Manual uvm qo3

2016

RODOLFO
ÁLVAREZ
MANZO

MANUAL DE QUÍMICA
ORGÁNICA III
FEBRERO – JUNIO 2016

MANUAL DE LA QUÍMICA ORGÁNICA 3

2
Contenido
Organización del curso 3
Reglamento general 7
Práctica 1. Obtención de furfural 11
Práctica 2. Actividad óptica.
14
Práctica 3. Aislamiento de isoprenoides naturales.
14
Práctica 4. Síntesis de Paal-Knorr. Obtención de 1-fenil-2,5-
dimetilpirrol.
14
Práctica 5. Síntesis de Fischer. Obtención de 2-fenilindol.

16
Práctica 6. Síntesis de Hantzsch. Obtención de 3,5-dicarbetoxi-
4-fenil-2,6-dimetil-1,4-dihidropiridina.
19
Práctica 7. Aislamiento de nicotina.
22
Práctica 8. Condensación de Von Pechmann. Síntesis de
himecromona (β-metilumbeliferona).
25
Práctica 9. Síntesis de Phillips. Obtención de 2-
metilbencimidazol
27
Práctica 10. Obtención de 5,5-difenilhidantoína.
29
Práctica 11. Síntesis de Biginelli. Obtención de 5-carbetoxi-4-
fenil-6-metil-1,2,3,4-tetrahidropirimidin-2-ona.
32


3

Práctica 12. Obtención de benzotriazol. 34

Práctica 13. Obtención de 2,3-difenilquinoxalina. 34


4
Organización del curso
• Número Total de Prácticas: 15 o las que correspondan.
• Se entrega de un diagrama de prelaboratorio al inicio de cada práctica.
• A la sesión siguiente del término de cada práctica se entregará un reporte de
postlaboratorio consistente en requisitar el formato que se encuentra disponible
en el sitio del grupo.
• El reporte será entregado A MANO, de preferencia en hojas recicladas, a la
siguiente sesión de que se realizó la práctica.
• Cada periodo de evaluación tomará en cuenta tres calificaciones:
- Promedio de los diagramas de prelaboratorio: 10%
- Promedio de los diagramas de postlaboratorio 40%
- Promedio de los exámenes parciales 50%
TOTAL 100%
• Es indispensable en todas las prácticas el uso de bata y googles. SÓLO SE
PERMITEN ZAPATOS DE PISO que no dejen al descubierto el empeine. No
está permitido el uso de falda. Si se tiene el pelo largo, deberá recogerse hacia
atrás. No se permiten visitas durante la sesión experimental. Está prohibido el
uso de teléfonos celulares, así como comer, beber, fumar, correr o salir del
laboratorio sin avisar. Sólo tienen una tolerancia de 20 minutos para ingresar a
clase. Quien no cumpla estas disposiciones, se le impedirá el ingreso o será
expulsado del laboratorio.
Ejemplo de un diagrama de Postlaboratorio:
A una solución de clorhidrato de hidroxilamina (3.5 g) en agua (7 mL) contenida en un
matraz redondo de 50 mL, adicione 5.1 mL de acetilacetona. Caliente la mezcla de reacción hasta
observar prueba negativa con cloruro férrico (aproximadamente 45 minutos); en seguida vacíela
sobre agua helada (30 mL). Destile el 3,5-dimetilisoxazol, el cual se recupera como un aceite
incoloro (130-135 °C a la presión de la ciudad de México, 586 mmHg).


5
3.5 g HO-NH3
+
Cl
7 mL H2O
O O
5.1 mL
¿Prueba negativa
con FeCl3?
NO
SEGUIR
CALENTANDO
30 mL H2O helada
Purificación del
producto por
destilación simple
(p. e. 130 - 135 °C)
SI
• Bibliografía general del curso.

Ávila-Zárraga, J. G.; García-Manrique, C.; Gavilán-García, I. C.; León-
Cedeño, F.; Méndez-Stivalet. J. M.; Pérez-Cendejas, G.; Rodríguez-Argüello,
M. A.; Salazar-Vela, G.; Sánchez-Mendoza, A. A.; Santos-Santos, E.; Soto-
Hernández, R. M. Química orgánica. Experimentos con un enfoque ecológico.
2a. ed. Dirección General de Publicaciones, Universidad Nacional Autónoma
de México. México: 2009.

Yurkanis-Bruice, P. Química orgánica. 5ª. Ed.
Pearson educación. México: 2008.

McMurry, J. Química orgánica. 7ª. Ed. Cengage
Learning Editores, S. A. de C. V. México: 2008.


6
Carey, F. A., Giuliano, R. M. Química orgánica. 9ª.
Ed. McGraw-Hill Interamericana Editores S.A de C. V.
México: 2014.
Morrison, R. T.; Boyd, R. N. Química orgánica. 5ª.
Ed. Addison-Wesley Iberoamericana. México: 1098.
Seguridad en el laboratorio
ASÍ SÍ
Se usan bata cerrada, lentes de seguridad y
pantalones.
ASÍ NO
No se ingieren bebidas ni se enciende fuego
dentro del laboratorio.
Tampoco se usa
falda ni zapatos
descubiertos
(sandalias).
No se ingieren
alimentos ni se usa el
pelo suelto.


7
Se usan zapatos bajos de piel y cerrados.
Se usa el pelo recogido y, cuando sea
necesario, se usarán guantes.
No se usan jamás zapatos de tacón.

