Universidad Nacional de IngenieríaFacultad de Ingeniería Química y Textil

Área Académica de Ingeniería Química

Separación de Alcaloides

Curso: Química Orgánica II

Sección: “A”

Grupo: 37

Alumnos: Chávez Otárola, Denisse Mónica

20052582EBerrospi Cobos, Fred Jonathan    

20054533AMontoya Benites, Héctor Javier

20052623C

Profesor: Ing. Viza Llenque, CristinaIng. Bullón Camarena Olga Frida

Fecha de entrega: 17/09/2008

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Lima-Perú

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ÍNDICE

I. OBJETIVO ----------------------------------------------------------------------3

II. FUNDAMENTO TEÓRICO--------------------------------------------------3

III. DATOS Y RESULTADOS ----------------------------------------------------4

IV. REACCIONES Y MECANISMOS DE REACCIÓN---------------------8

V. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO------------------------------ 10

VI. DIAGNOSTICO DE LA GESTION DE RESIDUOS------------------11

VII. OBSERVACIONES -----------------------------------------------------------12

VIII. CONCLUSIONES ------------------------------------------------------------12

IX. APENDICE---------------------------------------------------------------------13

X. BIBLIOGRAFÍA -------------------------------------------------------------14

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SEPARACIÓN DE ALCALOIDES

I. OBJETIVOS

Extraer la nicotina de una muestra de hojas de tabaco (nicotiana tabaco).

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

Se llaman alcaloides (de álcali y -oide) a aquellos metabolitos secundarios de las plantas sintetizados, generalmente, a partir de aminoácidos. Los alcaloides verdaderos derivan de un aminoácido, son por lo tanto nitrogenados. Son básicos (excepto colchicina), y poseen acción fisiológica intensa en los animales aun a bajas dosis con efectos Psicoactivos.Sus estructuras químicas son variadas. Se considera que un alcaloide es, por definición, un compuesto químico que posee un nitrógeno heterocíclico procedente del metabolismo de aminoácidos; de proceder de otra vía, se define como pseudoalcaloide.Su clasificación es compleja pudiéndose acometer desde distintos puntos de vista. En el momento actual parece ser la clasificación biogenética la de elección, es decir, según su origen o formación en el vegetal. Así, puesto que una gran parte de los alcaloides derivan de unos pocos aminoácidos, bien de cadena abierta o aromática, la clasificación puede realizarse de la siguiente forma: Alcaloides derivados de ornitina y lisina: tropánicos, pirrolizidínicos, piperidínicos

y quinolizidínicos. Alcaloides derivados del ácido nicotínico. Alcaloides derivados del triptófano: indólicos y quinoleínicos. Alcaloides derivados de la histidina: imidazólicos Alcaloides derivados del ácido antranílico. Alcaloides derivados del metabolismo terpénico: diterpénicos y esteroídicos. Otros alcaloides: bases xánticas.

La nicotina es un compuesto orgánico, un alcaloide encontrado en la planta del tabaco (Nicotiana tabacum), con alta concentración en sus hojas. Constituye cerca del 5% del peso de la planta. La nicotina debe su nombre a Jean Nicot, quien introdujo el tabaco en Francia en 1560. Se sintetiza en las zonas de mayor actividad de las raíces de las plantas del tabaco, trasportada por la savia a las hojas verdes. El depósito se realiza en forma de sales de ácidos orgánicos. La nicotina es una base nitrogenada formada por dos heterociclos (piridina y pirrolinida). Ambos nitrógenos pueden protonarse para formar sales.Dados los valores de pKa de los iones piridino(Pka=8) y pirridilinio (Pka=3) podemos decir que a pH=7 la nicotina se encuentra protonada en un 90% en el anillo de pirrolinida. Esta característica hace que se parezca a la acetilcolina, dando lugar a los efectos conocidos de vasoconstricción (ocasionando a largo plazo endurecimiento de las arterias) y ansiedad en ausencia de consumo (adición).

III. DATOS Y RESULTADOS

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a) DICLOROMETANO

Descripción de la sustanciaEl diclorometano (DCM) es un compuesto químico muy utilizado como solvente por la química orgánica. A temperatura ambiente se presenta como un líquido incoloro y volátil con un olor característico.Usos de la sustanciaEl cloruro de metileno se usa como solvente industrial y para elimina pintura.También puede encontrarse en algunos aerosoles y pesticidas y se usa en la manufactura de cinta fotográfica.

