Síntesis de 7-hidroxi-4-metil-cumarina

Objetivo

Sintetizar un compuesto fluorescente 7-hidroxi-4-metil-cumarina (7-hidroxi-4-metil-2H-cromen-2-ona) en una reacción que se lleva a cabo sin disolvente.

Antecedentes

Las cumarinas son productos naturales que se encuentran en una variedad de plantas, incluidas las que se utilizan como medicinas tradicionales a base de hierbas que datan del año 1000 a. Las cumarinas se han utilizado para muchas aplicaciones prácticas, tales como cosméticos, protectores solares, aromatizantes, tintes láser, productos farmacéuticos y anticoagulantes bien conocidos. La cumarina 4-metilumbeliferona se utiliza como fármaco colerético y antiespasmódico y como patrón para la determinación fluorométrica de la actividad enzimática, como la β-galactosidasa. El producto objetivo no es tóxico, es fácil de preparar y aislar, y puede sintetizarse rápidamente mediante resorcinol de calentamiento por condensación de Pechmann y acetoacetato de etilo, en presencia de una resina de intercambio iónico de ácido fuerte (Dowex 50WX4). También muestra una fluorescencia dependiente del pH que se ve fácilmente con una lámpara UV estándar.

Procedimiento experimental

En un matraz Erlenmeyer de 50 ml, coloque acetoacetato de etilo (1.0 ml, 1.02 g, 7.8 mmol), resorcinol (800 mg, 7.3 mmol) y perlas Dowex 50WX4 (1.0 g). Coloque el matraz en una placa calefactora ajustada al nivel más bajo de calentamiento.

La reacción avanza a una velocidad razonable a temperaturas tan bajas como 80 ºC, y el inicio de la reacción se indica mediante un suave burbujeo. Agite la mezcla de vez en cuando o revuelva con una varilla de vidrio hasta que cese el burbujeo y la mezcla se solidifique hasta un sólido de color tostado (por lo general, de 20 a 30 min).

Agregue un pequeño volumen (2-3 ml) de EtOH al 95 % caliente para disolver el sólido y luego use una pipeta Pasteur para transferir la solución caliente de las perlas Dowex a un matraz Erlenmeyer limpio. Si se desea, las perlas pueden aclararse con una porción adicional de EtOH caliente (95 %).

Mientras se calienta la mezcla, agregue agua caliente hasta que la solución se vuelva ligeramente turbia, retire el matraz de la placa caliente y deje enfriar lentamente a temperatura ambiente.

Aislar el precipitado cristalino de color blanco a blanquecino mediante filtración al vacío y lavar con agua. Se deja secar el producto antes de determinar el p.f. (179–183 ºC; rendimientos estimados del 50 al 65 %)

Propiedades fisico-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.

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
Acetoacetato de etilo
EtOH
Resorcinol

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.

Referencias

• Isac-García, J.; Dobado, J. A.; Calvo-Flores, F. G.; and Martínez-García, H. (2015). Experimental Organic Chemistry Laboratory Manual. Elsevier Science & Technology. ISBN: 978-0-12-803893-2
• D. M. Young, J. J. C. Welker, and K. M. Doxsee, Green Synthesis of a Fluorescent Natural Product, Journal of Chemical Education 88 (2011), no. 3, 319–321, DOI: 10.1021/ed1004883

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