1

GRAU EN FARMÀCIA

LABORATORI DE QUÍMICA

FARMACÈUTICA

Laboratori núm. 20 - Facultat de Farmàcia (primera planta)

PER ENTRAR AL LABORATORI, L’ESTUDIANT HA D’ANAR PROVEÏT DE:

MANUAL DE PRÀCTIQUES QUADERN DE LABORATORI ULLERES DE SEGURETAT BATA DE LABORATORI GUANTS DE GOMA

2

OBJECTIUS GENERALS En les pràctiques de laboratori es duran a terme diversos experiments de síntesi, aïllament i caracterització de compostos biològicament actius. Es vol que l’estudiant que faça les pràctiques de laboratori de Química Farmacèutica adquirisca les competències següents:

* Desenvolupar processos de laboratori. * Aplicar les tècniques de laboratori de síntesi orgànica a la preparació de fàrmacs. * Estimar els riscos associats amb la utilització de substàncies químiques i dels processos de laboratori. * Reconèixer i aplicar el mètode científic. * Capacitat per buscar i trobar coneixements relacionats amb l’àrea, sempre aplicant la capacitat crítica. * Saber prendre nota de les observacions rellevants i planificar l’aïllament i la purificació d’una substància mitjançant l’elaboració d’un diagrama adequat a partir d’un procediment experimental.

Per aconseguir els objectius anteriors, els estudiants realitzaran sis sessions de quatre hores de durada:

1 SÍNTESI DE DIFENILHIDANTOÏNA

2 SÍNTESI DE BENZOCAÏNA

3 SÍNTESI D’ÀCID ACETILSALICÍLIC

4 SEPARACIÓ DELS COMPONENTS D’UNA TABLETA D’ANALGÈSIC

AVALUACIÓ La qualificació obtinguda en les pràctiques de laboratori suposarà el 15 % de la qualificació global de l’assignatura: Per aprovar l’assignatura, és necessària l’assistència a les sis sessions i a un seminari previ. La qualificació es realitzarà tenint en compte: la preparació de les pràctiques, la posada al dia del quadern de laboratori, el treball al laboratori i la qualificació dels exàmens, un de pràctic i un d’escrit, sobre qüestions relacionades amb les pràctiques que es realitzaran en les convocatòries de l’examen teòric. En aquest examen s’ha d’obtenir una nota mínima de 4.5 perquè es consideren el restants ítems avaluables. NORMES DE SEGURETAT PER A LA PERMANÈNCIA AL LABORATORI Quan un estudiant entre per primera vegada al laboratori, ha de localitzar: eixida d’emergència, dutxes d’emergència, rentaülls, extintors i manta ignífuga. Durant la seua permanència al laboratori, l’estudiant ha d’anar proveït obligatòriament d’aquests elements:

• Bata • Ulleres de seguretat • Guants de goma

Les normes següents són d’obligat i estricte compliment:

3

1) Queda terminant prohibit fumar o consumir aliments al laboratori. 2) La bata i les ulleres de seguretat s’han d’usar en tot moment durant la permanència al laboratori. No

es permet l’accés al laboratori d’estudiants que no disposen o no facen ús dels objectes descrits. Els guants s’han d’usar sempre durant la manipulació dels productes.

3) Les lents de contacte poden ser molt perilloses en cas d’esquitxades accidentals als ulls. En aquests

casos es recomana l’ús d’ulleres graduades o d’ulleres de seguretat especials. 4) S’han d’utilitzar embuts de vidre per al transvasament de líquids. Si s’han d’usar pipetes, s’utilitzaran

les peres de goma apropiades. No pipetejar mai líquids amb la boca. 5) Els flascons de reactius i dissolvents s’han de tancar immediatament després de l’ús. Cal evitar la

inhalació de vapors, tant de sòlids com de líquids. Si algun producte desprèn vapors tòxics, s’han de manipular en una vitrina.

6) No s’han de manipular mai productes o dissolvents inflamables prop de mantes i plaques

calefactores. Si algun líquid o sòlid es vessa en qualsevol lloc del laboratori, s’ha de netejar immediatament de la forma adequada. En cas de trencament de termòmetres, cal avisar immediatament el professor per eliminar el mercuri.