Reglamento general
• El presente reglamento es de observación general y tiene como finalidad
establecer las herramientas que permitan ofrecer un mejor servicio a los
usuarios de los laboratorios de la Escuela de Ciencias de la Salud.
• Este reglamento es aplicable a todos los estudiantes y docentes que hagan uso
de los distintos laboratorios de la escuela de Ciencias de la Salud.
• Para poder ingresar al laboratorio, el estudiante deberá usar bata blanca larga
de algodón, limpia y correctamente abotonada, sin mangas dobladas, además,
el cabello recogido, sin huaraches y sin accesorios de joyería. En los
laboratorios que así lo requieran, el estudiante deberá utilizar la protección que
en su caso se determine, por ejemplo, cubrebocas, lentes, etc.
• El préstamo de materiales se hará durante los primeros 30 minutos iniciales de
la práctica, mediante la entrega de credencial vigente, el llenado de un vale de
préstamo de material, equipo y reactivos con todos los datos legibles.
• La devolución deberá realizarse 15 minutos antes del término del laboratorio de
la práctica y es responsabilidad de los estudiantes la limpieza y el orden del
equipo y materiales utilizados.


8
• Queda estrictamente prohibido en el interior del laboratorio: fumar, ingerir
alimentos o bebidas, introducir y utilizar cualquier reactivo o material no
contemplado en la práctica y utilizar cualquier aparato de comunicación.
• Está prohibido que los estudiantes ingresen al almacén de cualquier laboratorio,
los únicos autorizados serán el docente y el auxiliar de laboratorio.
• El estudiante deberá guardar todos los objetos personales en los espacios del
laboratorio dispuestos para ese efecto, dejando sobre la mesa de trabajo sólo el
material indispensable para la realización de la práctica.
• Durante la realización de la práctica el estudiante deberá dar un uso adecuado
al material, equipo e instalaciones. En caso de daño opérdida de material o
equipo, el solicitante deberá reponerlo en un plazo no mayor a dos semanas, de
lo contario no se proporcionará material en lo sucesivo y la dirección académica
determinará la sanción correspondiente.
• El estudiante que adeude material o equipo de laboratorio, independientemente
de las sanciones procedentes, no podrá realizar prácticas en ese laboratorio
hasta que reponga y cubra el costo de reposición del material o equipo faltante.
• El docente deberá solicitar el material, sustancias y reactivos al responsable de
laboratorio con al menos 7 días de anticipación de la práctica.
• Al finalizar la práctica, el estudiante deberá dejar su lugar de trabajo limpio y
ordenado, así como regresar el equipo en las mismas condiciones en las que le
fue proporcionado, de lo contrario se le fincarán las responsabilidades a que
haya lugar.
• El desconocimiento de este reglamento no exime al alumno de cualquier
sanción que pudiera ser aplicable, y no se efectuará préstamo alguno a quien
no cumpla con los requisitos.
SUBE LOS BANCOS A LA MESAS AL TERMINAR LA CLASE


9


10
UNIVERSIDAD DEL VALLE DE
MÉXICO
Escuela de Ciencias de la Salud
Materia: Química Orgánica 3
Practica No. 1
OBTENCIÓN DE FURFURAL.
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Objetivo
Aislar un artefacto químico de importancia industrial y caracterizarlo mediante una
prueba de identificación específica.
Reacción
O
HO
OH
O
HO
O
OH
O
HO
O
OH
O
HO
O
OH
OH
HO
n
H2SO4
O
HO OH
OH
OH
H2SO4
O
H
O
Pentosano Ribulosa Furfural
Material y reactivos
1 matraz bola de 125 mL
1 refrigerante de agua con
mangueras
1 cabeza de destilación con tapón de
hule en el sitio donde va el
termómetro
1 embudo de separación
1 vaso de precipitados de 100 mL
1 probeta graduada de 25 mL
1 embudo de vidrio de tallo corto
1 recipiente de peltre
1 embudo Büchner con empaque
1 matraz kitasato de 250 mL con
manguera
1 matraz Erlenmeyer de 125 mL
1 agitador de vidrio
1 pipeta graduada de 10 mL
1 espátula
1 parrilla de calentamiento
2 pinzas de tres dedos
Rotavapor
Cáscaras de cacahuate
Cloruro de sodio
Carbonato de sodio


11
Ácido sulfúrico
Acetato de etilo
Sulfato de sodio
Dinitrofenilhidrazina
Metanol
Método
En un matraz de bola coloca 7.5 g de
cáscaras de cacahuate divididas en
pedazos pequeños y 40 mL de ácido
sulfúrico al 10 % en volumen. Adapta el
refrigerante en posición de destilación y
calienta la mezcla para mantener una
destilación lenta. Colecta 25 mL de
destilado, neutralízalo con carbonato de
sodio, satúralo con cloruro de sodio y
extráelo con acetato de etilo (3 x 15
mL). Colecta los extractos y sécalos
con sulfato de sodio anhidro. Decanta
el residuo sólido y remueve con el
rotavapor el disolvente a sequedad.
Somete entonces al residuo a una
prueba con el reactivo de 2,4-dinitrofenilhidrazina para caracterizarlo.
Prueba de 2,4-dinitrofenilhidrazina para identificación de aldehídos.
ENSAYO.
En un vaso de precipitados de 100 mL adiciona una punta de espátula de
2,4-dinitrofenilhidrazina (con guantes), 5 mL de metanol y, cuidadosamente,
3 gotas de ácido sulfúrico hasta que se disuelva el sólido (puedes adicionar
más si es necesario. CUIDADO: la adición de ácido sulfúrico está
acompañada de una emisión considerable de calor. Una vez preparada esta
solución, vierte unas gotas sobre el resíduo que salió del rotavapor. La
O
O
H
H2N
H
N
NO2
NO2
+ H
O
N
H
N
H NO2
NO2
+ H2O
Furfural 2,4-dinitrofenilhidrazina 2,4-dinitrofenilhidrazona del furfural
LOS PENTOSANOS SE HALLAN PRESENTES EN LA
CASCARILLA DE TRIGO, O SALVADO. LA PALABRA
FURFURAL PROVIENE DEL LATÍN FURFUR, QUE
QUIERE DECIR JUSTAMENTE “SALVADO”. TAMBIÉN
SE HALLAN PRESENTES EN LA CÁSCARA EXTERIOR
DEL CACAHUATE (Arachis hypogaea).


