Practica 8 Cumarinas

[pic 1]Objetivos

• Efectuar la sustitución electrofílica aromática (SEAr) entre un electrófilo poco activado (1,3-dicarbonílico) con un nucleófilo activado, resorcinol (3-hidroxifenol).
• Ilustrar la formación de un heterociclo de seis miembros benzofusionado.
• Revisar la importancia biológica de las cumarinas.

Observaciones

En un matraz se agregó Ácido clorhídrico concentrado (16mL) y una solución recién preparada de resorcinol (3.3g) y acetoacetato de etilo (3.8mL), esta mezcla de color amarillo claro se llevó a reflujo durante 30 minutos, controlando la temperatura a no más de 60ºC, se observó que la mezcla era de un color amarillo oscuro. Terminado el reflujo se vació el contenido del matraz en un vaso de precipitados con hielo e inmediatamente se observó la aparición de un precipitado amarillo al contacto con el hielo. Posteriormente se filtró al vació y se recristalizó con una mezcla 1:1 Etanol/Agua y carbón activado para eliminar impurezas. El producto de la recristalización fue un sólido color amarillo canario.

Mecanismos de reacción

[pic 2]

                                                7-Hidroxi-4-metil-Cumarina

Resultados

Rendimiento

Resorcinol 3.3g
PM=110.11g/mol [pic 4]

Acetoacetato de etilo 3.9g
PM=130.14g/mol

7-Hidroxi-4-metilcumarina 0.5g
PM=176.17

Resultados de Cromatografía 

Distancia recorrida por la Referencia  (R) = 1 cm

Distancia recorrida por el Producto  (P) = 1 cm

Distancia recorrida por el eluyente (Y)= 4 cm

Rf (R) = Rf (P)

RF del Cromatograma =  ¼ = 0.25

Análisis de Resultados

Las cumarinas tiene diferentes aplicaciones farmacológicas, entre las principales se destaca la de anticoagulante
La mejor propiedad conocida de las cumarinas indirectamente demuestra su rol en la defensa de las plantas. La ingesta de cumarinas de plantas como el trébol puede causar hemorragias internas en mamíferos. Este descubrimiento llevó al desarrollo del raticida Warfarin (R) y el uso de compuestos relacionados para tratar y prevenir la apoplejía

En general se obtuvo un rendimiento muy pobre, se sospecha que es debido a la gran impureza de los reactivos utilizados en el laboratorio
La re cristalización con etanol se realizó para poder eliminar impurezas insolubles en caliente. El producto como tal tiene un aspecto cristalino de color amarilloc

Conclusiones

• En esta práctica se realizó la obtención de una cumarina: la 7-hidroxi-4-metilcumarina a partir de resorcinol y acetato de etilo formando un éster cumarínico como intermediario para la reacción.
  
• Al finalizar la reacción se obtuvo un producto amarillo transparente claro que paso a amarillo rompope con un punto de fusión de 190, similar al de la literatura (IndexMerck) el cual indica que es de 193-195º

Cuestionario

1. Proponga un mecanismo de reacción que explique la formación de la 7-Hidroxi-4-Metilcumarina.
2. De un ejemplo de una cumarina biológicamente importante.

Warfanina

1. ¿Cómo se explica la regioselectividad de la formación de la 7-Hidroxi-4-Metilcumarina? Debido a los grupos activadores OH que posee el resorcinol, los cuales favorecen la sustitución electrofílica aromática en posiciones orto y  para.

1. ¿Por qué es favorecida la formación intramolecular del éster para obtener la lactona de la cumarina? Para evitar la formación de subproductos como la cromona y por la alta reactividad del anillo activado

1. ¿Por qué la mezcla de acetoacetato de etilo y resorcinol debe ser reciente?

Porque el resorcinol reacciona muy rápido y no es estable expuesto a luz.

1. ¿Qué resultados esperaría en la síntesis efectuada, si sustituyera el resorcinol por catecol o por hidroquinona? Con catecol se formaría la 8-hidroxi-4-metilcumarina y con hidroquinona 6-hidroxi-4-metilcumarina, pero con rendimientos menores en el caso del catecol ya que se pueden formar más subproductos que con la hidroquinona

1. ¿Qué sustancias se eliminan en el lavado acuoso? HCl y residuos de resorcinol.

1. ¿Podría la cumarina formada reaccionar con otro equivalente de acetoacetato de etilo? Explique por qué.

Si, ya que aún quedan posiciones orto muy reactivas en el benceno con fuerte densidad electrónica debido a la activación del anillo por el grupo hidroxilo, el cual en el medio correcto podría formar otro ciclo de 6 miembros fusionado a la estructura del benceno siendo este oxigeno el heteroátomo del nuevo ciclo formado

1. Describa la estructura del producto que se generaría sí se emplearan 2 equivalentes de acetoacetato de etilo y 1 de resorcinol.
   [pic 5]

1. ¿Cree usted qué la síntesis de 7-hidroxi-4-metilcumarina operaría también en medio básico? Explique por qué.

Si puede operar mediante la formación de carboaniones, pero favorecería mayoritariamente a la formación de cromona.

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