Sintesis de benzoina

https://www.studocu.com/es-mx/document/universidad-nacional-autonoma-de-mexico/sintesis-de-farmacos-y-materias-primas/sintesis-de-benzoina/10361676 

https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/benzoin-condensation.shtm 

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Objetivo: Obtener una aciloína (α-hidroxicetona) mediante una reacción de condensación benzoínica. (Las Aciloínas o α-hidroxicetonas​ son una clase de compuestos orgánicos que se caracterizan porque poseen un sustituyente hidroxilo vecino al carbonilo de un grupo de cetona.) (Una reacción de condensación, en química orgánica, es aquella en la que dos moléculas, o una si tiene lugar la reacción de forma intramolecular, se combinan para dar un único producto acompañado de la formación de una molécula de agua (en general una molécula pequeña). Las reacciones de condensación siguen un mecanismo de adición-eliminación.)

Introduccion

La condensación benzoínica es una reacción de condensación entre dos aldehídos aromáticos, específicamente, benzaldehído. Esta reacción es catalizada por nucleófilos, en este caso, por el ion cianuro. La reacción produce una aciloína (las aciloínas o α-hidroxicetonas son una clase de compuestos orgánicos que se caracterizan porque poseen un sustituyente hidroxilo vecino al carbonilo de un grupo de cetona).

Fue descrita por primera vez en 1832 por Justus von Liebig y Friedrich Wöhler durante su investigación sobre el aceite de almendras amargas. La versión catalítica de la reacción con cianuro fue desarrollada por Nikolay Zinin a finales de la década de 1830.

Varias reacciones bioquímicas tienen un gran parecido con la condensación de la benzoína, pero no están obviamente catalizadas por el altamente tóxico ion cianuro. Hace aproximadamente 30 años, Ronald Breslow propuso que la vitamina B1 (también conocida como clorhidrato de tiamina), en forma de coenzima pirofosfato de tiamina, puede funcionar de forma completamente análoga al ion cianuro en la promoción de reacciones como la condensación de la benzoína. La base conjugada estabilizada por resonancia del ion tiazolio, la tiamina, y el carbanión estabilizado por resonancia (C), que forma, son las claves de la reacción. Al igual que el ion cianuro, el ion tiazolio tiene el equilibrio justo de nucleofilia, la capacidad de estabilizar el anión intermedio y buenas cualidades de grupo de salida. En las reacciones que siguen, el ion cianuro funciona como un catalizador rápido y eficaz, aunque en grandes cantidades es muy tóxico.

En el primer paso de esta reacción, el ión cianuro (como el cianuro de sodio) reacciona con el aldehído en una adición nucleofílica. El reordenamiento del intermedio da lugar a la inversión de la polaridad del grupo carbonilo, que a continuación se añade al segundo grupo carbonilo en una segunda adición nucleófila. La transferencia de protones y la eliminación del ion cianuro dan lugar a la benzoína como producto.

La condensación benzoínica es una reacción de condensación entre dos aldehídos aromáticos, específicamente, benzaldehído. Esta reacción es catalizada por nucleófilos, en este caso, por el ion cianuro. La reacción produce una aciloína (las aciloínas o α-hidroxicetonas son una clase de compuestos orgánicos que se caracterizan porque poseen un sustituyente hidroxilo vecino al carbonilo de un grupo de cetona).

Fue descrita por primera vez en 1832 por Justus von Liebig y Friedrich Wöhler durante su investigación sobre el aceite de almendras amargas. La versión catalítica de la reacción con cianuro fue desarrollada por Nikolay Zinin a finales de la década de 1830.

Varias reacciones bioquímicas tienen un gran parecido con la condensación de la benzoína, pero no están obviamente catalizadas por el altamente tóxico ion cianuro. Hace aproximadamente 30 años, Ronald Breslow propuso que la vitamina B1 (también conocida como clorhidrato de tiamina), en forma de coenzima pirofosfato de tiamina, puede funcionar de forma completamente análoga al ion cianuro en la promoción de reacciones como la condensación de la benzoína. La base conjugada estabilizada por resonancia del ion tiazolio, la tiamina, y el carbanión estabilizado por resonancia (C), que forma, son las claves de la reacción. Al igual que el ion cianuro, el ion tiazolio tiene el equilibrio justo de nucleofilia, la capacidad de estabilizar el anión intermedio y buenas cualidades de grupo de salida. En las reacciones que siguen, el ion cianuro funciona como un catalizador rápido y eficaz, aunque en grandes cantidades es muy tóxico.

En el primer paso de esta reacción, el anión cianuro (como el cianuro de sodio) reacciona con el aldehído en una adición nucleofílica. El reordenamiento del intermedio da lugar a la inversión de la polaridad del grupo carbonilo, que a continuación se añade al segundo grupo carbonilo en una segunda adición nucleófila. La transferencia de protones y la eliminación del ion cianuro dan lugar a la benzoína como producto.

