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Síntese de Ácido Acetilsalicílico INTRODUÇÃO ● Desenvolvido na Alemanha há mais de cem anos por Felix Hoffmann, um pesquisador das indústrias Bayer. ● Analgésico (Alívio da dor) ● Antipirético (Reduz a febre) ● Anti-inflamatório ● Vasodilatador Ácido acetilsalicílico (AAS), também conhecido como Aspirina® INTRODUÇÃO Acilação: Introdução de um grupo acila em um composto orgânico As reações de acilação mais comuns são: ● Acetilação : Por dois métodos Cloreto de Acila (Alto custo e Toxicidade) Anidrido Acético ● Benzoilação A síntese do AAS se dá através da acetilação do ácido salicílico (bifuncional - Ác. Carboxílico e Fenol) Ácido Salícilico apesar de ser um fármaco seu uso é limitado por seus efeitos colaterais (severa irritação na mucosa da boca, garganta, e estômago) Objetivos ● Discutir o mecanismo de uma reação de acilação de fenol ● Conhecer as condições experimentais para a reação ● Comparar as condições experimentais entre duas reações de acilação ● Utilizar métodos de separação, purificação e caracterização de um produto orgânico sólido. REAÇÃO GERAL 1. A reação se inicia pela protonação do oxigênio da carbonila do anidrido acético, através da ação do cataliador Ácido Sulfúrico que por sua vez atua doando prótons. 1. Ao final da reação ocorre a quebra da molécula de anidrido em duas partes, uma ligada ao ácido salicílico formando o ácido acetil salicílico e a outra é eliminada como ácido acético. AGENTE ACILANTE CATALIZADOR Ácido Salicílico Anidrido Acético Ácido Acetilsalicílico Ácido Acético MECANISMO DA REAÇÃO 1° Etapa : Protonação da carbonila A protonação ocorre no oxigênio através de seus pares de elétrons não compartilhados, que são o HOMO da carbonila. MECANISMO DA REAÇÃO 2° Etapa : O nucleofilo do ácido salicílico ataca o centro catiônico O par livre de elétrons ou pelo menos uma ligação π podem atuar como nucleófilos, doam elétrons e por definição chamado de bases de Lewis. MECANISMO DA REAÇÃO 3° etapa : Migração do Hidrogênio MECANISMO DA REAÇÃO 4° etapa : Eliminação do ácido acético Mecanismo de ressonância. Intermediário Ácido Acetilsalicílico MECANISMO DA REAÇÃO 5° etapa : Desprotonação Ácido Acetilsalicílico Ácido Acético PRODUTOS DA REAÇÃO Ácido Acetilsalicílico Ácido Acético + Ácido Sulfúrico + FLUXOGRAMA DO EXPERIMENTO - 1º PASSO FLUXOGRAMA DO EXPERIMENTO - 2º PASSO MECANISMO DA REAÇÃO Algumas Observações: ❖ A maior impureza no produto final é o próprio ácido salicílico, que pode estar presente devido à acetilação incompleta ou a partir da hidrólise do produto durante o processo de isolamento. ❖ A remoção da impureza ocorre durante as várias etapas de purificação e na recristalização do produto. FLUXOGRAMA DO EXPERIMENTO - 3º PASSO CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA DE FUSÃO É uma propriedade característica da substância, logo, serve para avaliar o grau de pureza da substância fazendo uma comparação com o valor da literatura. Um valor abaixo indica baixo grau de pureza CROMATOGRAFIA EM CAMADA DELGADA (CCD) Utiliza-se uma pequena amostra de ácido salicílico e do ácido acetilsalicílico sintetizado, ambos dissolvidos em acetona, sobre um traço horizontal marcado próximo da extremidade