ACIDO CRISANTEMICO

En la intermisión del curso de laboratorio de química orgánica en la universidad de Wisconsin, nosotros deseamos presentar a los estudiantes predominantemente de la carrera de química, con las estrategias técnicas involucradas en llevar a cabo varios pasos de síntesis. Este articulo describe la síntesis del acido crisantemico, cual ha sido usada exitosamente en nuestro curso de laboratorio. La ruta general sintética es resumida en (1) y es basada en una original síntesis reportada por Martel huynh en roussel-uclaf.

Ha varios aspectos de el experimento cuales pueden hacerse, especialmente para intermedios a avanzados estudiantes universitarios de química. Los estudiantes interesados en el experimento dan por hecho la meta sintética, el acido crisantemico, puede ser obtenido de las flores de pyrethrin, cuales existen naturalmente, el acido crisantemico es efectivo y es un insecticida ecológico. En las discusión general de las estrategias sintéticas como sintones, enlaces estratégicos, convergente y lineal síntesis, hay varias síntesis publicadas del acido crisantemico que pueden servir como ejemplo para un análisis critico.

EXPERIMENTAL

Metil-3-metil-2-butanoato

En un matraz redondo de fondo plano de 250ml equipado con un condensador a reflujo y una barra magnética colocar (18gr.) (o.18 moles) de acido 3-metil-2-butanoico, 100ml. De metanol y 5ml de acido sulfúrico. La mezcla se pone a reflujo por 1.5-2hr. La mezcla fresca es colocada en 100ml. De agua helada y la solución que resulto es extraída tres veces con porciones de 75ml. De éter. Los extractos combinados con éter son lavados con 100ml. De cloruro de sodio saturado, y deshidratado agregándole sulfato de magnesio anhídrido. El extracto el extracto de éter es concentrado a aproximadamente 40ml. En un rota vapor o por destilación. El residuo es transferido en un matraz pequeño y destilador, recolectando cada fracción destilada a 130°c y 138°c en un matraz.

Sodio-p-toluensulfoniloEn un vaso de precipitados que contiene 500ml. De agua es calentado a 70°c a baño maría, mientras se mueve con un agitador magnético, se agregan 45gr. De zinc en polvo y luego se le agregan 50gr. De p-cloruro de toluensulfonilo en pequeñas porciones y esto se deja alrededor de un periodo de 10 min. Las mezcla es agitada 10 min mas, mientras se calienta y luego se le agregan 25 ml de 12N de hidróxido de sodio (12gr/25ml de agua). Se agregan 5gr de carbonato de potasio hasta que la mezcla sea

fuertemente alcalina. La mezcla caliente es filtrada y el filtrado es guardado. El filtrado duro es suspendido en 150-250ml de agua agitándolo mientras se calienta en baño maría. La mezcla caliente es filtrada este filtrado es combinado con el anterior filtrado. Evaporando el filtrado combinado hasta que el volumen de la mezcla sea de 100-250ml o hasta que aparezcan los cristales. La mezcla se vuelve fría y los cristales se formaran.

3-metil-2-butenil-p-tolilsulfone

En matraz con tres cuellos, redondo de fondo plano equipado con un condensador a reflujo, un embudo de goteo, tapón de vidrio y una barra magnética, son colocados 27gr.(0.13 moles) de sodio p-toluensulfonato di hidratado y 100ml de dimetil formamida. Lo parecido a lodo es agitado a temperatura ambiente mientras el 1-bromo-3-metil-2-buteno es preparado.En un embudo de separación colocar 50ml. De acido hidrobromico al 48% y 8.3 gr de 2-metil-3-buten-2-ol. La mezcla en el embudo de separación es agitada vigorosamente por 15min. El acido hidrobromico es separado, y la capa orgánica superior es lavada con 50ml. De bicarbonato de sodio saturado. La capa orgánica es separada y colocada en un embudo de goteo. El crudo 1-bromo-3-metil-2-buteno es agregado y se deja alrededor de 10min. A la solución agitada de sulfonato de sodio vía el embudo de goteo. La suspensión es agitada por 1-2hr. Mientras de momento es calentada a 80-90°c.La mezcla es vertida en 500ml de agua y agitándola por 1hr. Los cristales blancos del 3 metil-2-butenil-tolilsulfona son separados por filtración en un embudo buchner. La sulfona puede ser con el alcohol isopropil para obtener cristales incoloros.

Metil crisantemato

En un matraz seco redondo y de fondo plano equipado con una entrada de nitrógeno y una barra magnética son agregados 9.0gr. (0.08 moles) de 3-metil-2-butanoato, 15gr.de 3-metil-2-butenil-p-tolilsulfona y 75ml de dimetil formamida seca. A la mezcla es agregada 10gr. (0.19 moles) de metoxido de sodio y la mezcla es agitada a temperatura ambiente en una atmosfera de nitrógeno por 24-48hr. La mezcla es vertida en un vaso de precipitados conteniendo 5ml de acido clorhídrico concentrado, 50 ml. De agua y 50gr. De hielo alrededor. La mezcla es extraída 5 veces con porciones de 50ml de pentano. Una capa aceitosa puede formarse en medio de la fase orgánica y la fase acuosa. La capa aceitosa es separada con la fase acuosa. Los extractos combinados de pentano son lavados sucesivamente con 100ml. De bicarbonato de sodio saturado, 100ml de cloruro de sodio saturado y deshidratado con sulfato de magnesio anhídrido. El pentano es removido en un rota vapor el residuo en forma menor es destilado al vacío para alcanzar el metil crisantemato, bp 56-59°c/1.2 mm.

ACIDO CRISANTEMICOEn un matraz redondo y de fondo plano agregar 5gr. De metil crisantemato, 5gr de hidróxido de potasio y 75ml de etanol al 95%. La mezcla se pone a reflujo por 2hr. El etanol es removido en una rota vapor, 100ml de agua son agregados al solido y la solución es extraída con 50ml de éter. El éter extraído es desechado y la fase acuosa es acidificada a pH 1-2 con acido clorhídrico al 50%. La fase acuosa es extraída 3 veces con porciones de 35ml de éter. La mezcla de éter es deshidrata con sulfato de magnesio anhidro. El disolvente es removido con un destilación simple o con el rota vapor y el residuo es destilado al vacío para obtener el aceite, bp 85°c/0.5mm. Podría solificar si se le deja secar el resultado es el acido puro trans-crisantemico a 50-52°c.