Esterificación de un fenolReporte de la práctica I

Laboratorio de Química Aromática

Docentes:M en C. Isaac Espinosa Santana y Lic. en Q. Tzarina Salomon Shehin

Alumno:Ibal Rodríguez Carlos Alexis

Tercer Semestre Grupo: 3° A

Turno Matutino 28 de enero de 2014

Universidad Autónoma de Nayarit Unidad Académica de Ciencias Químico Biológicas y Farmacéuticas

Esterificación de un fenol

Síntesis del analgésico aspirina (ácido acetilsalicílico)

Objetivo generalConocer y aplicar dentro del laboratorio el procedimiento de síntesis del ácido acetilsalicílico mediante procesos de catálisis ácida y cristalización.

Objetivo particularEmplear métodos como cristalización para purificar el o los productos de la reacción.

Fundamentos y antecedentes

Al igual de los alcoholes, la esterificación en los fenoles se lleva a cabo a partir de la reacción directa con derivados del ácido carboxílico (anhídridos y haluros de ácido) en presencia de un ácido mineral, dando como productos ésteres.

La aspirina es uno de estos ésteres de fenol más conocidos. Su parte ácida proviene del ácido acético y su parte alcohólica del ácido salicílico (ácido o-hidroxibenzoico). Es usual sintetizar este tipo de éster reaccionando con un alcohol en cuestión con un anhídrido del ácido.

Esta reacción se realiza por medio de cátalisis ácida, debido a que hay una protonación del anhídrido de ácido. Esta reacción en estas condiciones es reversible, y es necesario extremar las precauciones en los procesos posteriores a la obtención del producto. Generalmenre hay impurezas provenientes del ácido salicílico, ya sea porque la reacción no se completó del todo o la hidrólisis del producto obtenido. Es por eso que para purificar los productos de esta reacción, estos deben entrar en contacto con una disolución de FeCl3, debido a que el ión Fe3+ forma con el fenol (este se encuentra presente en el

Reacción de síntesis de acetilsalícilico

ácido salicílico y se destruye al formarse la aspirina), un complejo de color violeta. La cristalización es la técnica empleada para purificar el ácido acetilsalicílico.

La aspirina es uno de los fármacos más usados en el planeta, debido a sus propiedades analgésicas, antipiréticas y antiinflamatorias. Su origen se remota en el siglo XIX, el químico francés Gerhardt fue el responsable de prepararlo en 1853, tiempo después el químico Felix Hoftmann la obtuvo en estado puro, en los laboratorios Bayer en Alemania. Posee una gran actividad contra la fiebre y el dolor (especialmente reumático), su grado de toxicidad es muy bajo. Provoca irritación en la mucosa gástrica, es importante administrarla de manera específica para evitar estas molestias.

Materiales

a) 1-matraz Erlenmeyer 125mL.b) 2-pipetas de 5mL.c) 1-termometro.d) 1- probeta de 50mL.e) 2- tripie.f) 1-agitador.

g) 1-embudo de porcelana.h) 1-mechero.i) 1-baño María.j) 1-matraz kitasato.k) 1- tela de alambre.

Reactivos

Ácido salicílico (C7H6O3) Punto de fusión: 159 °C Punto de ebullición: 211 °C Densidad: 1,44 g/mL

Prop. Físicas:Sólido incoloro, se puede cristalizar en forma de agujas

Prof. Químicas:Tiene buena solubilidad en etanol y éter. Con Fierro (III) en disolución acuosa, se torna un color rojizo. Se obtiene a partir de dióxido de carbono y fenóxido de sodio por sustitución electrofílica.

Toxicidad y riesgos: Su inhalación causa irritación del tracto respiratorio, quemaduras en la piel, especialmente si esta está humeda, irritación y dolor ocular, su ingestión causa irritación del tracto gastrointestinal, dolor de cabeza, náuseas y vómitos.

Usos: Es la base para obtener ácido acetilsalicílico. Es utilizado como aditivo para elaboración deproductos dermatológicos y antiséptico bucal.

Ácido clorhídrico (HCl) Punto de fusión: -26 °C Punto de ebullición: 48 °C

Densidad: 1.12 g/mL

Prop. Físicas: En condiciones normales, es un gas amarillo, corrosivo y no inflamable. Tiene un pH entre 1 y 3.

Prop. Químicas: Es usado como reactivo químico, se disocia en disolución acuosa. Es un ácido monoprótico,es decir, libera un ión de H+.

Toxicidad y riesgos: Es muy irritante y corrosivo en cualquier tejido. A bajos exposiciones provoca irritación en garganta, estrechamiento de bronquiolos.

Usos: Ayuda a eliminar los residuos de caliza. En la industria alimentaria se utiliza en la producción de gelatina, disolviendo con ella la parte mineral de los huesos. En metalúrgia a veces se utiliza para disolver la capa de óxido que recubre un metal.

