Libro de Cátedra «Introducción a la Química Orgánica»

Presentamos para todos los estudiantes este libro escrito por los docentes Juan Carlos Autino, Gustavo Romanelli y Diego Manuel Ruiz, organizado especialmente para los estudiantes del curso.

Portada del libro editado por EDULP

Portada del libro editado por EDULP

Esta obra ha sido concebida atendiendo a las características del Curso de Química Orgánica que ofrecemos en la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales de la Universidad Nacional de La Plata a nuestros alumnos del primer año de las Carreras de Ingeniería Agronómica e Ingeniería Forestal, así como del segundo año de la Licenciatura en Biología. En la misma incorporamos elementos didácticos que hemos introducido y mejorado gradualmente durante varios años, logrando un cierto grado de originalidad de la presentación. La mayoría de los textos existentes de Química Orgánica contempla las necesidades de cursos para estudiantes de Ciencias Químicas, o disciplinas fuertemente relacionadas. Así, por sobreabundancia como por no pertinencia de gran parte de los tópicos, este tipo de obras no resulta adecuado para su uso como texto de cabecera en los cursos citados. El conocimiento de las propiedades de los compuestos de interés biológico es de la mayor importancia en la formación de los alumnos; los conocimientos aportados son básicos para asignaturas posteriores como Bioquímica y Fitoquímica, Fisiología Vegetal, etc. Además de abordar el estudio de los lípidos, hidratos de carbono, y proteínas, la obra presenta los principales metabolitos secundarios de origen vegetal, y además los compuestos heterocíclicos.

Puede descargarse gratuitamente desde el repositorio del SEDICI – UNLP, en el siguiente enlace:

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/31664/Documento_completo__.pdf?sequence=1

Trabajo Práctico Nº 7 – Hidratos de carbono

Ensayos en monosacáridos

Ensayo de Molisch:

Tanto las pentosas como las hexosas son deshidratadas por el ácido sulfúrico concentrado, para formar derivados de furano (furfural o hidroximetilfurfural). Al agregar alfa-naftol se forman compuestos de condensación coloreados en la interfase de ambas soluciones.

Se observa el anillo coloreado central que verifica la presencia de una hexosa.

Se observa el anillo coloreado central que verifica la presencia de una hexosa.

 

Ensayo de Fehling:

Todos los glucidos que tienen hidroxilo hemiacetalico o hemicetalico libre reducen al ion Cu++ en medio alcalino, a Cu+. Los reactivos que suelen usarse, contienen sustancias que aumentan la solubilidad del ion Cu++ en medio alcalino de tartrato de sodio y potasio.

precipitado rojizo de óxido cuproso formado entre el reactivo de Fehling y la glucosa

precipitado rojizo de óxido cuproso formado entre el reactivo de Fehling y la glucosa

 

Ensayo de Tollens:

Se trata de la reacciónde oxidación con Ag+ en medio amoniacal de un monosacárido . La reacción es enteramente análoga a la anterior, dando en este caso el espejo de plata (Ago) en las paredes del tubo.

Espejo de plata producto de la reacción positiva de Tollens de la glucosa

Espejo de plata producto de la reacción positiva de Tollens de la glucosa

 

Reacción con fenilhidracina:

Los glucidos que contienen función cetona o aldehido reaccionan en presencia de un exceso de fenilhidrazina generando osazonas coloreadas.

Aparición del color de la osazona de la glucosa

Aparición del color de la osazona de la glucosa

 

Ensayos en disacáridos

Poder reductor:

El ensayo de Fehling permite diferenciar entre disacáridos reductores y no-reductores. De esta forma para el caso de la maltosa se observará el óxido cuproso producido por la reducción del metal, mientras que la sacarosa no reaccionará por no poseer el OH hemiacetálico libre.

Comparación de la reacción de Fehling frente a un disacárido reductor (maltosa) y uno no-reductor (sacarosa)

Comparación de la reacción de Fehling frente a un disacárido reductor (maltosa) y uno no-reductor (sacarosa)

 

Hidrólisis de la sacarosa:

La sacarosa puede hidrolizarse rápidamente en solución acuosa, mediante catálisis con un ácido mineral en caliente. Luego de realizada la reacción, se verifica que el disacárido se hidrolizó mediante el ensayo de Fehling, que en este caso será positivo:

Luego de hidrolizada la sacarosa, la solución resultante de glucosa y fructosa reacciona frente al reactivo de Fehling.

Luego de hidrolizada la sacarosa, la solución resultante de glucosa y fructosa reacciona frente al reactivo de Fehling.

Ensayos en polisacáridos

Reacción con Iodo:

El iodo es capaz de formar con los átomos de las partes helicoidales de la molécula de almidón un complejo de color azul:

Complejo de color azul entre el iodo y el almidón

Complejo de color azul entre el iodo y el almidón

Al calentar la solución que posee el complejo, ésta se decolora debido a la deformación de la molécula debida al calor entregado; al enfriarse, la estructura helicoidal se recupera y reaparece el color del complejo.

