La esencia de la reacción es la transferencia de un átomo de hidrógeno con dos electrones (llamada transferencia de hidruro, aunque no está involucrado ningún ion de hidruro). El subproducto, un anión alcoxiborohidruro, es en sí mismo un agente reductor y puede reducir tres moléculas más de compuesto de carbonilo, transfiriendo paso a paso todos sus átomos de hidrógeno. Donde al final obtenemos el alcohol buscado y el acido bórico como subproducto de la reacción. 2. Mezcla racémica El alcohol obtenido es puro ya que la benzofenona utilizada para la reducción es simetría, y por tanto no tiene un carbono quiral, y bien sabemos que para que se dé una mezcla racémica ( que el alcohol no sea puro, sino una mezcla de enantiómero R o S ) debemos tener un centro quiral y este se logra si utilizamos una acetona asimétrica, ahora bien si queremos obtener un alcohol enatiomericamente puro con una acetona asimétrica , ósea que sea solamente enantiómero R o enantiómero S , debemos acudir a técnicas resolución , la cual nos permite la separación de mezclas racémicas. Entre ellas tenemos: La resolución química y la resolución cromatográfica, supongamos que tenemos la acetofenona la cual es asimétrica y observemos como se pueden utilizar estas dos técnicas de resolución. Resolución química: La resolución química consiste en la separación de los enantiómeros de la mezcla racémica mediante su conversión en una mezcla de diastereoisomeros. Para ello, la mezcla de enantiómeros se hace reaccionar con compuesto quiral que recibe el nombre de agente de resolución. Supongamos que la mezcla racémica formada por el (R)-1-fenil-1-etanol y (S)-1- fenil-1-etanol se hace reaccionar con el ácido (R)-2-fenilpropiÛnico. La reacción de ácidos carboxílicos con alcoholes proporciona Ésteres y en este caso se obtendrá· una mezcla de dos Ésteres diastereoisomèricos. Los diastereoisomeros tienen propiedades físicas diferentes y pueden separarse mediante destilación, cristalización o cromatografías. Una vez separados los diastereoisomeros por cualquiera de las técnicas de separación anteriormente mencionadas, se procede a la eliminación del agente de resolución para obtener cada uno de los enantiómeros puros. Por ejemplo, en el caso que nos ocupa cada uno de los Ésteres diastereoisomèricos se puede saponificar para obtener el alcohol enantiomèrico puro y el agente quiral de resolución. El método de resolución química se resume de forma gráfica a continuación: Resolución cromatográfica: Este procedimiento de resolución se basa en la utilización de técnicas cromatográficas que emplean como fase estacionaria un compuesto quiral. El fenómeno que permite explicar la separación cromatográfica de mezclas racémicas se basa en las débiles interacciones que forman los enantiómeros con la fase estacionaria quiral. Estas interacciones forman agregados o complejos diastereoisomèricos que tienen diferentes propiedades físicas y por tanto diferentes energías de enlace y diferentes constantes de equilibrio para el acomplejamiento. El enantiómero que forma complejos más estables con la fase estacionaria quiral se mueve más lentamente a lo largo de la columna, y emerge de ella después del enantiómero que forma complejos menos estables y que, por tanto, se mueve más rápidamente. [ 2] Finalmente, para asegurar que se logró la separación en un enantiómero en especifico podemos utilizar la actividad óptica de la molécula Si el plano es desviado hacia la derecha se dice que la sustancia es dextrorrotatoria o dextrógira y por convenio se le asigna el signo (+) y si lo gira hacia la izquierda será levo rotatoria o levógira y se le asigna el signo (-). Una sustancia que no gira el plano de la luz se dice que es ópticamente inactiva, mientras que todas las sustancias quirales son ópticamente activas. Impurezas ¿cómo afectan el punto de fusión de un compuesto? Dependiendo del tipo de impureza que tengamos en nuestra mezcla, podría pensar en que este pueda generar un aumento o una disminución en el punto de fusión de la misma, Todo tiene que ver con la energía de activación. Algunas moléculas necesitan más energía para derretirse, mientras que otras no. Algunas impurezas forman fuerzas intermoleculares con el compuesto con el que se mezclan. Estas fuerzas son una barrera adicional que indudablemente necesitaría más energía para hacer que el compuesto se derrita. Por lo tanto, estas impurezas en este caso dan como resultado un punto de fusión más alto. Otras impurezas no son buenas fuerzas intermoleculares en el compuesto en el que se encuentran. Estas impurezas funcionan como barreras para que las moléculas del compuesto formen fuerzas intermoleculares consigo mismas. Menos FMI significa que se necesitaría menos energía para superar la energía de activación, por lo tanto, un punto de fusión más bajo. Agentes reductores Otros agentes reductores que se podrían usar para llevar a cabo esta misma reacción se en listan en la siguiente tabla. [ 3] con las cuales también se podría llevar con éxito la reacción, lo único que podría variar serian los equivalentes necesarios para llevarla a buen término. Observaciones Al adicionar la benzofenona con etanol logramos que esta se disuelva por completo, debido a que puede formar puentes de hidrogeno con el etanol y de esta manera favorecer la solubilidad de la misma. Observamos que con el reflujo estamos aumentando la cinética de la reacción, lo que hace que esta se demore menos en dar un producto determinado. Al adicionar el HCl vemos que empieza a formarse un precipitado en el fondo del beaker, esto se debe que estamos protonando el alcóxido, y el precipitado observamos podemos asumir con seguridad que es el ácido bórico el cual es poco soluble en la solución obtenida Al determinar el rendimiento de la reacción, es necesario que el sólido obtenido este bien seco de lo contrario estaríamos pensando humedad y obteniendo un dato erróneo en nuestro porcentaje de rendimiento Al realizar la siembra en la placa cromatográfica fue necesario ensañar varias relaciones de mezcla de fase móvil , para obtener una mejor respuesta, ya que esta depende de que tan afín es el compuesto por la fase estacionaria y la fase móvil , de esto dependerá que tanto se desplace el punto de la siembra en la placa cromatográfica . [ 2] http://www.sinorg.uji.es/Docencia/FUNDQO/TEMA8FQO.pdf [ 3] http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Materialdeestudiooxidoreduccion_1344.pdf