Anhídrido acético (C4H6O3)

Punto de fusión: -73 °C Punto de ebullición: 139 °C

Densidad: 1.08 g/mL

Prop. Físicas: Líquido incoloro, olor fuerte debido a su reacción con el aire. Se disuelve en agua hasta un 2.6% (m/m).

Prop. Químicas: Es producido por la oxidación del acetalaldehído con O2, formando ácido peracético que reacciona catalíticamente con otra molécula de acetaldehído para dar este compuesto.

Toxicidad y riesgos: Causa irritación severa de la nariz y garganta, náuseas, dolor en el pecho y dificultad respiratoria. Su ingestión causa quemaduras e inflamación de la boca, abdomen y garganta, cómito y daño en los riñones.

Usos: En la industria química se emplea como agente acidulante y neutralizante. Se utiliza para la producción de plásticos, farmacéuticos y fibras sintéticas.

Bicarbonato de sodio AL 10% (NaHCO3)

Punto de fusión: 50 °C Punto de ebullición: 851°C

2.173 gr/mL

Prop. Físicas: Compuesto sólido cristalino de color blanco, soluble en agua. Se encuentra como mineral o se produce artificialmente.

Prop. Química: Su sabor es alcalino. Tiene la capacidad de liberar dióxido de carbono. Cuando este se expone a un ácido, también se descompone en agua.

Toxicidad y riesgos: Si hay una sobredosis de consumo, puede causar una ruptura gástrica, debido que entra en contacto del HCl del estómago, produce CO2.

Usos: Es el componente fundamental de los polvos extintores de incendios o polvo BC. Se usa con varios compuestos acídicos como aditivo en panaderías y refrescos.

Sulfato de calcio anhídrido (CaSO4)

Punto de fusión: 1350 – 1450 °C

Punto de ebullición: Desconocido

Densidad: 2960 kg/m3

Prop. Físicas: Es translucido, en estado sólido con apariencia blanca.

Prop. Químicas: Se encuentra de manera mineral en la naturaleza

Toxicidad y riesgos: Causa irritación ocular y en el tracto respiratorio, digestivo y la piel.

Usos: Es utilizado como coagulante en productos como tofú.

Ácido sulfúrico (H2SO4) Punto de fusión: 10°C Punto de ebullición: 337°C

Densidad: 1.8 gr/mL

Prop. Físicas:Líquido aceitoso incoloro, reacciona con el agua.

Prop. Químicas: Presenta una estructura piramidal. Los hidrógenos pueden disociarse, en agua se comporta como un ácido fuerte.

Toxicidad y riesgos: Es corrosivo, ocasiona daños en los riñones y pulmones, en ocasiones causa como detonante en cáncer. Causa irritación en los ojos, piel, tracto respiratorio y digestivo.

Usos: Es utilizado por la industria de los fertilizantes, también en la refinación del petróleo, producción de pigmentos, tratamiento del acero y extracción de metales no ferrosos.

Cloruro férrico (FeCl2) Punto de fusión: 260 °C Punto de ebullición:315 °C

Densidad: 2.8 gr/mL

Prop. Físicas: Sólido, muy volátil porque tiene enlace covalente. Forma cristales moleculares, de tipo laminar. En alta temperatura, se disocia dicloruro de fierro

Prop. Químicas: Es soluble en disolventes orgánicos, con agua sufre de hidrólisis y libera calor en una reacción exotérmica. Es un ácido fuerte y se usa como catalizador.

Toxicidad y riesgos: Provoca quemaduras en contacto con los ojos, su inhalación provoca irritación y son moderadamente tóxicas.

Usos: Se emplea en cuchillos y espada para teñir sus hojas. Es usado como reactivo deshidratante en varias reacciones.

Hielo Papel filtro

Ácido acetilsalicílico (C9H8O4)

Punto de fusión: 138 °C Punto de ebullición: 140 °C

Densidad: 1.40 gr/mL

Prop. Físicas: Sólido, incoloro o blanco, en polvo. Torna un olor a ácido acético por exposición a la humedad ambiental.

Prop. Químicas: Se descompone en contacto con el agua, se disuelve en soluciones de carbonatos e hidróxidos alcalinos.

Toxicidad y riesgos: Irritación ocular, piel y tracto respiratorio al exponerse a corta duración, a la vez pérdida de conocimiento. Provoca efecto sobre el hígado, riñones, vejiga, reacciones alérgicas y asmáticas si su consumo es prolongado.

Usos: Es usado en la industria farmacéutica como antiinflamatorio, analgésico y antipirético.

Ácido acético (C2H4O2) Punto de fusión: 17 °C Punto de ebullición: 118 °C

Densidad: 1.048 gr/mL

Prop. Físicas: Se encuentra en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor agrio.

Prop. Químicas: En una disolución acuosa, pierde un protón del grupo carboxilo para dar su base conjugada, el acetato.

Toxicidad y riesgos: Es corrosivo, causa quemaduras en la piel, daño permanente en los ojos e irritación a las membranas mucosas. Si hay una temperatura mayor a 39°C, hay un riesgos de flamabilidad.