12
formación de un precipitado amarillento o naranja es indicativo de que se ha
formado la fenilhidrazona del furfural.
o ¿Cuál es la definición de artefacto en química?
o ¿Cuál es el papel del ácido sulfúrico al 10%?
o ¿Por qué no se emplea ácido sulfúrico concentrado?
o ¿Cuál es el papel del acetato de etilo?
o ¿Cuál es el papel del sulfato de sodio anhidro?
o ¿¿Por qué es necesario secar la fase del acetato de etilo del extracto
antes de evaporarlo en el rotavapor?
o ¿En qué consiste la prueba con 2,4-dinitrofenilhidrazina?


13
MÉXICO
Practica No. 2
Actividad óptica.
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Que el estudiante conozca los principios básicos mediante los cuales opera
un polarímetro para que pueda emplearlos en su trabajo profesional al
trabajar con sustancias quirales.
2 vasos de precipitado de 100 mL
1 varilla de vidrio
1 probeta de 25 mL
1 pipeta de 10 mL
1 espátula
1 polarímetro con celdas
1 flexómetro
Sacarosa
Fructosa
Adiciona a una celda del polarímetro (Figura a) agua destilada, insértala en el aparato,
enciende la lámpara y ajusta a la celda móvil en la posición en la que se permita el
mayor paso luz posible (Figuras b - c). Luego de esto, remueve la celda, desecha el
agua destilada y prepara una solución de 12 g de sacarosa en 25 mL de agua
destilada. Adiciona ésta a la celda limpia, introdúcela nuevamente en el polarímetro y
rota ahora la lente móvil hasta que percibas de nueva cuenta la mayor cantidad de luz
proveniente de la lámpara. Determina


14
sobre la carcasa la distancia L (el arco, Figura d) correspondiente al desplazamiento
que ha sufrido el lente móvil desde la posición que guardaba cuando se hizo la
medición con agua destilada. Al finalizar esta medición, extrae la celda y realiza dos
mediciones más con la solución de azúcar diluida 1:2 y 1:4 (esto es, diluye la solución
de sacarosa a la mitad dos veces). Cada que cambias de solución, asegúrate de lavar
perfectamente con agua destilada la celda.
Determina con la siguiente ecuación la rotación específica 𝛼 !
de la sacarosa.
𝛼 !
=
360° ∙ L
2𝜋 ∙ 𝑟 ∙ 𝑐 ∙ 𝑙
donde L = longitud del arco en mm medido con el flexómetro donde se alcanzó
nuevamente la máxima intensidad de luz; r = radio externo de la sección transversal
del tubo de PVC = 37.5 mm; c = concentración del azúcar, en g/mL; l = longitud de
trayectoria de la celda = 2 dm; T = temperatura a la que fueron hechas las mediciones.
Repite las mediciones anteriores empleando ahora D-fructosa, haciendo uso de una
solución primaria de este compuesto concentración también de 12 g en 25 mL de
agua destilada.
¡ ¿Qué es la rotación especifica?
¡ ¿Qué es α y cual es su diferencia con respesto a 𝛼 !
!
?
¡ ¿Es la rotación específica una propiedad extensiva o intensiva?
¡ ¿Cómo puede diferenciarse un compuesto levógiro de uno dextrógiro?
¡ Desarrolla una explicación acerca del polarímetro y sus partes.
¡ ¿Qué es la luz polarizada en un plano?
¡ ¿Qué tipo de compuestos son los únicos capaces de poseer propiedades
quirópticas, como la rotación específica?
¡ Las soluciones contienen azucares. ¿Pueden desecharse directamente al
drenaje?
Este protocolo fue desarrollado en las por los estudiantes de la carrera de QFBT Adriana
Katushka Ceballos, Luis Escudero, Abigaíl Hernández, Ana Ordaz, Ana Karen Osorio y
Andrés Valdez.


15
MÉXICO
Practica No. 3
Aislamiento de isoprenoides naturales.
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Aislar β-caroteno y licopeno de dos muestras vegetales aprovechándose de las
propiedades físicas de estas sustancias.
• 30 g de muestra vegetal fresca
de zanahoria y jitomate
• 2 matraces Erlenmeyer de 250
mL
• 1 varilla de vidrio
• 1 matraz Kitasato con
manguera
• 1 embudo Büchner con
empaque
• 1 embudo de separación de
250 mL
• 1 embudo de vidrio
• 1 recipiente de peltre
• 1 parrilla
• Capilares
• Cromatoplacas
• 1 frascos para cromatografía
• 1 bisturí
• 1 soporte universal
• 1 pinza de tres dedos con nuez
• 1 rotavapor
• 1 regla
• 1 lápiz
• Etanol
• Diclorometano
• Hexano
• Acetato de etilo
• Sulfato de sodio anhidro
• Cloruro de sodio
• Algodón
• Papel filtro


