Fenoles

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS CARRERA DE QUÍMICA QUÍMICA ORGÁNICA II GRUPO N° 2

FENOLES

INTEGRANTES: -

Maritza Rodriguez Andrea Tapia Fabian Vargas Jairo Villashañay

Tabla de contenido 1.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................1

2.

RESUMEN .......................................................................................................................................................1

3.

MARCO TEÓRICO .........................................................................................................................................2 3.1.

CLASES DE FENOLES ..........................................................................................................................3

3.1.1.

Fenoles Simples ................................................................................................................................3

3.1.2.

Fenoles Complejos ...........................................................................................................................4

3.1.3.

Derivados de los fenoles ................................................................................................................ 10

3.2.

EXTRACCIÓN ..................................................................................................................................... 15

3.2.1.

Solventes ....................................................................................................................................... 15

3.2.2.

Metodología de Extracción de Fenoles o sus Derivados de Origen Natural ................................. 15

3.2.3.

3.3.

Metodología de Extracción por Maceración...................................................................................... 16 PURIFICACIÓN DE FENOLES .......................................................................................................... 18

3.3.1.

Cromatografía de Columna con celulosa microcristalina .............................................................. 18

3.3.2.

Cromatografía líquida de elevada resolución o eficacia (CLAR /CLAE) ..................................... 18

3.4.

ANÁLISIS DE FENOLES .................................................................................................................... 18

3.4.1.

Reacciones del Grupo Funcional ................................................................................................... 18

3.4.2.

Espectroscopia ............................................................................................................................... 18

4.

APLICACIONES ...................................................................................................................................... 20 4.1.

Fenoles Naturales y sus derivados ..................................................................................................... 20

4.2.

Fenoles sintéticos y sus derivados ..................................................................................................... 24

5.

IMPACTO LOCAL Y REGIONAL DEL TEMA INVESTIGADO ......................................................... 29

6.

CONCLUSIONES ..................................................................................................................................... 30

7.

BIBLIOGRAFÍA: ...................................................................................................................................... 31

8.

ANEXO ..................................................................................................................................................... 33

8.1.

EVALUACIÓN ..................................................................................................................................... 33

8.2.

PAPERS ................................................................................................................................................ 38

1. INTRODUCCIÓN En la presente investigación bibliográfica, se ha realizado un estudio de los aspectos de mayor importancia que se deben tener en consideración, al momento de empezar la contextualización de los fenoles. Estos compuestos, al tener características análogas a los alcoholes, pueden ser obtenidos de fuentes naturales y artificiales como en el laboratorio. Por ello, el contenido del documento abarca los métodos más efectivos y comúnmente usados a lo largo del tiempo para su respectiva extracción, purificación y análisis. A su vez, se explica de manera amplia y concisa, los usos y aplicaciones que se han desarrollado para satisfacer las necesidades que la industria requiere.

2. RESUMEN Los fenoles y sus derivados, constituyen un centro relevante de atención dentro de la industria química, esto se debe, a que posee características similares a los alcoholes; pero una diferente reactividad adoptada por su anillo aromático. Estos aspectos lo hacen acreedor a características específicas, ya sean de beneficio a la salud, o de carácter tóxico; las cuales ayudan en su clasificación y a la de los compuestos que de ellos se derivan.

El origen vegetal de los fenoles y de sus derivados, ha sido el eje fundamental para la selección de los métodos de extracción, purificación y análisis, más idóneos; que puedan ser generalizados para una variedad de compuestos existentes en la naturaleza.

El campo de aplicación industrial que tienen los compuestos fenólicos, es sumamente extenso, ya sean de origen natural o sintético; gracias a que los mismos poseen una gama de propiedades químicas de utilidad para el campo farmacéutico, textil, alimenticio entre otros. Desde otra perspectiva, también son varios los aspectos desfavorables del uso de compuestos fenólicos, los mismos que se ven como responsables de afecciones a la salud o de problemas ambientales. Las iniciativas que se desarrollan para disminuir los índices de problemas ambientales por el uso de fenoles, son muy pocas o casi nulas en Latinoamérica.

1

3. MARCO TEÓRICO Los fenoles son compuestos aromáticos que contienen grupos hidroxilo ligados directamente al anillo aromático. Abundan en la naturaleza y sirven como intermediarios en la síntesis industrial de productos tan diversos como adhesivos y antisépticos. Los fenoles presentan algunas propiedades semejantes a los alcoholes, debido a la presencia del grupo hidroxilo (López, 2008). Sin embargo, conforman otra familia química, cuyas propiedades físicas y químicas, se presentan en la Tabla 1 y Tabla 2, respectivamente.

Tabla 1: Propiedades Físicas (Bruice, 2002) Propiedades Físicas -

Estado de agregación:

Los fenoles más sencillos son líquidos o solidos blandos a 25°C (Temperatura ambiente) e incoloros.

-

Solubilidad:

En soluciones alcalinas (PH>7) es muy grande. En agua pura, es menor y en algunos casos, llega a ser insoluble

-

Punto de ebullición:

En general presentan altos puntos de ebullición debido a la presencia del puente de hidrogeno.

-

Punto de fusión:

Altos comparados con los de los alcoholes, esto se debe a que están unidos por fuerzas intermoleculares más difíciles de vencer.

Tabla 2: Propiedades Químicas (Bruice, 2002) Propiedades Químicas -

Acidez:

Los fenoles son compuestos con carácter ligeramente acido, propiedad que los distingue de los alcoholes. La mayoría de los fenoles son más ácidos que el agua, lo que permite que hidróxidos alcalinos en disolución acuosa reacciones con ellos formando sales o iones fenoxidos (L.G. WADE, 2003).

-

Reactividad:

La propiedad química más notable de los fenoles es la reactividad, bastante elevada, del anillo en reacciones que implican sustitución electrofílica, siendo posible formar una gran variedad de complejos moleculares con bases orgánicas, con ácidos e iones orgánicos e inorgánicos(L.G. WADE, 2003).

2

Por otra parte, los fenoles se diferencian de otros compuestos, que también poseen esta estructura fenólica (monoterpenos), en su origen biosintético.

Los fenoles se los puede clasificar según la Tabla 3. De igual manera, podemos clasificar a los derivados fenólicos según la Tabla 4.

Tabla 3: Clasificación de fenoles (López, 2008) Clasificación de los Fenoles  Fenoles simples  Ácidos fenólicos  Flavonoides  Taninos

Tabla 4: Clasificación de Derivados Fenólicos(López, 2008) Clasificación de Derivados Fenólicos  Acetofenonas y ácidos fenil acéticos  Cumarinas  Benzofenonas y estilbenos  Xantonas

Como consecuencia de la gran variedad de compuestos fenólicos presentes en la naturaleza, las propiedades y aplicaciones de los fenoles varían, existiendo algunos con efectos tóxicos sobres los organismos vivos y otros con efectos beneficiosos para la salud. A continuación se realizará un estudio más detallado de cada clase.

3.1.

CLASES DE FENOLES

3.1.1. Fenoles Simples Este grupo de compuestos se caracteriza por poseer en su estructura química un anillo aromático y grupohidroxílico, como se muestra en la Tabla 5.

