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PRÁCTICAS INTEGRADAS
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Paloma Ballesteros García
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Rosa M.a Claramunt Vallespí
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Amelia García Fraile
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ISBN 84-362-4901-1 S Concepción López García
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D Dionisia Sanz del Castillo
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9788436249019 T
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA P UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
Prácticas integradas
de Química Orgánica
Paloma Ballesteros García
M.a del Pilar Cabildo Miranda
Rosa M.a Claramunt Vallespí
Amelia García Fraile
Concepción López García
Dionisia Sanz del Castillo
Enrique Teso Vilar
UNIVERSIDAD
NACIONAL DE
EDUCACIÓN A
DISTANCIA
PRÁCTICAS INTEGRADAS DE QUÍMICA ORGÁNICA
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de los titulares del «Copyright», bajo las sanciones establecidas en las leyes,
la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento,
comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución
de ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo públicos.
© UNIVERSIDAD NACIONAL
DE EDUCACIÓN A DISTANCIA- Madrid, 2014
www.uned.es/publicaciones
© Paloma Ballesteros García, M.adel Pilar Cabildo Miranda,
Rosa M.aClaramunt Vallespí, Amelia García Fraile, Concepción López García,
Dionisia Sanz del Castillo, Enrique Teso Vilar
ISBN electrónico: 978- 84-362-6843-0
Edición digital: febrero de 2014
Índice
Prólogo .............................................................................................. 9
Experimento 1. Síntesis de 1-etoxi-1-ciclohexeno ........................... 11
Experimento 2. Síntesis de 3-nonen-2-ona ...................................... 21
Experimento 3. Síntesis de 2-(2-metil)propilciclopent-2-enona ....... 31
Experimento 4. Síntesis de trans-estilbeno. Reacción de Wittig ...... 41
Experimento 5. Síntesis de 1,2:4,5-di-O-ciclohexiliden-D-fructopira-
nosa ....................................................................... 49
Experimento 6. Síntesis de terc-butilmetilcetona. Transposición pi-
nacolínica ............................................................... 57
Experimento 7. Reacciones de orto-fenilendiamina con acetilace-
tona ....................................................................... 65
Experimento 8. Síntesis de bencimidazol y benzotriazol ................. 75
Experimento 9. Síntesis de 3,5-dimetilpirazol. Reactividad frente a
agentes electrófilos: bromación ............................. 85
Experimento 10. Preparación de 2-fenilindol. Síntesis de Fischer ...... 95
Experimento 11. Síntesis de ácido barbitúrico y derivados ............... 105
Experimento 12. Análisis cualitativo y cuantitativo de una mezcla bi-
naria de compuestos orgánicos por cromatografía
gas-líquido. Identificación de los compuestos me-
diante técnicas espectroscópicas ............................ 115
Experimento 13. Síntesis de alcanfor a partir de canfeno ................. 133
Experimento 14. Resolución de la (±)-feniletilamina ........................ 149
Prólogo
El presente texto titulado Prácticas Integradas de Química Orgánica re-
coge los contenidos relacionados con las prácticas de las asignaturas de
quinto curso (o de segundo ciclo) de la licenciatura en Ciencias Químicas del
área de química orgánica: Síntesis Orgánica, Análisis Orgánicoy Química Or-
gánica Heterocíclica.
Está compuesto por catorce experimentos, en los cuales se han tratado
de integrar los aspectos más relevantes de las tres materias mencionadas en
un intento por mostrar al alumno la complementariedad de las mismas. Así,
en los seis primeros se presentan diferentes métodos de síntesis que per-
miten la creación de nuevos enlaces, carbono-oxígeno en la preparación de
enoléteres en el Experimento 1, carbono-carbono en la obtención de ceto-
nas a,b-insaturadas, en el Experimento 2 mediante condensación aldólica, y
en el Experimento 3 a través de una enamina intermedia. En el Experimen-
to 4 se realiza la síntesis de un alqueno por reacción Wittig.
Un ejemplo de la utilidad de los grupos protectores se presenta en el Ex-
perimento 5 mediante la formación de un acetal cíclico de un hidrato de
carbono con la ciclohexanona. En el Experimento 6 se describe una reacción
de transposición, la pinacolínica.
