10_Processos unitários

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CURSO DE FARMÁCIA 
TECNOLOGIA QUÍMICO-FARMACÊUTICA
PROCESSOS UNITÁRIOS
Introdução
PROCESSO QUÍMICO
❖ Utilizado para formação de um produto químico, intermediário ou final
Introdução
Processos 
Unitários
nitração
hidrogenação
oxidação halogenação
alquilaçãoesterificação
sulfonação
aminação
Introdução
TRATAMENTO
REAÇÃO SEPARAÇÃO
PURIFICAÇÃO
MP
MP
MP 
P 
R 
SP
SP 
R
Matéria- prima / Reagentes (MP)
P R
Resíduos ou impurezas
Produto final ou
intermediário
• MP: Matérias primas / Reagentes
• P: Produto final ou intermediário
• SP: Subprodutos (menor valor) ou 
coprodutos (maior valor)
• R: Resíduos ou impurezas (subprodutos
sem valor agregado)
▪ Processo químico industrial/síntese
▪ Processos exotérmicos
Existem 4 tipos de reações de substituição eletrofílica em aromáticos que são de importância 
na química orgânica de síntese:
▪ Nitração;
▪ Halogenação;
▪ Sulfonação;
▪ Hidrogenação;
▪ Acilação.
Síntese industrial de fármacos
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Nitração
▪ O processo unitário nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais grupos 
nitro (-NO2) em uma molécula orgânica.
▪ Os agentes de nitração podem ser: ácido nítrico, uma mistura de ácido nítrico e ácido 
sulfúrico, nitrito de sódio etc.
Síntese industrial de fármacos
Fonte: https://www.colegioweb.com.br/wp-content/uploads/19917.jpg
http://www.colegioweb.com.br/wp-content/uploads/19917.jpg
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Nitração
Síntese industrial de fármacos
Isossorbida
Metronidazol
Fonte:Adaptado de: livro-texto.
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Halogenação
▪ Reação na qual um átomo de qualquer halogênio substitui um átomo de hidrogênio ou reduz 
a insaturação de uma ligação entre átomos de carbono.
▪ Os agentes de halogenação são diversos e podem ser as formas moleculares dos 
halogênios (F2, Cl2, Br2), seus respectivos ácidos (HF, HCl, HBr), cloreto de tionila (SOCl2), 
fosgênio (COCl2), cloretos ou brometos de fósforo (PCl5, PCl3, PBr3, PBr5) e fluoreto de sódio 
(NaF).
Síntese industrial de fármacos
Fonte: Autoria própria.
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Halogenação
Síntese industrial de fármacos
Fonte:Adaptado de: livro-texto.
Tricloroetileno Halotano
Diazepam Clonazepam Flurazepam
Midazolam
Síntese industrial de fármacos
Fonte:Adaptado de: livro-texto.
+ H2SO4
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Sulfonação
▪ Nesta reação, trióxido de enxofre (SO3) é introduzido em um composto orgânico através da 
formação de ligação carbono-enxofre.
▪ Os agentes de sulfonação utilizados são: trióxido de enxofre (SO3), ácido clorossulfônico, 
H2SO4 e H2SO3.
SO3
SO3H + H2O
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Sulfonação
Síntese industrial de fármacos
Dipirona
Fonte:Adaptado 
de: livro-texto.
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Hidrogenação/redução [H]
▪ Além da entrada de hidrogênio, outros tipos de redução envolvem: a retirada de oxigênio e o 
ganho de elétrons. Pode ser considerada o oposto das reações de oxidação.
▪ Os agentes redutores utilizados, além do gás de hidrogênio, são: hidretos de lítio (LiH), 
hidretos de sódio (NaH), boridreto de sódio (NaBH3), tetraidreto de lítio-alumínio (LiAlH4), 
nitrito de sódio (NaNO2), entre outros.
Síntese industrial de fármacos
Fonte:Autoria própria.Propeno Propano
Processo químico industrial/processo unitário/síntese
Hidrogenação/Redução [H]
Síntese industrial de fármacos
Fonte: Livro-texto.
H3C
COOH
H2/Pd
H3C
COOH
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Acilação/Acetilação
▪ Acilação: reações que resultam na introdução de um grupo acila em um composto orgânico. 
O composto que proverá o grupo acila é chamado agente de acilação.
