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Laboratorio de síntesis de aspirinas
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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SÍNTESIS DE ASPIRINA a Sebastian Ramírez Areiza Universidad Santiago de Cali, Facultad de Ciencias Básicas, Programa de Química Farmacéutica, Laboratorio de Química Orgánica II Santiago de Cali, Colombia Noviembre 30 de 2020 RESUMEN Se realizó una reacción de esterificación para convertir el ácido salicílico en ácido acetilsalicílico, profármaco e ingrediente activo de la aspirina. El ácido salicílico se vuelve menos ácido al convertir su grupo funcional del alcohol en un éster para que sea menos dañino para el sistema digestivo en el ser humano cuerpo. El propósito del experimento es sintetizar ácido 2-acetoxibenzoico y analizarlo mediante tres pruebas para comprobar cualitativamente la pureza de este. La cantidad de aspirina bruta sintetizada fue de 1,1607 gramos y el punto de fusión 132,5 ºC. Así, hubo un porcentaje de rendimiento del 95,4%. De igual forma, se logró que la muestra sintetizada arrojara resultados satisfactorios en pruebas de solubilidad en agua, éter de petróleo e hidróxido de sodio al igual que una prueba de caracterización con Yoduro de potasio y yodato de potasio. Palabras claves: Ácido acetilsalicílico; Esterificación; Pruebas de Solubilidad; Punto de fusión
1. INTRODUCCIÓN El ácido 2-acetoxibenzoico, más conocido como aspirina, es una sustancia blanca cristalina más conocida por sus cualidades analgésicas. El ácido acetilsalicílico (activo ingrediente de la aspirina) es un derivado acetil del ácido salicílico. La aspirina es un fármaco salicílico porque es un éster de ácido salicílico. Está no solo es conocido por sus propiedades analgésicas, sino que también sirve como un medicamento antipirético, antiinflamatorio y antiplaquetario. Este compuesto fundamental fue sintetizado en 1893 por el químico alemán Félix Hoffmann, quien trabajó para Bayer. El ácido acetilsalicílico es un tipo de fármaco que se formula deliberadamente para que se deteriorará en el cuerpo hasta convertirse en el fármaco activo. Este profármaco se desarrolló porque es mucho menos abrasivo cuando se administra al cuerpo y se absorbe más fácilmente. El fármaco, ácido salicílico, es el metabolito activo porque es la forma del fármaco después de que el cuerpo lo haya procesado. La aspirina actúa suprimiendo la síntesis de prostaglandinas y tromboxanos en el cuerpo humano. Las prostaglandinas funcionan como hormonas locales producidas en el cuerpo que ayudan en la transmisión de señales de dolor, regular el termostato hipotalámico y la inflamación. Los tromboxanos participan en la agregación de plaquetas que forman coágulos sanguíneos. Hace esto por la inactivación irreversible de la prostaglandina-Endo peróxido sintasa (PTGS), también conocida como ciclooxigenasa 2, una enzima necesaria en la síntesis de prostaglandinas y tromboxano. La aspirina sirve como agente acetilante donde un grupo acetilo se une covalentemente a una serina residual en el sitio activo de la enzima prostaglandina-Endo peróxido sintasa. La habilidad de la aspirina para disminuir la inflamación se debe a su inhibición de la síntesis de prostaglandinas. La aspirina altera la actividad oxigenasa de la prostaglandina sintetasa moviendo el grupo acetilo a un grupo de amina terminal.
Para preparar la aspirina, se hace reaccionar ácido salicílico con un exceso de anhídrido acético. Se usa una pequeña cantidad de un ácido fuerte como catalizador que acelera la reacción. En este experimento, se utilizará ácido sulfúrico como catalizador. El exceso de ácido acético se consumirá con la adición de agua. El producto de aspirina no es muy soluble en agua, por lo que el producto de aspirina precipitará cuando se agregue agua. La reacción de síntesis de la aspirina se muestra a continuación: Figura 1. Síntesis de la aspirina 5 4 3 2 1 6 C O OH OH
H 3 C C O O C O CH 3 H 2 SO 5 4 3 2 1 6 C O OH O C 1 O (^) CH (^3 )
2 C 1 O OH ácido 2-hidroxibenzoico anhídro^ actético^ ácido^ 2-acetoxibenzoico^ ácido^ acético Dado que el ácido acético es muy soluble en agua, se separa fácilmente de la aspirina. La aspirina aislada en este paso es el "producto crudo". Se puede obtener un "producto purificado" mediante la recristalización del producto crudo en etanol caliente. En este experimento, el producto crudo será el producto deseado. El porcentaje de rendimiento del producto crudo se determinará para esta reacción. También se analizará la pureza del producto. El producto será analizado por 3 métodos diferentes: punto de fusión; reacción de los ácidos con solución de Yoduro-Yodato y solubilidad de producto y educto en solventes polares, no polares y alcalinos. El rango del punto de fusión de la aspirina pura es 138-140 ºC y el rango del punto de fusión del material de partida del ácido salicílico es 158-161 ºC. Si hay impurezas presentes en la muestra, el rango del punto de fusión del producto será más bajo que el rango de la aspirina pura. Además, su rango de punto de fusión puede ser superior a 2 grados. La prueba de solubilidad consiste en caracterizar o distinguir al producto (aspirina) con el educto (Ácido salicílico) mostrando el cambio de afinidad de ambas sustancias. Por último, la reacción de los dos ácidos con el Yoduro-Yodato de potasio que en aspirina comercial da como resultado la disolución completa del compuesto en una solución de coloración obscura.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS A continuación, se describirá brevemente en una tabla el procedimiento experimental que se ejecutó durante la práctica:
3. ANÁLISIS DE RESULTADOS En la primera parte del ejercicio, el acetilsalicílico se produjo haciendo reaccionar ácido salicílico y anhídrido acético con la presencia de un catalizador, el ácido fosfórico. El producto era una pila blanca de cristales en forma de aguja con un mínimo de líquido incoloro. El mecanismo de reacción se muestra a continuación:
Figura 2. Mecanismo de reacción de la síntesis de la aspirina Se empleó el baño maría en la mezcla de ácido salicílico y anhídrido acético para disolver eficazmente el ácido salicílico y ayudar en la reacción del ácido salicílico y el anhídrido acético. La adición de agua permitió la descomposición del anhídrido acético después de la formación de aspirina. Esta adición de agua no se hizo al comienzo del experimento ya que esto iniciará una
generaron mayor cantidad de impurezas en las muestras analizadas. De igual forma, se logró evidenciar ciertas características fisicoquímicas del ácido acetilsalicílico.
5. REFERENCIAS (1) Pehlic, E.; Nuhanovic, M.; Sapcanin, A.; Banjanin…, B. Characterization of acetylsalicylic acid with thin-layer chromatography and hot--stage microscopy depending to solvent system. 2012. (2) Klein, D. Organic Chemistry: 2nd ed.;Wiley:Hoboken, 2013. (3) Williamson, K and Katherine Masters. Macroscale and Microscale Organic Experiments, 6th ed.; Brooks/Cole, 2011. (4)Rainsford, K. History and development of the salicylates. Aspirin and Related Drugs 2004 , 1–
(5)Olmsted, J. A. Synthesis of Aspirin: A General Chemistry Experiment. Journal of Chemical Education 1998 , 75. (6)Truelove, J.; Hussain, A.; Kostenbauder, H. Synthesis of 1-O-(2’- acetoxy)benzoyl-alpha-D-2- deoxyglucopyranose, a novel aspirin prodrug. Journal of pharmaceutical sciences 1980 , 69 , 231–