Experimento 4

Isomeria Cis-Trans (ZE)

Conversión del ácido maleico a ácido fumárico

Objetivos
1- Determinación de la configuración Cis-Trans de los ácidos maleico a ácido fumárico
2-Conocer la estructura del ácido fumárico

Introducción

El anhídrido maleico, se hidroliza fácilmente dando el ácido maleico, que también tiene la configuración cis (z) y es bastante soluble en agua y de bajo punto de fusión, pero el ácido clorhídrico lo isomeriza al ácido fumarico, su isómero geométrico, trans (E) que es muy insoluble y de  punto de fusión muy elevado.

Se supone que la isomerización ocurre a través de la adición 1,4 del súlfuro de hidrógeno al sistema conjugado, formando el intermediario cadena doble enlace lo que se explica la rotación de los enlaces del carbono formándose la estructura trans (E), más estable, con eliminación del ácido clorhídrico.

Los ácidos carboxílicos son compuestos orgánicos que contienen uno, dos o más grupos carboxilo (—COOH o —CO2H).

El más simple es el ácido metanoico (ácido fórmico), y uno de los más familiares es el ácido etanoico (ácido acético), que en estado diluido e impuro forma parte del vinagre. Los ácidos carboxílicos con un único grupo carboxilo y, generalmente, de cadena lineal se denominan ácidos grasos; la cadena hidrocarbonada puede ser saturada o bien contener uno o más enlaces dobles. Muchos ácidos carboxílicos son esenciales en la química de los organismos vivos. Otros son productos químicos de gran importancia industrial.

El nombre de los ácidos carboxílicos comienza con la palabra “ácido” seguida por el nombre del alcano básico terminado en “oico”. Para los ácidos alifáticos, el carbono uno corresponde al carbono carboxilo. Los ácidos mas frecuentes se conocen por sus nombres comunes, por ejemplo Ácido metanoico o fórmico, HCOOH; Ácido etanoico o Ácido acético, CH3 - COOH; Ácido propanoico o propiónico, CH3 - CH2 - COOH; Ácido butanoico o butírico, CH3 - CH2 - CH2 – COOH.

El Ácido fumárico, es el ácido trans-butenodioico, compuesto cristalino incoloro, de fórmula HO2CCH=CHCO2H, que sublima a unos 200 °C. Se encuentra en ciertos hongos y en algunas plantas, a diferencia de su isómero cis, el ácido maleico (cis-butenodioico), que no se produce de forma natural.

Es soluble en agua caliente, éter y alcohol. Se obtiene por deshidratación del ácido málico y por isomerización del ácido maleico por distintos procedimientos (acción de la luz, calentamiento...). Interviene en el ciclo de Krebs como intermediario metabólico.

Se utiliza en el procesado y conservación de los alimentos por su potente acción antimicrobiana, y para fabricar pinturas, barnices y resinas sintéticas.

Formación de anhídridos orgánicos

De acuerdo a su estructura, se considera que los anhídridos de ácido se forman por eliminación de una molécula de agua entre dos moléculas de ácido. La reacción general de la formación de un anhídrido orgánico es:

Los anhídridos de ácido se pueden obtener, también, por reacción entre el cloruro de acilo y una sal carboxílica. Los anhídridos de los ácidos alifáticos inferiores son líquidos de olores penetrantes, escasamente solubles en agua. Los anhídridos de ácido reaccionan con los mismos reactivos que los ésteres, pero con una reactividad intermedia entre la de los ésteres y la de los cloruros de acilo.

Materiales

ØVaso Químico

Ø  Tubo de ensayo

• Embudo

Ø  Gotero

Ø  Gradilla

Reactivos

Sustancia	Riesgos
Anhídrido maleico	Inflamable
Ácido clorhídrico	Corrosivo e irritante
Permanganato de potasio	Inflamable, tóxico e irritante
Ácido fumárico	Irritante, tóxico

Método Experimental

En un tubo de ensayo hierva 1.5 ml de agua, luego añada 1.25 g de anhídrido maleico. Al comienzo se funde el anhídrido maleico luego se combina con el agua y se disuelva.

 Enfríe la solución en baño de hielo. Recoja el ácido maleico precipitado, usando un embudo. Seque el precipitado y determínele el punto de fusión.

A los licores madres añádales 1.25 ml de ácido clorhídrico, recoja los cristales, séquelos, péselos y determine el punto de fusión por lo que sólo caliente hasta 230° y vea si funde. Si esto ocurre, explique.

Prueba A

Disuelva un poco de ácido maleico (0.05g) y vea si decolora una o dos gotas de splución de bromo al 1% de permanganato de potasio.

Prueba B

Disuelva un poco de ácido fumárico (0.05g) y repita las pruebas con las soluciones de bromo y de permanganato de potasio.