inferior da placa de sílica-gel e colocada num recipiente de vidro coberto com acetato de etila e compara com o padrão conhecido. TESTE DE PUREZA COM CLORETO FÉRRICO 0,5 mL de água com duas gotas da solução de cloreto férrico) para verificar a presença de ácido salicílico residual. TESTE PARA DETERMINAR TRAÇO DE COMPOSTO FENÓLICO REMANESCENTE PASSO 3 Para determinar se há algum ácido salicílico remanescente em seu produto, realize o procedimento apresentado na tabela a seguir. PASSO 1 Tomar 2 tubos de ensaios contendo 3 mL de etanol ● 1º tubo: Adicione alguns cristais de ácido salicílico ● 2º tubo: adicione alguns cristais de seu produto de reação PASSO 2 Adicione cerca de 10 gotas de uma solução 1% de FeCl3, a cada tubo e anote a cor. A formação de um complexo ferro-fenol com Fé (III) fornece uma coloração indo de vermelho à violeta, dependendo da quantidade de fenol presente TESTE PARA DETERMINAR TRAÇO DE COMPOSTO FENÓLICO REMANESCENTE Reagentes e Produtos MM Quantidades Proporção mL g mol Teórica Usada Ácido Salicílico 138,12 - 2 0,014 0,014 0,014 Anidrido Acético 102,09 5 5,4 0,053 0,014 0,053 Sub-total - - 7,4 - - - Ácido Sulfúrico 98,079 0,25 0,46 0,0047 - - Água 18,01 100 100 - - - Total - - - - - Ácido Acetilsalicílico 180,158 - - - 0,014 - Tabela de Reagentes e Produtos Substância MM D (g/mL) Tf °C Te °C T nD Solubilidade H20 EtOH CHCl3 Et2O Ácido Salicílico 138,12 1,44 159 211 - 0,2g/ mL - - - Anidrido Acético 102,09 1,08 - 73, 1 139,5 - 120g /L S S S Ácido Sulfúrico 98,079 1,83 10 337 - - - - - Ácido Acetilsalicílico 180,158 1,4 135 140 - 1g/3 00m L 1g/5mL 1g/17m L 1g/12mL Tabela de Propriedades Físicas Substância Ácido Salicílico Perigoso se ingerido, irritação na pele, irritação nos olhos, irritação nas vias respiratórias Anidrido Acético Liquido e vapor inflamável; perigoso se ingerido; causa séries queimaduras e danos aos olhos Ácido Sulfúrico Causa sérias irritações na pele e olhos Ácido Acetilsalicílico Perigoso se ingerido, causa irritações na pele; olhos e vias respiratórias Tabela de Propriedades Toxicológicas RENDIMENTOS ● Rendimento Teórico (RT); ● Rendimento Indicado (RI); ● Rendimento Obtido (RO); ● Rendimento percentual (R%); ● Economia de átomos (EA%); ● Fator ambiental E (Fator E). CONCLUSÃO Síntese é um processo pelo qual ao se fazer reagir dois ou mais reagentes diferentes, naturais ou não, se obtém um produto com características distintas dos reagentes que lhe deram origem (NETO et al., 2012). A síntese do ácido acetil salicílico, comercialmente conhecido como Aspirina, ocorreu por meio de uma reação entre o ácido salicílico (C7H6O3) e o anidrido acético (C4H6O3), tal como já foi mencionado, usando o ácido sulfúrico (H2SO4) como catalizador, sendo formado também o ácido acético (CH3COOH) REFERÊNCIAS BAYER, H. Aspirina: ácido acetilsalicílico. Disponível em: http://www.aspirina.com.br. Acessado em 08 de Novembro de 2021. NETO, A. P. dos S.; FILHO, J. G. da R.; ALVES, A. J. Síntese do Ácido Acetilsalicílico (AAS). Escola Técnica Estadual Professor Agamêmnon Magalhães, ETEPAM, 2012. Congresso Brasileiro de Química. Disponível em: http://www.abq.org.br/cbq/2017/trabalhos/. Acessado em 12 de novembro de 2021.
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