Los fenoles simples presentan acciones naturales como del aporte antropogénico de carácter industrial.

La mayoría de los compuestos fenólicos que se pueden encontrar en las aguas residuales son el resultado de diversas actividades industriales y agrícolas. Su utilización como desinfectantes y 3

herbicidas (derivados clorados del fenol y cresoles respectivamente), reveladores fotográficos (hidroquinona), antioxidantes en las industrias del caucho (metilfenoles), conservantes de la madera (pentaclorofenol, por su acción fungicida), explosivos (ácido pícrico, por sus propiedades detonantes), etc.(López, 2008).

Tabla 5: Estructura química de los fenoles simples. (López, 2008) Fenoles simples C6

OH R6

R2

R5

R3 R4

R2

R3

R4

R5

R6

H

H

H

H

H

fenol

H

Cl

H

H

H

3-clorofenol

H

H

Cl

H

H

4-clorofenol

H

CH3

H

H

H

m-cresol

H

H

CH3

H

H

p-cresol

Cl

H

Cl

H

H

2,4-diclorofenol

NH2

H

H

H

H

2-nitrofenol

H

H

NH2

H

H

4-nitrofenol

Como consecuencia los vapores y líquidos de los fenoles simples son: -

Tóxicos y pueden entrar fácilmente en el organismo, por vía cutánea.

-

En humanos, la intoxicación aguda de fenol produce depresión cardiaca, vasodilatación, parada respiratoria.

-

En plantas inhiben el crecimiento.

-

La cloración de las aguas puede producir clorofenoles que producen mal sabor y la exposición a altos niveles puede causar daño al hígado y al sistema inmunitario.

-

Los nitro fenoles pueden producir alteraciones del metabolismo.

3.1.2. Fenoles Complejos Ácidos fenólicos En la Tabla 6, se detalla que la estructura química de este grupo de compuestos fenólicos, consta de un anillo aromático y un grupo hidroxílico, comunes a todos los compuestos fenólicos y de un grupo carboxílico.

4

Tabla 6: Estructura química de los ácidos benzoicos (López, 2008) Ácidos Benzoicos COR 1 R2 R5

R3 R4

R2

R3

R4

R5

R6

OH

H

OH

OH

OH

Ácido Gálico

OH

OH

H

H

H

Ácido salicílico

OH

H

OH

OH

H

Ácido protocatequico

OH

H

OCH3

OH

H

Ácido vaníllico

OH

H

OCH3

OH

OCH3

Ácido siringico

H

H

OCH3

OH

H

Vainillina

H

H

H

OCH3

H

Anisaldehído

A diferencia del grupo anterior, dentro de éste se encuentran muchos compuestos con interés terapéutico, son los derivados del ácido benzoico y del ácido cinámico.

Los derivados del ácido cinámico (Tabla 7) y del ácido benzoico son abundantes en la naturaleza en forma libre como ácidos (ácido vaníllico, ácido gálico) o aldehídos (vainillina, anisaldehído) (López, 2008).

Entre las plantas medicinales que poseen ácidos fenólicos se encuentran: -

El sauce posee derivados del ácido salicílico con actividad antiinflamatoria, analgésica y antipirética.

-

El café, té y vino contienen importantes antioxidantes fenólicos, tales como los ácidos clorogénico, caféico (Imagen 1a), gálico (Imagen 1b) y ferúlico, que pueden contribuir a la prevención de enfermedades cardiovasculares(Bruice, 2002), cuyas estructuras químicas se presentan en la Tabla 7.

Tabla 7: Estructura química de los Ácidos Cinámicos (López, 2008)

Ácidos Cinámicos COR 1

R3 OH

R1

R3

OH

OH

Ácido caféico

OH

H

Ácido p-cumárico

OH

OCH3

Ácido ferúlico

Ácido tartárico

OH

Ácido cafeil-tartarico

Ácido químico

OH

Ácido clorogénico

5

O

HO

OH

O

HO HO OH

OH

HO

Ácido caféico (a) Ácido galico (b) Imagen 1: Ejemplos de Ácidos fenólicos (L.G. WADE, 2003)

Flavonoides Los flavonoides tienen 2 anillos bencénicos separados por una unidad de propano (Imagen 2) y son derivados de la flavona, generalmente solubles en agua(Bruice, 2002).

3 2 8 7

4

1

O

2

6

5 6

3 5

4

Imagen 2: Estructura general de Flavonoides(López, 2008)

Los flavonoides contienen en su estructura química un número variable de grupos hidroxilo fenólicos y excelentes propiedades de quelación del hierro y otros metales de transición, lo que les confiere una gran capacidad antioxidante(Toapanta, 2008).

En la Imagen 3, se muestra que la estructura puede conformar un heterociclo (pirona) que son los más abundantes (flavonas, flavonoles, flavanonas, flavanoles, antocianinas) o una cadena abierta (chalconas) (Toapanta, 2008). Poseen varios grupos hidroxilo unidos a su estructura de anillo y se encuentran normalmente como glicósidos, siendo la glucosa el residuo de glicosilación más frecuente.

Los taninos condensados o proantocianidinas se forman por condensación de flavanoles.

En función de sus características estructurales se pueden clasificar en: 1. Flavanos, como catequina.

2. Flavonoles, representados por la quercitina.

3. Flavonas, como la diosmetina.

4. Antocianinas (Imagen 4).

6

O

O

+

OH

OH

Flavonol

Antocianidina

O

O

OH O

O

Flavona

Flavonol

Imagen 3: Tipos de Flavonoides (Bruice, 2002) R1 O HO

O

R3 OH

OH

Imagen 4: Antocianinas (Toapanta, 2008)

Generalmente podemos encontrar los flavonoides como antocianinas, catequinas (Imagen 5), flavononas (Imagen 6) y los flavonoles en frutas cítricas, como limones, naranjas, mandarinas y pomelos (Ilustración 2), algunas áreas ricas en madera y posteriormente en cerveza, té, vino, miel, etc.

A su vez destacan un papel anti fúngico y bactericida. Debido a sus propiedades organolépticas y finalmente los flavonoides son los responsables del color natural de los alimentos (Ilustración 1).

Ilustración 1: Origen Vegetal de Antocianinas (Velarde, 2011)

7

OH OH

HO

OH

HO O

HO

O

H3C

OH

OH HO

O OH

O

OCH3

OH

O

O HO

O

OH

OH H3C

OH

Imagen 5: Catequina (Toapanta, 2008)

CH2

Imagen 6: Flavononas (Toapanta, 2008)

Ilustración 2: Origen vegetal de flavononas y flavonoles (Velarde, 2011)

Taninos Los taninos son un amplio grupo de compuestos polifenólicos que presentan estructura química variada y tienen en común su carácter astringente y su capacidad de curtir la piel (Imagen 7).

HO OH HO

O

OH HO

n

Imagen 7: Estructura general de los Taninos (Toapanta, 2008)

Se encuentran muy repartidos en el mundo vegetal, especialmente en algunas familias (Fagáceas, Rosáceas, Fabáceas, Mirtáceas, etc.) y en diversos órganos: raíces-rizomas, cortezas, leño, hojas, frutos, etc.(Toapanta, 2008). Generalmente se localizan en vacuolas, combinados con alcaloides y proteínas y desempeñan una función defensiva frente a insectos: agallas, maduración de los frutos.

