PRÁCTICA 5

“Síntesis de 2,3 Difenilquinoxalina mediante el empleo de microondas.”

OBJETIVOS:

1.- Llevar a cabo una reacción química empleando un horno de microondas convencional como modo de activación alterna, emitiendo el empleo de disolventes.

2.- Sintetizar una quinoxalina, compuesto heterocíclico de seis miembros conteniendo nitrógeno.

MICROONDAS: Forma de energía electromagnéticaubicada en la zona de baja frecuencia del espectroelectromagnético.

CARACTERÍSTICAS: Longitud de onda: 1mm hasta 1m.Frecuencia: 300 hasta 300000 MHz (0.3-300 GHz). Energía de los fotones: Cercana a 1J/mol.

Ubicación del las microondas en el espectro electromagnético.

Migración iónica:Se genera cuando hay iones libres presentes en la disolución. El campo eléctrico genera un movimiento iónico mediante el cual las especies intentan orientarse al cambio del campo eléctrico produciendo un supercalentamiento.

Rotación Molecular:Interacción en la cual las moléculas

polares intentan alinearse sobre sí mismas a medida de que el campo eléctrico de

la radiación cambia .

Las microondas afectan solo los movimientos moleculares:

Dispositivo que a partir de la energía eléctrica y energía electromagnética genera energía en forma de microonda.

MAGNETRON

La componente dieléctrica de la radiación es la responsable del calentamiento dieléctrico de las sustancias, el cual se produce a través de tres mecanismos fundamentales:

•Polarización bipolar•Conducción iónica•Polarización Interfacial

POLARIZACIÓN BIPOLAR

Es la disipación de energía en forma de calor debido a las fricciones que generan los movimientos moleculares , cuando los dipolos permanentes y los inducidos presentes en el material tratan de rotar en el momento de que interaccionan con el campo eléctrico de la radiación.

CALENTAMIENTO DIELÉCTRICO:*Se le denomina al calentamiento por microondas.*Depende de la capacidad de un material específico disolvente o reactivo para absorber la energía del microondas y convertirla en calor.

Calentamiento convencional Vs

Microondas

*Se aceleran el proceso disminuyendo el tiempo de

reacción.

*Favorece a la formación del producto

termodinámico. *El calentamiento por este medio no depende de la conductividad térmica del recipiente que aloja al

reactivo.

*La irradiación incrementará la velocidad aumentando la temperatura, provocando un mayor

número de colisiones efectivas.

*Se considera amigable con el medio ambiente ya que no se emplean disolventes ni catalizadores.

*Favorece el rendimiento de la reacción disminuyendo la formación de productos

secundarios.

*Proporciona la energía necesaria para superar la

barrera requerida para alcanzar la energía de

activación.

*Disminuye el costo de la reacción.

VENTAJAS DE LAS MICROONDAS EN REACCIONES

ORGÁNICAS

REACCIÓN GENERAL

MECANISMO DE REACCIÓN

Quinoxalinas

• Agentes antimicrobianos• Agentes antitumorales• Antiprotozoarios• Insecticidas• Inhibidores en la replicación viral.

CROMATOGRAFÍA

BENCILO (No polar)

FENILENDIAMINA (Polar)

2,3-DIFENILQUINOXALINA (No polar)

PROPIEDADES DE LOS REACTIVOS:BENCILO

Peso molecular 210.23 g/mol

Punto de fusión 94°C

solubilidad 0.5 g/L en agua a 20°C

FENILENDIAMINA

Peso molecular 108 g/mol

Punto de fusión 99-102 °C

solubilidad 54 g/L en agua a 20°C

2,3-DIFENILQUINOXALINA

Peso molecular 282 g/mol

Punto de fusión 112°C

solubilidad Cloruro de metileno

PARTE EXPERIMENTAL

0.74 g (3.5 mmol) BENCILO.

0.38 g (3.5 mmol) 1,2 FENILENDIAMINA.

Pulverizar los dos reactivos.

Deberá ponerse en lamáxima potencia (10)

durante 4 minutos.

Cuando la muestra se ha vuelto liquida, tomar una pequeña muestra y disolverla con 1

ml de acetona.

Disolver por separado con 1 o 2ml de acetona.

BENCILO

FENILENDIAMINA

MUESTRA

Correr la placa en una mezcla de hexano/acetona

Revelar la placa con una lámpara de luz ultravioleta de 254nm.

*Marcar los productos que se revelen por este medio. *

Sumergir la placa en KMnO4 (10 %).

Al enfriarse se forma un sólido color café

Disolver con 10ml de cloruro de metileno

La disolución de cloruro de metileno se decanta para retirar el sulfato de sodio anhidro.

Adicionar a la mezcla de reacción un gramo de sulfato de sodio anhidro.

Destilar cloruro de metileno en baño de agua a 90°C

sólido color café claro

Adicionar 15mL de metanol, disolviendo en baño maría.

Disuelto el sólido adicionar carbón activado y filtrar en caliente.

Recibir filtrado en baño de hielo hasta la aparición de cristales blancos de2,3-difenilquinoxalina.

Filtrar cristales y lavar con 2 porciones de 3ml de metanol frío.

Dejar secar y determinar punto de fusión.

Precaución !!!!

BIBLIOGRAFÍA

• Morales, J. Síntesis de derivados aromáticos y heterocíclicos, Imino funcionalizados, sin disolventes ni catalizadores, empleando microondas como modo de activación alterna. Tesis de MAESTRÍA, ENCB.-IPN, México, 2007.

• Crecente Campo José, “Síntesis orgánica asistida por microondas” Universidad de Santiago de Compostella, 2006.