lunes, 30 de mayo de 2011

DETERMINACIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES EN LA AMOXICILINA




  1. OBJETIVOS:
1.1.            Objetivo general:
Determinar por medios de laboratorio, la presencia de grupos funcionales (alcohol aromático, amina amida y acido) presentes en la amoxicilina

1.2.            Objetivos específicos:
Dar a conocer al docente de laboratorio de química orgánica, la presencia de grupos funcionales en la amoxicilina
Conocer los medios o métodos utilizados para la determinación de cada uno de los grupos funcionales presentes en la amoxicilina


  


 2. INTRODUCCIÓN:

En el mundo se ve reflejada la necesidad de innovar nuevos medicamentos que ejerzan un control o eliminación sobre microorganismos que afectan a la salud de las poblaciones, medicamentos como la amoxicilina son unos de los que cumplen con ciertas características.
la amoxicilina es un bactericida de alto espectro, actúa sobre microorganismo   tanto gram positivos, como gram negativos, trabaja principalmente inhibiendo la biosíntesis de mucopeptido de la `pared bacteriana.
En su formula molecular se pueden observar una variedad de grupos funcionales (alcohol , aromático, amida, amina y acido) que son el principal objeto a determinar en este proyecto, la metodología utilizada, para la determinación de cada uno de los grupos funcionales se puede observar en las pagina (56,7,8,y9).








  1. MARCO TEORICO:
 ESTRUCTURA MOLECULAR DE LA AMOXICILINA Y GRUPOS FUNCIONALES
PRESENTES.






La figura anterior, muestra la estructura molecular de la amoxicilina, asi como también los grupos funcionales (alcohol, fenol, aromático,  amida amina y acido carboxílico) presentes en ella


1.1.            PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS DE LA AMOXICILINA

1.1.1.      PROPIERDADES FISICAS

 1.1.1.      PROPIERDADES FISICAS

apariencia
polvo cristalino blanco
sabor
amargo
estado
solido
toxicidad
baja







1.1.2.      PROPIEDADES QUÍMICAS
PUNTO DE FUSION
195°C
DENSIDAD
<0.45g/ml3
SOLUBLILIDAD EN AGUA
*En agua 4,0 mg/ml;
*Alcohol metílico: 7,5mg/ml.
*Etanol: 3,4mg/ml
PH EN SOLUCIONES ACUOSAS
4.7




1.1.            USOS DE LA PENICILINA:
La amoxicilina es un antibiótico semisintético derivado de la penicilina. Se trata de una amino penicilina. Actúa contra un amplio espectro de microorganismos, tanto Gram positivos como Gram-negativos. Por esto se emplea a menudo como primer remedio en infecciones de diferente gravedad, tanto en medicina humana como también en veterinaria. Se utiliza por vía oral o parenteral, aunque la forma parenteral (intramuscular o intravenosa) no está aprobada en todos los países debido a su comprobado daño al sistema auditivo y renal, causando en algunos casos sordera
1.1.1.      MECANISMO DE ACCIÓN
a)    Como las demás penicilinas la amoxicilina impide en las bacterias la correcta formación de las paredes celulares. Concretamente inhibe la conexión entre las cadenas peptidoglicáneas lineares que forman la mayor parte de las paredes de los microorganismos Gram-positivos. Al impedir que la pared celular se construya correctamente, la amoxicilina ocasiona, en último término, la lisis de la bacteria y su muerte.
b)    Es absorbida rápidamente en el intestino delgado (disponibilidad de aprox. el 80 %) tanto en ayunas como tras la ingesta de alimentos. Es eliminado con la orina sin ser metabolizado.
c)    La amoxicilina no resiste la acción hidrolítica de las beta-lactamasas de muchos estafilococos, por lo que no se usa en el tratamiento de estafilococias. Aunque la amoxicilina es activa frente a los estreptococos, muchas cepas se están volviendo resistentes mediante mecanismos diferentes de la inducción de β-lactamasas, por lo que la adición de ácido clavulánico no aumenta la actividad de la amoxicilina frente a estas cepas resistentes. Dado que muchos otros gérmenes se están volviendo resistentes a la amoxicilina, se recomienda realizar un antibiograma antes de instaurar un tratamiento con amoxicilina, siempre que ello sea posible.