8

La clasificación de los taninos se hace en base a dos criterios: según los productos resultantes de su destilación seca o de acuerdo a su origen (López, 2008). De acuerdo al primer criterio existen dos grupos: 1. Los taninos condensados, son formados biosintéticamente por la condensación de flavonoles para formar redes poliméricas (Imagen 8); como por ejemplo las proantocianidinas del eucalipto. Los taninos condensados son los extractos curtientes más importantes y se presentan generalmente en la madera, la corteza y las raíces de la plantas (López, 2008).

OH HO

O

HO HO

OH

4

OH

8

O

OH OH OH

OH

Imagen 8: Taninos Condensados (Toapanta, 2008)

2. Los taninos hidrolizables dan productos solubles

en el agua por hidrolisis con un ácido

inorgánico diluido e hirviendo (Imagen 9). Estos taninos son ésteres de un azúcar como uno o más ácidos trihidrobenocarboxílicos (ácido gálico)(López, 2008).

Los taninos se encuentran en gran cantidad en árboles (Ilustración 3), en alimentos dando un sabor áspero y amargo a los mismos; suelen acumularse en raíces y cortezas de las plantas y frutos, así como en sus hojas, aunque en menor proporción. También están presentes en otros alimentos como el té, el café, las espinacas, las papas negras y algunas frutas.

O O

O

OH

OH

OH

HO HO

OH

HO

OH

OH HO

HO

HO

Imagen 9: Taninos Hidrolizables (Toapanta, 2008)

9

Ilustración 3: Origen vegetal de Taninos (Velarde, 2011)

3.1.3. Derivados de los fenoles Debido a la propiedad química más notable de los fenoles la cual es la reactividad que presenta de manera elevada en el anillo en reacciones que implican sustitución electrofílica(Bruice, 2002), lo que permite formar una gran variedad de compuestos orgánicos, los cuales, los se denominan derivados de los fenoles.

Dentro de la química orgánica encontramos una alta gama de derivados del fenol, sin embargo, a continuación se destacan los más importantes.

Acetofenonas y ácidos fenil acéticos Estos compuestos poseen un anillo fenólico con un sustituyente de 2 átomos de carbono.

OH

HO

COCH3

COCH3

Imagen 10: o-hidroxiacetofenona(a)

ácido-2-hidroxifenilacético (b)(López, 2008)

La Acetofenonas (Imagen 10a) es la más simple de las cetonas aromáticas; es líquida, incolora y viscosa. Como aroma natural se encuentra presente en muchos alimentos como la manzana, el albaricoque y el plátano.

Se usa como precursor en la preparación de fragancias que se asemejan a la almendra, la cereza, la madreselva, el jazmín y la fresa y también para preparar resinas y como aditivo en las gomas de mascar y en cigarrillos.

Dentro de la industria el para y orto-hidroxiacetofenona son intermediarios en la síntesis del paracetamol y aspirina respectivamente (Imagen 11).

10

O

O

CH3

CH3 OH

Imagen 11:

OH

Orto-hidroxiacetofenona

para-hidroxiacetofenona(L.G. WADE, 2003)

El ácido-2-hidroxifenilacético (Imagen 10b) es un compuesto orgánico que presenta dos grupos funcionales: un fenilo y un carboxilo. Es un sólido blancuzco de olor desagradable que se usa en la producción ilícita de fenilacetona (empleada en la fabricación de metanfetaminas)(Bruice, 2002).

Generalmente se usa en perfumería y en la producción de penicilina G (Imagen 12). Igualmente se emplea en el tratamiento de la hiperamonemia tipo II (Ilustración 4), ya que reduce la cantidad de amoníaco en la sangre cuando forma la coenzima fenilacetil-CoA que reacciona enseguida con la glutamina, rica en nitrógeno para formar fenilacetilglutamina, que puede ser secretada naturalmente por el paciente.

NH O

H

S

N O

CH3 CH3 OH

Imagen 12: Estructura química de la Penicilina G (Bruice, 2002)

Ilustración 4: Aplicación de la penicilina G en la farmacia. (Soriano, 1999)

11

Cumarinas Las cumarinas son compuestos que presentan una estructura química de 2H-1-benzopiran-2-ona, (C6C3) (Imagen 12). Por lo general son un grupo muy amplio de compuestos fenólicos que se encuentran distribuidos en el mundo vegetal, como constituyentes de muchas plantas y aceites esenciales (Bruice, 2002).

O

O

Imagen 13: Estructura química de las cumarinas (López, 2008)

Prácticamente todas las cumarinas, a excepción de la cumarina propiamente dicha, poseen un sustituyente hidroxílico como sucede en la umbeliferona, esculetina y escopoletina (Imagen 13).

HO

O

HO

H3C O

O HO

Umbeliferona

O

O

O

HO

Esculetina

O

Escopoletina

Imagen 14: Ejemplos de cumarinas (Bruice, 2002)

Sin embargo debemos tomar en cuenta que por su alta reactividad pueden originar anillos adicionales de tipo furánico o piránico(Bruice, 2002). A este grupo de cumarinas isopreniladas se les conoce en conjunto como cumarinas complejas, debido a la gran variabilidad química de sus estructuras, como furano y piranocumarinas (Imagen 14).

H3C CH 3 O

HO

CH3 H3C

H3C O

O

H3C

CH3 CH3

H3C

O

OH

O

CH3

O

Imagen 15: Piranocumarinas (Toapanta, 2008) 12

OH

Tienen propiedades vitamínicas, disminuyen la permeabilidad capilar y aumentan la resistencia de las paredes de los capilares. Las piranocumarinas tienen acción antiespasmódica y vasodilatadora de coronarias. Este tipo de compuestos se encuentran en plantas como la angélica que contiene cumarinas sencillas y numerosas furanocumarinas como arcangelicina y bergapteno, y la planta posee propiedades antiespasmódicas, digestivas, diuréticas, antibacterianas y antifungicas (López, 2008).

Benzofenonas y estilbenos Este grupo posee una estructura de 2 anillos fenólicos unidos mediante un átomo de carbono en el caso de las benzofenonas (Imagen 16a) y a dos átomos de carbono en el caso de los estilbenos (Imagen 16b).

R3

O R2

R4

R4 R5

R5

Imagen 16:

Benzofenonas (a)

Estilbenos (b) (López, 2008)

Los derivados de las hidroxibenzofenonas se utilizan como fotoprotectores en cremas solares. En la industria textil se utilizan o-hidroxibenzofenonas para proteger las fibras de la fotodegradación. La maclurina (2,3,4,4,6-pentahidroxibenzofenona) es un colorante natural extraído de la madera, empleado en la industria textil y del cuero (Imagen 17).

O

OH

Imagen 17: Estructura química del o-hidroxibenzofenonas(López, 2008)

El resveratrol es un compuesto fenólico del grupo de los estilbenos (Imagen 18) presente principalmente en las uvas y derivados (vino). En estos alimentos, se encuentra libre o como piceido (resveratrol-3-O-glucósido)(López, 2008). Este compuesto ayuda a frenar el envejecimiento y prevenir las enfermedades cardiovasculares, y además posee propiedades antiinflamatorias y antitumorales.