PROPIEDADE FISICAS Y QUIMICAS Información generalAspecto Líquido incoloroOlor CaracterísticoInformación importante en relación con la seguridad.Punto/intervalo de ebullición, ºC 40Límite inferior de explosividad, % vol. 12Límite superior de explosividad, % vol. 25Presión de vapor a 20 ºC, hPa (mbar) 474Densidad relativa (agua=1) 1,3Solubilidad en agua a 20 ºC, g/100ml 1,3Densidad relativa de vapor (aire=1) 2,9Densidad relativa de la mezcla vapor/aire a 20ºC (aire=1)Otros datosPunto/intervalo de fusión, ºC -95,1Temperatura de ignición espontánea, ºC 556Coeficiente de reparto octanol/agua como log Pow 1,25Fórmula molecular CH2Cl2Peso molecular 84,9

TOXICIDADEfectos/síntomas agudos.General La sustancia irrita los ojos, la piel y el tracto respiratorio. La ingestión del líquido puede originar aspiración dentro de los pulmones con riesgo de neumonitis química. La exposición podría causar disminución de la consciencia y la formación de carboxihemoglobina.Inhalación Puede provocar vértigo, somnolencia, dolor de cabeza, náuseas, pérdida del conocimiento, debilidad y muerte.Después de la exposición por inhalación puede desarrollarse tos e irritación pulmonar.Ingestión Puede causar dolor abdominal.Se ha informado de ulceración, hemorragia gastrointestinal y pancreatitis después de la ingestión.Contacto con la piel Puede provocar piel seca, enrojecimiento y sensación de quemazón.

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Contacto con los ojos Después de una exposición aguda puede desarrollarse irritación de la piel, dolor y quemaduras leves. Después de una exposición prolongada pueden producirse quemaduras graves.

b) METANO

Familia química: Hidrocarburos alifáticosNombre químico: MetanoFórmula: CH4Usos: El metano es usado principalmente como iniciador para síntesis de gran variedad de sustancias orgánicas. Algunas de las más importantes son cloroformo, tetracloruro de carbono, acetileno, alcoholes, aldehídos y ácidos orgánicos. También es usado para la producción de amoniaco.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICASDensidad relativa de gas a 15° C (59° F), 1 atm: 0.671 kg/m3 (0.0419 lb/ft3)Punto de ebullición a 1 atm: -161.49° C (-258.64º F)Punto de fusión a 1 atm: -182.48° C (-296.42º F)Peso molecular: 16.043Gravedad especifica a 15.6° C (60° F), 1 atm: 0.554Volumen especifico del gas a 15.6° C (60° F) 1atm:1.474 m3/kg (23.6113 ft3/lb)Temperatura de combustión (en aire) 1957º C (3554.6º F)Temperatura de combustión (en oxígeno) 2810º C (5090º F)Presión de vapor: No aplicaApariencia y color: Gas incoloro e inoloro.

INFORMACIÓN TOXICOLÓGICAEl metano es un asfixiante simple. Los efectos en humanos son los siguientes:

Concentración Síntomas de exposición12-16% Oxígeno: Aumenta el ritmo de la respiración y el pulso. Disturbios leves en la coordinación muscular10-14% Oxígeno: Trastorno emocional, fatiga, respiración interrumpida.6-10% Oxígeno: Nausea y vómito, colapso y pérdida de la conciencia.Por debajo del 6%: Movimientos convulsivos, posible colapso respiratorio y muerteCapacidad irritante del material: Producto no irritanteSensibilidad a materiales: El producto no causa sensibilidad en humanos.

Efectos al sistema reproductivoHabilidad mutable: No AplicableMutagenicidad: Ningún efecto mutagénico ha sido descrito para el metano.Embriotoxicidad: Ningún efecto embriotóxico ha sido descrito para el metano.Teratogenicidad: Ningún efecto teratogénico ha sido descrito para el metano.