 

Ensayo de Fehling:

La reacción de un polisacárido como el almidón frente al reactivo de Fehling será negativa debido a la poca presencia de OH hemiacetálicos en una molécula que puede llegar a contener más de cien mil unidades de glucosa.

 

El almidón no reacciona frente al reactivo de Fehling

El almidón no reacciona frente al reactivo de Fehling

Hidrólisis del almidón:

Las uniones glicosídicas del amidón pueden hidrolizarse rápidamente en solución acuosa, mediante catálisis con un ácido mineral en caliente o por medio de enzimas presentes en la saliva.El avance de la hidrólisis puede seguirse mediante la reacción con iodo, hasta no observarse la aparición del color azul debido a la presencia de fragmentos pequeños de oligosacáridos.

Puede observarse la diferencia en el color del iodo frente a distintas cadenas de glucido: azul para el almidón (izq), rojo para las dextrinas (centro) y amarillo para la matosa (der)

Puede observarse la diferencia en el color del iodo frente a distintas cadenas de glucido: azul para el almidón (izq), rojo para las dextrinas (centro) y amarillo para la matosa (der)

Finalmente puede verificarse la hidrólisis mediante el ensayo de Fehling, que en este caso será positivo:

Resultado del test de Fehling para el almidón y el producto de su hidrólisis.

Resultado del test de Fehling para el almidón y el producto de su hidrólisis.

 

Autores: María Emilia Pérez, Andrea Amaro, Celina Guiles, Gustavo Pasquale, Federico Ducasse y Diego Ruiz

 

Trabajo Práctico de Laboratorio Nº2 – Alcoholes

Oxidación:

Los alcoholes primarios, frente al dicromato de potasio en solución ácida, generan aldehidos, que son rápidamente oxidados a ácidos carboxílicos:

El color de la mezcla inicial es el naranja del dicromato de potasio

El color de la mezcla inicial es el naranja del dicromato de potasio

Se observa la reacción mediante el cambio de color debido a la reducción del cromo (VII) de color naranja a cromo (III), que posee color verde.

La reacción se pone en evidencia con el color verde del cromo (III) formado en la reacción

La reacción se pone en evidencia con el color verde del cromo (III) formado en la reacción

 

Reacción frente al sodio metálico:

Un alcohol es un ácido levemente más débil aún que el agua, pero posee acidez suficiente como para que en la solución exista una muy pequeña concentración de ion H+ que, dados los potenciales de oxidación de los pares H0 ⇌ H+ + e  y  Na0 ⇌Na+ + e , reaccionarán con el sodio. Los alcoholes (igual que el agua) reaccionan con un metal alcalino como el sodio, generando el hidrógeno gaseoso (hidrógeno molecular) por reducción y formando el correspondiente alcóxido de sodio, sal cuyo anión (alcóxido) es una base algo más fuerte que el oxhidrilo:

La reacción del sodio con etanol produce el burbujeo de hidrógeno

La reacción del sodio con etanol produce el burbujeo de hidrógeno molecular, gaseoso

La presencia de una base relativamente fuerte en la solución resultante (el alcóxido) puede verificarse con el agregado de un indicador acido-base como la fenolftaleína:

El color rosa frente a la fenolftaleína indica un medio alcalino fuerte

El color magenta debido a la fenolftaleína indica una solución fuertemente alcalina

Deshidratación de alcoholes:

La eliminación de una molécula de agua a partir de un alcohol en presencia de  ácido sulfúrico concentrado produce, como resultado la formación de un alqueno. Para poder observar el desarrollo de esa reacción, dado que ni los reactivos ni los productos no poseen color, la misma se lleva a cabo en presencia de bromo (color naranja), el cual rapidamente reacciona con los alquenos que se forman, decolorándose debido a la adición a éstos.

Inicialmente se decolora el bromo debido a la deshidratación del alcohol terciario

Inicialmente se decolora el bromo debido a la fácil deshidratación del alcohol terciario, que involucra como intermediario un ión carbonio terciario, relativamente estable

En segundo lugar reacciona de igual forma el alcohol secundario

En segundo lugar reacciona de igual forma el alcohol secundario

El alcohol primario es el que tarda más tiempo en deshidratarse y decolorar el bromo.

El alcohol primario es el que tarda más tiempo en deshidratarse y decolorar el bromo.

De esta forma puede diferenciarse entre los diferentes tipos de alcohol en base a la velocidad a la que se deshidratan.

 

Autores: María Emilia Pérez, Andrea Amaro, Celina Guiles, Gustavo Pasquale, Federico Ducasse y Diego Ruiz