HO OH

HO

Imagen 18: Estructura química del resveratrol (López, 2008) 13

Xantonas Las Xantonas son pigmentos amarillos de origen fenólico restringidas a pocas familias de plantas superiores y algunos hongos y líquenes. Son una clase de compuestos activos biológicamente que poseen numerosas propiedades antioxidantes (Ilustración 5). Están muy relacionados con la biosíntesis de los flavonoides por ser compuestos polifenólicos(López, 2008). Químicamente hablando, estos compuestos poseen 2 anillos fenólicos unidos por un átomo de carbono (Imagen 19).

O

O

Imagen 19: Estructura química de las Xantonas (López, 2008)

Las Xantonas y sus derivados han demostrado tener efectos beneficiosos sobre las enfermedades cardiovasculares (Imagen 20). Este efecto protector se debería a sus potentes propiedades antioxidantes y a su actividad antiagregante plaquetaria y vaso relajante (Ilustración 5).

H3C

CH3 H3C CH3

O HO

HO

OH

O

Imagen 20: Estructura química de los derivados de las Xantonas (L.G. WADE, 2003)

Ilustración 5: Origen Vegetal de las Xantonas. (Velarde, 2011)

14

3.2.

EXTRACCIÓN

Debido a los beneficios que aportan los fenoles y sus derivados dentro de la industria y en otros campos como en alimentos o en tratamientos terapéuticos, se han generado ciertas maneras de extraerlos.

Es importante tener en cuenta lo que se describió anteriormente, ya que, la fuente de extracción principal de fenoles está dentro del origen vegetal, como por ejemplo en: Cortezas de los árboles, raíces, frutos y hojas etc.

3.2.1. Solventes Los fenoles son compuestos que presentan uno o más grupos hidroxi (OH) unidos directamente a un anillo aromático(L.G. WADE, 2003), lo cual, permite que sean solubles en ciertos compuestos orgánicos e inorgánicos (Tabla 8) de acuerdo a las propiedades de los mismos, los cuales se pueden utilizar para extraer fenoles de origen vegetal.

Tabla 8: Solventes (Bruice, 2002)  Agua  Mezclas Hidroalcalinas  Éter Etílico SOLVENTES

 Acetona  Disolventes clorado  Etanol

3.2.2. Metodología de Extracción de Fenoles o sus Derivados de Origen Natural La extracción de compuestos fenólicos se enfoca directamente hacia el origen natural, ya que, es donde encontramos todos los compuestos descritos anteriormente. El proceso de extracción común para los fenoles de origen natural, está descrito en el Diagrama 1.

15

Descortezado de árboles, extraccion de raices o recolección de frutos, hojas o ramas secado

eliminacion de las semillas de los frutos

Encostalado

Transporte

Pesado y recepción

Almacenamiento

Molienda

Extraccion de las sustancias taníferas

Filtrado

Decoloracion

Condensación por evaporacion

Almacenamiento Diagrama 1: Metodología (Toapanta, 2008)

3.2.3. Metodología de Extracción por Maceración Dentro de varios campos de la industria generalmente se utiliza con frecuencia la maceración, obviamente a nivel industrial, sin embargo dentro de este apartado tomaremos la maceración en general.

16

La maceración tiene como objetivo extraer compuestos fenólicos que presenta distintas solubilidad y posteriormente una capacidad de difusión (en función de la fase acuosa o alcohólica). Pero lo más importante que nos brinda la maceración es extraer mayor color y concentración de los compuestos fenólicos.

Por medio de un proceso general (Diagrama 2) se presentara la maceración con solventes al alcance de un laboratorio y por ser económicos (agua, agua destilada y alcohol).

ORIGEN VEGETAL

MACERACION ALCOHOL/AGUA

MACERACION ALCOHOL/AGUA

MACERACION AGUA DESTILADA

FILTRAR

FILTRAR

FILTRAR

EXTRACTO ACUOSO

LAVAR CON COROFORMO

FRACCION ACUOSA

FRACCION CLOROFORMICA

LAVAR CON ACETATO

FRACCION ACUOSA

FRACCION DE ACETATO DE ETILO FILTRAR CON SULFATO DE SODIO

Diagrama 2: Metodología (Toapanta, 2008)

17

CRUDO DE COMPUESTOS FENOLICOS

3.3.

PURIFICACIÓN DE FENOLES

La purificación de compuestos fenólicos, es imprescindible, luego de una extracción típica, para esto, se conocen los siguientes métodos de purificación:

3.3.1. Cromatografía de Columna con celulosa microcristalina Para el aislamiento de una gran cantidad de fenoles complejos, se usa la cromatografía de columna con celulosa microcristalina y como fases móviles metanol: ter- butanol: ácido acético: agua, n-butanol: ácido acético: agua; sílica (tamaño de partícula 0,06-0,03 Merck gel de sílice 60). “Se recomienda como sistema de elución una mezcla del cloroformo con acetato de etilo, benceno y metano”(MOSQUERA, 2006). Además, se pudieran utilizar como fases móviles en esta separación la mezcla de diclorometano/metanol/agua, acetato de etilo/metanol; esto está en dependencia de la polaridad que muestren los componentes a separar. También se usa la poliamida, utilizando en este caso

como

eluyentes

metanol/ácido

acético/agua,

agua/n-butanol/acetona/dioxano

y

tolueno/hexano/etilcetona/metanol. Se usa con más frecuencia sephadex LH-20, amberlite XAD-7 ylichroprep RP-18.

3.3.2. Cromatografía líquida de elevada resolución o eficacia (CLAR /CLAE) Otro de los métodos usados con estos fines es la cromatografía líquida de elevada resolución o eficacia (CLAR /CLAE). Generalmente, para las flavonas y flavonoles se emplea la fase reversa RP-18. “Para la separación de una gran cantidad de fenoles complejos se utiliza la cromatografía en fase reversa C8 o C18 y como eluyentes las mezclas de metanol/ácido acético/agua, metanol/agua/ácido fórmico, acetona/ácido acético/agua en gradientes o en modo isocrático” (MOSQUERA, 2006).

3.4.

ANÁLISIS DE FENOLES

3.4.1. Reacciones del Grupo Funcional Se utilizan las reacciones del grupo Ph-OH, para análisis e identificación del mismo. Estas reacciones se detallan en la Tabla 9.

3.4.2. Espectroscopia Se usan dos tipos de espectroscopia: 18

Espectroscopia UV-VIS La espectroscopia de absorción ultravioleta/visible es usada ampliamente en la determinación de las estructuras tipo fenólicas, por lo que constituye una herramienta muy útil en la elucidación estructural.

El rango de lectura se localiza a longitudes de onda entre 210 y 500 nm.