7) Els dissolvents orgànics no s’han d’escalfar mai directament sinó per mitjà de banys d’aigua allunyats

de la font de calor i sempre en matrassos d’Erlenmeyer o tubs d’assaig, mai en vasos de precipitats. 8) No s’han d’abocar residus a les piques, cal tractar-los adequadament o emmagatzemar-los als llocs

adequats. No s’ha de tirar material de vidre trencat a les papereres. S’ha de lliurar al professor per reposar-lo al lloc de treball.

9) Com que s’utilitza material elèctric (mantes, reguladors, etc.), cal mantenir perfectament net i sec el

lloc de treball i el material assignat. La manipulació de qualsevol element d’aquest material s’ha de fer amb l’aparell en qüestió a temperatura ambient i desconnectat de la xarxa.

10) Les mantes o plaques calefactores no s’han de tenir mai en marxa en buit, és a dir, sense cap

recipient (vas, matràs, etc.) per escalfar. No utilitzeu els reguladors elèctrics a més de mitja potència. 11) En els muntatges de reflux i destil·lacions cal afegir el germen d’ebullició (“plat porós”) en fred.

Abans de començar la calefacció, cal verificar que el muntatge, particularment que les juntes esmerilades siguen ben ajustades.

12) No abandoneu mai el lloc de treball mentre s’estigui duent a terme alguna reacció o destil·lació!!

L’INCOMPLIMENT DE QUALSEVOL D’AQUESTES NORMES POT IMPLICAR DES D’UNA SERIOSA

AMONESTACIÓ FINS A L’EXPULSIÓ DE L’ESTUDIANT DEL LABORATORI!

RECORDA: AL LABORATORI…

FAMILIARITZA’T AMB ELS ELEMENTS DE SEGURETAT

4

PROTEGEIX-TE ELS ULLS AMB LES ULLERES DE SEGURETAT

PORTA BATA i RENTA’T LES MANS SOVINT

LLEGEIX ATENTAMENT LES INSTRUCCIONS ABANS DE REALITZAR UN EXPERIMENT

ASSEGURA’T QUE EL MATERIAL ESTÀ EN PERFECTES CONDICIONS

ASSEGURA’T QUE ELS MUNTATGES SÓN CORRECTES

MANIPULA TOTS ELS PRODUCTES QUÍMICS AMB MOLTA PRECAUCIÓ

UTILITZA LES VITRINES EXTRACTORES PER MANIPULAR PRODUCTES QUE PRODUÏSQUEN

VAPORS TÒXICS O CORROSIUS

CONSERVA LA TEUA ZONA DE TREBALL NETA I ENDREÇADA

DEIXA SEMPRE EL MATERIAL NET I ORDENAT

SI S’ABOCA UN PRODUCTE RECULL-LO IMMEDIATAMENT

NO MENGES, NI BEGUES, NI FUMES

NO OLORES, INHALES O TASTES PRODUCTES QUÍMICS

MAI NO CÓRREGUES NI JUGUES

NO TREBALLES SOL

MAI NO DUGUES A TERME EXPERIMENTS NO AUTORITZATS

SEMPRE QUE TINGUES UN DUBTE, PREGUNTA AL PROFESSOR

TELÈFON D’URGÈNCIA: 112

URGÈNCIES (ACCIDENT LABORAL) UMIVALE 963181018

UMIVALE PATERNA 961382675 URGÈNCIES (24 H) 902365012 INFORMACIÓ SOBRE TOXICOLOGIA (24 H) 961382675

PREPARACIÓ DE LA PRÀCTICA I NOTES DE LABORATORI

5

Una part important de l’experiència de laboratori en aquestes pràctiques consisteix a aprendre a prendre notes detallades de tots els experiments que hi dugues a terme. Sovint, les notes mal preses en un laboratori causen errors, frustració i pèrdua de temps a causa de la innecessària repetició d’experiments que s’havien realitzat anteriorment o a la falta de claredat en la recollida de dades. Al laboratori de química orgànica ja es va explicar la manera com s’han de preparar les pràctiques. No és sobrer que ho recordem:

El quadern/diari de laboratori

No s’han d’utilitzar mai pàgines soltes com a quadern de laboratori, sinó que s’ha d’utilitzar un quadern en el qual les pàgines estiguen unides, amb la finalitat que aquestes no es puguen extraviar. El quadern de laboratori és el lloc en què s’ha d’incloure tota la informació rellevant. El professor pot revisar el quadern en qualsevol moment, per la qual cosa cal portar-lo al dia. Mai no s’ha de passar en net un quadern de laboratori. Per això cal ser net i acurat a l’hora de fer-hi qualsevol tipus d’anotació. En general, els aspectes principals que s’han de recollir al quadern de laboratori serien els següents: 1) DESCRIPCIÓ GENERAL DE LA PRÀCTICA

a) Objectiu de la pràctica.

b) Reacció que té lloc. Mecanisme. Productes secundaris possibles.

c) Tècniques de laboratori que es desenvolupen en la pràctica.

d) Material necessari.

e) Característiques físiques (p. f., p. e., densitat, solubilitat en aigua i en dissolvents orgànics) i toxicitat de reactius i productes.

f) Quantitat de reactius (P. M., g, mols i proporció entre ells).

g) Precaucions especials.

2) ESQUEMA DE SEPARACIÓ

Diagrama de flux amb fórmules i indicant composició probable de les diferents fases.

3) OBSERVACIONS EXPERIMENTALS

4) RESULTATS (producte obtingut amb la seua fórmula, quantitat, punt de fusió o d’ebullició, rendiment…).

5) COMENTARIS ALS RESULTATS EXPERIMENTALS Els punts 1 i 2 s’han de preparar prèviament a la realització del procediment experimental, el punt 3 ha de realitzar-se durant la realització del procediment experimental, mentre que els punts 4 i 5, necessàriament s’han de realitzar una vegada acabat el procediment experimental.

Notes a prendre en el laboratori

Quan es comença la pràctica, el quadern de laboratori ha d’estar sempre a mà per poder consultar les notes preses en la preparació per endavant de la pràctica. Al laboratori, el quadern també serveix per anotar resultats com ara pesos obtinguts, volums, determinacions de constants físiques, càlculs, etc. És obvi que aquesta secció

6

del quadern de laboratori no es pot preparar per endavant. El propòsit no és escriure una recepta sinó escriure el que s’ha fet i el que s’ha observat, de forma succinta però clara. Aquest tipus d’anotacions haurien de ser prou clares i detallades perquè puguen ajudar a repetir l’experiment a una persona diferent de la que ha pres les notes. Quan el producte s’ha purificat finalment, cal incloure les dades pertinents com ara punt de fusió/ebullició, color, pes i rendiment. L’apartat següent explica com es pot calcular el rendiment d’una reacció.

Càlcul de rendiments

L’expressió quantitativa de l’eficiència d’un determinat procediment experimental ve donada pel càlcul del rendiment. Cal distingir entre dues situacions diferents: 1) A vegades, un procediment experimental té per objecte l’extracció d’un compost d’una mescla complexa, per a la purificació i identificació posteriors. En aquest cas, el rendiment s’expressa en percentatge i es calcula mitjançant el quocient entre la quantitat de producte obtingut i la quantitat de mostra de partida (expressades en unitats de pes, generalment), i multiplicat per 100. 2) En cas que el procediment experimental tinga per objecte la transformació d’uns productes de partida en uns productes finals diferents a través d’una reacció química, cal determinar el rendiment de la reacció tenint en compte l’estequiometria del procés i la diferència de pes molecular entre els productes interessats. L’estequiometria ideal és determinada per l’equació que descriu la reacció que té lloc. De fet, l’estequiometria ideal s’observa en la pràctica rares vegades. Això és a causa que apareixen reaccions secundàries per donar altres productes; o perquè s’aconsegueix un estat d’equilibri en el qual hi ha una part significativa de producte de partida, que es pot recuperar. També hi pot haver algun reactiu en excés des del principi, o la reacció pot ser incompleta. Tots aquests possibles factors contribueixen al fet que les proporcions en què s’utilitzen els reactius i s’obtenen els productes no coincidisquen quasi mai amb les descrites en l’equació ideal. El rendiment teòric d’una reacció és el nombre de mols de producte que s’esperaria obtenir d’una reacció tenint en compte l’estequiometria ideal, ignorant reaccions secundàries, reversibilitat, pèrdues, etc. El rendiment teòric es calcula segons l’expressió:

Rendiment teòric = (mols de reactiu limitant) × (proporció estequiomètrica de reactius)

La proporció estequiomètrica és el quocient entre el nombre de mols del producte i el nombre de mols del reactiu limitant en l’equació estequiomètrica ideal. En la major part dels casos serà igual a u, però cal posar atenció per si no és així.

