Preparación de calix[4]pirrol

Objetivo

Producir un macrociclo, en este caso un derivado del calix[4]pirrol como ejemplo de anión quelante.

Antecedentes

Los agentes que se unen selectivamente a los aniones han despertado interés por su papel en los procesos biológicos y ecológicos. Se han diseñado dos estrategias para producir tales compuestos. La primera consiste en incluir en la molécula grupos catiónicos que interactúen electrostáticamente con el anión.

La segunda estrategia consiste en introducir compuestos capaces de formar enlaces de hidrógeno con determinados aniones. Las porfirinas y otros macrociclos heterocíclicos relacionados desempeñan papeles clave en muchos procesos biológicos. Los porfirinógenos, también conocidos como calix[4]pirroles, son excelentes agentes quelantes. Los calix[4]pirroles resultantes de la condensación de pirrol con aldehídos son compuestos fácilmente oxidables. No ocurre lo mismo con la condensación resultante con cetonas, que son muy estables. Esta condensación está catalizada por un ácido. Un ejemplo es el meso-octametilporfirinógeno también conocido como «acetonepirrol» descrito por Baeyer en 1886.

Procedimiento experimental

En un Erlenmeyer de 10 ml provisto de barra agitadora, mezclar 5 ml de acetona y 1 ml de pirrol. Tapar el matraz con un septum y enfriar la mezcla en un baño de hielo con agitación magnética. Añadir gota a gota al crudo de reacción 0,5 ml de HCl utilizando una jeringa provista de una aguja que atraviese el tapón. La solución, inicialmente incolora, se vuelve marrón y muestra una ligera efervescencia. Transcurrido un tiempo, empieza a precipitar un sólido blanco. Agitar durante otros 5 min y aislar el sólido blanco por filtración a vacío utilizando un embudo Hirsch, lavando a continuación con acetona fría (15-20 ml) (puede secarse a 40 ºC durante 30 min). Recristalizar el producto de la reacción utilizando aproximadamente 5 ml de acetona por 100 mg de producto. Si después de 30 min el sólido no ha empezado a cristalizar, añadir agua gota a gota hasta que aparezca turbidez (rendimiento estimado 70%). Comprobar la pureza del producto por CCF utilizando el eluyente, hexano/acetato de etilo (7:3).

Propiedades físico-químicas

La siguiente tabla recoge los datos de peso molecular (M_w), punto de fusión (P.F.) punto de ebullición (P.E.) y densidad de los reactivos y compuestos utilizados en este experimento de laboratorio.

Name	Mw (g/mol)	M.p. (ºC)	B.p. (ºC)	Density (g/ml)
Acetato de etilo	88.11	-84	77.1	0.902
Acetona	58.08	-94	56	0.791
1H-Pirrol	67.09	-23	131	0.967
Hexano	86.18	-95	69	0.659
meso-Octametilcalix[4]pirrol	428.61	-	-	-
HCl	36.46	-30	>100	1.200

GHS pictogramas

Los pictogramas de peligro forman parte del Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (GHS) y se recogen en la siguiente tabla para los compuestos químicos utilizados en este experimento.

Name	GHS
Acetato de etilo
Acetona
1H-Pirrol
Hexano
meso-Octametilcalix[4]pirrol
HCl

Identificador Químico Internacional

Los identificadores IUPAC InChI key de los principales compuestos utilizados en este experimento se proporcionan para facilitar la nomenclatura y formulación de los compuestos químicos y la búsqueda de información en Internet de los mismos.

Acetato de etilo	XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N
Acetona	CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N
1H-Pirrol	KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N
Hexano	VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N
meso-Octametilcalix[4]pirrol	XZCHDFOYWDLFEY-UHFFFAOYSA-N
HCl	VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N