Espectroscopia RMN 1H y 13C “La resonancia magnética nuclear se señala como una técnica de caracterización estructural de valor indiscutible”(MOSQUERA, 2006). Es importante tener en cuenta correcta selección de los disolventes empleados, los cuales deben originar señales fuera del área esperada del espectro donde los compuestos dan señales típicas. Los disolventes comúnmente empleados en la realización del espectro protónico son acetona-d6 (2,05 ppm), cloroformo (CDCl3) (7, 25 ppm), dimetilsulfóxido-d6 (DMSO-d6) (2,5 ppm), metanol-d4 (CDOH-d4) (3,35 ppm) y piridina-d5 (7,0; 7,35 y 8,5 ppm). Complementando al espectro de resonancia magnética protónica (RMN 1H), el de resonancia magnética de carbono 13 (RMN 13C) presenta el número y el entorno de los átomos de carbonos presentes en la estructura.

Tabla 9: Reacciones del Grupo Funcional Ph-OH Reacción

Explicación

Gráfico

Con NaOH

En presencia de bases fuertes, forman fenóxidos.

Imagen 21: Reacción con NaOH(Sandoval)

Del anillo

Sigue un mecanismo de sustitución

aromático

electrofílica,

actuando

como

orientador orto-para.

Imagen 22: Reacción del anillo aromático(Sandoval) Oxidación

Pierden el enlace O-H para formar =O. Imagen 23: Reacción de oxidación(Sandoval)

19

Con FeCl3

La mayor parte de los fenoles dan disoluciones vivamente coloreadas.

Debido a la formación de complejos Imagen 24: Reacción con FeCl3(Sandoval)

de hierro.

4. APLICACIONES 4.1.

Fenoles Naturales y sus derivados

Los fenoles cuando están en su estado natural aparecen como productos de descomposición de compuestos oxigenados en diferentes productos industriales y tiene una variedad de aplicaciones en diferentes áreas como curtientes y colorantes naturales, etc.(Klages, 2005) El contenido de compuestos fenólicos es también de interés científico por su potencial uso farmacológico como anti alergénicos, antiinflamatorios y antioxidantes (Toapanta, 2014).

El fenol natural es una sustancia con enorme valor industrial, directamente o en derivados, se usa como desinfectante, anestésicos tópicos, germicidas y bactericida. Grandes cantidades de fenol se usan para la producción de formaldehido, resinas y plásticos.(Klages, 2005) Los fenoles derivados del tolueno reciben el nombre de cresoles y se los utiliza como desinfectantes y estos se los aplica industrialmente para la impregnación de maderas y constituyen importantes productos intermedios para la fabricación de explosivos, plásticos artificiales, etc. (Klages, 2005) En los flavonoides se la aplica en la prevención de enfermedades cardiovasculares, en la prevención del cáncer y tienen una acción antioxidantes que actúan como protectores en patologías tales como diabetes mellitus, cáncer, cardiopatías, infecciones víricas, úlcera estomacal y duodenal, e inflamaciones.

(Toapanta, 2014).

Los taninos se los utiliza como astringentes y por lo tanto antidiarreicos porque precipitan con las proteínas, son antimicrobianos, antifúngicos, también se los aplica en los antídotos de alcaloides y metales pesados (Toapanta, 2014).

Se emplean en la industria textil por su capacidad de reaccionar con las sales férricas, los cuales dan lugar a productos negro-azulados adecuados para tintes e igualmente son utilizados como mordientes

20

para la aplicación de tintes en tejidos y las que luego se destinan a la elaboración de múltiples artículos: maletas de viaje, bolsos, zapatos, chaquetas, monturas para caballería, etc (Toapanta, 2014).

Originan el característico sabor astringente a los vinos tintos, té, café o al cacao. Las propiedades de precipitación de los taninos son utilizadas para aclarar y preservar los vinos o las cervezas y además estos se utilizan en la industriade enlatados y embotellados de productos como jamones, sardinas, embutidos, jugos, vinos, cervezas, etc. (Ilustración 6). (Toapanta, 2008)

Ilustración 6: Vinos y Bebidas Alcohólicas http://goo.gl/Z6liNZ

Los terpenos tienen propiedades antisépticas ,desinfectantes y antihelmínticas de los aceites esenciales y se los utiliza especialmente en casos de infecciones bronquiales, urinarias y las causadas por cortadas y quemaduras y por otro lado numerosos monoterpenos son atractores de insectos y ello juega un papel importante en la polinización y protección de las plantas (Marcano & Hasegawa, 2002). En la Tabla 10, se detalla cada uno de ellos.

Tabla 10: Resumen de derivados naturales del fenol.

Compuestos naturales del

Formula e ilustración Aplicación industrial

de una aplicación

fenol OH O

Es el causante del aroma de la vainilla este se emplea como agente saborizante en alimentos sobre todo en pastelería, bebidas y se emplea en la industria farmacéutica como estimulante gástrico. Es Vainillina

una de las sustancias olorosas más apreciadas para crear aromas por eso se la utiliza en perfumería

21

O

Imagen25: Fórmula de la vainillina (Carey, 2006)

Se la utiliza en cremas, helados, pasteles y otras preparaciones culinarias, añadiendo un poco del polvo. Está presente además, en muchas recetas de licores y de café como aromatizante. (Assaf, De Mexico al Mundo,el sabor de la vainilla., s.f)

Eugenol

Ilustración7: Cremas http://goo.gl/ohQoE0

Es un constituyente del clavo de olor (Carey,

OH O

2006).se ha usado como antiinflamatorio y con efectos antibacterianos. Se usa en la forma de pasta o mezcla como cemento dental, relleno y material de restauración.

Imagen26: Fórmula del eugenol Es usado en perfumes, cosmetología, aceites

(Carey, 2006)

esenciales y como antiséptico y analgésico. Actúa como inhibidor de la respiración mitocondrial y como desacoplador del transporte de electrones y la fosforilacionoxidativa,también

sirve

para

contrarrestar los efectos del benzoperino una sustancia

de

reconocido

poder

mutagénico Ilustración 8 : Clavo de Olor http://goo.gl/BnGspD

(Baldovino, 1994)

Es un efectivo agente antimicrobiano que inhibe el Timol

crecimiento de microbios y bacterias por eso se lo

OH

aplica en productos tales como enjuagues bucales que tienen como objetivo eliminar las bacterias en la boca y pastas de dientes.

Imagen 27: Fórmula del timol

-Se utiliza por vía oral en el tratamiento de la bronquitis, tosferina, dolor de garganta, diarrea, dispepsia,

gastritis,

desórdenes

de

la

piel,

desinfectante urinario y antihelmíntico. Por sus 22

(Carey, 2006)

propiedades antibacterianas y antifúngicas forma parte de gotas óticas y nasales.

En

veterinaria

se

aplica

igualmente

contra

infecciones dermales y para estimular la digestión.

