Una clase particular de isómeros geométricos (cis-trans)

INTRODUCCIÓN

Una clase particular de isómeros geométricos (cis-trans) son aquellos compuestos que difieren en el ordenamiento espacial de los grupos ligados a un enlace doble. En estos isómeros, los dos grupos unidos al átomo de carbono de un enlace doble son diferentes entre sí; lo mismo es válido para el otro átomo de carbono; sin esta condición, los dos isómeros serían indistinguibles. Normalmente, existirá una rotación libre y una restringida alrededor de un enlace simple y uno doble, respectivamente. Así, los grupos que se unen a átomos de carbono de un enlace doble permanecerán fijos a uno u otro lado del enlace. Al presentar propiedades diferentes, los isómeros cis-trans pueden ser distinguidos uno del otro. La proporción en que coexisten en equilibrio, a una determinada temperatura, las diferentes poblaciones de isómeros depende de sus diferencias en energías libres, ΔGº. No obstante, el equilibrio de interconversión se producirá siempre y cuando la barrera rotacional, representada por la energía libre de activación (ΔG ‡), no sea demasiado alta. Un ejemplo clásico de isomería cis-trans es la representada por el ácido 2butenodioico, que en condiciones normales es un sólido. En este compuesto el isómero cis-2-butenodioico recibe el nombre de ácido maleico; mientras que el trans-2-butenodioico se denomina ácido fumárico. El ácido fumárico se distribuye ampliamente en la naturaleza. Se encuentra, por ejemplo, en plantas del género fumaria (Fumaria officinalis), en el liquén Cetraria islandica y en hongos de las especies Boletus y Agaricus. La forma ionizada del ácido fumárico (fumarato) es un intermediario clave en el ciclo de Krebs. El ácido maleico es un producto de síntesis obtenido a partir de la hidrólisis del anhídrido maleico; este último, se produce a partir de la oxidación catalítica (V 2O5, aire, 400-500 ºC) del benceno. De acuerdo a los valores del calor de formación de ambos isómeros en fase sólida se deduce que el isómero cis es ≈ 4.9 kcal mol -1 menos estable que el isómero trans. Esta diferencia se explica sí consideramos los posibles puentes de hidrógeno intermoleculares en ambos isómeros (dos para la forma trans y uno para la forma cis) y la proximidad de los dos grupos carbóxilo en el isómero cis; si bien la repulsión estérica que implica esta proximidad resulta minimizada por la formación de un puente de hidrógeno intramolecular entre el grupo OH de un carbono y el oxígeno carbonilo de otro, estabilizándose así la estructura cis.

PROCEDIMIENTO

Materiales Tubos de ensayo Gradillas

Planchas de calentar

Reactivos Anhidro Maleico Ácido clorhídrico Permanganato de potasio al 1% Naranja de metilo al 1%

Mechero Vasos químicos de (100 y 250 mL) Papel filtro Embudo de espiga larga Mangueras de hule Policiales Soporte y Pinzas para tubo de ensayo Capilares para punto de fusión Cristales o canicas

Obtención del Ácido Maleico Agregue 1 ml de agua y se agita hasta observar que se disuelvan, si quedan cristales en el fondo colocar en un baño de agua caliente.

En un tubo de ensayo coloque 1.0 g de anhídrido maleico.

Pese el papel filtro y selle el capilar que empleara para medir el punto de fusión.

Se colocan los tubos en un baño maría con temperatura a ebullición por 8 min.

Se sacan los tubos del baño y se dejan a temperatura ambiente.

Se colocan los tubos en un baño de hielo, en el cual se recristalizaran el ácido maleico con la ayuda de un policial el cual se utilizara para rascar La parte interna del tubo. La cual provocará la formación de núcleo de cristales.

El papel filtro y el embudo se llevará al horno por 5 min a 105 ºC. Coloque un vaso o bandeja de aluminio bajo los embudos para recuperar

RESULTADOS

TAREA

...