INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALunidad profesional interdisciplinaria de biotecnología

(upibi)

laboratorio de química heterocíclicapractica 6: síntesis de 2-fenil-bencimidazol utilizando microondas

equipo 7

profesores: Cruz Alejandro

Mondragón Herrera José AntonioDiaz Triste Nadia Estela

Integrantes: Arrollo Hernández Ana LauraGarcía Chávez StephanieGarcía Perfecto verónicaMolina Pérez CynthiaPeñaloza Hernández Daniel

Objetivos:Realizar la síntesis del 2-fenil-benzimidazol a partir de

benzaldehído y 1,3-fenilendiamina, utilizando microondas.

Purificar y caracterizar espectroscópicamente al 2-fenil-benzimidazol.

Introducción• Los benzimidazoles, en especifico en tiabenzol, medabenzol y

albendazol se han utilizado como antihelmínticos y con muxo éxito como fungicidas.

• El heterociclo benzimidazol es conocido como un farmacóforo importante ya que su actividad farmacológica puede ser regulada por la naturaleza de los grupos y sus respectivos sustituyentes.

Parte experimental 1,2-fenilendamina

• Macerar en un mortero

• Poner en vaso de precipitados de 25 ml

Añadir 0.4 ml de benzaldehídoAgitar a mano

• Agitar a mano no usar agitador de varilla

Introducir al horno de microondas 2 min

• Esperar 10 seg entre cada minuto pasado el tiempo retirar el vaso

Añadir 20 ml de agua destilada, agitar y filtrar

•Lavar con 10 ml de agua destilada

Transvasar en otro vaso el producto y colocar 10 ml de tolueno y agitar

Determinar el rendimiento y

punto de fusión

• Usar cromatoplaca silica gel

Aplicar 3 muestras en el orden

siguiente disueltas en acetona

• 1.- 1,2-fenilendiamona• 2.- muestra el termino del

calentamiento• 3.- muestra purificada

La fase móvil será hexano acetato de

etilo

Actividades previas• Investigue las precauciones que se deben tener al utilizar las

microondas como fuente de energía.

• Producción de moléculas antinaturales.• Cambios isómeros (en su forma morfológica).• Transformación hacia formas toxicas• En el laboratorio: la formación de vapor en un contenedor

cerrado podría provocar explosión y además producir cambios en la sustancia.

• Toda agitación crea fricción molecular que calienta, crea daños sustanciales a las moléculas circundantes, muchas veces rompiéndolas o deformándolas.

• Dibuje un esquema que represente la reacción entre la 1,2-fenilendamina y el benzaldehído para la formación del 2-fenil-benzimidazol.

O

+

N

+ N

• Investigue el papel que desempeña el mata bisulfito de sodio.• En la reacción es el nucleofilo que lleva acabo la síntesis del

producto por medio de una reacción de sustitución Es una sal sódica, concretamente un sulfito se emplea como

agente de 3 funciones:La de desinfectanteAntioxidanteConservante

Densidad: 1.8Masa molar= 190.107g/mol

• Investigue los usos del 2-fenil-benzimidazol.

• Inhibidores de la PARP derivados cosméticos• Inhibidores de la enzima (ADP-ribosa) para preparar drogas• Ingrediente que se encuentra en los agentes de protección solar.• Puede absorber la parte de luz UV y la luz solar.

• Investigue las propiedades químicas y características del benzaldehído y 1,2-fenilendamina

Sustancia Propiedades Q. características

benzaldehído Pe= 179ºCpf= -26ºCDensidad= 1.05g/mol

Liquido amarillo de olor característico, sustancia novia para organismos acuáticos.

1,2-fenilendiamina Pe= 284-287ºCpf= 63ºCDensidad= 1,14

Irrita los ojos y la piel es un polvo blanco cristalino

tolueno Densidad= 88g.90pf= 110.6ºCMasa molar 92.14g/mol

Liquido incoloro, materia prima de donde se obtienen acido benzoico, sacarina….

• Investigue una metodología convencional para la síntesis del 2-fenil-benzimidazol

Mecanismo de reacción:

Resultados• De acuerdo con la estequiometria de la reacción (haga sus

cálculos) indique cual es el rendimiento de la reacción.

Benzaldehído + 1,2-fenilendiamina 2-fenil-bencimidazol

106g 108g 194g

0.42g 0.2537g

106g benzaldehído 194g de 2-fenil-bencimidazol

0.42g 0.76g teóricos producción con el benzaldehido

• Haga el rendimiento en base a la 1,2-fenilendiamina.