Se lo aplica en cosmética y perfumería. (Artos, Lema, & Quiroz, s,f)

Ilustración 9: Cosméticos http://goo.gl/fZhlFQ

OH Cl

Se los aplica en la preservación de la madera, pinturas, fibras vegetales y cuero y se lo aplica como

Cl

desinfectante y antiséptico. Se Encuentran, además

Imagen 28: Fórmula del 2-5

como herbicidas, biocidas,fungicidas e insecticidas y

diclorofenol(Carey, 2006)

como agentes intermediarios en la fabricación de Clorofenoles

productos farmacéuticos y tinturas ,Repelente de la polilla y productos del hogar (Vivero, 2004)

Ilustración 10: Productos de limpieza http://goo.gl/9xLbBa

OH

Puede ser muy eficaz en el tratamiento de las náuseas y vómitos en el cáncer en fase terminal, que

O

no responde a otros medicamentos. Es usada contra

Imagen 29: Fórmula del Delta 9-

Delta 9-

el dolor, los espasmos y convulsiones musculares de

tetrahidrocanabinol

tetrahidrocana

la esclerosis múltiple y los problemas de la medula

(Carey, 2006)

binol

espinal, También es utilizado en la enfermedad llamada glaucoma ya que reduce la presión intraocular. (Vallejo & Cuzco, 2010)

Ilustración 11: Medicamentos http://goo.gl/AA7GID 23

4.2.

Fenoles sintéticos y sus derivados

Las industrias que se dedican a la producción de colorantes y adhesivos, son aquellas que en su mayoría utilizan fenoles de origen sintético; para esto existen varios procesos, algunos de los cuales los vemos a continuación (Tabla 11). a. Producción de fenol a través de la sustitución nucleofílica del cloro en el clorobenceno por grupos hidroxilo (Imagen 30). b. Obtención de fenol sintético (ácido carbólico, ácido fénico) por descomposición ácida del hidroperóxido de cumeno, mismo q a su vez se obtiene de la oxidación del cumeno (Imagen 31). c. La síntesis de laboratorio para obtener fenoles a partir de aminas, mediante la hidrólisis de sus sales de diazonio (Imagen 32).

-

Cl

OH

0 ,Na NaOH,360 C

HCl

4500 psi

- NaCl

O

clorobenceno

Fenol

Fenoxido de Sodio

Imagen 30. Obtención de fenol. (Seymour, 1995)

OH O

H

O

H2SO4

(02)

CH2CHCH3

OH

+

H3PO4 Benceno

Cumeno

Hidroperoxido de Cumeno

Imagen 31: Obtención de fenol sintético. (Seymour, 1995)

24

Fenol

Acetona

+O

N O O

-

1.-NaNO2,H2SO4

+O

N O

H20 2.-H20,Calor

+

N O

OH m-Nitrofenol(81 a 86%)

m-Nitroanilina

Imagen 32: Síntesis de fenoles a partir de aminas. (Carey, 2006)

COMPUESTOS SINTETIZADOS A PARTIR DEL FENOL. Acido Pícrico Siendo un aromático, el fenol se comporta como tal de acuerdo al mecanismo de sustitución electrofílica. Por la importancia del producto formado, consideremos la nitración del fenol, teniendo en cuenta la naturaleza del hidroxilo como orientador orto-para.

El ácido pícrico o Trinitrofenol es, por lejos, uno de los productos químicos más peligrosos en uso, es tóxico por todas las rutas de exposición, también es irritante a la piel, y puede producir productos tóxicos cuando se descompone.

El ácido pícrico se usa principalmente en la fabricación de explosivos y como un intermedio en la fabricación de tinturas. También está presente en muchos laboratorios, para el uso como un reactivo químico; además es sumamente susceptible a la formación de sales "picratos" (Imagen 33).

-

OH

+

3 HNO3

H2SO4

O

OH O + N

O + N

Fenol

O

+ -N

O

-

+

3 H2O

O

Acido Picrico

Imagen 33: Obtención del ácido pícrico. Introducción a la Bioquímica. Alcoholes, Fenoles y Éteres. Recuperado de: http://goo.gl/Ua8JMc

25

Aspirina La aspirina, fue sintetizada a finales del siglo pasado por el químico alemán Félix Hoffman. Actúa como antipirético y fundamentalmente como analgésico. Como antipirético ejerce su efecto a dos niveles: aumenta la disipación térmica mediante vasodilatación (acción poco significativa) y actúa sobre el termostato hipotalámico, que es el centro regulador de la temperatura del organismo. Su vía de administración es oral, ya que se absorbe bien por el tracto gastrointestinal (Imagen 34).

O OH

O

O

O

H+

+

O

OH

OH

+

H20

OH Aspirina

Imagen 34: Síntesis de la aspirina. Universidad de Zaragoza. Hidrocarburos aromáticos. Recuperado de: http://goo.gl/ONk7CN

Anetol (Anís) Es un líquido incoloro o ligeramente amarillo, tiene sabor dulce y olor a anís. Se altera por acción de la luz. Es muy poco soluble en agua pero soluble en alcohol y puede mezclarse fácilmente con éter y cloroformo (Imagen 35).

OH

-

o ,Na

NaOH

CH3OSO2OCH3

H20

O

CH3I Anetol(Anis)

Imagen 35: Síntesis del Anetol. Universidad de Zaragoza. Hidrocarburos aromáticos. Recuperado de: http://goo.gl/ONk7CN

Hidroquinona La hidroquinona se utiliza como un revelador de películas. Reacciona con granos de AgBr que son sensibles a la luz y que da a la plata un color negro; además se utiliza en la fabricación de tinturas, pinturas, combustibles para motores y medicamentos (Imagen 36).

26

O

OH Na2Cr2O7 H2SO4

O O

OH

+

2 AgBr

+

OH

2 Ag

+

2 HBr

O

Imagen 36: Oxidación a quinonas. Universidad de Zaragoza. Hidrocarburos aromáticos. Recuperado de: http://goo.gl/ONk7CN Plásticos fenólicos

Baekeland demostró que se podía obtener prepolímero resol estable a partir de la condensación de fenol y formaldehido en condiciones alcalinas. El polímero lineal resol se llama resina en estado A, y la resina reticulada se llama resina en estado C (Imagen 37).

Imagen 37: Formación de plásticos fenólicos. (Seymour, 1995)

27

Tabla 11: Resumen de derivados sintéticos del fenol Compuestos derivados del fenol

Fórmula -

O

Ilustración

OH O + N

O + N

O

-

Ácido Pícrico

O

+ -N

O

Imagen 38: Fórmula del ácido pícrico.

Introducción a la Bioquímica.

Alcoholes, Fenoles y Éteres.

Recuperado de: http://goo.gl/Ua8JMc O

Ilustración 12: Ácido Pícrico comercial http://goo.gl/E9XAYc

O O Aspirina

OH Imagen 39: Fórmula de la aspirina.

Universidad de Zaragoza.

Hidrocarburos aromáticos. Recuperado de: http://goo.gl/ONk7CN

Ilustración 13: Pastillas de Aspirina http://goo.gl/C9cfma

O Anetol Imagen 40: Fórmula del Anetol.

Universidad de Zaragoza.

Hidrocarburos aromáticos. Recuperado de: http://goo.gl/ONk7CN

Ilustración 14: Anís http://goo.gl/OWX3nu

O

Hidroquinona

O

Imagen 41: Dicetona. Universidad de Zaragoza. Hidrocarburos aromáticos.