1.2.            GRUPOS FUNCIONALES:

1.2.1.      Definición:
En química orgánica, los grupos funcionales son estructuras submoleculares, caracterizadas por una conectividad y composición elemental específica que confiere reactividad a la molécula que los contiene. Estas estructuras reemplazan a los átomos de hidrógeno perdidos por las cadenas hidrocarbonadas saturadas.

1.2.2.      Grupo alcohol:
En química se denomina alcohol a aquellos hidrocarburos saturados, o alcanos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente.
1.2.3.      Grupo aromático
Un hidrocarburo aromático es un polímero cíclico conjugado que cumple la Regla de Hückel, es decir, que tienen un total de 4n+2 electrones pi en el anillo. Para que se dé la aromaticidad, deben cumplirse ciertas premisas, por ejemplo que los dobles enlaces resonantes de la molécula estén conjugados y que se den al menos dos formas resonantes equivalentes. La estabilidad excepcional de estos compuestos y la explicación de la regla de Hückel  han sido explicadas cuánticamente, mediante el modelo de "partícula en un anillo".
1.2.4.      Grupo amina
Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoníaco y resultan de la sustitución de los hidrógenos de la molécula por los radicales alquilo. Según se sustituyan uno, dos o tres hidrógenos, las aminas serán primarios, secundarios o terciarios, respectivamente.
1.2.5.      Grupo amida
Una amida es un compuesto orgánico cuyo grupo funcional es del tipo RCONR'R'', siendo CO un carbonilo, N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales orgánicos o átomos de hidrógeno:
Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxílico por sustitución del grupo —OH del ácido por un grupo —NH2, —NHR o —NRR' (llamado grupo amino).
Formalmente también se pueden considerar derivados del amoníaco, de una amina primaria o de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por un radical ácido, dando lugar a una amida primaria, secundaria o terciaria, respectivamente. Concretamente se pueden sintetizar a partir de un ácido carboxílico y una amina
1.2.6.      grupo funcional acido
Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxilo (–COOH); se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H.

  1. METODOLOGÍA:
2.1.            Materiales y reactivos 







MATERIALES
REACTIVOS
Tubos de ensayo
cloruro de acetilo
pesa
Lucas (ZnCl2/HCl conc)
Gramera
Hinsberg:
Estufa
2-naftol:
Agitadores
bicarbonato de sodio (carácter acido)
Mechero
ensayo de yodato-yoduro
Elemenyer
FeCl3:
Matraz balón
Hidroximato ferrico
Beaker
biuret:
Soporte universal
Propileno glicol
PINSAS PARA TUBO DE ENSAYO
HCL
GUANTES
ALCL3
TAPA BOCAS
cloroformo o tetra cloruro
bata
H2SO4
gafas
formaldehido 37 a 40%
gorro
h2o
embudo
amoxicilina



1.1.            DETERMINACIÓN DEL GRUPO FUNCIONAL ALCOHOL EN LA AMOXICILINA:
Reacción con cloruro de acetilo
Reaccionan vigorosamente con cloruro de acetilo, formando un éster y desprendiendo HCl que puede detectarse con papel indicador.

Reactivo de Lucas (ZnCl2/HCl conc)
  • Los alcoholes terciarios reaccionan con facilidad con ZnCl2/HCl conc. para dar cloruros de alquilo insolubles en agua, mientras que los secundarios reaccionan lentamente, mientras que los primarios permanecen prácticamente inertes. La prueba no es válida para alcoholes arílicos o insolubles en agua.


PROCEDIMIENTO:

Reacción con cloruro de acetilo:

Precauciones: Realizar el ensayo en vitrina y empleando guantes
  • En un tubo de ensayo seco se colocan 0,5 ml de alcohol y con cuidado se añade gota a gota 0,3 ml de cloruro de acetilo, observando si se produce reacción por el desprendimiento de calor. La solución se vierte sobre 10 ml y se observa el olor de la muestra y se mide el pH.

Reactivo de Lucas (ZnCl2/HCl conc):

Preparación del reactivo:
  • Se disuelven 16 g de cloruro de zinc anhidro en 10 ml de HCl concentrado, y se enfría la mezcla para evitar la pérdida de cloruro de hidrógeno.