El rendiment és simplement el nombre de mols del producte desitjat obtingut dividit pel rendiment teòric, i s’expressa habitualment en forma de tant per cent:

Rendiment = 100 × (mols de producte obtingut) / (rendiment teòric)

7

BIBLIOGRAFIA

ÉS FONAMENTAL I MOLT CONVENIENT QUE REVISEU EL MANUAL DE PRÀCTIQUES LABORATORI DE QUÍMICA ORGÀNICA (2n CURS):

NORMES DE SEGURETAT, TÈCNIQUES DE LABORATORI, PREPARACIÓ DE LES PRÀCTIQUES, ETC.

SEGURETAT I NORMES DE LABORATORI - Mesures de Seguretat i Higiene als laboratoris de la Universitat de València - Servei de Prevenció de Riscos Laborals

CARACTERÍSTIQUES DELS COMPOSTOS (dades físiques, químiques etc.): s’han de consultar els llibres següents, inclosa informació addicional de pàgines web, que s’indiquen.

1. HANDBOOK OF CHEMISTRY AND PHYSICS

2. THE INDEX MERCK 3. www.sigma-aldrich.com 4. Institut Nacional de Seguretat i Higiene en el Treball. Fitxes internacionals. Seguretat Química 5. STRUCTURE DETERMINATION OF ORGANIC COMPOUNDS, E. Pretsch, P. Bühlmann i C. Affolter, Springer-Verlag (2000) 6. “INTERNATIONAL CHEMICAL SAFETY CARDS” http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/ TÈCNIQUES EXPERIMENTALS 6. TÉCNICAS EXPERIMENTALES EN SÍNTESIS ORGÁNICA, M. A. Martínez Grau i A. G. Csákÿ. Ed. Síntesis (2001). 7. QUÍMICA ORGÁNICA EXPERIMENTAL, D. L. Pavia, G. M. Lampman i G. S. Kriz Jr., Ed. Eunibar (1978). 8. VOGEL’S TEXTBOOK OF PRACTICAL ORGANIC CHEMISTRY, B. S. Furniss, A. J. Hannaford, P. W. G. Smith, A. R. Tatchell, Ed. Longman (1989). 9. CURSO PRÁCTICO DE QUÍMICA ORGÁNICA, R. Brewster, C. A. Vanderwert i W. E. McEwen. Ed. Alhambra (1965). 10. THE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 11. EXPERIMENTAL ORGANIC CHEMISTRY: STANDARD AND MICROESCALE, L. H. Harwood, C. J. Moody i J. M. Percy, Oxford: Blackwell Scientific Publication (1999).

8

PRÀCTICA 1: SÍNTESI DE DIFENILHIDANTOÏNA Journal of Chemical Education 1983, 60, pàg. 512 (vegeu annex).

Objectius: síntesi de l’anticonvulsiu difenilhidantoïna. Formació d’un sistema heterocíclic. Procediment experimental: en un matràs redó de 100 mL es barregen 1,3 g de benzil, 0,8 g d’urea, i 25 mL d’etanol, i posteriorment s’hi afegeixen 5 ml de NaOH al 30 %. S’hi incorpora un adaptador de tefló i s’hi acobla un refrigerant de reflux. La mescla s’escalfa a ebullició durant almenys 1 hora, agitant. Es deixa refredar i a continuació s’aboca sobre 40 mL d’aigua. Si apareix una suspensió, es filtra per gravetat en calent, addicionant-hi carbó actiu, si cal. El filtrat s’acidifica amb HCl concentrat i apareix un precipitat blanc que es recull per filtració en buit i s’asseca. El producte es recristal·litza d’etanol. Després d’assecar-ho, es pesa, es calcula el rendiment obtingut i es determina el punt de fusió. Qüestions 1. Quin és l’ordre més correcte d’addició dels reactius de la pràctica al matràs de 100 mL abans de començar el reflux? Per què cal afegir-hi etanol? 2. Per què, acabada la reacció, s’hi afegeix aigua? 3. Per què s’acidifica en acabar la reacció? 4. Quina quantitat de HCl concentrat cal afegir? 5. Tenint en compte les quantitats que s’utilitzen de benzil i urea, indicar el reactiu limitant. 6. Un estudiant obté 1,7 g de difenilhidantoïna. Això és possible? Per què?