Recuperado de: http://goo.gl/ONk7CN

28

Ilustración 15: Hidroquinona medicinal http://mundodanoticia.net/

OH

OH

Cl

Plásticos fenólicos Imagen 42: Resina, etapa C. (Seymour, 1995)

Ilustración 16: Resina http://goo.gl/MVfEfl

O N

Paracetamol

H

HO Imagen 43:Fórmula del paracetamol. http://www.virtual.unal.edu.co/

Ilustración 17: Pastilla de Paracetamol http://www.virtual.unal.edu.co/

5. IMPACTO LOCAL Y REGIONAL DEL TEMA INVESTIGADO A través de los años el ser humano, se capacita con el fin de conocer más sobre todo lo que le rodea, para poder aprovecharlo

y satisfacer sus necesidades. El campo de la química orgánica y

específicamente, el grupo funcional de los fenoles, no son la excepción. Una investigación hecha en Madrid en el 2002, mencionaba que el 32% de la fabricación de tableros y contrachapados, era posible con el uso de resinas fenólicas, polímeros sintéticos termoestables, que se llegaron a utilizar en un 75% de su producción, en la industria de los adhesivos en España, convirtiéndose, en ese año en la industria número uno que consumía fenoles. La importancia de las características de los fenoles, no se quedaron en la industria de los adhesivos; y sobre todo, no se quedaron en España. (Alonso, 2002) En el 2009, se realizaron investigaciones en Colombia para conocer la relación, entre la capacidad antioxidante de propóleos, producido por un cierto género de abejas, y su capacidad antioxidante en la salud humana. Se demostró que el contenido fenólico de los propóleos es directamente proporcional a la capacidad antioxidante que poseen. (FARMACÉUTICA, 2009)De igual manera, en Colombia en ese mismo año, se divisaba el crecimiento de ciertas industrias, y se planteaba la posibilidad de que los fenoles producidos industrialmente contaminen los suelos. Se pudo demostrar, que los fenoles afectan ecosistemas y la biodiversidad del medio, pero que sin embargo, existen tipos de bacterias que degradan al fenol a CO2, y H2O. (Ahumada, 2009)

29

En Argentina, en el 2009, varios géneros de peces se vieron afectados, por la presencia de una excesiva concentración de compuestos fenólicos sustituidos, en ciertos lagos de este país, a pesar de que existen normativas que regulan la cantidad de fenoles en las aguas. (Duchowicz, 2009) En el Ecuador, no se han establecido normativas de regulación sobre las concentraciones permitidas de fenoles en los suelos y en las aguas, como en Argentina y Colombia. En vista, de que existen empresas, en el oriente del país, en cuyos procesos de refinación, se obtienen como productos secundarios estos compuestos, hay necesidad de que se controle el tratamiento y la eliminación de los mismos. Ya que no se contempla en el país síntesis de derivados fenólicos, la biodegradación de los mismos puede ser una excelente opción. Hoy por hoy, la capacidad antioxidante de los compuestos fenólicos, está siendo muy utilizada por la industria cosmética y la medicina. Nuestro país, consta con la biodiversidad necesaria, para investigar la presencia de antioxidantes naturales en plantas nativas de nuestras regiones. Existen muchas propuestas de investigación e implementación, que se pueden realizar en Ecuador, juntamente con el apoyo del Gobierno en vigencia y un personal capacitado y motivado, es posible que nuestro país haga un importante aporte a la ciencia.

6. CONCLUSIONES El grupo funcional fenol, es utilizado en la producción de resinas fenólicas, en la manufactura del nylon y otras fibras sintéticas, en la industria química ,en la farmacéutica y clínica como un potente fungicida, bactericida, satinizante, antiséptico y desinfectante, además sirve para producir la aspirina .

La mejor prueba para reconocer fenoles es con cloruro férrico ya que da soluciones coloreadas debido a la formación de complejos con el hierro.

Por la fuerza ácida de los fenoles y la solubilidad de las respectivas sales en agua y solventes polares, pueden utilizarse tanto en análisis de separaciones.

El mejor método de extracción de los fenoles es la maceración, ya que es la que extrae con mayor coloración y concentración de los compuestos fenólicos, escogiendo los solventes adecuados.

Lo mejor que se puede hacer para purificar los fenoles es la cromatografía en fase reversa.

Un compuesto fenólico del grupo de los estilbenos más

conocido el resveratrol, es uno de los

compuestos más importantes de los fenoles ya que ayuda a frenar el envejecimiento y a prevenir enfermedades cardiovasculares.

30

Entre los compuestos más importantes de síntesis tenemos a la aspirina ya que tiene una importancia enorme en todos los campos ya sea analgésico, antipirético, etc.

Un producto importante de síntesis, obtenido a partir del fenol es la hidroquinona ya que esta es una crema blanqueadora y que elimina manchas de la piel. Muchas personas la usan en problemas de pigmentación en la piel.

7. BIBLIOGRAFÍA: Ahumada, M. (2009). EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE BACTERIAS DEGRADADORAS DE FENOL POR RESPIROMETRÍA. Obtenido de EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE BACTERIAS DEGRADADORAS DE FENOL POR RESPIROMETRÍA: http://www.javeriana.edu.co/biblos/tesis/ciencias/tesis220.pdf Alonso, M. (2002). FORMULACIÓN Y CURADO DE RESINAS DE FORMOL FORMALDEHÍDO TIPO RESOL CON SUSTITTUCIÓN PARCIAL DEL FENOL POR LIGNOSULFONATOS. Obtenido de FORMULACIÓN Y CURADO DE RESINAS DE FORMOL FORMALDEHÍDO TIPO RESOL CON SUSTITTUCIÓN PARCIAL DEL FENOL POR LIGNOSULFONATOS: http://biblioteca.ucm.es/tesis/qui/ucm-t26211.pdf Artos, Y., Lema, A., & Quiroz, Y. (s,f). Fenoles Naturales Aplicados En La Industria Farmaceutica.

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31

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FARMACÉUTICA, F. D. (2009). DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE FENOLES Y ECALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD OXIDANTES DE PROPÓLEOS RECOLECADOS EN EL DEPERTAMENTO DE ANTIOQUÍA-COLOMBIA. VITAE, REVISTA DE LA FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA, 389-394. Obtenido de DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE FENOLES Y ECALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD OXIDANTES DE PROPÓLEOS RECOLECADOS EN EL DEPERTAMENTO DE ANTIOQUÍA-COLOMBIA. Klages, F. (2005). Tratado de Química Orgánica tomo 1 (parte1). Química Orgánica Sistemática.

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32

Toapanta. (2014). Fenoles Naturales. Obtenido de Fenoles Naturales: http://qorganicauce.wikispaces.com/file/view/Fenoles+Naturales_Trabajo1_Toapanta+Paola.pdf Toapanta. (s,f). Fenoles Naturales. Obtenido de Fenoles Naturales: http://qorganicauce.wikispaces.com/file/view/Fenoles+Naturales_Trabajo1_Toapanta+Paola.pdf Toapanta, P. (2008). Fenoles Naturales. Ecuador: S.N. Vallejo, Y., & Cuzco, E. (2010). Determinacion de delta 9-Tetrahinocanabinol y Benzoilecgonina en orina de las Internas del centro de Rehabilitacion social Femenino de Cuenca . Cuenca, Ecuador.