16
En sendos matraces erlenmeyer secos de 250 mL coloca 30 g. de tejido
fresco de zanahoria y de jitomate finamente divididos. Añade un volumen
suficiente de etanol al 95% para cubrir la muestra y calienta a ebullición en baño
maría durante 5 minutos. Filtra en caliente con un algodón, procurando que la
masa semisólida quede libre del disolvente. Con este tratamiento lograrás que la
muestra se deshidrate.
Coloca la masa semisólida en otro matraz Erlenmeyer de 250 mL y adiciona
el volumen suficiente de diclorometano en una campana de extracción para
cubrirla. Agita con una varilla de vidrio hasta que el disolvente extraiga los
carotenoides y a continuación filtra en un embudo de vidrio. Adiciona al filtrado
sulfato de sodio para retirar la turbidez hasta donde sea posible (la turbidez puede
persistir debido a la presencia de sales) y concéntrala al vacío en un rotavapor
hasta un volumen aproximado de 5 mL. Corre una placa cromatográfica en capa
delgada para ambas sustancias empleando una mezcla de acetato de etilo al 5 %
en hexano.
Extracto de b-caroteno en CH2Cl2. Extracto de licopeno en CH2Cl2.
¡ ¿Qué es un lípido?
¡ ¿Por qué razón el β-caroteno y el licopeno no se disuelven en etanol
apreciablemente?
¡ ¿De qué manera podrías caracterizar a ambas sustancias?
¡ ¿Por qué evaporas el disolvente en el rotavapor?


17
MÉXICO
Practica No. 4
SÍNTESIS DE PAAL-KNORR.
OBTENCIÓN DE 1-FENIL-2,5-DIMETILPIRROL.
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Sintetizar un compuesto precursor de sustancias con propiedades antiulcerosas
empleando una de las síntesis clásicas de compuestos orgánicos heteocíclicos.
O O
NH2
EtOH
H
N
1-fenil-2,5-dimetilpirrol
1 refrigerante
1 espátula
1 barra de agitación magnética
1 varilla de vidrio
1 probeta de 25 mL
1 matraz Kitasato con manguera.
1.6 mL de anilina
2 mL de acetonilacetona
3.6 mL de ácido clorhídrico
15 mL de etanol


18
En un matraz bola de 50
mL coloca 1.6 mL (1.586 g)
de anilina, 2 mL (1.946 g)
de acetonilacetona, dos go-
tas de ácido clorhídrico con-
centrado, 15 mL de etanol y
un agitador magnético. Ca-
lienta a reflujo durante 1 ho-
ra y, a continuación, vierte
la mezcla de reacción ca-
liente en un matraz que
contenga 50 mL de agua y
3 mL de ácido clorhídrico
concentrado. Aísla el pro-
ducto por filtración y lava
con agua (aproximada-
mente 50 mL). Purifica el
producto mediante recrista-
lización por par de disuel-
ventes (etanol-agua), séca-
lo al vacío, determina punto
de fusión (descrito = 50 °C)
y rendimiento.
o ¿Cuál es el papel de la anilina?
o ¿Cuál es el papel de la acetonilacetona?
o ¿Cuál es el papel de las gotas de ácido clorhídrico que se agregan a la
reacción?
o ¿Qué función tiene la mezcla de 50 mL de agua y 3 mL de ácido clorhídrico
sobre la que se vierte la mezcla de reacción?
o Describe las etapas que debes llevar a cabo para realizar una
recristalización por par de disolventes.
EN EL VOLUMEN DE 1884 DE LA PRESTIGIOSA REVISTA BERICHTE DER
DEUTSCHEN CHEMISCHEN GESELLSCHAFT CARL PAAL PUBLICÓ SU
TRABAJO ACERCA DE LA SÍNTESIS DE COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS DE
CINCO MIEMBROS. SÓLO 107 PÁGINAS DESPUÉS, EN ESE MISMO VOLUMEN,
LUDWIG KNORR (EN LA FOTO) HIZO LO PROPIO DE MANERA INDEPENDIENTE.
LA HISTORIA TERMINARÍA POR LLAMAR A ESTE MÉTODO COMO “SÍNTESIS DE
PAAL-KNORR”.


19
N
H
NH2
O+ EtOH, H+
(cat.)
N
H
N
1) ZnCl2, 130-140 °C
2) CH3CO2H
3) H2O
N
H
2-fenilindol

MÉXICO
Practica No. 5
SÍNTESIS DE FISCHER DE INDOLES
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Sintetizar mediante un método clásico un compuesto heterocíclico representativo
de las sustancias con gran importancia en la fisiología celular.
2 pipetas de 5 mL
1 termómetro de – 10 a 400 °C
1 probeta de 25 mL
1 pinza de tres dedos con nuez
1 matraz Kitasato de 250 mL con
manguera
1 vidrio de reloj
1 embudo de separación
4 vasos de precipitado de 100 mL
1 soporte universal
1 espátula
5 g de cloruro de zinc anhidro
50 mL de etanol
16 mL de ácido acético
1.65 mL de fenilhidrazina
1.9 mL de acetofenona


