Dimerizacion Del Ácido Cinámico

DIMERIZACIÓN DEL ÁCIDO CINÁMICO
Fajardo Sarria, Julián Marcelo (julianfajardo@unicauca.edu.co); Barrios Narváez, Yuri (yuribarrios@unicauca.edu.co).
Universidad del Cauca, FACNED, Química.
Grupo N°1.
Fecha de realización de la práctica: 29/11/2013. Fecha de entrega del informe: 13/12/2013.

RESUMEN:
El proceso de dimerización se llevó a cabo en el ácido cinámico trabajado anteriormente enpráctica, en el cual se realizaron procesos de fotosensibilidad que produjeron una reacción de ciclo – adición entre las moléculas reactantes. Tras 20 días de exposición directo al sol, se obtuvo un porcentaje de rendimiento del producto final de aproximadamente el 93%, lo que equivale a 0.103g del compuesto producido.

DATOS Y RESULTADOS:
A continuación se resumen los datos obtenidos enlaboratorio debidos a la reacción de ciclo – adición del ácido cinámico.

Figura N°1. Producto de dimerización del ácido cinámico.
Tabla N°1. Datos y resultados de la dimerización del ácido cinámico.
Cantidad de Compuesto Inicial
Cantidad de Compuesto Final
% de
Rendimiento
Punto de Fusión Experimental
0.110g
0.103g
93.64%
(242.9 – 249.7)°C

ANÁLISIS DE RESULTADOS:
La transformaciónpor dimerización del ácido cinámico es un proceso claro de ciclo – adición fotoquímica [2 + 2], en cuyo desarrollo se establece la formación de enlaces frontales, o enlaces σ, por uso de electrones π del reactante ácido cinámico, en donde éste procede concertadamente, es decir, por rompimiento y formación de enlaces simultáneamente, mediante el solapamiento de orbitales de una molécula con otraigual.
1Debido a que una reacción química implica cruzar una barrera energética, es así que al cruzarla, las moléculas reaccionantes buscan el camino más fácil: una trayectoria baja para evitar tener que trepar más de lo necesario; y una trayectoria ancha para evitar restricciones muy grandes en el arreglo de los átomos. A medida que la reacción progresa, se produce un cambio entre los átomos, delos enlaces de los reaccionantes a los de los productos. El enlazamiento es un factor estabilizador: cuanto más firme sea, más estable será el sistema. Si la reacción sigue el camino más expedito, debe suceder de modo que se mantenga un enlazamiento máximo durante el proceso. Ahora bien, un hipotético enlace entre átomos en el transcurso de dimerización, el resultante se deriva del solapamiento deorbitales diferentes que ocupen el mismo espacio, y que sean de igual fase; es de donde conviene acertar el solapamiento orbital entre el HOMO de una molécula de ácido cinámico y el LUMO de otra igual. Es así como los efectos de la simetría orbital explican la concertación y condensación en la reacción de ciclo – adición para formar el ciclobutano con los cuatro grupos sustituyentes alrededordel anillo, en donde se describen trayectorias permitidas por la simetría, refiriéndose a la facilidad relativa con la cual sucede este proceso.
Fijando la atención en los orbitales frontera de los átomos expuestos directamente a la reacción de ciclo – adición, el HOMO (Orbital Molecular más Alto Ocupado – Highest Occupied Molecular Orbital) de una molécula de ácido cinámico debe solapar elorbital vacío del otro reactante, del cual, entre los más estable, está el LUMO (Orbital Molecular mas Bajo Vacío – Lowest Unoccupied Molecular Orbital). Por consiguiente, en el estado de transición, la estabilización proviene principalmente de la superposición entre el HOMO, excitado fotoquímicamente, de una molécula de ácido cinámico con el LUMO de otra; en cuyo caso, la simetría permite la ciclo –adición [2 + 2] fotoquímica, en donde se admite el solapamiento del HOMO de antienlace y el LUMO también de antienlace:



Figura N°2. Configuración de electrones π en estado fundamental (izquierda) y tras la excitación fotoquímica (derecha) para los átomos directamente implicado en la dimerización del ácido cinámico (semejante a la representación de una molécula de etileno).
Es así como en...