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c) ÁCIDO PÍCRICONombre Químico Acido PícricooPeso Molecular 229,11 Familia Química FenolesFormula: 2,4,6-(NO2)3C6H2OH

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICASTemperatura De Fusión, 122.5°C Temperatura De Ebullición, 300°CPresión De Vapor, mmHg A 20ºC: No disponibleDensidad Relativa:1,76Densidad De Vapor (AIRE=1): 7,9Solubilidad En Agua, g/ml: Soluble en aguaReactividad En Agua: NingunaEstado Físico, Color Y Olor: Solido pasta amarilla sin olorPunto De Inflamación: 150°C en copa cerradaTemperatura De Autoignicion (ºC): 300°C

a)

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VÍAS DE ENTRADA

SÍNTOMAS DEL LESIONADO

PRIMEROS AUXILIOS

INGESTIÓN ACCIDENTAL

Puede provocar irritación gastrointestinal con

nauseas, vomito y diarrea, puede causar temblores y

convulsiones. Puede llegar a un estado de inconsciencia.

Induzca el vomito inmediatamente tomando dos vasos con agua o leche, nunca

de nada a una persona inconsciente. Solicitar

inmediatamente atención medica.

CONTACTO CON LOS OJOS

Irritación y ardor en los ojos, puede provocar daño

corneal.

Lavar suavemente con agua corriente durante 15 minutos abriendo ocasional- mente los párpados. Solicitar atención

medica de inmediato.

CONTACTO CON LA PIEL

Irritación y enrojecimiento de la piel. Puede causar

dermatitis, se inpregna en la quedando manchada de

amarillo.

Lavar con agua corriente durante 15 min. al mismo

tiempo quitarse la ropa contaminada y calzado. Solicite atención medica

ABSORCIÓN No identificado No se dispone de información

INHALACIÓNIrritación en las vías tractorespiratorias

Traslade a un lugar con ventilación adecuada, Si

respira con dificultad suministrar oxigeno. Solicite

atención médica.

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d) ETANOL

Nombre: ETANOLFórmula química: CH3CH2OH  

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS:Masa molecular: 46,07     Densidad: 0,79Punto de ebullición: 78,5°CPunto de fusión: -114,1°CSolubilidad en agua: Miscible con agua

INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA:Inflamable: Fácilmente inflamable, Mantener alejado de fuentes de ignición. Los vapores son más pesados que el aire, por lo que pueden desplazarse a nivel del suelo. Riesgo de inflamación por acumulación de cargas electrostáticaReactivo: reaccionan violentamente con metales alcalinos, óxidos alcalino, agentes oxidantes fuertes.Explosivo: Los gases / vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire.

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IV. REACCIONES Y MECANISMOS DE REACCIÓN

Reacción con Ácido Sulfúrico

Mecanismo de reacción

Reacción con Hidroxido de Sodio

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Mecanismo de reacción

Reacción con Ácido Pícrico

Mecanismo de reacción

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V. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

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VI. DIAGNÓSTICO DE GESTIÓN DE RESIDUOS

TABACO HUMEDOEs un residuo sólido orgánico.

DICLOROMETANOEs un producto líquido orgánico que contienen más del 2% de algún halógeno, debido a esto este líquido orgánico esta dentro del grupo de Disolventes Halogenados. Se trata de un producto con características toxicológicas diversas, y efectos específicos sobre la salud.

Normalmente todos los disolventes se recuperan mediante destilación a vacío, calentando la muestra. Se emplean unos equipos llamados ROTAVAPOR (búscalo en google y verás fotos). Se separan según su punto de ebullición, y luego tú debes saber si son halogenados o no, para darles un tratamiento adecuado.

ACIDO PICRICO

Los compuestos polinitroaromáticos son comúnmente utilizados en laboratorios y son relativamente seguros en la forma en que es vendido. Comúnmente son vendidos con 3 a 10 por ciento de agua, añadida para su estabilización. Sin embargo, éstos llegan a ser inestables cuando se permite su secado. Adicionalmente, el ácido pícrico se hará explosivo si se le permite formar una sal metálica. Los siguientes pasos debieran ser tomados para almacenar en forma segura estos químicos:

Nunca permita que el ácido pícrico se almacene en contenedores con tapas metálicas o que tenga contacto con cualquier metal.Pese los compuestos polinitroaromáticos cuando son recibidos desde fábrica. Mantenga un registro del peso del compuesto, antes y después de cada uso. La diferencia de peso entre antes de usarlo y el de la última vez que fue utilizado es debido probablemente a evaporación de agua. Cuidadosamente, añada agua si fuese necesario; yLos compuestos polinitroaromáticos nunca debieran ser abiertos cuando sean antiguos o estén muy secos. Contáctese con el personal del programa de residuos peligrosos si usted encuentra un compuesto polinitroaromático en esta condición.