20
En un matraz Erlenmeyer
de 50 mL coloca 1.9 mL (2
g) de acetofenona, 1.65 mL
(1.8 g) de fenilhidrazina, 6
mL de etanol y tres gotas
de ácido acético. Mezcla
homogéneamente y calien-
ta las sustancias en baño
maría a 60 °C durante 5
minutos. Deja enfriar la
mezcla de reacción, filtra el
precipitado y lávalo con
etanol frío. Este producto es
la fenilhidrazona de la
acetofenona. Coloca a
continuación este interme-
diario en un matraz de 50
mL, adiciona 5 g de cloruro
de zinc anhidro y calienta la
mezcla de reacción con
parrilla eléctrica entre 130-
140 °C durante 10 minutos
(la reacción es exotérmica).
Enfríala un poco y adiciona
15 mL de ácido acético
glacial. Después calienta
nuevamente hasta disolver
el producto, deja enfriar un poco y adiciona lentamente 20 mL de agua. Separa el
producto por filtración al vacío y lávalo con un poco de agua; recristalízalo por par
de disolventes de etanol-agua. Determina punto de fusión del producto (el descrito
es 188-189 °C) y el rendimiento.
o ¿Cuál es el papel de la acetofenona?
o ¿Cuál es el papel de la fenilhidrazina?
o ¿Cuál es el papel de las gotas de ácido acético y del etanol en la primera
parte de esta práctica?
o ¿Cuál es la estructura del sólido intermediario formado después del
calentamiento que se señala debe tener lugar a 60 °C?
o ¿Cuál es el objeto del lavado con etanol de este mismo intermediario?
EN 1875, A LA EDAD DE 23 AÑOS, HERMANN EMIL FISCHER DESCUBRIÓ LA
FENILHIDRAZINA, SUSTANCIA TÓXICA A PARTIR DE LA CUAL SE PREPARAN
ALGUNOS DERIVADOS IMPORTANTES DE ALDEHIDOS Y CETONAS COMO LAS
FENILHIDRAZONAS Y LAS OSAZONAS. OCHO AÑOS MÁS TARDE, FISCHER
REPORTÓ LA SÍNTESIS DE INDOLES QUE HOY LLEVA SU NOMBRE EMPLEANDO
ESTA MISMA SUSTANCIA. ESTE INCANSABLE INVESTIGADOR FUE ADEMÁS UN
NOTABLE FORMADOR DE RECURSOS HUMANOS DE ÉLITE: BASTE DECIR QUE
UNO DE SUS ESTUDIANTES DE DOCTORADO NADA MENOS QUE LUDWIG KNORR.


21
o ¿Cuál es el papel del cloruro de zinc?
o ¿Cuál es el objeto de calentar el sólido de la primera parte con cloruro de
zinc a 130-140 °C?
o ¿Cuál es el objeto de disolver el producto formado en el calentamiento a
muy alta temperatura en ácido acético?
o ¿Para qué se adiciona agua en la última etapa del proceso?
o Describe todas las etapas de la recristalización por par de disolventes.


22
MÉXICO
Practica No. 6
SÍNTESIS DE HANTZSCH DE 2,4-
DIHIDROPIRIDINAS. OBTENCIÓN DE 3,5-
DICARBETOXI-4-FENIL-2,6-DIMETIL-1,4-
DIHIDROPIRIDINA
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Sintetizar un compuesto análogo a la nifedipina, bloqueador de canales de calcio
usado en medicina para el alivio de la angina de pecho y de la hipertensión
arterial.
HO
O
EtO
O
O
OEt
O
NH3
+ reflujo
N
H
OEt
O
EtO
O
3,5-dicarbetoxi-4-
fenil-2,6-dimetil-1,4-
dihidropiridina
3 pipetas graduadas de 2 mL
1 refrigerante con mangueras
1 parrilla de calentamiento con
agitación
1 embudo Büchner
1 matraz Kitasato con manguera para
vacío


23
1 soporte universal
2 pinzas de tres dedos con nuez
3.2 mL de acetoacetato de etilo
1.34 mL de benzaldehído
5 mL de hidróxido de amonio
50 mL de etanol
Coloca en un matraz de 50
mL 3.2 mL de acetoacetato
de etilo, 1.34 mL de benzal-
dehído y 5 mL de hidróxido
de amonio concentrado.
Calienta la mezcla de reac-
ción durante 45 minutos con
agitación, dentro de los cua-
les debe irse desarrollando
una coloración amarilla. Al
término de este tiempo
permite que el sistema se
enfríe, trátalo con 2 mL de
ácido clorhídrico concentra-
do (precaución: hazlo en la
campana porque se desa-
rrollará una apreciable can-
tidad de humos), adiciona
agua hasta la mitad del ma-
traz y cuidadosamente de-
canta la solución sobrena-
dante, la cual debe poseer
un pH ácido. El sólido
amarillo del producto debe
permanecer apelmazado en
el fondo del matraz. Allí
mismo recristalízalo de
etanol/agua.
o ¿Cuál es el papel del acetoacetato de etilo?
o ¿Cuál es el papel del benzaldehido?
o ¿Cuál es el papel del hidróxido de amonio?
o ¿Cuál es el papel del ácido clorhídrico?
N
H

N
S

N
H

NN
N NH
NH2
ARTHUR RUDOLF HANTZSCH (1857-1935) FUE UNO DE LOS MÁS PROLÍFICOS
QUÍMICOS HETEROCÍCLICOS DE LA HISTORIA: ADEMÁS DE SU CELEBÉRRIMO
MÉTODO PARA OBTENER 1,4-DIHIDROPIRIDINAS (PUBLICADO EN 1882 EN LA
REVISTA ANNALEN), HANTZSCH DESARROLLÓ TAMBIÉN MÉTODOS DE
SÍNTESIS QUE TAMBIÉN LLEVAN SU NOMBRE PARA TIAZOLES (1889),
PIRROLES (1890) Y 5-AMINOTETRAZOLES (1901).


24
o ¿De qué son los humos que se generan al adicionar ácido clorhídrico al
matraz de reacción?