108g 1,2-fenilendiamina 194g de 2-fenil-bencimidazol

0.2537g 0.4557g teóricos producción con 1,2-fenilendiamina

• Dibuje la cromatoplaca que obtuvo.

4mm de distancia

Muestra pura

cromatoplaca

calentamiento

Sin calentamiento

Rendimiento• Con lo que obtenemos que nuestro reactivo limitante es 1,2-

fenilendiamina y el reactivo en exceso es el benzaldehído.

• Masa teórica obtenida 0.4557g• Masa experimental obtenida 0.2701 g

• %R= (0.2701/0.4557)*100= 59.40%

• Determine la Rf de la 1,2-fenilendiamina y del 2-fenil-benzimidazol.

Rf (1,2 fenilendiamina)Rf= Rf= Rf (1,2 fenilendiamina caliente)

Rf=

Rf=

• Informe los puntos de fusión del 1,2-fenilendiamina, muestra al termino del calentamiento y muestra purificada.

1,2-fenilendiamina al termino del calentamiento • El punto de fusión fue de : 179ºC• Y el valor que reporta la bibliografía es de: 160-179ºC muestra purificada=Se logro sintetizar 1,2-fenilendiamina ya que se acerco al punto de fusión reportado en la bibliografía solo 19°C de diferencia que fueron desde que empezó la temperatura de fusión pero termino en la temperatura de fusión teórica.

• Registre los espectros IR, RMN de

Análisis de resultados• Comente e interprete las diferencias observadas en la

cromatoplaca entre la muestra al termino del calentamiento y al finalizar el procedimiento de purificación.

• Las diferencias se observaron en el color que presento la cromatoplaca ya que en la muestra de 1,2-fenilendiamina se ve un color amarillo opaco y en la muestra pura apenas se distingue

• Pero dicha muestra pura recorrió mas distancia

• Interprete el Rf de la 1,2-fenilendiamina y del 2-fenil-benzimidazol en términos de la polaridad de ambas moléculas.

• En términos de polaridad la 1,2-fenilendiamina caliente es mas alta porque:

• Es más polar por el grupo amino que se encuentra entre los dos bencenos.

• Así que el grupo amino le da esa polaridad a la molécula

• Compare el punto de fusión obtenido con respecto al reportado en la literatura. Interprete los resultados en términos de la pureza del producto determinada por cromatografía en capa fina.

• El punto de fusión fue de : 179ºC• Y el valor que reporta la bibliografía es de: 179ºC

• Lo cual nos indica que la muestra corresponde a benzaldehído.• Con respecto a la cromatoplaca la muestra de nuestro

producto no se logro observar y podemos concluir que no existe pureza y posiblemente sin producto.

Hubo un traslapamiento de señales debida a que los desplazamientos de hidrógenos están muy cerca uno de otro, lo que se podría hacer sería aumentar los 300 MHz {en el espectro experimental} a una cantidad mayor, para así poder observar las señales de los protones con más detalle.

• Asigne los espectros de IR y RMN de

Espectro de RMN de H1 teórico del 2-fenil-bencimidazol

Espectro de RMN H1 del tolueno.

• En el espectro de RMN de C13 práctico vemos una señal a 20& que sería característica de los grupos alquilo, en este caso, del grupo metilo proveniente del tolueno.

Aplicaciones a la Farmacia• La farmacocinética y la farmacodinamia de estos inhibidores

es ideal para el tratamiento de ulceras estomacales y en combinación con otros fármacos, erradicación de Helicobacter pilory.

• Se ha estudiado ante diversos virus como el Human cytomeglovirus HCMV, y virus de la influenza.

Conclusiones• Se sintetizó 1,2-fenil-benzamidazol a partir de benzaldehido y

1,3 fenilendiamina, ya que se obtuvo su punto de fusión al reportado en la bibliografía

• Se comparo con la cromatoplaca, y se observó un desplazamiento por lo que se dice que se obtuvo el 1,2-fenil benzamidazol.

• Se obtuvo un rendimiento del 54 % en la practica elaborada.

Bibliografía• M.E.Jimenez,M.R.Aguilar,M.L.Zambrano,E.Kolar,Rev.Soc.Quim.

Mex.2001,45,89-92.• http://

www.organic-chemistry.org/topics/microwave-synthesis.shtm• Morrison & Boyd (2006), pp. 526