Velarde, F. G.-A. (2011). Mejoramiento y mantenimiento de Vegetales. España: Ediciones Paraninfo.

Vivero, J. (Junio de 2004). Eliminacion de Fenol y sus Derivados Por Ozonizacion Como Etapa Previa a la Biodegradacion. Mexico .D.F., Mexico.

8. ANEXO 8.1.

EVALUACIÓN  Elija la respuesta correcta, de acuerdo al trabajo desarrollado anteriormente.  La respuesta correcta se encuentra subrayada y con cursiva; con su respectiva justificación, debajo de cada pregunta.

1. ¿Qué químico sintetizó la aspirina? a. William Henry Perkin b. Heinrich Dreser c. Félix Hoffman d. August Wilhelm von Hoffman Justificación: Félix Hoffman, que pertenecía a la compañía Bayer, sintetizó el ácido salicílico a partir de la planta llamada salicina, para obtener de forma pura y estable el ácido acetilsalicílico, después llamada aspirina.

33

2. Basándose en el siguiente gráfico. ¿Qué grupos funcionales presenta la molécula de aspirina y a qué clase de fenoles representa?

O O O OH

a.

Cetona, ácido carboxílico, Alquinos

b. éter, cetona, dienos c.

éster, ácido carboxílico, grupo aromático

d. amina, aldehído; Hidrocarburo e.

éster, aldehído; alquenos

Justificación: La aspirina es un derivado del benceno en el cual dos de sus hidrógenos han sido sustituidos por otros dos grupos funcionales en posiciones orto: Un grupo carboxílico o ácido (-COOH), un grupo acilo (OCOCH3, acetil), derivado del acético. La aspirina es un ácidos benzoico ya que consta de un anillo aromático y un grupo hidroxílico, comunes a todos los compuestos fenólicos y de un grupo carboxílico.

3. La siguiente estructura es la representación de la molécula de la adrenalina: HO

H NH

HO

OH

CH3

De acuerdo con el gráfico, establezca qué funciones orgánicas están presentes en la adrenalina ((R)-4-(1-hidroxi-2-(metilamino) etil) benceno-1,2-diol): a. Fenol, alcohol y amina b. Alquenos, alcano, alcohol y amina c. Ciclo alcano, alqueno y amina d. Fenol, alcohol, amina y éster

34

Justificación: Los grupos funcionales presentes en la adrenalina son fenol, alcohol y amina ya que puede sintetizarse mediante la reacción de catecol con cloruro de cloroacetilo, seguido por la adición de metilamina para obtener la cetona, que se reduce al compuesto deseado.

4. Generalmente la obtención de p-acetamidofenol se lleva a cabo por una vía de síntesis, en el cual se parte de la cloración del benceno conjuntamente con una nitración, provocando la formación del p-nitrofenol y por medio de otra reacción el p-amino fenol, llegando de esta manera a producto deseado. Elija la reacción que favorecería la formación de los productos anteriormente mencionados: Cl cloracion Cl 2

Cl

OH ?

nitracion HNO 3

Benceno

+

+

-

O

N

- N O O p-nitrofenol

O

OH

OH ?

?

NH2 p-aminofenol

NH

H3C O

p-acetamidofenol

a. Hidrolisis, acetilación, reducción b. Alquilación, Oxidación, hidrolisis c. Hidrolisis, reducción, acetilación d. Halogenación, reducción, nitración Justificación: Partiendo del p-nitroclorobenceno se debería realizar una hidrolisis (NaOH) ya que nos permitiría que el p-nitroclorobenceno se des-halógena y provocando que el grupo –OH ingrese a la posición para con respecto al grupo nitro obteniendo el p-nitrofenol. Después se reduce el grupo nitro a p-amino fenol para generar la acetilación del grupo amino y obtener el p-acetamidofenol.

35

5. Los fenoles presentan una propiedad química muy notable, misma que favorece la sustitución electrofílica, siendo posible formar una gran variedad de complejos moleculares con bases orgánicas, con ácidos, iones orgánicos e inorgánicos. Identifique esta propiedad: a. Reactividad del grupo OH b. Acidez del grupo OH c. Reactividad del anillo d. Acidez y reactividad del anillo

Justificación: La propiedad química más notable de los fenoles, es la reactividad que se encuentra bastante elevada en el anillo aromático, implicándolo en reacciones de sustitución electrofílica.

6. El ácido pícrico es un compuesto muy peligroso y tóxico por todas las rutas de exposición; sabiendo esto, del siguiente listado seleccione cuál es el principal producto comercial obtenido a partir de él: a. saborizante b. plásticos c. explosivos d. antiinflamatorios e. analgésicos Justificación: El Trinitrofenol (T.N.P.), también denominado ácido pícrico, es un explosivo que se utiliza como carga aumentadora para hacer explotar algún otro explosivo menos sensible como el T.N.T. (trinitrotolueno).

7. Los fenoles presentan algunas propiedades semejantes a los alcoholes, debido a la presencia del grupo hidroxilo. Sin embargo, conforman otra familia química; ¿a qué se debe esto? a. Los fenoles son compuestos con carácter ligeramente acido. b. El protón hidroxilo del alcohol es fuertemente acido.

36

c. La mayoría de los fenoles son menos ácidos que el agua. d. Los fenoles presentan menor acidez que los alcoholes.

Justificación: Los fenoles son compuestos con carácter ligeramente acido, propiedad que los distingue de los alcoholes. La mayoría de los fenoles son más ácidos que el agua, lo que permite que hidróxidos alcalinos en disolución acuosa reacciones con ellos formando sales o iones fenóxidos.

8. El eugenol es un derivado del fenol en la industria, indique en cuál de los siguientes campos es utilizado y justifique su respuesta: a. Puede ser muy eficaz al tratamiento del cáncer y al glaucoma b. Es usado en la cosmetología, además como antiséptico y analgésico. c. Se los aplica en la preservación de la madera como antiséptico y desinfectante d. Tener propiedades antibacterianas y antifúngicas. e. Se lo emplea en la pastelería, cremas ,helados y en la perfumería Justificación: El eugenol es una sustancia que destruye los microbios que infectan un organismo vivo además tiene propiedades de calmar y eliminar el dolor.

9. ¿Cuál de las siguientes opciones, es una propiedad de los taninos? a. Astringentes b. Analgésicos. c. Antioxidantes. d. Anestésicos.

Justificación: Los taninos, al precipitar con las proteínas se los utiliza como astringentes y por lo tanto como antidiarreicos; además son antimicrobianos, antifúngicos, y también se los aplica en los antídotos de alcaloides y metales pesados.

37

10. ¿Qué características definen la utilidad del resveratrol? a. Antiespásmico y antimicrobiano b. Antiséptico y antidiarreico c. Antioxidantes y antifúngicos d. Antiinflamatorias y antitumorales.

Justificación: Este compuesto ayuda a frenar el envejecimiento y prevenir las enfermedades cardiovasculares, y además posee propiedades antiinflamatorias y antitumorales.

8.2.

PAPERS

Tesis Investigaciones de fenoles Fenoles Naturales Research and application of phenols Evaluacion de fenoles Fenoles Fenoles Investigación Procesos industriales para obtener fenoles Extractos naturales

38