Procedimiento: 7, 4, 11, 13, 14, 18, 25, 40, 41, 42, 43.

Microescala y macroescala

Procedimiento a microescala

En un tubo de reacción, coloque 15 mg de cianuro de potasio (¡veneno!); disuélvalo en 0,15mL de agua; añada 0,30 mL de etanol al 95% y con una jeringa pequeña y precisa añada 0,15 mL (157 mg) de benzaldehído puro.1 Introduzca un chip de ebullición y haga refluir el solución suavemente en un baño de arena caliente o en un baño de vapor durante 30 minutos (véase la Fig. 39.2 en la página 512). Retire el tubo y enfríelo en un baño de hielo; si no aparecen cristales al cabo de unos minutos, retire una gota en una varilla agitadora y frótela contra el interior del tubo para inducir la cristalización. Cuando la cristalización se haya completado, eliminar el disolvente con una pipeta Pasteur y, manteniendo el tubo en hielo, lavar los cristales a fondo con 1 mL de una mezcla 1:1 de etanol al 95% y agua. Mezclar los cristales con el disolvente de lavado y a continuación aislarlos por filtración en un embudo Hirsch o en un Wilfilter. Si es puro, este material suele ser incoloro y tiene un punto de fusión de 134-135°C. El rendimiento habitual es de 100-120 mg.

Procedimiento a macroescala

Colocar 0,75 g de cianuro de potasio (¡veneno!) en un matraz de fondo redondo de 50 mL, disolverlo en 7,5 mL de agua, añadir 15 mL de etanol al 95% y 7,5 mL de benzaldehído puro, introducir una piedra de ebullición, colocar un condensador corto y hacer refluir la solución suavemente en un calentador de matrices durante 30 minutos (Fig. 53.1). Se retira el matraz y se enfría en un baño de hielo; si no aparecen cristales al cabo de unos minutos, se retira una gota sobre una varilla agitadora y se frota contra el cuello del matraz para inducir la cristalización. Cuando la cristalización se haya completado, recoja el producto y lávelo para eliminar el licor madre amarillo con una mezcla 1:1 de etanol al 95% y agua. Por lo general, este material de primera cosecha es incoloro y de punto de fusión satisfactorio (134-135°C); el rendimiento habitual es de 5-6 g.

Guía de estudio:

1. Condensación benzoínica: mecanismo y aplicaciones.

La adición de benzoína es una reacción de adición en la que intervienen dos aldehídos. La reacción se produce generalmente entre aldehídos aromáticos o glioxales. [1][2] La reacción produce una acilorodina. En la aplicación clásica, el benzaldehído se convierte en benzoína. [3]

La condensación de la benzoína fue descrita por primera vez en 1832 por Justus von Liebig y Friedrich Wöhler durante su investigación sobre el aceite de almendras amargas. La versión catalítica de la reacción con cianuro fue desarrollada por Nikolay Zinin a finales de la década de 1830.

La reacción es catalizada por nucleófilos como un cianuro o un carbeno N-heterocíclico (normalmente sales de tiazolio). El mecanismo de la reacción fue propuesto en 1903 por A. J. Lapworth.[7]

En el primer paso de esta reacción, el anión cianuro (como el cianuro de sodio) reacciona con el aldehído en una adición nucleofílica. El reordenamiento del intermedio da lugar a la inversión de la polaridad del grupo carbonilo, que a continuación se añade al segundo grupo carbonilo en una segunda adición nucleófila. La transferencia de protones y la eliminación del ion cianuro dan lugar a la benzoína como producto. Se trata de una reacción reversible, lo que significa que la distribución de los productos está determinada por la estabilidad termodinámica relativa de los productos y del material de partida.

2. Reacciones y fundamento químico del procedimiento.

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La reacción de 2 mol de benzaldehído para formar un nuevo enlace carbono-carbono se conoce como condensación de la benzoína. Está catalizada por dos catalizadores bastante diferentes -el ion cianuro y la tiamina (una vitamina del complejo B)- que, si se examinan detenidamente, parecen funcionar exactamente de la misma manera.

Consideremos la reacción catalizada por el ion cianuro. El ion cianuro ataca al oxígeno carbonilo para formar una cianohidrina estable, el mandelonitril, un líquido con un punto de ebullición de 170°C que, en las condiciones básicas de la reacción, pierde un protón para dar un carbanión estabilizado por resonancia (A). El carbanión ataca a otra molécula de benzaldehído para dar el compuesto B, que sufre una transferencia de protones y pierde cianuro para dar benzoína. La prueba de este mecanismo reside en que el 4-nitrobenzaldehído no experimenta la reacción porque el grupo nitro reduce la nucleofilia del anión en el compuesto A. Por otra parte, un fuerte grupo electrondonante en la posición 4 del anillo de fenilo hace que la pérdida del protón de la cianohidrina sea muy difícil; así, el 4-dimetilaminobenzaldehído tampoco experimenta la condensación de la benzoína consigo mismo.

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