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VII. OBSERVACIONES

Al calentar las hojas de tabaco previamente pulverizadas con el acido sulfúrico, la solución resultante es de coloración marrón oscuro.

Luego de filtrar al vacio se agrega el diclormetano a la pera de decantación junto a la solución filtrada (la solución se separa en dos porciones). Una vez en la pera se forman dos fases siendo la superior la acuosa, que presenta color marrón, mientras que la fase inferior es la diclorometánica de color amarillo tenue.

Al agitar se da la formación de una emulsión en la interface, esto indica que se esta realizando bruscamente.

La solución diclorometánica se separa y se procede a trabajar con la segunda porción de la solución.

Una vez tenidas las dos soluciones separadas se las juntan. Se coloca la solución en el rotavapor a fin de separar el diclormetano y obtener

la nicotina bruta. Al llevar a cabo la destilación se extrae todo el diclorometano pero se llega a un punto en el que no se obtiene mas destilado. Se sigue aumentando la temperatura y tampoco se obtiene destilado. Se llega hasta los 70ºC pero se sigue sin obtener destilado, por lo cual no queda duda que en la solución existe presencia de agua debido posiblemente a que no se filtro correctamente y quedaron remanentes de este.

Al agregar el metanol a la solución de nicotina no se observa cambio alguno sin embargo existe presencia de impurezas por lo que se procede filtrar. En consecuencia se obtiene una solución incolora.

EL acido pícrico tiene una coloración amarilla muy intensa. Al agregar el ácido a la solución filtrada se da la formación de un precipitado amarillo (dipricato de nicotina). El precipitado aumenta al colocar la solución en un baño de hielo.

Una vez llevada a cabo la cristalización de todo el dipricato de nicotina se filtra al vacio.

El dipricato de nicotina se disuelve en etanol ligeramente calentado a fin de recristalizar.

Los cristales obtenidos presentan coloración amarilla. La cantidad obtenida de cristales es menor respecto a la primera cristalización.

VIII. CONCLUSIONES

Se pudo utilizar el cigarro comercial pera realizar la práctica pero debido a su bajo grado de nicotina, no es conveniente para los fines de esta.

Es necesario que al filtrar se reduzca al máximo la presencia de agua ya que al destilar en el rotavapor generaría inconvenientes.

El diclormetano se utiliza en la separación por decantación debido a que al ser un solvente no polar al igual que la nicotina, la extracción es más efectiva.

Para determinar exactamente si el producto obtenido es dipricato de nicotina es necesario calcular su punto de fusión.

Los fines de utilización del acido pícrico son: -La nicotina es incolora y por lo tanto su identificación es mas dificultosa por lo

que se la reconoce formando una sal de dipricato de nicotina que es amarilla. -El peso molecular de la nicotina respecto al dipricato de nicotina esta en la

relación de 1 a 4, por lo cual la cantidad de material obtenido es mayor en el dipricato.

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IX. APENDICE

ALCALOIDES DEL GENERO CONSOLIDA (RAMUNCULACEAE) En esta memoria se describe el aislamiento y determinación estructural de Alcaloides de las plantas Consolida hellespontica, Consolida glandulosa y Consolida oliveriana, pertenecientes a la familia de las Ranunculaceae. Las estructuras de los compuestos aislados fueron determinadas a partir de estudios espectroscopicos de RMN mono y bidimensionales también a partir de correlaciones Químicas con alcaloides conocidos. De la primera planta se aislaron cinco alcaloides tres de ellos norditerpenicos y dos diterpénicos todos descritos en la bibliografía. De la segunda planta se aislaron catorce alcaloides ocho de los cuales son nuevos. Y de la tercera planta se aislaron veinticuatro alcaloides ocho de los cuales son nuevos. La denominada base B presentó la particularidad de poseer un esqueleto Aconano reagrupado siendo hasta el presente el primer alcaloide con estas carcterísticas. El reestudio de la espectroscopia de alcaloides nos ha permitido corregir algunas de las asignaciones publicadas para alcaloides del tipo Atisina.

