preparación

En química , el procesamiento se refiere a la serie de manipulaciones necesarias para aislar y purificar el o los productos de una reacción química . ^{[ 1 ]} El término se usa coloquialmente para referirse a estas manipulaciones, que pueden incluir:

desactivando cualquier reactivo que no haya reaccionado mediante la interrupción de la reacción.
enfriar la mezcla de reacción o agregar un antisolvente para inducir la precipitación , y recolectar o eliminar los sólidos por filtración , decantación o centrifugación .
modificando el estado de protonación de los productos o impurezas mediante la adición de un ácido o una base.
separar la mezcla de reacción en capas orgánicas y acuosas mediante extracción líquido-líquido .
eliminación de disolventes por evaporación .
purificación mediante cromatografía , destilación o recristalización .

Los pasos de preparación necesarios para una reacción química determinada pueden requerir una o más de estas manipulaciones. Estos pasos no siempre se muestran explícitamente en los esquemas de reacción. Los procedimientos experimentales escritos describen los pasos de preparación, pero generalmente no se refieren a ellos formalmente como tal.

Ejemplos

Aislamiento del ácido benzoico

La reacción de Grignard entre el bromuro de fenilmagnesio ( 1 ) y el dióxido de carbono en forma de hielo seco produce la base conjugada del ácido benzoico ( 2 ). El producto deseado, ácido benzoico ( 3 ), se obtiene mediante el siguiente procedimiento: ^{[ 2 ]}

Se deja que la mezcla de reacción que contiene el reactivo de Grignard alcance la temperatura ambiente en un baño de agua para permitir que se evapore el exceso de hielo seco.
Cualquier resto de reactivo de Grignard se neutraliza añadiendo agua.
Se añade ácido clorhídrico diluido a la mezcla de reacción para protonar las sales de benzoato y disolver las sales de magnesio. Se obtienen sólidos blancos de ácido benzoico impuro.
Se decanta el ácido benzoico para eliminar la solución acuosa de impurezas, se añade más agua y se lleva la mezcla a ebullición añadiendo más agua para obtener una solución homogénea.
Se deja enfriar la solución lentamente a temperatura ambiente y, a continuación, se sumerge en un baño de hielo para recristalizar el ácido benzoico.
Los cristales de ácido benzoico recristalizados se recogen en un embudo Buchner y se dejan secar al aire para obtener ácido benzoico puro.

Deshidratación de 4-metilciclohexanol

Esta reacción de deshidratación produce el alqueno deseado ( 3 ) a partir de un alcohol ( 1 ). La reacción se lleva a cabo en un aparato de destilación para que el producto alqueno formado pueda destilarse y recogerse a medida que avanza la reacción. El agua producida por la reacción, junto con algo de ácido, se codestilarán, dando lugar a una mezcla destilada ( 2 ). El producto se aísla de la mezcla mediante el siguiente procedimiento: ^{[ 3 ]}

Se añade a la mezcla una solución concentrada de cloruro de sodio en agua, conocida como salmuera , y se deja que las capas se separen. La salmuera se utiliza para eliminar cualquier resto de ácido o agua de la capa orgánica. En este ejemplo, la capa orgánica es el producto, que es un líquido a temperatura ambiente.
La capa acuosa inferior se retira con una pipeta y se desecha.
La capa superior se transfiere a un matraz Erlenmeyer donde se trata con sulfato de sodio anhidro para eliminar cualquier resto de agua.
El sulfato de sodio se filtra, obteniéndose así el producto líquido puro.

Síntesis de una amida

La reacción entre una amina secundaria ( 1 ) y un cloruro de acilo ( 2 ) produce la amida deseada ( 4 ), como se muestra a continuación. El cloruro de acilo se añade lentamente a una disolución de la amina y trietilamina en diclorometano a 0 °C. Se deja que la reacción alcance la temperatura ambiente y se agita durante 14 horas. A continuación, se realizan las siguientes manipulaciones sobre la mezcla de reacción bruta ( 3 ) para aislar el producto deseado: ^{[ 4 ]}

Se añade una solución concentrada de bicarbonato de sodio a la mezcla de reacción. Esto favorece la migración de impurezas y subproductos a la fase acuosa, dejando el producto en el diclorometano (fase orgánica). Se deja que las fases acuosa y orgánica se separen. Este proceso se suele realizar en un embudo de separación .
La capa acuosa se recoge y se extrae una vez con diclorometano.
La fase orgánica se recoge y se seca con sulfato de sodio anhidro.
El sólido se filtra y la capa orgánica se concentra a presión reducida para obtener la amida deseada.
La purificación adicional se logra mediante cromatografía en columna rápida .

Referencias

↑ Stevenson, Angus; Lindberg, Christine A., eds. (2010). "Workup". New Oxford American Dictionary (3.ª ed.). Oxford University Press. ISBN 9780199891535.
↑ Donald L. Pavia (2004). Introducción a las técnicas de laboratorio de química orgánica: un enfoque a pequeña escala . Thomson Brooks/Cole. págs. 312–314 . ISBN 0-534-40833-8.
↑ Pavia, Donald L.; Lampman, Gary M.; Kriz, George S.; Engel, Randall G. (2011). Un enfoque a pequeña escala de las técnicas de laboratorio orgánico (3.ª ed.). Belmont, CA: Brooks/Cole . págs. 179–182 . ISBN 978-1-4390-4932-7.
↑ Kaiser, Daniel; Teskey, Christopher J.; Adler, Pauline; Maulide, Nuno (2017-11-15). "Acoplamiento intermolecular quimioselectivo de tipo enolato cruzado de amidas" . Journal of the American Chemical Society . 139 (45): 16040– 16043. Bibcode : 2017JAChS.13916040K . doi : 10.1021/ jacs.7b08813 . ISSN 0002-7863 . PMC 5691317. PMID 29099184 .

[1] Stevenson, Angus; Lindberg, Christine A., eds. (2010). "Workup". New Oxford American Dictionary (3.ª ed.). Oxford University Press. ISBN 9780199891535.

[2] Donald L. Pavia (2004). Introducción a las técnicas de laboratorio de química orgánica: un enfoque a pequeña escala . Thomson Brooks/Cole. págs. 312–314 . ISBN 0-534-40833-8.

[3] Pavia, Donald L.; Lampman, Gary M.; Kriz, George S.; Engel, Randall G. (2011). Un enfoque a pequeña escala de las técnicas de laboratorio orgánico (3.ª ed.). Belmont, CA: Brooks/Cole . págs. 179–182 . ISBN 978-1-4390-4932-7.

[4] Kaiser, Daniel; Teskey, Christopher J.; Adler, Pauline; Maulide, Nuno (2017-11-15). "Acoplamiento intermolecular quimioselectivo de tipo enolato cruzado de amidas" . Journal of the American Chemical Society . 139 (45): 16040– 16043. Bibcode : 2017JAChS.13916040K . doi : 10.1021/ jacs.7b08813 . ISSN 0002-7863 . PMC 5691317. PMID 29099184 .

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