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Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS - ICE DEPARTAMENTO DE QUÍMICA - DQ CURSO ENGENHARIA QUÍMICA - – EQ RELATÓRIO 4 QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I (IEQ633) – SÍNTESE DA ASPIRINA TURMA A – MANAUS (AMAZONAS) 2015/2 Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS - ICE DEPARTAMENTO DE QUÍMICA - DQ CURSO ENGENHARIA QUÍMICA - – EQ RELATÓRIO 4 QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I (IEQ633) – SÍNTESE DA ASPIRINA TURMA A – ADRIANA PEREIRA DE SOUZA (21453636) IAGO BRUNO PACHECO FERREIRA (21453635) IGOR MORAES BEZERRA CALIXTO (21456321) JARDEL RIBEIRO CARDOSO (21453436) MANAUS (AMAZONAS) 2015/2 Relatório 4, de Química Orgânica Experimental, sobre Síntese da Aspirina, orientada pelo professor Dr. Emmanoel Costa, com o intuito de obter conhecimentos a respeito de um dos ramos de estudo da Química Orgânica. Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 Relatório 4 Síntese da Aspirina. – 1.1. Resumo: A prática realizada envolveu a síntese da aspirina, Ácido Acetilsalicílico, a partir de uma mistura inicial de 3,0 g de ácido salicílico, 6 mL de anidrido acético e 6 gotas de ácido fosfórico. Para isso, foi feita inicialmente a síntese da aspirina, e depois foi feita a purificação final da mesma, através da recristalização, sendo obtida uma massa final de 3,2 g de produto. Logo, isso indica um rendimento acima de 100%, o que é impossível, considerando as possíveis perdas no processo, podendo este valor anômalo ser explicado pelo curto tempo de secagem do produto obtido na etapa final. Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 SUMÁRIO 1. Síntese da Aspirina (Ácido Acetilsalícilico)......................................................................................1 1.1.Introdução...........................................................................................................................................1 1.2.Procedimento Experimental................................................................................................................2 1.2.1.Materiais Necessários................................................................................................................2 1.2.2.Parte Experimental.....................................................................................................................2 1.3.Resultados e Discussão.......................................................................................................................4 1.4.Conclusão............................................................................................................................................6 1.5.Anexos.................................................................................................................................................7 1.6.Referências Bibliográficas.................................................................................................................11 Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 1 1.1. Introdução: A aspirina (ácido acetilsalicílico) é um poderoso analgésico (alivia a dor), antipirético (reduz a febre), anti-inflamatório (reduz inchaços) e antiplaquetário (retarda a coagulação do sangue). A aspirina não é uma substância de ocorrência natural, sua origem medicinal está em remédios populares, muitos médicos antes de Cristo utilizavam os extratos de salgueiro e de outras plantas contendo salicilato para aliviar a febre, dores e inflamações. No entanto, com o tempo, químicos orgânicos trabalhando com extrato da casca de salgueiro e flores da planta de ulmeiro isolaram e identificaram a substância ativa como ácido salicílico (de , o nome salix em latim para salgueiro) (ENGEL,2012) A substância poderia ser muito usada na medicina, mas verificaram que o uso do ácido salicílico como remédio era limitado, por causa de suas propriedades ácidas. A substância ficou em difícil consumo devido aos danos que eram causados na boca, esôfago e no estômago. O avanço ocorreu quando Felix Hofmann, um jovem cientista empregado na Bayer, elaborou um roteiro para a síntese do ácido acetilsalicílico, que tinha todas as propriedades medicinais sem provocar uma alto grau de irritação na membrana mucosa. A BAYER denominou o novo produto como “aspirina” (a referente à acetil e da raiz –spir do nome em latim da planta do ulmeiro, a spirea (ENGEL,2012) O ácido salicílico (ácido o-hidroxibenzóico) pode sofrer esterificação reagindo com anidrido acético na presença de um catalisador ácido formando a aspirina, devendo ser isolada e purificada. A aspirina é insolúvel em água e é isolada por filtração da solução. A purificação é necessária para remover o ácido salicílico e anidrido acético que não reagiram, mas também o ácido acético formado e o catalisador ácido. O ácido salicílico não é muito solúvel em água, portanto, para que seja completamente removido é preciso realizar um outro método de purificação a recristalização utilizando etanol morno. O objetivo é que se obtenha a aspirina cristalizada e sem impurezas. Portanto, a síntese da aspirina depende fundamentalmente dos processos de síntese e purificação, através da recristalização. Abaixo, segue os objetivos do experimento: 1) Sintetizar a aspirina a partir da mistura de 6.0g de ácido salicílico, 6 mL de anidrido acético e 6 gotas de ácido fosfórico. 