONES:

Ácido barbitúrico:

Sus ésteres, y en particular habitualmente el malonato de etilo, son comúnmente usados para llevar a cabo reacciones de síntesis malónica.

Los barbitúricos de acción ultracorta, como el tiopental, se utilizan por vía intravenosa para inducir la anestesia quirúrgica. Los de acción larga, como el fenobarbital, se emplean para prevenir las crisis epilépticas. Otros barbitúricos como el secobarbital se utilizaron como ansiolíticos, fármacos que evitan los estados de ansiedad, hasta el desarrollo de los tranquilizantes (benzodiacepinas). Todavía se usan para el tratamiento del insomnio, aunque las benzodiacepinas son más aconsejables. A veces se utilizan como drogas de abuso, pues tanto por vía intravenosa como por vía oral producen síntomas similares al alcohol (borrachera barbitúrica): desinhibición, comportamiento rudo y violento, pérdida de coordinación muscular, depresión y sedación. Además, producen dependencia física y adicción. La sobredosis puede causar shock, depresión respiratoria, coma o la muerte.

Amidas:

Las amidas no sustituidas de los ácidos carboxílicos alifáticos se utilizan ampliamente como productos intermedios, estabilizantes, agentes de desmolde para plásticos, películas, surfactantes y fundentes. Las amidas sustituidas, como la dimetilformamida y la dimetilacetamida tienen propiedades disolventes muy poderosas. La dimetilformamida se utiliza principalmente como disolvente en procesos de síntesis orgánica y en la preparación de fibras sintéticas. También constituye un medio selectivo para la extracción de compuestos aromáticos a partir del petróleo crudo y un disolvente para colorantes. Tanto la dimetilformamida como la dimetilacetamida son componentes de disolventes de pinturas. La dimetilacetamida se emplea también como disolvente de plásticos, resinas y gomas y en numerosas reacciones orgánicas. La acetamida se utiliza para la desnaturalización del alcohol y como disolvente de numerosos compuestos orgánicos, como plastificante y como aditivo para el papel. También se encuentra en lacas, explosivos y fundentes. La formamida es un ablandador de papel y pegamentos y se utiliza como disolvente en la industria de plásticos y farmacéutica. Algunas amidas alifáticas no saturadas, como la acrilamida, son monómeros reactivos que se utilizan en la síntesis de polímeros. La acrilamida se utiliza también en la síntesis de colorantes, adhesivos, en el engomado del papel y el apresto de textiles, en tejidos plisados y en el tratamiento del agua y las aguas residuales. Las poliacrilamidas se utilizan ampliamente como agentes floculantes en el tratamiento del agua y las aguas residuales y como agentes reforzadores en los procesos de fabricación de papel en la industria papelera. Los compuestos de amidas aromáticas son importantes productos intermedios en la industria de los colorantes y en medicina. Algunos también son repelentes de insectos.

9.- RESULTADOS:

Peso de Muestra: 40g Malonato de etilo

Volumen de muestra obtenida: ≈ 7,98g de ácido barbitúrico

%Rendimiento = 19.95% de ácido barbitúrico,,

9.1 Reacciones de identificación del ácido barbitúrico

Clorhidrato de hidroxilamina color rojo +

2,4_DNFHprecipitado

amarillo +

10.- DISCUSIONES:

La presencia del agua en el etanol, afecto el rendimiento del producto final, debido a que el agua hizo que el equilibrio se dirigiera más a los reactivos que a la formación de producto.

Se tuvo que proceder a evaporar el exceso del solvente, para recristalizar, debido a que no se formaron los cristales al dejarle una noche en un baño de hielo como el procedimiento mencionaba; que también afecto en el rendimiento debido que se evaporo una parte de ácido barbitúrico.

El ácido barbitúrico es un compuesto orgánico basado en la estructura de la pirimidina y se obtuvo por la combinación de la urea con el ácido masónico o el malonato de etilo en una reacción de condensación de Knoevenagel.

Las pruebas de identificación con el clorhidrato de hidroxilamina que nos dio positiva con la aparición de un color rojo en cuanto se añadió 0,5mL de FeCl3, que es positiva para amidas formado hidroxamato de hierro.

11.- BIBLIOGRAFÍA:

Libros:

WADE, L.G. “Química Orgánica”, ed. Prentice Hall, 5º edición, España Madrid, 2004, Págs.:775-776 Morrison&Boyd (2006). Química orgánica (5ª Ed.). Nueva York, E.U.A.: Editorial Adison-Wesley Paquette (1990). Química heterocíclica (1ª Ed.). E.U.A: Editorial Limusa.Gilchnist (1995). Química heterocíclica (1ª Ed.). Inglaterra: Editorial Adison-Wesley NIELS, National Institute of Environmental Health Sciences: Sustancias químicas comunes y seguridad. Rakoff, H. y Rose, N. Química Orgánica Fundamental. Limusa -Wiley, México 1972. . 426-427. Dickey, G. Org. Syn. Coll. Vol. II, 60, 1943.

Internet:

• http://www.quimicaorganica.org/amidas/hidrolisis-acida-amidas.html (20/10/2011;16:30)

• http://galeon.hispavista.com/melaniocoronado/AMIDAS.pdf (20/10/2011;16:30)

• http://www.fad.es/fad_sustancia.jsp?detalle=si&tipo=1&id_nodo=7 (20/10/2011;16:30)

• http://www.niehs.nih.gov/about/community/espanolsustancias.cfm (20/10/2011;16:30)

• http://farmupibi.blogspot.com/2011/07/sintesis-de-acido-barbiturico.html (20/10/2011;16:30)

• http://quimica.laguia2000.com/acidos-y-bases/los-barbituricos (20/10/2011;16:30)

12.- Anexos

REFLUJO

PRODUCTO FINAL: ACIDO BARBITURICO

ACIDIFICACION CON HCl

FILTRACION

13.- CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.Semanas:

o Primera: 12 al 16 de Septiembre

o Segunda:19 al 23 de Septiembre

o Tercera: 26 al 30 de Septiembre

o Cuarta: 3 al 7 de Octubre

o Quinta: 10 al 14 de Octubre

o Sexta: 17 al 21 de Octubre.

o Dia de entrega: 24 de octubre

Semana Actividades

Primera Segunda Tercera Cuarta Quinta Sexta 24 de Octubre

Investigación de la metodología de la síntesis, purificación e identificación del Ácido Barbitúrico

Síntesis del Ácido Barbitúrico

Purificación del Ácido Barbitúrico

Identificación de los grupos funcionales presentes en el Ácido Barbitúrico

Entrega de la proyecto