25
MÉXICO
Practica No. 7
AISLAMIENTO DE NICOTINA.
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Llevar a cabo el aislamiento de un alcaloide haciendo uso de la técnica de extracción
selectiva y caracterizarlo por medio de un derivado.

N
H
N
H CH3
O2C
CO2
OH
NaOH
N
N
CH3
2 ácido pícrico N
H
N
H CH3
O2N
NO2
NO2
O
O2N
NO2
NO2
O
Dipicrato de nicotinio
NaO2C
CO2Na
OH
Malato de
nicotinio
Malato de sodio
Nicotina
1 probeta de 25 mL
1 espátula
1 varilla de vidrio
1 embudo Büchner con empaque de hule
vacío
1 embudo de separación de 50 mL
15 mL de éter
1.25 g de hidróxido de sodio
2 g de tabaco molido
2 g de cloruro de sodio
0.5 g de ácido pícrico
2 mL de metanol


26
En un vaso de
precipitados de
50 mL coloca 2 g
de tabaco de
cigarros y 25 mL
de una solución
acuosa de
hidróxido de
sodio al 5% (1.25
g de esta
sustancia y agua
cbp 25 mL).
Agita la mezcla
con una varilla
de vidrio durante
15 minutos, fíltra-
la rápidamente al
vacío utilizando
papel filtro de
poro grande
humedecido y
lava con 7 mL
más de agua.
Transfiere el
filtrado a un
embudo de
separación,
adiciona cloruro
de sodio hasta
saturación y
extrae la fase
acuosa con tres
porciones de éter
de 5 mL cada una. Desecha la fase acuosa en la tarja y evapora cuidadosamente en la
campana el disolvente con la parrilla de calentamiento adicionando una perla de
ebullición. Añade al residuo 1 mL de agua y 2 mL de metanol, mezcla homogéneamente y
decanta cualquier residuo insoluble. Añade al filtrado una solución saturada de ácido
pícrico (1 a 2 mL). Si se extrajo la nicotina, se formará inmediatamente un sólido de color
amarillo correspondiente con el dipicrato de nicotinio.
o ¿Cuál es el papel del hidróxido de sodio?
o ¿Cuál es el papel del cloruro de sodio?
o ¿Cuál es el papel del metanol?
LOS ALCALOIDES COMPRENDEN UN NUMEROSO GRUPO DE PRODUCTOS NATURALES
CARACTERIZADOS POR LA PRESENCIA DE UNO O VARIOS ÁTOMOS DE NITRÓGENO EN SUS
MOLÉCULAS, LOS CUALES SON SUSCEPTIBLES DE SER PROTONADOS. UNO DE ELLOS ES LA
NICOTINA, UN POTENTE VENENO USADO EN FUMIGACIÓN DE INVERNADEROS Y UN ESTIMULANTE
EN BAJAS CONCENTRACIONES QUE LA CONVIERTE EN UNO DE LOS PRINCIPALES FACTORES DE
ADICCIÓN AL CIGARRO. ESTE COMPUESTO ABUNDA EN LAS HOJAS DEL TABACO, NICOTIANA
TABACUM, CUYA PRODUCCIÓN MUNDIAL FUE ESTIMADA POR LA FAO PARA 2010 EN 7.1
MILLONES DE TONELADAS.


27
o ¿Cuál es el papel del ácido pícrico?
o ¿Es la nicotina un artefacto? Explica.
o ¿Por qué la nicotina es considerada un alcaloide?


28
MÉXICO
Practica No. 8
Condensación de von Pechmann. Síntesis de
β-metilumbeliferona.
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Que el estudiante obtenga un compuesto derivado de las cumarinas, usadas
mucho como anticoagulantes y, por ende, como raticidas.

HO OH
O
O OEt
+ H
OHO O
β-metilumbeliferona
2 matraces Erlenmeyer de 50 mL
manguera para vacío
1 embudo Büchner con empaque de
hule
1 probeta de 25 mL
1 termómetro de -10 a 400 °C
1 vidrio de reloj
1 espátula
3.9 mL de acetoacetaio de etilo
3.3 g de resorcinol
50 mL de etanol


29
En un matraz Erlenmeyer de 125 mL prepara una solución de 3.3 g de resorcinol en
3.9 mL de acetoacetato de etilo. Estando en agitación el sistema adiciona 8 mL de
ácido clorhídrico concentrado y calienta la mezcla de reacción a 30 °C durante 20
minutos. Al término de este tiempo deja caer la mezcla de reacción sobre en chorro
fino sobre 100 mL de agua helada agitando constantemente con una varilla de vidrio.
Separa el sólido por filtración al vacío y lava con agua (50 mL). Recristaliza el
producto crudo de etanol-agua, determina punto de fusión y rendimiento.
o ¿Cuál es el papel del resorcinol?
o ¿Cuál es el papel del ácido acético?


30
MÉXICO
Practica No. 9
SÍNTESIS DE PHILLIPS. OBTENCIÓN DE
2-METILBENCIMIDAZOL
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Obtener un derivado del sistema del bencimidazol, presente en diversos medicamentos
empleados contra las parasitosis.
NH2
NH2
CH3
HO
O
+
1) HCl
2) NH3 ac.
N
H
N
CH3
1 refrigerante de agua con mangueras
1 probeta de 25 mL
1 espátula
1 vidrio de reloj
manguera para vacío
1.1 g de o-fenilendiamina
2.8 mL de ácido acético
1.7 mL de ácido clorhídrico.