2) Calcular o rendimento da síntese da aspirina. 3) Entender como ocorrem possíveis perdas no processo. Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 2 1.3. Procedimento Experimental: 1.3.1. Materiais Necessários. Para que a atividade experimental fosse bem desenvolvida pelo grupo, foram utilizados alguns materiais essenciais para avaliação dos parâmetros pedidos para resolução do relatório: Materiais Reagentes Béquer de 250 e 100 mL Ácido salicílico (C ) 7H O6 3 Bastão de vidro Ácido fosfórico (H ) 3PO4 Kitassato de 250 e 125 mL Anidrido acético (C4H O6 3) Espátula Álcool Etílico (C 2H6O) Pipeta de Pasteur Água destilada (H 2O) Funil de Büchner Proveta de 25 e 10 mL Papel de filtro Placa de Petri Pisseta 1.3.2. Parte Experimental Parte I Síntese da Aspirina – A atividade experimental desenvolvida pelo grupo discente realizou as seguintes etapas: 1) Pesou-se em um béquer de 250 mL, 3,0 g de ácido salicílico. 2) Adicionou- 6.0 mL de anidrido acético, junto com 6 gotas de ácido fosfórico (Hse 3PO4) concentrado. 3) Aqueceu-se o béquer em banho-maria, a 50-60º durante 20 minutos, agitando a mistura com bastão de vidro. 4) Foi removido o béquer do banho-mariae adicionou-se 30 mL de água destilada. 5) O béquer foi deixado esfriar ao ar livre e resfriado em banho de gelo. 6) Foi filtrado sob sucção utilizando funil de Buchner e lavou-se duas vezes com 5,0 mL de água gelada. Parte II Purificação da Aspirina – 1) Dissolveu-se o produto bruto em béquer de 100 mL usando 10,0 mL de álcool etílico, aquecendo em banho-maria. 2) Verteu-se a solução quente sobre 22,0 mL de água quente contida em um béquer de100 mL. 3) Foi deixada a solução em repouso e em banho de gelo. 4) Secou-se na estufa a 50º por cerca de 15 minutos. 5) Pesou-se e foi determinado o rendimento de síntese da aspirina. Abaixo, uma representação por fluxograma das etapas da prática: Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 3 Parte I - Síntese da Aspirina Pesou-se em um béquer de 100 ml, 3.0 g de ácido salicílico. Adicionou-se 6,0 mL de anidrido acético(C H O4 6 3) + 6 gotas ácido fosfórico (H3PO4) concentrado. Aqueceu-se o béquer em banho-maria, a 50-60º durante 20 minutos, agitando a mistura com bastão de vidro. Foi removido o béquer do banho- maria e adicionou-se 30 mL de água destilada. O bequer foi deixado esfriar ao ar emlivre e resfriado banho de gelo. Foi filtrado sob sucção utilizando funil de Buchner e lavou-se duas vezes com 5,0 mL de água gelada. Parte II - Purificação da Aspirina Dissolveu-se o produto bruto em béquer de 100 mL usando 10,0 mL de álcool etílico, aquecendo em banho-maria. Verteu-se a solução quente sobre 22,0 mL de água quente contida em um béquer de100 mL. Foi deixado em repouso nem banho de gelo. Foi secado na estufa a 50º. Pesou-se e foi determinado o rendimento da aspirina. Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 4 1.4.Resultados e Discussão. Para que se estude de maneira mais efetiva os resultados de síntese da aspirina, Ácido Acetil Salicílico, deve-se focar em cada etapa realizada no procedimento experimental para entender o que ocorreu e explicar quimicamente o processo. Para isso, sabe-se que a primeira parte, a Síntese da Aspirina, envolveu os seguintes resultados: Parte I Síntese da Aspirina – 1) Colocou-se em um béquer de 250 mL uma mistura de 3,0g de ácido salicílico, 6 mL de anidrido acético e 6 gotas de um catalisador ácido, que foi o ácido fosfórico (H ), não ocorrendo inicialmente nada que 3PO4 chamasse muita atenção do grupo, sendo representada abaixo a reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético, catalisado por ácido fosfórico: C6H COOHOH4 (l) (l) + (CH3 2CO )O H3PO4→ C6H4COOHOCOCH3(s) + CH3COOH (l) Os produtos desta primeira etapa são o composto indicado na reação acima e o ácido etanoico, responsável pelo odor de vinagre durante a reação. O composto protonado libera o hidrogênio ligado ao oxigênio tornando- se ácido acetilsalicílico e regenerando o catalisador. A reação representada acima é considerada como uma esterificação de anidridos e é mais rápida do que as reações de esterificação de anidridos ácidos. A reação não precisa necessariamente da catálise ácida, como o H , entretanto o ácido aumenta consideravelmente a 3PO4 cinética da reação ao facilitar o ataque ao anidrido. Segundo P. Bruice, as reações de esterificação são em geral processos endotérmicos, ou seja, absorvem calor durante a reação, sendo favorecidas, portanto, com o aumento da temperatura. Por isso, foi utilizado aquecimento em banho-maria em temperaturas a partir de 50ºC. Sabendo que o ácido acetilsalicílico é insolúvel em água, a reação é espontânea em meio aquoso. 