  • Tomar 0,5 ml de alcohol en un tubo de ensayo (500 mg aproximadamente), añadir 3 ml del reactivo de Lucas. Cerrar el tubo y agitar durante 15 segundos. Si la solución se enturbia rápidamente el alcohol es terciario, si la reacción permanece clara el alcohol es secundario o terciario

 Oxidación con K2Cr2O7/H2SO4:

Preparación del reactivo:
  • Se disuelven 5 g de dicromato potásico y a esta solución se le añaden 5 ml de ácido sulfúrico concentrado.

  • A 2 ml de reactivo se añaden unas gotas de alcohol, agitándose la mezcla. A continuación se anota el resultado.



1.2.            DETERMINACIÓN DE GRUPO FUNCIONAL AROMATICO:

REACCION DE FRIEDEL-CRAFTS.
  • Los compuestos que tienen estructuras aromáticas, reaccionan con cloroformo o tetra cloruro de carbono, en presencia de cloruro de aluminio anhídrido, para producir compuestos coloreados.
Procedimiento:
  • Coloque 100 mg de cloruro de aluminio anhídrido, en un tubo de ensayo seco; caliéntelo en el fondo, un poco inclinado, a la llama directa con el objeto de que el AlCl3 sublime y quede en las paredes del tubo. Déjenlo enfriar,; mientras tanto con otro tubo seco prepare una solución de 10 a 20 mg del compuesto en 8-10 dotas de cloroformo o tetra cloruro de carbono. Cuando el tubo de AlCl3 este frio, deje caer la solución preparada anteriormente por las paredes del tubo, donde esta el AlCl3 sublimado, dándole vuelta al tubo.
REACCION:
  • Los compuestos que contienen el anillo bencénico dan colores rojos; los que contienen anillos polinucleares dan complejos verdes, azules o purpuras.
Procedimiento:                                                                          
  • Prepare una solución de 30 mg del compuesto a ensayaren 1 ml de un solvente no aromático. En otro tubo de ensayo colocar 1 ml de H2SO4 concentrado y añádale una gota de formalina( formaldehido 37 al 40%); a este reactivo agréguele 1-2 gotas de la solución de compuesto y agite suavemente. Note el color de la capa superior de la solución del compuesto y después de haber agitado, debe hacerse un ensayo en blanco, con el solvente, con el objeto de comprobar si contiene impurezas aromáticos.


DETERMINACIÓN DE GRUPO FUNCIONAL AMINA:
Ensayo de Hinsberg:

Suspender la sospechada amina en una disolución de hidróxido sódico. Al añadir cloruro de benceno sulfonil


  • Las aminas primarias forman sulfonamidas que permanecen disueltas en la
Disolución fuertemente alcalina. Al acidular, precipita la sulfonoamida sólida  blanca.
  • Las aminas secundarias forman sulfonamidas que no quedan en la disolución sino que precipitan directamente como sólidos blancos a partir de la mezcla reaccionante alcalina, insolubles en agua, álcalis y ácidos diluidos.

  • Las aminas terciarias no reaccionan, permanecen sin disolver y se disuelven al
Acidular

Ensayo con 2-naftol:

  • Se añade una disolución de 2 - naftol en sosa, formándose un precipitado rojo del colorante azoico correspondiente que pone de manifiesto la presencia de una amina aromática. El colorante puede ser también naranja

PROCEDIMIENTOS:
Ensayo de Hinsberg
  • En un tubo de ensayo se colocan unos 100 mg de amina. 200 mg de cloruro de p-toluensulfonilo y 5 ml de NaOH al 10%. Se tapa el tubo y se agita durante 5 minutos. SI no se produce reacción la amina es terciaria. Si aparece un precipitado se diluye con 5 ml de agua y se agitato. Si de nuevo no se disuelve, la amina es probablemente secundaria. Si se disuelve, acidificar con ácido clorhídrico diluido. Si aparece de nuevo un precipitado se tratará de un amina primaria.

