CURSO: QUÍMICA ORGANOMETÁLICA

TEMA: INVESTIGACIÓN FORMATIVA:

“SÍNTESIS TRIS(CISTEIN)DIZINC(II)”

2015

ÍNDICE

Resumen………………………………………………………………

…………………………1

Palabras clave

Abstract

Key words

Introducción.

……………………………………………………………………………

……….2

Hipótesis………………………………………………………………

…………………………3

Objetivos generales

Objetivos específicos

Bases

teóricas…………………………………………………………………

………………..4

Materiales y reactivos

Procedimiento experimental

Información Bibliográfica

Conclusiones…………………………………………………………

…………………………12

Discusión de

Resultados……………………………………………………………

…………12

Recomendaciones……………………………………………………

………………………...12

Bibliografía……………………………………………………………

………………………….13

SÍNTESIS DE TRIS(CISTEIN)DIZINC(II)

RESUMEN

Presentamos la síntesis del complejo tris(cistein)dizinc(II)

utilizando para este fin cloruro de zinc (ZnCl2), L-cisteína

y por razones de evitar contaminación y sobre todo algún

tipo de afección para nosotras, se utilizó dietanolamina en

lugar de la piridina, debido a que se tiene conocimiento

bibliográfico de que es un compuesto carcinogénico.

Para realizar la síntesis propiamente dicha, se tuvo que

tener en cuenta las variables tanto de la temperatura

como de solubilidad. Asi mismo el proceso de síntesis del

complejo organometálico es bastante extenso, alrededor

de 2 a 3 horas, lo cual también es importante tener en

cuenta.

PALABRAS CLAVE

Cisteína, dietanolamina, complejo organometálico,

piridina, L-cisteína.

ABSTRACT

We 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 WORDS

Cysteine, diethanolamine, organometallic complex,

pyridine, L - cysteine

INTRODUCCIÓN

Este tipo de compuestos químicos con ligandos orgánicos

y en este caso aminoácidos es una parte muy importante

en la química organometalica actualmente.

Los ligandos utilizados se ven aplicados en las proteínas

donde se ve que existe una gran afinidad por agruparse a

los centros metálicos de otras moléculas. Las principales

aplicaciones delos complejos metal-aminoácido están en

la búsqueda de modelos para metaloproteínas,

principalmente metaloenzimas. Por otro lado, se ha

desarrollado un gran auge por antibióticos tipo

antibacteriales y antifúngicos de compuestos metálicos

con ligandos de aminoácidos y derivados de aminoácidos.

Este tipo de complejos organometálicos presentan una

dificultad para cristalizar por lo que se han buscado otras

opciones de síntesis de complejo metal-aminoácido.

Además estas moléculas es decir los aminoácidos son

muy dependientes del pH, algo que también dificulta su

síntesis.

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-

aminoácido y sintetizaron otros complejos con derivados

de aminoácidos, todo esto dentro del marco de lo que

ellos denominan química de la coordinación del zinc en

relación con sus funciones biológicas. La síntesis de estos

complejos contribuye a la afirmación que los aminoácidos

se unen a través de quelatos M-N y M-O.

En este trabajo de investigación se presenta la síntesis de

tris(cistein)dizinc(II) [Zn2(cys)3].

HIPÓTESIS

Por la utilización de una pequeña cantidad de

reactivos (L-cisteína) podemos suponer de que

también obtendremos poco rendimiento del

producto final.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES:

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

BASES TEÓRICAS

MATERIALES NECESARIOS

Vaso de precipitados

Pipetas

Baguetas

Mechero

Papel filtro

Horno para secar

Cocinilla

Embudo

REACTIVOS

Cloruro de zinc

L – cisteína

Dietanolamina

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En la síntesis del complejo tris(cistein)dizinc(II) se hizo

reaccionar 2,25g de cloruro de zinc, 2,25g de L-cisteína y

0,5 ml de dietanolamina disueltos en agua, y llevados a la

cocinilla durante 2 horas y media, a una temperatura

constante de 100ºC y a presión atmosférica normal; el

producto de la reacción fue una solución viscosa, se llevó

a enfriar en hielo durante 2 horas, entonces se vio un

cambio en la solución se había formado unos pequeños

“cristales” en forma de agujas de color blanco y además

quedaba aun un poco de solución.

Entonces por la coloración del producto final no se pudo

llevar a un espectroscopio UV, ya que no iba a detectarlo,

su solución era incolora.