C

C

O

O

C6H5

C6H5

N

NO

H

H5C6

H5C6

O

H

N

NO

H

HH5C6

H5C6

HOHO

H2NC

H2NO OH-

9

PRÀCTICA 2: SÍNTESI DE BENZOCAÏNA

NH2

CH3

(CH3CO)2O

NHCOCH3

CH3

NHCOCH3

COOH

KMnO4 HCl conc

NH2

CO2CH2CH3

NH3+Cl-

COOH

a) EtOH/H2SO4

b)Na2CO3

Objectius: síntesi en diversos passos. Ús de grups protectors en síntesi orgànica. Part 1: síntesi de N-acetil-para-toluïdina Procediment experimental: en un matràs d’Erlenmeyer de 100 mL s’introdueixen 2 g de para-toluïdina. A continuació s’afegeixen en vitrina 5 mL d’anhídrid acètic, a poc a poc i agitant. La reacció és molt exotèrmica. La mescla de reacció es deixa en repòs durant 10 minuts i aleshores s’aboca sobre 25 mL d’aigua/gel en un vas de precipitats. La suspensió del producte en aigua s’agita amb una vareta i a continuació el sòlid obtingut es recull per filtració al buit. El producte obtingut s’asseca i es calcula el rendiment obtingut. Se’n guarda una petita porció per determinar-ne la puresa mitjançant la mesura del punt de fusió i mitjançant cromatografia de capa fina. La resta s’utilitza en l’etapa de la síntesi següent. Part 2: síntesi d’àcid para-acetamidobenzoic Procediment experimental: en un vas de precipitats s’introdueix N-acetil-para-toluïdina, 100 mL d’aigua i permanganat potàssic (1.8 g de per cada gram de N-acetil-para-toluidina). La mescla s’escalfa en un bany d’aigua agitant-la periòdicament fins que adquireix un marcat color marró (aprox. 30 min). La dissolució resultant calenta es filtra al buit amb l’ajuda d’un embut de Büchner en el qual sobre el paper de filtre s’ha disposat una capa de sílice de 2 cm de gruix. Si la dissolució filtrada presenta una coloració violàcia, s’hi afegeix gota a gota etanol, escalfant lleugerament fins que desaparega el color. Quan el filtrat siga incolor o lleugerament groc, es deixa refredar i s’acidifica amb àcid sulfúric al 20 %. El sòlid blanc resultant es filtra al buit, s’asseca i es calcula el rendiment. Es guarda per usar-lo com a material de partida en la etapa següent. Part 3: síntesi de clorhidrat d’àcid paraminobenzoic Procediment experimental: en un matràs de fons redó amb refrigerant de reflux proveït d’una eixida de gasos adaptada a una dissolució de NaOH diluïda, s’escalfen durant 30 min una mescla d’àcid per-acetamidobenzoic i d’àcid clorhídric concentrat (10 mL per cada gram del sòlid). Es deixa refredar i es recull el precipitat de clorhidrat de l’àcid paraminobenzoic per filtració al buit (ATENCIÓ: s’ha d’utilitzar la mínima quantitat d’aigua freda per rentar-lo, ja que hi és soluble), s’asseca i es calcula el rendiment obtingut. Part 4: síntesi de benzocaïna Procediment experimental: en un matràs de fons redó es mesclen el clorhidrat d’àcid paraminobenzoic, 10 mL d’etanol per cada gram del clorhidrat (utilitzeu-ne 15 mL, com a mínim) i 0.4-0.5 mL d’àcid sulfúric concentrat. La mescla s’escalfa a reflux durant dues hores. Després de refredar la mescla, es neutralitza amb una dissolució de carbonat sòdic aquós al 10 %. S’extreu amb diclorometà (3 × 15 mL), la fase orgànica s’asseca amb sulfat sòdic anhidre i s’evapora en el rotavapor. El sòlid obtingut es recristal·litza d’etanol-aigua. Després de recuperar la benzocaïna per filtració al buit, es pesa i se’n determina el punt de fusió. **En cadascuna de les etapes de síntesis s’ha de guardar una petita quantitat del producte obtingut per determinar-ne la puresa mitjançant cromatografia de capa fina (hexà:acetat d’etil 1:1). S’ha de comparar sempre amb el producte de partida de la reacció.