Ensayo con 2-naftol para aminas aromáticas:
  • Se añade una disolución de 2 - naftol en sosa, formándose un precipitado rojo del colorante azoico correspondiente que pone de manifiesto la presencia de una amina aromática. El colorante puede ser también naranja


1.3.            DETERMINACIÓN DE GRUPO FUNCIONAL AMIDA:
Ensayo de hidroximato:
  • Muchos derivados de los ácidos carboxílicos, al tratarlos con hidroxilamina, forman ácidos hidroxamicos los cuales dan coloración azul-rojiza al tratarlas con iones férricos. Sin embargo cuando se usan solventes de alto punto de ebullición, como propileno glicol la reacción con hidrolamina es mas rápida.

Procedimiento:
  • En un tubo de ensayo alrededor de 30 mg de muestra, si es solida, adicionar 2 ml de clorhidrato de hidroxilamina. 1 N en propileno glicol y 1 ml de hidróxido de potasio. 1 N en propileno glicol caliente la mezcla a ebullición durante 2-3 minutos; enfríe y añada 0.5-1 ml de FeCl3 al 5%. Una coloración rojo violeta es ensayo positivo.
Reacción de biuret:
  • Muchas diamidas dan la relación del biuret, (coloración rosa o purpura) cuando se tratan con iones cúpricos en medio alcalino.
Procedimiento:
  • A una porción de amida solida finamente pulverizada, o a una solución de amida, añádale 1 ml de solución de NaOH al 10% y luego, gota a gota, solución de CuSO4 al 0.1%. puede formarse un precipitado de hidróxido cúprico inmediatamente, pero agitando el tubo se disuelve y la solución toma un color rosa, que por adición de más sulfato cúprico cambia a violeta o azul-violeta.

1.4.            DETERMINACIÓN DE GRUPO FUNCIONAL ACIDO CARBOXILO:

1.4.1.      ENSAYO CON BICARBONATO DE SODIO (carácter acido)

Al tratar una sustancia con bicarbonato de sodio, se obtiene efervescencia de CO2, el compuesto es de carácter acido o una sustancia fácilmente hidrolizadoble, tal como los haluros de acido o anhídridos.

·         Indicadores

Una sustancia acida se reconoce en los ensayos prediminales con el uso de los indicadores (definir un acido sustancia capaz de donar un protones). Cuando la prueba con indicadores es demasiado débil, puede deberse a que los ácidos  no son muy solubles y muy débiles que no afectan los indicadores o pueden efectuarse las pruebas de liberación de acido nitroso.





1.      ENSAYO DE YODATO-YODURO

Está basado en que, en un medio débilmente acido, la reacción ocurre rápidamente y cuantitativamente. El yodo libre es fácilmente detectado ya que forma complejos de coloración con el almidón.

Procedimiento

Tubo de ensayo

5 mg de sustancia (solución saturada  alcohol neutro)

Añada 2 gotas de KI  y 2 gotas de KIO₃

Colocar el tubo en baño maría por un minuto enfríe y añada 1 a4 gotas de almidon.


Si aparece coloración azul , la sustancia es un acido  y si esta en exceso el color tiende a negro







1.1.            DETERMINACION DE FENOLES:

Ensayo con FeCl3:

  • La mayor parte de los fenoles dan disoluciones vivamente coloreadas (azul, verde, violeta, etc.). Si el color es amarillo débil, el mismo que el del Cl 3Fe, la reacción se considera negativa. Algunos fenoles no dan coloración, como la hidroquinona, ya que se oxidan con el reactivo a quinona y no da coloración. Los ácidos a excepción de los fenólicos no dan la reacción aunque algunos dan disoluciones o precipitados de color amarillento

Procedimiento:

  • A 1 ml de de una solución acuosa diluida del compuesto se le añaden varias gotas de disolución de FeCl3 al 2,5%. Comparar el resultado de la coloración con un ensayo en blanco. Elcolor obtenido en la prueba puede que no sea permanente por lo que conviene anotar los resultados obtenidos inmediatamente después de realizar la mezcla. En caso de no ser muy soluble el compuesto, realizar la prueba con  disoluciones alcohólicas del mismo.







BIBLIOGRAFIA:
Análisis orgánica cualitativo. Juan c. Martínez Valderrama. Universidad nacional de Colombia. Facultad de ciencias. Departamento de química. Mayo de 1982




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