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CURSO: QUÍMICA ORGANOMETÁLICA TEMA: INVESTIGACIÓN FORMATIVA: “SÍNTESIS TRIS(CISTEIN)DIZINC(II)”

Author: angela-kris-tintaya-baldarrago

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Obtención análisis y resultados de un complejo de zinc utilizando un quelante la cisteína. Este tipo de compuesto puede ser usado como suplemento.

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CURSO: QUMICA ORGANOMETLICATEMA: INVESTIGACIN FORMATIVA:SNTESIS TRIS(CISTEIN)DIZINC(II)

2015

NDICEResumen1 Palabras clave Abstract Key wordsIntroduccin..2Hiptesis3 Objetivos generales Objetivos especficosBases tericas..4 Materiales y reactivos Procedimiento experimental Informacin BibliogrficaConclusiones12Discusin de Resultados12Recomendaciones...12Bibliografa.13

SNTESIS DE TRIS(CISTEIN)DIZINC(II)RESUMENPresentamos la sntesis del complejo tris(cistein)dizinc(II) utilizando para este fin cloruro de zinc (ZnCl2), L-cistena y por razones de evitar contaminacin y sobre todo algn tipo de afeccin para nosotras, se utiliz dietanolamina en lugar de la piridina, debido a que se tiene conocimiento bibliogrfico de que es un compuesto carcinognico.Para realizar la sntesis propiamente dicha, se tuvo que tener en cuenta las variables tanto de la temperatura como de solubilidad. Asi mismo el proceso de sntesis del complejo organometlico es bastante extenso, alrededor de 2 a 3 horas, lo cual tambin es importante tener en cuenta.

PALABRAS CLAVECistena, dietanolamina, complejo organometlico, piridina, L-cistena.

ABSTRACTWe report the synthesis of complex tris(cysteine)dizinc(II) using for this purpose zinc chloride (ZnCl2), L-cysteine and for reasons to avoid contamination and especially from an ailment of any kind for us, diethanolamine is used in place of the pyridine, due to the fact that it is bibliographic knowledge that is a carcinogenic compound. To carry out the synthesis itself, had to take into account variables both temperature and solubility. At the same time, the process of synthesis of the organometallic complex is quite extensive, around 2 to 3 hours, which is also important to take into account.

KEY WORDSCysteine, diethanolamine, organometallic complex, pyridine, L - cysteine

INTRODUCCINEste tipo de compuestos qumicos con ligandos orgnicos y en este caso aminocidos es una parte muy importante en la qumica organometalica actualmente.Los ligandos utilizados se ven aplicados en las protenas donde se ve que existe una gran afinidad por agruparse a los centros metlicos de otras molculas. Las principales aplicaciones delos complejos metal-aminocido estn en la bsqueda de modelos para metaloprotenas, principalmente metaloenzimas. Por otro lado, se ha desarrollado un gran auge por antibiticos tipo antibacteriales y antifngicos de compuestos metlicos con ligandos de aminocidos y derivados de aminocidos.Este tipo de complejos organometlicos presentan una dificultad para cristalizar por lo que se han buscado otras opciones de sntesis de complejo metal-aminocido.Adems estas molculas es decir los aminocidos son muy dependientes del pH, algo que tambin dificulta su sntesis.En el 2002 Rombach M y sus colaboradores publicaron un trabajo en el que abordan este problema y lograron obtener cristales de dos compuestos binarios de zinc-aminocido y sintetizaron otros complejos con derivados de aminocidos, todo esto dentro del marco de lo que ellos denominan qumica de la coordinacin del zinc en relacin con sus funciones biolgicas. La sntesis de estos complejos contribuye a la afirmacin que los aminocidos se unen a travs de quelatos M-N y M-O.En este trabajo de investigacin se presenta la sntesis de tris(cistein)dizinc(II) [Zn2(cys)3].

HIPTESIS

Por la utilizacin de una pequea cantidad de reactivos (L-cistena) podemos suponer de que tambin obtendremos poco rendimiento del producto final.

OBJETIVOSOBJETIVOS GENERALES: OBJETIVOS ESPECFICOS:

BASES TERICASMATERIALES NECESARIOS Vaso de precipitados Pipetas Baguetas Mechero Papel filtro Horno para secar Cocinilla Embudo REACTIVOS Cloruro de zinc L cistena Dietanolamina

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En la sntesis del complejo tris(cistein)dizinc(II) se hizo reaccionar 2,25g de cloruro de zinc, 2,25g de L-cistena y 0,5 ml de dietanolamina disueltos en agua, y llevados a la cocinilla durante 2 horas y media, a una temperatura constante de 100C y a presin atmosfrica normal; el producto de la reaccin fue una solucin viscosa, se llev a enfriar en hielo durante 2 horas, entonces se vio un cambio en la solucin se haba formado unos pequeos cristales en forma de agujas de color blanco y adems quedaba aun un poco de solucin.Entonces por la coloracin del producto final no se pudo llevar a un espectroscopio UV, ya que no iba a detectarlo, su solucin era incolora.

ECUACIN QUMICA

Adjuntamos tambin, en vista de no tener las posibilidades de llevar el compljo sintetizado a un equipo de espectroscopia IR, la siguiente informacin bibliogrfica:La reaccin de ZnCl2 con cistena y 4-aminopiridina conllev la formacin de un compuesto slido de color blanco, aspecto denso y floculento, con un punto de fusin por encima de 350C; a 237C presenta descomposicin y cambia de color de blanco a amarillo, presumiblemente debido a la formacin de xido de zinc, que en caliente es de color amarillo.5 El compuesto obtenido result ser insoluble en los solventes universalmente conocidos, por lo cual no se pudo obtener cristales. Muchas molculas de esta naturaleza, reportadas en la literatura, presentan este inconveniente de insolubilidad. Rombach y su grupo de investigacin reportaron una serie de compuestos derivados de aminocidos que resultaron ser insolubles y por lo tanto, no pudieron cristalizar.