10

Qüestions 1. La síntesi de benzocaïna consta de quatre passos. Calcula el rendiment global de la síntesi si els rendiments parcials de cada pas o part són: 1r: 95 %; 2n: 90 %; 3r: 99 %; 4t: 85 %. 2. En la primera reacció es requereix que el matràs d’Erlenmeyer de 100 mL siga sec. Per què? En canvi, després s’aboca la mescla de reacció sobre aigua/gel. Por què? 3. En la segona reacció per què s’utilitza H2O com a dissolvent? Podem prescindir de l’agitació? 4. Calcula el rendiment de la síntesi de benzocaïna a partir de la quantitat de para-toluïdina utilitzada en la primera part de la síntesi. 5. Indica, mitjançant un diagrama de flux, els procediments seguits per elaborar la reacció i la purificació de productes corresponents a la part 4.

11

PRÀCTICA 3: SÍNTESI DE L’ÀCID ACETILSALICÍLIC (ASPIRINA)

Objectius: síntesi de l’àcid acetilsalicílic (aspirina). Purificació per cristal·lització. Determinació de la seua puresa mitjançant el punt de fusió i amb reactius químics. Anàlisi cromatogràfica del producte obtingut. Procediment experimental: en un matràs d’Erlenmeyer de 100 mL s’addicionen 1,5 g d’àcid salicílic, 3 mL d’anhídrid acètic i 3 o 4 gotes d’àcid sulfúric, en aquest ordre. S’agita suaument per homogeneïtzar la mescla i s’introdueix en un bany d’aigua a 70-80° C durant uns quinze minuts agitant. Es retira el matràs del bany, s’addiciona la mescla de reacció encara calenta sobre 10 mL d’aigua en un vas de precipitats i s’agita durant uns quants minuts. Es refreda en un bany de gel, amb la qual cosa començarà la precipitació de l’aspirina. Quan el producte haja precipitat, es recull per filtració al buit, i es renten l’erlenmeyer i el producte diverses vegades amb petites quantitats d’aigua freda fins que s’haja eliminat l’àcid acètic. Guardar-ne uns cristalls en un tub d’assaig net. Cristal·lització de l’àcid acetilsalicílic en una mescla de dissolvents: es transfereix el producte a un erlenmeyer i es dissol en la mínima quantitat d’etanol en calent. S’hi addiciona ràpidament aigua temperada (40-50° C) fins que apareix terbolesa i es continua escalfant fins a ebullició. Si hi ha impureses, aquesta dissolució es filtra a gravetat en calent (tant la dissolució com el material que s’utilitze) i es deixa reposar el filtrat. En refredar-se la dissolució, han d’aparèixer cristalls. Es refreda la mescla en un bany de gel per assegurar-se que ha precipitat tot el producte. Quan cristal·litze l’aspirina, es filtra al buit i es renta amb una mica d’aigua freda. S’asseca el sòlid, es calcula el rendiment i es determina el punt de fusió. Prova de fenols: se n’introdueixen uns quants cristalls en un tub d’assaig i se suspenen en uns mL d’aigua. S’hi addicionen algunes gotes de dissolució de clorur fèrric i s’observa el color. Es realitza el mateix amb els cristalls d’aspirina impura guardats anteriorment i amb àcid salicílic puro. Se’n comparen les coloracions. Anàlisi cromatogràfica: s’analitza per cromatografia de capa fina l’aspirina sintetitzada, comparant-la amb el producte de partida. Se’n determina la Rf. Qüestions 1. En purificar àcid acetil salicílic, mitjançant recristal·lització utilitzant aigua com a dissolvent i analitzar el producte purificat en CCF comparant amb patrons, s’observa que a més d’àcid acetilsalicílic, hi ha un segon producte amb un Rf similar a l’àcid salicílic (àcid o-hidroxibenzoic). Per què el sòlid obtingut conté àcid salicílic si prèviament s’havia comprovat que tot el reactiu de partida s’havia consumit? 2. Que s’observarà si es realitza el punt de fusió de l’aspirina impura? 3. Seria possible separar l’aspirina i l’àcid salicílic mitjançant un rentat de la mescla dissolta en un dissolvent orgànic, amb una dissolució aquosa de NaOH?

