PRÁCTICA N°1: Obtención de Pirroles

Obtención del 1-fenil-2,5-dimetilpirrol

OBJETIVO

Se obtendrá a partir del estudio de la reacción de Paal-Knor el 1-fenil-2,5-dimetilpirrol a través de una reacción de condensación entre un compuesto 1,4-dicarbonílico y la anilina (o derivados de la misma) utilizando el método de reflujo.

ANTECEDENTES

El pirrol es una estructura carbonada que forma un heterociclo al unir un nitrógeno dentro de la cadena de cinco miembros (cuatro carbonos y un nitrógeno), que cuando no está sustituido se comporta como un ácido de fortaleza similar a los alcoholes. Tiene características aromáticas, su basicidad es bastante baja comparada con otros heterociclos nitrógenos, ya que el par de electrones del nitrógeno se deslocaliza y no es cedido como sucede con las otras moléculas que presentan mayor basicidad.

El pirrol es una sal importante en la industria farmacéutica, el N-metilpirrol es un precursor del ácido N-metilpirrolcarboxílico, el cual se usa como precursor en la industria farmacéutica. Un ejemplo de un pirrol de utilidad en la industria alimentaria es el 2-acetil-pirrol que da sabor a nuez, el regaliz, la levadura en el pan, avellanas, tostado. Forma parte del grupo HEMO de la hemoglobina.

Algunos métodos de obtención de pirroles son los siguientes:

- La acetonilacetona se obtiene por hidrólisis alcalina del 2,3-diacetilsuccinato de dietilo y calentamiento del ácido libre (ruptura cetónica).

- La síntesis de Hantzsch es menos aplicable, requiere de la combinación de un β-cetoéster con una α-clorocetona en presencia de amoníaco o de una amina primaria alifática.

- Síntesis de Paal-Knor: Procedimiento general por medio del cual se calienta un compuesto 1,4-dicarbonílico enolizable con un agente deshidratante (H2SO4) o bien, con amoniaco o una amina primaria.

- Síntesis de Knor: se caracteriza porque se producen pirroles con altos rendimientos que consiste en la condensación de una alfa amino cetona o alfa-amino-beta-cetoester con una cetona o un cetoester en presencia de reactivos como ácido acético.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

El producto que se obtuvo fue sólido de color beige claro, casi blanco, lo que es característico de este pirrol, con un olor suave a naranja

Peso final de la muestra (1-fenil-2,5 dimetilpirrol)= 0.9878g

Punto de fusión experimental de 49°C.

Punto de fusión teórico: 50-51°C

REACCIÓN Y RENDIMIENTO

Basándonos en las leyes de la química en la cual se enuncia que el reactivo en menor cantidad es el que limita la reacción, para el cálculo del rendimiento partimos de la hexanodiona, ya que este es el que se encuentra en menor proporción:

1mL de 2,5 hexanodiona [ 0.974 g de2,5hexanodiona1mLde2,5hexanodiona ] [ 1mol de2,5hexanodiona114.14 gde2,5hexanodiona ]

[ 1molde pirrol1molde 2,5hexanodiona ] [ 171.13g de pirrol1molde pirrol ] = 1.46g depirrol → valor teórico

1.46g de pirrol → 100%0.9878g de pirrol → X= 67.65%

Por lo tanto el rendimiento que se obtuvo durante esta práctica fue de 67.65%

MECANISMO

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Esta práctica se realizó mediante la condensación de un compuesto1,4-dicarbonílico (1mL de 2,5 hexaodiona) y anilina (0.78mL), por el método de reflujo, utilizando como disolvente 2mL de etanol y una gota de HCl concentrado, aplicando calor, donde el medio ácido funciona como catalizador promoviendo la protonación de la molécula del compuesto dicarbonílico y con ello a deshidratación. Durante los 20 minutos del reflujo, se pudo observar, un cambio de color de la solución a anaranjado, lo que indica que la

reacción se está llevando a cabo. Después del reflujo, se le agrego agua acidulada a la solución con HCl para neutralizar un posible exceso de anilina, formándose así un precipitado, que indica la formación de cristales de pirrol, ya filtrado el precipitado, se realizó una recristalización con par de disolventes (etanol-agua) para purificar el producto, obteniendo un puno de fusión experimental de 49°C, muy cercano al teórico, por lo que se puede deducir que si se logró obtener el pirrol; sin embargo, el rendimiento de la reacción resultó un poco bajo ( 67.65%), lo que pudo deberse a que los 20 minutos de reflujo, no fueron suficientes, para que reaccionen por completo los reactivos o simplemente se debió a una incorrecta manipulación del material durante la recristalización o al filtrar.

CONCLUSIÓN

Se logró obtener el producto esperado (1-fenil-2,5-dimetilpirrol) con un rendimiento del 67.65%, utilizando el método de reflujo, por medio de la síntesis de Paal-Knorr, partiendo de un compuesto dicarbonílico enolizable que se trata con el derivado de una amina; donde el compuesto dicarbonílico sufre una condensación con la amina primaria para obtener el pirrol; basándonos en el punto de fusión experimental de 49° que es muy cercano al teórico

BIBLIOGRAFÍA

1.R.M. ACHESON, Química heterocíclica, México, Publicaciones cultural, S.A. 1981, p.p120-122

2.http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/REACCIONESFURANO,PIRROLYTIOFENO_10845.pdf, domingo 26 de agosto de 2013, 9:32 pm

3. Paquette, L. A.; Fundamentos de Química Heterocíclica, Editorial Limusa, México, 1987, p.p 119-120.

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