OBTENCIÓN DE ALCALOIDES Y FENOLAMIDAS MEDIANTE CULTIVO IN VITRO DE DELPHINIUM STAPHISAGRIA L. (RANUNCULACEAE) Dentro de los procesos biotecnológicos y como piedra angular de la biotecnología, se encuentra el cultivo in vitro de tejidos vegetales. El cultivo de tejidos vegetales presenta diferentes aplicaciones, siendo la producción de metabolitos de interés uno de los objetivos enmarcados en esta memoria, así mismo la de obtención de líneas celulares de tejido de callo a partir de diferentes explantos del Delphinium staphisagria L. (Ranunculaceae), una especie del genero Delphinium. Para la obtención y desarrollo de las diferentes líneas de tejido de callo se utilizo, la formulación química propuesta por Murashige y Skoog (1962) y que fue enriquecida con sacarosa al 3%, la mezcla de auxina: citoquinina, y como gelificate fitagel al 0,25%. Se aplico dos técnicas de extracción, la primera, la marcha química para alcaloides, se sometió solo a la línea de callo obtenida del tejido embrionario de semilla, se donde se aisló, los siguientes compuestos que reportados por la bibliografía fuero.: El compuesto 1 conocido como diantramida S aislado del extracto ácido, Compuesto 6 como magnoflorina obtenido del extracto cuaternario y, El compuesto 7 como cloruro de atisinio del extracto básico. LA segunda extracción fue una cromatografia flash o instantánea, se aplicó a las líneas de tejido de callo obtenidas de tallo, pecíolo, hojas, flores inmaduras además de los tejidos embrionarios de semilla. Se identificaron 4 compuestos nuevos además de la magnoflorina. A los productos nuevos se les asigno las estructuras: Compuesto 2, como el 2-[(2´-O-B-D glucopiranosilbenzoil) amino]-5-hidroxibenzoato de metilo Compuesto 3, como el 5 hidroxi-2´-O-B-D glucopirasonil diantramida G Compuesto 4, como el 5 hidroxi-5´-O-metil-2´-B-D glucopiranosil diantramida G Compuesto 5, como el 5 hidroxi-6-metoxi-2´-O-metil-2´-B-D glucopiranosil diantramida G Se evaluó la actividad biológica del compuesto 3,4,6 y 7 con estirpes de: Bacterias Gram(+), Gram(-), hongos y parasitosis no encontrando actividad biologica significativa.

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X. BIBLIOGRAFÍA

ESTACIÓN BIOLÓGICA DE DOÑANA “Manual De Gestión De Residuos De Laboratorio” .Servicio de Prevención y Salud Laboral de Madrid. <http://www.ebd.csic.es/website1/Novedades/Documentos/Prevencion/Manual_Residuos1_x2x.pdf> [citado en 13 de Septiembre de 2008]

GRANDEZ RUIZ MARITZA, “Alcaloides Del Genero Consolida”. Universidad la Laguna.http://www.cibernetia.com/tesis_es/QUIMICA/QUIMICA_ORGANICA/QUIMICA_DE_PRODUCTOS_NATURALES_ORGANICOS/3 [citado en 15 de Septiembre de 2008]

GUARDINO SOLÁ, “Eliminacion de re siduos en el Laboratorio”. Universidad de Cadiz.<http://www2.uca.es/serv/prevencion/higiene/normas_generales_seguridad_y_salud/NTP_276.PDF> [citado en 13 de Septiembre de 2008]

MARAPARA DEL AGUILA, “Obtención De Alcaloides Y Fenolamidas Mediante Cultivo In Vitro De Delphinium Staphisagria L.”.Universidad De La Laguna.<http://www.cibernetia.com/tesis_es/QUIMICA/QUIMICA_ORGANICA/QUIMICA_DE_PRODUCTOS_NATURALES_ORGANICOS/2>

“Reglamento De Manejo De Residuos Peligrosos”. Universidad De Concepción<http://www2.udec.cl/sqrt/reglamento/reglresiduos.html> [citado en 14 de Septiembre de 2008]

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