Organica

lsomena geométrica

ISOMERIA GEOMETRICA
TRANSPOS¡CIÓN DE ANHIDRIDO MALEICO A ÁCIDO FUMÁRICO

OBJETIVOS

a) Apl¡car los conocimientos adquiridos para efectual una reacción.

b)

Efectuar la hidrólisis e isomerización del anhidrido maleico (cis) a ácido fumárico (trans) por catálisis ácida. Comprobar la isomerización, mediante la comparación de los puntos de fusión de la materia prima yel producto.

c)

ANTECEDENTES

a) b)

Propiedades físicas y químicas de los reactivos y del producto. Conceptos básicos de estereoquímica. lsomería cis-trans. Mecanismo de la reacción de isomerización. Pasos para efectuar una cristalización.

c)
d)

e)

INFORMACION

o . .

En un alqueno, los dos orbitales p que forman el enlace ¡r deben ser paralelos para que el traslaperesulte máximo, por lo que no hay rotación respecto a un doble enlace. Por esa razón, un alqueno disustituido só^lo puede existir en dos formas distintas: los hidrógenos unidos a los carbonos Sp'están en el mismo lado (isómero cis) o en lados opuestos (isómero frans) del enlace doble. También se le llama isomería geométrica. Téngase en cuenta que los isómeros cls-frans tienen la misma fórmula molecular,pero son distintos en la forman en que sus átomos se orientan en el espaqo. Para que ocurra una rotación alrededor de un doble enlace, se debe romper temporalmente el enlace n. Un ejemplo de lo anterior Io tenemos en la transposición del ácido maleico (isómero cls) a ácido fumárico (isómero trans), catalizada con ácido.

94 Quim. Orgánica

I

(1311)

Isomería geométrica

REACCIÓN

oHCI

*-n'Ao"
tl

+

H

Hzo

H-'\.-oH
o
ll

Hzo

Anhidrido maleico Pf=

Acido maleico Pf=

Acido fumárico Pf=
el

.

Un mecanismo sencillo que nos puede explicar esta transposición es
siguiente:

a) Si se parte del anhidrido maleico (más comercial), ocurre primero una b)

hidrólisis al protonarse un oxígeno y entrar una molécula de agua en el carbono del grupocarboxilo, formándose el ácido correspondiente (ácido maleico. cis). EI ácido maleico se protona, lo que provoca un corrim¡ento de electrones desde la doble ligadura, lo que deja una ligadura sencilla, con lo cual se gira inmediatamente, deb¡do a la repulsión entre los grupos carboxilo, adquiriendo ahora la forma frans, más estable.

MECANISMO DE LA REACCIÓN

a) Hidrólisis del anhídrido
Hmaleico.-

o:

H.-"_c.

H'-c'-i:
\ , ?'--\

Fa/"
o
ó

,H

\

ilo ,-c-c'

ll
H-"-c\

ñ

H-c-c.-ó{
H-"-c\ o

O,H

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,:á'H H-^-i^ o-H lí { b-H
u-C-¿/
+

'

L!a r\c,/v\oH

,,.,c..^..oH ñU

o

ó

95

Quim. Orgánica

I (llll)

lsomeria geométrica

b) Transposición del isómero cis al trans.-

o-H
Ll

"\"2v\O_"

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I

H'

^lar_c_ _o-H -Co

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o

il:

o

u^ rr\c'lv\o-H ------------>

H-o\^-c\, UrI
l¡

o
DESARROLLO EXPERIMENTAL MATERIAL POR ALUMNO
Matraz pera de una boca 1 Aqitador de vidrio 1 Embudo de vidrio Refriqerante p/aqua c/manqueras 2 Vidrio de reloi Matraz Erlenmeyer de 125 ml* 1 Espátula Vaso de pp. de 150 ml. I Mechero con manquera Embudo B[.lchner c/alargadera 1 Anillo de hieno Kitasato de 250 ml * c/manguera 1 Tela de alambre con asbesto Pipeta de 10 ml" 1 Pinza de tres dedos con nuez Probeta de 25 ml * Graduado Recipiente de peltre plano de 50 mL., Alternativo; matraz redondo fondo parrilla con aqitación y aqitador maqnético.
1
1

II

1

,l 1
1 1
1

-

1 1

c/u

SUSTANCIAS YREACTIVOS Anhidrido maleico Acido maleico Aqua destilada Acido clorh ídrico concentrado Acido clorhídrico al 10 %
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Qulm. Orgánica

I

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lsomeria geoménica

PROCEDIMIENTO

En un matraz de pera de 60 mL coloque 1.0 g. de ácido ó anhidrido male¡co y disuélvalo con 2 mL de agua caliente, agregue poco a poco 2.5 mL de ácido clorhídrico concentrado y agregue cuerpos de ebullición....