31
En un matraz de 50 mL coloca 1.1 g de o-fenilendiamina, 2.8 mL de ácido acético y
una solución preparada previamente de 1.7 mL de ácido clorhídrico y agua c.b.p. 5
mL. Mezcla homogéneamente, conecta el refrigerante de agua en posición de reflujo
y calienta
durante 1 hora.
Después de
enfriar a tempe-
ratura ambiente
añade dentro de
la campana, len-
tamente y con
agitación, hidró-
xido de amonio
concentrado
hasta que el pro-
ducto precipite
por completo.
Elimina los hu-
mos de cloruro
de amonio que
se forman so-
plando a través
de una pipeta
con la ayuda de
una propipeta
dentro de la
campana. Sepa-
ra el sólido por
filtración al vacío y lávalo tres veces con agua. El punto de fusión del producto es de
176 °C.
o ¿Cuál es el papel de la o-fenilendiamina?
o ¿Cuál es el papel del hidróxido de amonio?
EN LA HISTORIA DE LA QUÍMICA LA MUJER HA DESEMPEÑADO UN PAPEL DESTACADO, NO
OBSTANTE DURANTE MUCHO TIEMPO FUE LIMITADO Y POCO RECONOCIDO DEBIDO A VIEJOS
PREJUICIOS. CON TODO, PUEDEN CITARSE MUCHOS NOMBRES DE DESTACADAS MUJERES CUYA
LABOR HA INFLUÍDO PROFUNDA Y DEFINITIVAMENTE DENTRO DEL DESARROLLO DE ESTA CIENCIA.
PUEDE MENCIONARSE POR EJEMPLO A ROSALIND ELSIE FRANKLIN, CON UNA LABOR MUY
DESTACADA EN LA COMPRENSIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL ADN; MARIA SKLODOWSKA CURIE,
CUYA LABOR CIENTÍFICA ES HARTO CONOCIDA; DOROTHY CROWFOOT HODGKIN, CUYOS
ESTÚDIOS CRISTALOGRÁFICOS DE LA ESTRUCTURA DE BIOMOLÉCULAS LE MERECIERON UN
PREMIO NOBEL, ETC. CON RESPECTO A NUESTRO CURSO, LA PRESENTE PRÁCTICA ES UNO DE
ESOS RARÍSIMOS EJEMPLOS (SI NO ES QUE EL ÚNICO) EN DONDE EL NOMBRE QUE LLEVA UNA
REACCIÓN ES EL DE UNA MUJER: LA BRITÂNICA MARGARET PHILLIPS


32
MÉXICO
Practica No.10
OBTENCIÓN DE 5,5-DIFENILHIDANTOÍNA.
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Obtener una sustancia usada contra la epilepsia que forma parte del cuadro básico
de medicamentos.

HO
O
OH
H2N
H2N
O
O
O O
N
H
H
N
O
O
5,5-difenilhidantoina
1 probeta de 25 mL
1 pipeta de 10 mL
1 espátula
vacío
1 embudo Büchner con empaque para
vacío
agitación magnética
1 barra magnética de agitación
1 vidrio de reloj
2.2 g de ácido bencílico
1.2 g de urea


33
50 mL de etanol
2.1 mL de anhídrido acético
20 mL de una solución de hidróxido de
sodio al10 %
En un matraz de 50
mL coloca 2.29 g de
ácido bencílico, 1.2 g
de urea seca y 2.1 mL
de anhídrido acético.
Adapta un refrigerante
de agua en posición
de reflujo y calienta
durante 90 minutos (si
se seca, adiciona un
poco de anhídrido
acético). A continua-
ción, permite que el
sistema se enfríe a
temperatura ambiente
y adiciona entonces
una solución de
hidróxido de sodio al
10 % hasta disolución
del sólido formado;
filtra cualquier residuo
sólido y trata al filtrado
cuidadosamente con ácido clorhídrico concentrado en la campana hasta
precipitación completa del producto. Separa el sólido por filtración al vacío y lávalo
con tres veces con 10 mL de agua fría cada vez. Recristaliza de etanol y determina
el rendimiento.
o ¿Cuál es el papel del ácido bencílico?
o ¿Cuál es el papel de la urea?
o ¿Cuál es el papel del anhídrido acético?
o ¿Para qué se adiciona la solución de hidróxido de sodio al 10%?
o ¿Para qué se adiciona la solución de ácido clorhídrico?
LA EPILEPSIA ES UNO O VARIOS TRASTORNOS NEUROLÓGICOS QUE DEJAN UNA
PREDISPOSICIÓN EN EL CEREBRO PARA GENERAR CONVULSIONES RECURRENTES. UNA
CONVULSIÓN O CRISIS EPILÉPTICA ES UN EVENTO SÚBITO Y DE CORTA DURACIÓN
CARACTERIZADO POR UNA ANORMAL Y EXCESIVA ACTIVIDAD NEURONAL EN EL CEREBRO.
LAS CRISIS EPILÉPTICAS SUELEN SER TRANSITORIAS, CON O SIN DISMINUCIÓN DEL NIVEL
DE CONCIENCIA. SON DIVERSOS LOS COMPUESTOS QUE SE ADMINISTRAN PARA EL BUEN
MANEJO DE ESTE PADECIMIENTO, COMO LAS BENZODIACEPINAS Y LA FENITOINA, A LA QUE
SE LE CONOCE TAMBIÉN COMO 5,5-DIFENILHIDANTOÍNA.


