Oxima De La Ciclohexanona Sfmp1.docx

Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Zaragoza C II Q.F.B. Laboratorio Síntesis de Fármacos y Materias Primas I

“Oxima de la ciclohexanona”

Grupo: 1401

Profesor: Francisco Silva Flores

Alumno: Irving Gerardo Campos Gómez

06/11/18 2019-1

Marco teórico El témino oxima es la contracción de las palabras 'oxígeno' y 'amina'. Las oximas son los derivados más importantes de la hidroxilamina (H2NOH). Se preparan por reacción de la hidroxilamina con aldehídos o cetonas. Las oximas son compuestos anfóteros: como álcalis forman sales con ácidos minerales concentrados (reacción hacia la izquierda); y como ácidos muy débiles se disuelven en álcalis acuosos, precipitándolas el dióxido de carbono (reacción hacia la derecha):

Una oxima es el resultado de la condensación de la hidroxilamina con un aldehído, llamándose en este caso aldoxima, o con una cetona, denominándose en este caso cetoxima. Las oximas de las cetonas (cetoximas) sufren una completa transposición hasta amidas. Esta reacción se denomina transposición de Beckmann. Los reactivos más usuales para esta reacción son H2SO4, PCl5 o SOCl2 (esto es, ácido sulfúrico, ácido polifosfórico o diclorosulfito. Esta reacción fue desarrollada por Ernst Otto Beckmann, químico prusiano cuya vida transcurrió entre los años 1853 y 1923. Las oximas se obtienen por reacción de aldehídos o cetonas e hidroxilamina en un medio débilmente ácido. El mecanismo es análogo al de formación de iminas. Las oximas de aldehídos y cetona asimétricos presentan isomería Z/E dependiendo de la posición del grupo hidroxilo. Oxima de la ciclohexanona: (C₆H₁₁NO) PM: 113,16 g/mol, Pto. Ebullición: 206-210 °C, Pto. de fusión: 87-91 °C, Densidad: 1,13 g/cm³ (20 °C), Pto. de inflamación: 103 °C (217 °F). Lesiones o irritación ocular graves, produce irritaciones fuertes con el riesgo de perjudicar seriamente los ojos. Produce irritaciones, sensibilización respiratoria o cutánea, posible sensibilización al aspirarse, posible sensibilización al entrar en contacto con la piel.

Oxima de la ciclohexanona

Mapa de potencial electrostático

IR:

H

A>C=N=N-OH

Origen Estiramiento de del H con el O (NO-H) Estiramientos asimétricos de los H con los C del ciclohexano Estiramiento del N con en C (>C=N-) Torsión de tijera de los H del ciclohexano Torsión del H con el O (O-H) Torsión de balanceo de los H del ciclohexano en los C 2,3 y 5,6 Estiramiento de O con el N (=N-OH) RMN:

Frecuencia calculada (Spartan) 3889

Frecuencia corregida (x0.97) 3772.33

Frecuencia reportada

Intensidad

3650-3200

68.83

3280-3193

3181.6-3097.2

2925

64.65

1914

1856.58

2000

32.96

1659

1609.23

1470

21.77

1484

1439.5

1500-1300

3.36

1375

1333.75

No indicado

16

1082

1049.54

No indicado

61.16

Espectro (ppm) 2.33-2.31 Triplete Interacción de ambos H (que interaccionan como uno solo) del C (2) con los 2 H del carbono adyacente (ciclohexano) 1.87-1.84 Triplete Interacción de ambos H (que interaccionan como uno solo) del C (6) con los 2 H del carbono adyacente (ciclohexano) 1.31-1.25 Quintuplete Interacción de ambos H (que interaccionan como uno solo) del C (5) con los 4 H de los C adyacentes

Interacción H

1.25-1.19 Quintuplete Interacción de ambos H (que interaccionan como uno solo) del C (3) con los 4 H de los C adyacentes

1.22-1.18 Quintuplete Interacción de ambos H (que interaccionan como uno solo) del C (4) con los 4 H de los C adyacentes

Resumen Se sintetizo oxima de ciclohexanona (2.2g) a partir de ciclohexanona y clorhidrato de hidroxilamina (en presencia de acetato de sodio) con un rendimiento del 79.5%. Se identificó por su aspecto característico: solido (bolitas) blanco sin brillo y su punto de fusión de 85°C cercano a los 91°C reportados (se aceptan debido a que la materia no estaba seca del todo).

Objetivo 

Sintetizar oxima de ciclohexanona utilizando la estrategia planteada en el manual de química orgánica de la UMA ajustando las cantidades para la obtención de 2.8g



de producto (debido a que es materia prima en la siguiente síntesis: caprolactama) y plantear el mecanismo de reacción para su obtención. Identificar y analizar IR y RNM de la molecular.

