La reacción de isomerización el ácido málico con ácido fumárico ácido

ISOMERÍA CIS-TRANS (Z -E) CONVERSIÓN DEL ÁCIDO MALEICO A ÁCIDO FUMÁRICO

OBJETIVOS

• Sintetizará ácido maleico y ácido fumárico

• Empleará los fundamentos de estereoisomería en la determinación de ácido maleico y fumárico

• Determinará la isomería configuracional del ácido maleico y fumárico.

• Identificará los ácidos formados.

GENERALIDADES:

En la presente práctica se estudia la reacción de isomerización de ácido maleico a ácido fumárico con el fin de determinar, mediante un diseño de experimentos, las condiciones óptimas de reacción. La reacción es catalizada por un ácido mineral, en este caso el ácido clorhídrico (ver Figura 1). En dicha figura, se representa la configuración espacial de los dos isómeros geométricos del ácido 2-butendioíco, los ya mencionados, ácidos maleico y fumárico.

La fórmula molecular sería la siguiente: C4O4H4 Ácido maleico (isómero cis) Ácido fumárico (isómero trans).

Reacción de isomerización del ácido fumárico a ácido maleico.

De acuerdo con estas dos estructuras diferentes, estos dos compuestos tienen propiedades físicas y químicas muy diferentes. Mientras que el ácido fumárico es un producto normal del metabolismo, el ácido maleico es muy tóxico. Además, se sabe empíricamente que el isómero trans (fumárico) tiene el punto de fusión más elevado, menor solubilidad y mayor estabilidad (Tabla 1). Estas diferentes propiedades permitirán conocer la evolución de la reacción, ya que debido a su insolubilidad, la mayor parte del fumárico formado precipita.

Conocidas las concentraciones iniciales de los reactivos se calculará la cantidad de producto formado (fumárico) y del reactivo sin reaccionar (maleico) con el fin de calcular el rendimiento de la reacción. La cantidad de ácido fumárico producido se calcula por dos métodos distintos.

El primer método consiste en una gravimetría. Mediante centrifugación y decantación se separa el ácido fumárico precipitado de la mezcla final. Por diferencia de pesada se conoce la cantidad de fumárico formado.

Por otro lado, se valora con NaOH la disolución decantada. Conociendo los equivalentes de ácido maleico y HCl antes de la reacción y valorando los equivalentes finales, se obtiene por diferencia el ácido fumárico formado.

Propiedades Ácido maleico (cis) Ácido fumárico (trans)

Punto de fusión 130.5 °C 287°C

Solubilidad acuosa 78.8 g/100g 0.70g/100g

K1K2/10-5 1200, 0.03 93, 2.9

pH disolución 1.4 (0.1 M) 3 (sat. 0.06M)

Cuestionario de prelaboratorio

PRELABORATORIO

1. Investigue los fundamentos de la isomería geométrica.

La isomería cis-trans (o isomería geométrica) es un tipo de estereoisomería de los alquenos y cicloalcanos. Se distingue entre el isómero cis, en el que los sustituyentes están en el mismo lado del doble enlace o en la misma cara del cicloalcano, y el isómero trans, en el que están en el lado opuesto del doble enlace o en caras opuestas del cicloalcano. Se caracteriza en:

• poseen la misma fórmula

• diferentes propiedades químicas y físicas.

2. Elabore un diagrama de bloques de la técnica a emplear.

3. Investigue la reactividad y toxicidad de los reactivos empleados en esta práctica.

4. Investigar las fórmulas de los ácidos maleico y fumárico.

Ácido maleico: C4H4O4

Ácido fumárico: C4H4O4

5. Investigue los puntos de fusión de los ácidos maleico y fumárico.

Ácido maleico: 130.5 °C

Ácido fumárico: 287 °C

Material Reactivos

1 parrilla Sol. de Bromo al 1%

2 pipetas graduadas de 1 Sol. de KMNO4 al 1%

2 papel filtro Hielo

2 espátulas Agua destilada

2 vidrios de reloj HCl concentrado

1 perilla Anhídrido maleico

4 tubos de ensaye de 6x75

1 Vaso de precipitado de 100 ml

PROCEDIMIENTO

1.- Tome 2 tubos de ensaye, en el primero agregue 0.5 gr de anhídrido maleico, 0.5 ml de agua (caliente) y 0.5 ml de HCl concentrado.

PRECAUCION: Manejar con cuidado el ácido sulfúrico ya que altamente corrosivo.

En el segundo tubo coloque 0.5 gr de anhídrido maleico junto con 0.5 ml de agua caliente.

2. Coloque el primer tubo en un baño maría (vaso de precipitado con agua destilada) y caliente de forma constante hasta que se forme un precipitado.

3.-Tome el segundo tubo de ensaye y colóquelo en un baño de hielo hasta obtener la formación de un precipitado.

4.-Una

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