34
MÉXICO
Practica No.11
SÍNTESIS DE BIGINELLI. OBTENCIÓN DE
5-CARBETOXI-4-FENIL-6-METIL-1,2,3,4-
TETRAHIDROPIRIMIDIN-2-ONA
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Sintetizar uno de los sistemas más importantes para los seres vivos: el de la
pirimidina, presente en moléculas de primera importancia como el ADN y el ARN.
NH2
OH2N
OH
O
O
EtO
H , EtOH
N
H
NHEtO
O
O
5-carbetoxi-4-fenil-6-metil-
1,2,3,4-tetrahidropirimidin-
2-ona
1 barra de agitación
1 espátula
1 embudo Buchner con empaque de
hule
1 matraz Kitasato con manguera
2 pinzas de tres dedos con nuez
1 soporte universal
20 mL de etanol
1.3 mL de benzaldehído
2.42 mL de acetoacetato de etilo


35
0.75 g de urea 3 gotas de ácido clorhídrico
Adiciona a un matraz de 50 mL con agitación 5 mL de etanol. 1.3 mL benzaldehído,
2.4 mL de acetoacetato de etilo, 0.75 g de urea y 3 gotas de ácido clorhídrico
concentrado. Coloca un refrigerante en posición de reflujo y calienta la mezcla de
reacción durante 1 hora. Terminado este tiempo enfría en baño de hielo y separa por
filtración al vacío los cristales del producto, los que deberán ser lavados con tres
porciones de 5 mL de etanol frío. Seca, pesa el producto (p. f. = 200 °C) y calcula el
rendimiento.
o ¿Cuál es el papel del etanol?
o ¿Cuál es el papel del benzaldehido?
o ¿Cuál es el papel de la urea?


36
MÉXICO
Practica No.12
OBTENCIÓN DE BENZOTRIAZOL
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Preparar uno de los reactivos más versátiles que hay en la química orgánica
heterocíclica.
NH2
NH2
NaNO2
CH3CO2H/H2O
N
H
N
N
Benzotriazol
pequeña
1 espátula
hule
manguera
1 varilla de vidrio
1 termómetro de 0 a 100 °C
1.2 mL de ácido acético
0.75 g de nitrito de sodio
1 g de carbón activado


37
Disuelve 1.08 g de o-
fenilendiamina en una
mezcla de 1.2 mL de ácido
acético y 3 mL de agua
contenidos en un vaso de
precipitados de 50 mL.
Calienta un poco si es
necesario. Enfría la
solución a 15 °C y, con
agitación, adiciona una
solución de 0.75 g de nitrito
de sodio en 1.5 mL de
agua en una sola porción.
La mezcla de reacción
comenzará entonces a
calentarse hasta alcanzar
los 85 °C, pasando de una
coloración roja oscura a
una café. Agita 15 minutos
más a partir del cambio de
coloración y, cuando la
temperatura haya alcanza-
do los 40 °C, enfría
exteriormente con un baño
de hielo-agua por 30
minutos. Colecta mediante
filtración al vacío el sólido
café pálido recién formado,
lávalo tres veces con 3 mL
de agua helada y recristaliza al producto de agua.
o ¿Cuál es el papel del nitrito de sodio?
INDUDABLEMENTE ALAN R. KATRITZKY (1928-2014) FUE EL QUÍMICO
HETEROCÍCLICO MÁS DISTINGUIDO DEL SIGLO XX Y DEL PRIMER DECENIO DEL
XXI. UNO DE LOS COMPUESTOS A LOS QUE DEDICÓ MUCHO DE SU TIEMPO FUE EL
BENZOTRIAZOL, PARA EL QUE DESARROLLÓ UNA GRAN CANTIDAD DE
APLICACIONES SINTÉTICAS. LAS DISERTACIONES EN LAS QUE COMPARTÍA MUY
ANIMOSAMENTE LAS BONDADES DE ESTA SUSTANCIA LE DABAN PARA ACUÑAR
PARA ELLAS TÍTULOS A VECES DESCONCERTANTES. UN EJEMPLO FUE LA DE
AVENTURAS CON EL BENZOTRIAZOL


38
MÉXICO
Practica No.13
OBTENCIÓN DE 2,3-DIFENILQUINOXALINA
Carrera: Químico
Farmacéutico
Biotecnólogo
Construir el sistema heterocíclico de la quinoxalina, presente en sustancias como la
equinomicina, un intercalador de ADN de gran interés debido a sus potentes
actvidades antibacteriales, anticancerígenas, and antivirales.
NH2
NH2
EtOH
2,3-difenilquinoxalina
O
O N
N
+
agitación
1 agitador magnético
1 espátula
hule
manguera
1 pipeta de 5 mL
1.05 g de bencilo
8 mL de etanol


39
En un vaso de precipitados de 100 mL se disuelven en caliente 1.05 g de bencilo en
4 mL de etanol. A esta solución caliente se le adiciona otra de 0.55 g de o-
fenilendiamina en 4 mL de etanol. Calienta la mezcla de reacción en un baño maría
durante 30 minutos, adiciona agua hasta que una pequeña turbidez persista y a
continuación permite que la mezcla de reacción se enfríe. Filtra y recristaliza
empleando el sistema etanol-agua. El p. f. del producto descrito es de 125 °C.
LA IMPRESIONANTE ESTRUCTURA POLIPEPTÍDICA DE LA EQUINOMICINA SUPONE UN RETO QUE ESCAPA DE LAS POSIBILIDADES
DE LA SÍNTESIS ORGÁNICA, AL MENOS PARA EFECTOS DE SU COMERCIALIZACIÓN. ES EN ESTE PUNTO DONDE INTERVIENE LA
BIOTECNOLOGÍA: ESTE COMPUESTO SE OBTIENE POR BIOSÍNTESIS.
o ¿Cuál es el papel del bencilo?
o ¿Cuál es el papel del etanol?

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