Usos: Es usado para el control de larva y huevos de las polillas de la cera. Es utilizado como limpiador de manchas.

Procedimiento

Pesar 5g de ácido salicílico cristalizado en un matraz Erlenmeyer de 100mL, limpio y seco, añadir 12.5mL de anhídrido acético y posteriormente 15 gotas de ácido sulfúrico concentrado, agitar hasta que el ácido se disuelva por completo y calentar suavemente a 60-70°C durante 10-15 minutos, una vez alcanzada la temperatura ambiente se enfría en un baño de hielo-agua.

Observar la aparición de cristales, se puede favorecer la cristalización frotando cuidadosamente las paredes interiores de Erlenmeyer con una varilla de vidrio a continuación agregar 70mL de agua destilada, agitar la mezcla de reacción durante un par de minutos y dejarla reposar teniendo la precaución de mantener la temperatura exterior a 0°C para completar el proceso de cristalización, filtrar el sólido obtenido con un Buchner, lavar con agua fría y secar durante 10 minutos, manteniendo al Buchner conectado a la bomba de vacío.

Secar una pequeña porción de producto sobre un trozo de porcelana y determinar el punto de fusión.Purificar el producto obtenido de la siguiente forma: colocar el sólido en un vaso de precipitados y añadir 125mL de una disolución de NaHCO3 al 10%, hasta que cese el desprendimiento de burbujas de CO2, filtrar mediante un filtro plegado y añadir el

filtrado a una solución que contenga 17.5mL de ácido clorhídrico concentrado y 50mL de agua.Enfriar la mezcla en un baño de hielo, filtrar con un Buchner el sólido formando, lavarlo con agua fría y secarlo, primero sobre papel filtro para eliminar la mayor cantidad posible de agua y posteriormente introduciéndolo en un desecador de vacío, en presencia de pentóxido de fósforo o de sulfato de calcio anhídrido. Determinar la pureza del producto, introducir 2 puntas de espátula de ácido acetilsalicílico en 2 tubos de ensayo respectivamente, diluir con 5mL de agua y agregar 5-6 gotas de disolución de FeCL3 al 1%.

Bibliografías

BIBLIOGRAPHYAlice-Villanueva, H. (s.f.). Universidad Interamericana de Puerto Rico. Recuperado el 24 de enero de 2014, de http://agu.inter.edu/halices/SINTESIS_DE_ASPIRINA.pdf

Griffin, R. (1981). Química Orgánica Modern. Barcelona, España: Editorial Reverté.

Sanz Berzosa, I., & Llorens Molina, J. A. (s.f.). Prácticas de Química Orgánica: Experimentación y Desarrollo. Valencia, España: Universidad Politécnica de Valencia.

http://books.google.com.mx/books? id=RXmtpVxDZXQC&pg=PA71&dq=union+neuromuscular&hl=es&sa=X&ei=oOzhUo_DA9GHogTZk4LwBw&ved=0CDkQ6AEwAg#v=onepage&q=union%20neuromuscular&f=false

Observaciones Resultado Conclusión Cuestionario

Diagrama de flujo

Pesar 5 gr de ácido salicílico cristalizado en un matraz Erlenmeyer de 100mL y añadir 12.5 mL de anhídrido acético y 15 gotas de ácido sulfúrico concentrado.

Agitar hasta que el ácido se disuelva y calentar a 60-70°C durante 10-15 minutos, este se enfría en un baño de hielo.

Ver la aparición de cristales, y frotar las paredes interiores de Erlenmeyer con una varilla de vidrio y a continuación se debe agregar 70mL de agua destilada.

Agitar la mezcla de reacción por dos de minutos y dejarla reposar, manteniendo a 0°C para completar el proceso de cristalización.

Filtrar el sólido obtenido con un Buchner, lavar con agua fría y secar durante 10 minutos, manteniendo al Buchner conectado a la bomba de vacío.

Después se debe purificar el producto obtenido colocando el sólido en un vaso de precipitados y añadir 125mL de una disolución de NaHCO3 al 10%, hasta que cese el desprendimiento de burbujas de CO2, filtrar mediante un filtro plegado y añadir el filtrado a una solución que contenga 17.5mL de ácido clorhídrico concentrado y 50mL de agua.

Secar una parte de producto en trozo de porcelana y obtener el punto de fusión.

Enfriar la mezcla, filtrar con un Buchner el sólido formando, lavarlo con agua fría y secarlo, primero sobre papel filtro para eliminar la mayor cantidad posible de agua y posteriormente introduciéndolo en un desecador de vacío, en presencia de pentóxido de fósforo o de sulfato de calcio anhídrido.

Determinar la pureza del producto e introducir 2 puntas de espátula de ácido acetilsalicílico en 2 tubos de ensayo respectivamente. Por último se debe diluir con 5mL de agua y agregar 5-6 gotas de disolución de FeCL3 al 1%.