ECUACIÓN QUÍMICA

Adjuntamos también, en vista de no tener las

posibilidades de llevar el compljo sintetizado a un equipo

de espectroscopia IR, la siguiente información

bibliográfica:

La reacción de ZnCl2 con cisteína y 4-aminopiridina

conllevó la formación de un compuesto sólido de color

blanco, aspecto denso y floculento, con un punto de

fusión por encima de 350ºC; a 237ºC presenta

descomposición y cambia de color de blanco a amarillo,

presumiblemente debido a la formación de óxido de zinc,

que en caliente es de color amarillo.5 El compuesto

obtenido resultó ser insoluble en los solventes

universalmente conocidos, por lo cual no se pudo obtener

cristales. Muchas moléculas de esta naturaleza,

reportadas en la literatura, presentan este inconveniente

de insolubilidad. Rombach y su grupo de investigación

reportaron una serie de compuestos derivados de

aminoácidos que resultaron ser insolubles y por lo tanto,

no pudieron cristalizar.

Tabla 1. Análisis elemental del compuesto sintetizado.

El análisis elemental experimental del compuesto es muy

aproximado al análisis elemental calculado para una

estructura molecular de tres moléculas de cisteína y dos

átomos de zinc, de fórmula molecular Zn2C9H17N3. La

fórmula molecular propuesta es [Zn2(cys)3] y ésta

corresponde a la molécula tris(cistein)dizinc(II).

El espectro de infrarrojo de la molécula

tris(cistein)dizinc(II), cuya asignación de las principales

bandas se presenta en la Tabla, muestra a 2076 cm-1 un

par de señales entre 3243 y 3299 cm-1 que corresponden

a vibraciones de tensión asimétrica y simétrica de una

amina primaria;6,7,8 este hecho es una evidencia de la

desprotonación del grupo –NH3+, de la cisteína 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 información

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 cisteína está unida por el oxígeno del ion

carboxilato.

En la tabla también 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 organometálicos, un ejemplo

son las frecuencias que reporta para el complejo

glicinaníquel, 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

más 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 aminoácido

derivados, el cual es coherente con los encontrados para

el compuesto propuesto.

El espectro de resonancia magnética nuclear de carbono

13 (13CRMN) presenta tres señales muy bien definidas: a

30,564 ppm, 57,730 ppm y a 179,175 ppm. La figura

muestra el espectro cuyas señales resultan ser anchas

por la baja velocidad de relajación ya que el espectro fue

tomado, mediante sonda, en estado sólido. La asignación

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 cisteína y del compuesto sintetizado; se

puede observar la concordancia de las bandas del

aminoácido con el del compuesto tris(cistein)dizinc(II).

Es de anotar que estas señales se encuentran

ligeramente desplazada a campo alto debido al efecto de

coordinación al metal de los átomos vecinos. La magnitud

de este desplazamiento depende, en gran medida, de qué

tan cerca se encuentre con los átomos involucrados en el

enlace al metal; la diferencia entre el desplazamiento de

la cisteína libre y la cisteína enlazada es 0,93 ppm para

Cc: CH2, 2,27 ppm para Cb: CH- y 2,82 ppm para Ca:

C=O; esta observación confirma que los enlaces M-O, M-S

y posiblemente M-N están cual se encuentre la molécula.

La reactividad de estos compuestos también depende del

pH en donde se da la reacción, el que está definido por el

punto isoeléctrico de aminoácido. Con base en lo anterior,

se llevó a cabo la síntesis del compuesto

tris(cistein)dizinc(II) a varios valores de pH, así como

también, a varios tiempos, con el fin de evaluar el efecto

de estos parámetros en la síntesis del complejo.

Estructura propuesta para el complejo.

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

DISCUCIÓN DE RESULTADOS

La reacción del cloruro de zinc con la L-cisteína conllevó a

la formación de un sólido de color blanco, en forma de

“cristales” alargados, además este compuesto es

insoluble en agua y por su coloración no se pudo realizar

el espectro UV, ya que este tipo de espectroscopia no

podría haberlo identificado.

Por la cantidad de reactivo disponible, se obtuvo también

una muy pequeña cantidad del producto final, lo cual

indica un rendimiento bajo.

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

Para la síntesis 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 bibliografía se encuentra como uno de

los reactivos utilizados, pero buscando más información

se puede utilizar otros ractivos que no representen un

prejuicio para nuestra salud.

BIBLIOGRAFÍA

Baran, E.J., Química Bioinorgánica, 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,

INFOGRAFÍA

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