Tabla 1. Anlisis elemental del compuesto sintetizado.

El anlisis elemental experimental del compuesto es muy aproximado al anlisis elemental calculado para una estructura molecular de tres molculas de cistena y dos tomos de zinc, de frmula molecular Zn2C9H17N3. La frmula molecular propuesta es [Zn2(cys)3] y sta corresponde a la molcula tris(cistein)dizinc(II).

El espectro de infrarrojo de la molcula tris(cistein)dizinc(II), cuya asignacin de las principales bandas se presenta en la Tabla, muestra a 2076 cm-1 un par de seales entre 3243 y 3299 cm-1 que corresponden a vibraciones de tensin asimtrica y simtrica de una amina primaria;6,7,8 este hecho es una evidencia de la desprotonacin del grupo NH3+, de la cistena para generar el grupo NH2. A 1631 cm-1 se presenta una banda que corresponde a un grupo carboxilato coordinado. Nakamoto,8 ha recopilado buena informacin al respecto y ha reportado que las frecuencias del carboxilato no ionizado y no coordinado se encuentran entre 1750 y 1700 cm-1, mientras que el ionizado y coordinado se encuentra entre 1590 y 1650 cm-1, la frecuencia encontrada permite concluir que en el compuesto, la cistena est unida por el oxgeno del ion carboxilato.

En la tabla tambin se reportan las frecuencias de los enlaces Zn-N, Zn-O y Zn-S a 352 cm-1, 323 cm-1 y 304 cm-1 respectivamente para el compuesto sintetizado, estas frecuencias figuran dentro del rango que Nakamoto9 ha recopilado para complejos organometlicos, un ejemplo son las frecuencias que reporta para el complejo glicinanquel, en este caso las bandas v (Ni-N) y v(Ni-O) corresponden a 483 cm-1 y 337 cm-1, las bandas registradas en el presente trabajo son de este orden. El desplazamiento de las bandas en los complejos de zinc se debe a que la fuerza del metal las desplaza a frecuencias ms bajas. En trabajo publicado por Nagase M. y colaboradores reportan frecuencias de v (Zn-O) de 328 cm-1 para un compuesto con ligandos de aminocido derivados, el cual es coherente con los encontrados para el compuesto propuesto.El espectro de resonancia magntica nuclear de carbono 13 (13CRMN) presenta tres seales muy bien definidas: a 30,564 ppm, 57,730 ppm y a 179,175 ppm. La figura muestra el espectro cuyas seales resultan ser anchas por la baja velocidad de relajacin ya que el espectro fue tomado, mediante sonda, en estado slido. La asignacin de las bandas en el espectro de 13C-RMN corresponde a 30,564 ppm (Cc: CH2), 57,730 ppm (Cb: CH-) y a 179,175 ppm (Ca: C=O). La Figura 2 muestra los espectros de 13C-RMN de la cistena y del compuesto sintetizado; se puede observar la concordancia de las bandas del aminocido con el del compuesto tris(cistein)dizinc(II). Es de anotar que estas seales se encuentran ligeramente desplazada a campo alto debido al efecto de coordinacin al metal de los tomos vecinos. La magnitud de este desplazamiento depende, en gran medida, de qu tan cerca se encuentre con los tomos involucrados en el enlace al metal; la diferencia entre el desplazamiento de la cistena libre y la cistena enlazada es 0,93 ppm para Cc: CH2, 2,27 ppm para Cb: CH- y 2,82 ppm para Ca: C=O; esta observacin confirma que los enlaces M-O, M-S y posiblemente M-N estn cual se encuentre la molcula. La reactividad de estos compuestos tambin depende del pH en donde se da la reaccin, el que est definido por el punto isoelctrico de aminocido. Con base en lo anterior, se llev a cabo la sntesis del compuesto tris(cistein)dizinc(II) a varios valores de pH, as como tambin, a varios tiempos, con el fin de evaluar el efecto de estos parmetros en la sntesis del complejo.

Estructura propuesta para el complejo.

Espectros de 13C-RMN de los compuestos tris(cistein)dizinc(II)

DISCUCIN DE RESULTADOSLa reaccin del cloruro de zinc con la L-cistena conllev a la formacin de un slido de color blanco, en forma de cristales alargados, adems este compuesto es insoluble en agua y por su coloracin no se pudo realizar el espectro UV, ya que este tipo de espectroscopia no podra haberlo identificado.Por la cantidad de reactivo disponible, se obtuvo tambin una muy pequea cantidad del producto final, lo cual indica un rendimiento bajo.

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONESPara la sntesis adecuada y segura del complejo tris(cistein)dizinc(II) debe consultarse previamente los riesgos que conllevan el procedimiento y el uso de algunos reactivos como por ejemplo la iridina, que en la amplia y variada bibliografa se encuentra como uno de los reactivos utilizados, pero buscando ms informacin se puede utilizar otros ractivos que no representen un prejuicio para nuestra salud.

BIBLIOGRAFA Baran, E.J., Qumica Bioinorgnica, Madrid: McGraw-Hill, 1995, p. 11 CASTILLO-BLUM, S.E. y Barba-Beherns, N., Coord. Chem rev., 196, 2000, 3-30. Chohan Z. H., Arif M., Katar M.A., Supuran C. T., Bioinorg. Chem. And Appl., 2006, ID 83131, 1-13. Rombach, M, Gelinsky, M, Vahrenkamp, H., Inorg. Chim. Acta, 334, 2002,

INFOGRAFA http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=47817140011