O H

O

O H

O H

O

O

O

+ O

O O H+

Àcid salicílic Àcid acetilsalicílic

+ C H 3 C O 2 H

12

PRÀCTICA 4: SEPARACIÓ DELS COMPONENTS D’UNA TABLETA D’ANALGÈSIC

Cafeïna Àcid acetilsalicílic Objectius: separació per extracció de dos compostos de característiques àcid-base diferents. Anàlisi cromatogràfica dels productes aïllats. Procediment experimental: es tritura un comprimit de cafiaspirina i se suspèn en la mínima quantitat de metanol. S’hi afegeixen 20 mL de diclorometà i s’extrau amb una dissolució aquosa de Na2CO3 al 10 % (15 × 2) (FA1). La fase orgànica (FO1) s’asseca sobre sulfat sòdic anhidre, es filtra, es recull el filtrat en un matràs de fons redó i s’evapora el dissolvent en el rotavapor, recuperant el residu de cafeïna. D’altra banda, la dissolució aquosa (FA1) s’acidifica amb HCl i s’extrau amb diclorometà (15 × 2). Les fases orgàniques reunides (FO2) s’assequen sobre sulfat sòdic anhidre, es filtren en un matràs de fons redó i s’evapora el dissolvent en el rotavapor, amb la qual cosa s’obté un residu d’àcid acetilsalicílic, que es pot purificar, si es vol, per cristal·lització d’etanol-aigua. Es calcula el rendiment i se’n determina el punt de fusió. (És convenient tarar prèviament el matràs on es va a evaporar la dissolució orgànica per determinar per diferència el pes del residu sòlid.) Anàlisi cromatogràfica: es comparen per cromatografia de capa fina la cafeïna aïllada de la cafiaspirina i l’àcid acetilsalicílic aïllat d’aquesta. Es pot utilitzar com a dissolvent de desenvolupament una mescla d’acetat d’etil i hexè en proporció 7:1. Cal determinar el Rf de la cafeïna i de l’àcid acetilsalicílic. OPCIONAL: extracció de cafeïna de la Coca-Cola. Procediment experimental: en un matràs de fons redó s’introdueixen 20 mL de Coca-Cola i 10 mL de diclorometà. S’escalfa la mescla durant 2 min, posteriorment es refreda i se’n separa la fase orgànica. Després d’assecar-la amb sulfat sòdic, s’analitza per cromatografia en capa fina comparant-la amb la cafeïna extreta de la cafiaspirina. Qüestions 1. Dibuixa el diagrama de flux que correspon a la separació dels dos components de la tableta d’analgèsic. 2. Quin producte secundari es podria formar en l’extracció amb Na2CO3 al 10 %? 3. El càlcul del rendiment de l’àcid acetilsalicílic a què es refereix el tercer paràgraf de la pràctica, té el mateix significat que el calculat en les pràctiques anteriors? 4. Quins/s altre/s procediment/s d’anàlisi es podrien utilitzar per caracteritzar la cafeïna i l’àcid acetilsalicílic?

N

N N

N

O

Me

MeMe

O

OH

O

OO

13

ANNEX BENZIL

O

O

14

UREA

C

O

H2N NH2

DIFENILHIDANTOÏNA

IR spectrum (KBr), ν, cm–1: 3200–3280 s (NH); 1720 s, 1780 s (C=O); 1400 m, 1500 m (C–Carom); 747 m (δ =C–H).

020406080100120140160180

PPM

HN

NH

O

O

15

p-TOLUÏDINA

NH2

CH3

2 2 2 3

16

N-ACETIL-PARA-TOLUÏDINA

2 2 3 31

17

ÀCID-PARA-ACETAMIDOBENZOIC

22 31 1

HN

COOH

C

O

CH3

18

BENZOCAÏNA

2 2 2 2 3

19

ÀCID SALICÍLIC

1 1 1 1

Señal anchaA 12 ppm

20

ÀCID ACETILSALICÍLIC

O

OH

O

O

CH3

21

CAFEÏNA

22

23