Hipótesis El clorhidrato de hidroxilamina reacciona estequiometricamente con acetato de sodio para formar hidroxilamina. La formación de una oxima se lleva a cabo mediante la condensación de la hidroxilamina con un aldehído o una cetona, la ciclohexanona es una cetona. Por lo tanto si se hace reaccionar clorhidrato de hidroxilamina con acetato de sodio y posteriormente se agrega ciclohexanona (con agitación a 45°C) se obtendrá la oxima de ciclohexanona. Material

Instrumento y Equipo

Reactivos

Agitador magnético Pipeta graduada 5mL Piseta Embudo Buchner Vidrio de reloj Perilla de succión Matraz Erlenmeyer 25 mL Matraz Kitasato Espátula Probeta de 10mL

Parrilla de calentamiento Termómetro Balanza analítica Baño de agua-hielo

Acetato de sodio Agua fría Ciclohexanona Clorhidrato de hidroxilamina

Método En un Erlenmeyer de 25 mL se disolvió 2.5 g de clorhidrato de hidroxilamina y 4 g de acetato de sodio cristalino (previamente pesados en la balanza analítica con ayuda de un vidrio de reloj) en 10 mL de agua destilada. Se calentó esta solución a 40°C en una parrilla por 15min y se añadió con ayuda de una pipeta graduada 2.65 mL de ciclohexanona. Se suspendió el calentamiento e inmediatamente se sumergió el matraz en un baño de hielo, agitando vigorosamente para favorecer la precipitación durante 10 minutos. La oxima se separa como un sólido cristalino. El precipitado se filtró filtre al vacío en un embudo Büchner, lavando el precipitado con un poco de agua de hielo. Regrese las aguas madres al matraz. Se secó la oxima casi totalmente con el vacío. Se guardó para usar como materia prima en la caprolactama.

Resultados Reactivos

Teórico

Agregado

Acetato de sodio Clorhidrato de hidroxilamina Agua Ciclohexanona

4g 2.5g

3.95g 2.47g

Oxima de Oxima de ciclohexanona ciclohexanona teórico obtenido

2.8g 10mL 2.65mL

10mL 2.7mL

2.2g

Se obtuvo 2.2g de oxima de ciclohexanona, de 2.76g que se esperaba obtener, por lo que se obtuvo un rendimiento del 79.5%.

Análisis de resultados El producto obtenido de la síntesis concuerda con el aspecto físico reportado (solido blanco opaco, en forma de bolitas después de precipitar). Su punto de fusión fue de 85°C cercano a los 91°C reportados, se acepta el PF debido a que la materia no estaba seca del todo y es normal que una sustancia funda por debajo de la temperatura “normal” cuando contiene impurezas. El PF se determinó en estas condiciones debido a que se ocupó como materia prima (inmediatamente) en la síntesis de caprolactama. El Después de hacer la relación del peso obtenido (2.2g) y el esperado (2.7g) se determinó un rendimiento del 79.5% de la síntesis. Conclusión En el IR hay una señal arriba de 3500 (aguda y medianamente intensa) que se reconoce como la vibración de estiramiento del H con el O (se complementa con la señal de torsión en 1375). Señales anchas en el rango de 3500-3000 (estiramiento asimétrico de H en ciclo alcanos) en conjunto con los dos tripletes y los cinco quintuplitas del RMN indican un ciclo alcano (específicamente un ciclohexano monosustituido). Por último las señales de 1914 (vibración del doble enlace entre N y C) y 1082 (vibración entre el O y N). En conjunto las señales del IR y RMN describirían bajo un análisis que la molécula analizada se trata de la oxima de la ciclohexanona. La síntesis tuvo un rendimiento alto (79.5%) pero se puede haciendo una recristalización (se podría obtener de 5-7% más de producto) y tener cuidado con el producto al momento de filtrar (se pierde un porcentaje significativo en el papel filtro). El producto tuvo un punto de fusión cercano al reportado (85°C de 91°C) y su aspecto físico concuerda de igual manera, por lo que se asume que se obtuvo la oxima de ciclohexanona. Por lo tanto la hipótesis es verdadera y los objetivos se cumplen. Bibliografía 

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Hoja de seguridad oxima de ciclohexanona (22 de octubre de 2018), extraído de: ttps://www.kester.com/DesktopModules/Bring2mind/DMX/Download.aspx?Comma nd=Core_Download&EntryId=1484&language=en-US&PortalId=0&TabId=96 “Síntesis oxima” (22 de octubre de 2018), extraído de: http://www.quimicaorganica.net/oximas.html K. Peter, C. Vollhardt (1994). Química Orgánica. Barcelona: Ediciones Omega S.A. "INTRODUCTION TO ORGANIC LABORATORY TECHNIQUES".D.L. Pavia, G.M. Lampmanand G.S. Kriz Jr., Ed. Sanders Company (1976). “Transposicion de Beckman” (22 de octubre de 2018), extraído de: http://www.infofarmacia.com/medico-farmaceuticos/revisiones-farmaceuticas/oximastransposicion-de-beckmann-ernst-otto-beckmann



Robert Plapinger, Omer Owens (1956). «Notes - The Reaction of PhosphorusContaining Enzyme Inhibitors with Some Hydroxylamine Derivatives». J. Org. Chem. 21: 1186. doi:10.1021/jo01116a610. [Internet] obtenido de: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo01116a610

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K. Peter, C. Vollhardt (1994). Química Orgánica. Barcelona: Ediciones Omega S.A. "INTRODUCTION TO ORGANIC LABORATORY TECHNIQUES".D.L. Pavia, G.M. Lampmanand G.S. Kriz Jr., Ed. Sanders Company (1976).