2) Após essa parte, aqueceu-se a mistura obtida em banho-maria por cerca de 20 minutos, numa temperatura de 58ºC, agitando-se periodicamente a mistura, formando-se um produto de coloração branca em suspensão, sendo esta parte necessária para que se inicie a separação da aspirina formada a partir dos reagentes iniciais. O tempo de 20 minutos é dado desta forma, porque é o tempo necessário para que a reação ocorra, mas evita reações de ordem secundária e decomposição dos produtos . 3) Logo depois, removeu-se o béquer do aquecimento e foi adicionado 30 mL de água destilada, deixando o recipiente ao ar para que se pudesse ver a formação dos primeiros cristais. O processo inicialmente demorou um pouco, por isso foi necessário que o grupo levasse o béquer para o banho de gelo, em torno de 5 minutos, a fim de que se acelerasse o processo de cristalização. A mistura foi resfriada em banho de gelo, pois temperaturas menores favorecem a formação dos cristais, aumentando, assim, o rendimento do processo. 4) Após isso, filtrou-se em Funil de Buchner, a composição obtida, com auxílio do professor. Para tanto, foi utilizada um pissete de água destilada para que se perdesse o mínimo de produto no processo. Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 5 Todas as etapas foram realizadas consoante o roteiro da prática. O sólido foi colocado ao ar para secar a temperatura ambiente. Após a primeira parte, que envolvia basicamente a síntese da Aspirina, foi feita, então, a parte 2 que serviu para purificar o produto de interesse e assim obter um resultado mais aceitável. Parte II Purificação da Aspirina. – 1) O produto obtido na etapa 1 foi dissolvido em um béquer de 100 mL, usando-se também 10,0 mL de álcool etílico, ou etanol, aquecendo em banho-maria. Nesta parte, não foi obtido nenhum resultado anômalo. 2) A solução alcoólica quente foi jogada sobre 22,0 mL de água quente contida em um béquer de 100 mL. Lembrando que a aspirina é insolúvel a frio, porém solúvel a quente. 3) Logo após, levou-se o béquer para resfriamento em banho de gelo, esperando a formação dos cristais, característicos do composto de interesse da prática. Inicialmente, não apareceu nada visível na solução, mas após uns 5 minutos, visualizou-se, de maneira mais perceptível o produto formado após a recristalização, que era a aspirina. 4) Foi filtrado em Buchner novamente, obtendo-se o produto final. Novamente, teve-se cuidado para que a parte cristalina não fosse perdida no processo. Eventuais perdas podem ocorrer principalmente se houver negligência ou desatenção do operador. O processo como um todo foi realizado com o maior cuidado possível para que se obtivessem resultados condizentes com a literatura. 5) Após a recristalização, secou- em estufa o filtrado por uns 15 minutos. O ideal talvez fosse esperar um se pouco mais a secagem do produto obtido, pois obtemos uma massa final de 3,2g de aspirina, o que não deveria acontecer, considerando que havia inicialmente 3,0g de ácido salicílico. Em tese, o rendimento acima de 100% é quimicamente impossível, considerando as perdas que ocorrem naturalmente no proce . Se esperássemos sso mais uns 15 minutos, provavelmente teríamos um rendimento percentual mais próximo do correto. Rendimento Percentual = (3,2g/3,0g)*100 Rendimento Percentual = 106% Rendimento Percentual = ((Massa Final do Produto Obtido)/(Massa Inicial de ácido salicílico))*100 Impresso por Jamily limaaa, CPF 036.223.172-99 para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 17/02/2022 10:19:53 6 1.5.Conclusão. A síntese da aspirina (ou ácido acetilsalicílico) tem uma grandeimportância para o ser humano, já que ela contribui para vários tratamentos medicinais. O que se determinou nessa prática foi a quantidade de aspirina formada a partir de reações e métodos de filtração e purificação, porém o resultado saiu um pouco do esperado, já que a massa final extraída foi maior que a massa inicial. No entanto, isso pode ser explicado pelo tempo que a amostra ficou secando na estufa de secagem, abaixo do previsto, o que acabou por deixar água na solução.