A continuación, en los experimentos 7 a 11, se presentan diferentes es-
trategias sintéticas que permiten la preparación de compuestos heterocí-
clicos: benzodiazepinas y macroheterociclos (Experimento 7), bencimida-
zoles y benzotriazoles (Experimento 8), pirazoles y su reactividad frente a
electrófilos (Experimento 9), síntesis de Fischer de indoles (Experimento
10) o derivados del ácido barbitúrico (Experimento 11), con buenos rendi-
mientos.
El análisis de los componentes de una mezcla de compuestos orgánicos
mediante cromatografía de gases y su identificación mediante técnicas es-
10
Prólogo
pectroscópicas se aborda en el Experimento 12, estableciendo las pautas ge-
nerales que permitirán con éxito al futuro químico resolver, con la meto-
dología propuesta, problemas similares.
La transformación del canfeno en alcanfor mediante una transposición
de Wagner-Meerwein, constituye un excelente ejemplo de cómo seguir el
curso de una reacción orgánica e identificar los diferentes intermedios (Ex-
perimento 13).
Por último, el Experimento 14 ilustra la separación o resolución de una
mezcla racémica mediante un reactivo ópticamente activo. Se completa
con las medidas de poder rotatorio y determinación del enriquecimiento
enantiomérico.
Con objeto de facilitar su ejecución, todos los experimentos presentan
un desarrollo similar: después de una introducción teórica, se detallan el
material, productos y métodos necesarios, así como el procedimiento ex-
perimental. Se complementa cada práctica con el cálculo de la estequio-
metría de la reacción y rendimientos de los productos formados y la reso-
lución de una serie de cuestiones o ejercicios que permitirán al alumnado
evaluar el grado de aprendizaje en el laboratorio.
Es nuestro deseo que este texto sea una herramienta útil y agradable
para profundizar en el conocimiento de la química orgánica y en la intro-
ducción al trabajo de investigación.
LOS AUTORES
EXPERIMENTO 1
Síntesis de 1-etoxi-1-ciclohexeno
Paloma Ballesteros García
Objetivo general
Sintetizar un enoléter a partir de un acetal por 1,2-eliminación
de etanol con catálisis ácida.
Objetivos específicos
1. Preparar y purificar ciclohexanona dietilacetal*.
2. Estudiar el método de acetalización de una cetona por reacción
con un ortoformiato en medio ácido.
3. Calentar el ciclohexanona dietilacetal con TosOH para transfor-
marlo en 1-etoxi-1-ciclohexeno.
4. Purificar el enoléter por destilación fraccionada.
5. Calcular el rendimiento global obtenido.
Duración del experimento
Diez horas.
* Los términos cetal y hemicetal utilizados para nombrar a los derivados de cetonas
han sido suprimidos por la regla C-331.1 de la IUPAC.
12
Prácticas integradas de Química Orgánica
ESQUEMA
1. Introducción teórica
2. Material y productos
3. Referencias bibliográficas
4. Procedimiento experimental
4.A. Preparación de ciclohexanona dietilacetal
4.B. Preparación de 1-etoxi-1-ciclohexeno
5. Cálculos y resultados
6. Ejercicios
13
Experimento 1. Síntesis de 1-etoxi-1-ciclohexeno
1 Introducción teórica
Los enoléteres son intermedios de síntesis muy versatiles para la for-
mación de enlaces carbono-carbono en posición aa un grupo carbonilo. Su
reactividad está muy relacionada con la de las enaminas y sililenoléteres. La
presencia del grupo alcoxi les confiere un carácter de alquenos nucleófilos
o «ricos en electrones» con capacidad de reaccionar facilmente con elec-
trófilos.
Esta propiedad se ha utilizado para proteger alcoholes, principalmente
en forma de acetales tetrahidropiranílicos, por reacción de los alcoholes con
dihidropirano en presencia de catalizadores ácidos.
También, son capaces de reaccionar con alquenos electrófilos o «defi-
cientes en electrones» para dar reacciones de cicloadición [2+2]. Depen-
diendo del carácter electrófilo de estos últimos, los enoléteres pueden re-
accionar en ausencia o en presencia de catalizadores de Lewis.