Agentes de acilação:
▪ cloreto de ácido
▪ anidrido acético
▪ ácido acético glacial
Síntese industrial de fármacos
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Acilação/Acetilação
Síntese industrial de fármacos
Ácido salicílico Ácido acético
Água
Anidrido acético
Anidrido acético Sulfacetamida
Fonte:Adaptado de: livro-texto.
Sulfonamida
Ácido salicílico Ácido acético
Ácido
acetilsalicílico
Ácido 
acetilsalicílico
Esterificação
ALGUNS EXEMPLOS...
❖ Em anidridos ácidos: é mais rápido que a esterificação dos ácidos correspondentes,
com a vantagem de não formar água. Anidridos são mais caros que ácidos carboxílicos com
mesma cadeia
Esterificação
ALGUNS EXEMPLOS...
❖ Transesterificação: ésteres quando colocados a reagir com álcoois,
ácidos orgânicos ou com outros ésteres. Ocorre a transferência dos grupos álcool ou ácido
entre eles, levando a formação de outros ésteres
ALGUNS EXEMPLOS...
❖ Ácido carboxílico + álcool: o método mais comum e mais utilizado em processos
industriais. São reações reversíveis (hidrólise)
Esterificação
CARACTERÍSTICAS
❖ Concentração dos reagentes: quantidades equimolares (1:1) de ácido e álcool. A
esterificação pára quando 2/3 do ácido é consumido. Mas, trabalhando com excesso de
um dos reagentes, é possível deslocar o equilíbrio, aumentando o rendimento
Esterificação
CARACTERÍSTICAS
❖ Catalisadores: H2SO4 e HCl. Desvantagem: desidratação dos álcoois
(H2SO4) e corrosão de equipamentos (HCl)
❖ Reatividade dos álcoois: variam segundo o tipo de álcool e função do processo de
desidratação → 1º > 2º > 3º. Álcoois terciários, por exemplo, tem reatividade muito pequena
dada a fácil desidratação. Outro problema: impedimento estérico
Esterificação
CARACTERÍSTICAS
❖ Término da reação: Processos industriais operam com os regentes (ácido orgânico e álcool) 
e catalisador (ácido mineral), em refluxo, com excesso de um dos reagentes.
Necessário a retirada de um dos produtos formados (éster ou água), deslocando o equilíbrio
para os produtos (alta conversão) para “otimizar” a reação.
Se produtos e reagentes são insolúveis em água, utilizam-se processos de decantação para 
a separação. Quando produtos e reagentes são voláteis faz-se a separação através de 
processos de. destilação
O produto do processo químico, abaixo mostrado, serve como intermediário de síntese de uma 
importante classe de antimicrobianos. Reconheça os processos químicos da síntese
deste composto.
a) Sulfonação e halogenação.
b) Halogenação e redução.
c) Sulfonação e redução.
d) Redução com formação e 2 isômeros e nitração.
e) Sulfonação e nitração.
Interatividade
NH2
anidrido acético
NHCOCH3
HSO3Cl
NHCOCH3
SO2Cl
[H]
NH2
SO2Cl
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico Industrial/Síntese
Processos Endotérmicos
▪ Para que este processo ocorra é necessário que calor seja fornecido, permitindo assim que a 
conversão química se processe de maneira a se obter o máximo de produto desejado.
▪ Aminação
▪ Alquilação
▪ Oxidação
▪ Esterificação
Síntese industrial de fármacos
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Aminação
▪ As aminas são compostos nitrogenados, derivados diretos da amônia, que possuem diversos 
usos na área farmacêutica. São encontradas em produtos naturais, nos aminoácidos e 
diversas classes terapêuticas têm em sua estrutura este tipo de função orgânica.
▪ No processo de aminação, o agente de aminação será o grupo que possui a amina.
Síntese industrial de fármacos
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Aminação
Síntese industrial de fármacos
Fonte: Livro-texto.
NO2
NH2 NH2
Zn
NH4Cl
H2SO4
H2O
NHAc
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Alquilação
Neste tipo de síntese, a reação pode ocorrer de diferentes maneiras:
1) entre radicais alquila; 2) entre um radical alquílico e um grupo inorgânico (como, por 
exemplo, sulfatos, fosfatos etc.); 3) entre o grupo alquila de um reagente e compostos de 
alumínio, silício etc.; 4) entre o grupo alquílico e compostos contendo oxigênio, nitrogênio, 
magnésio, enxofre etc.2) Agentes alquilantes: haletos de alquila R-X (por exemplo 
CH3I, CH3Br etc.) o sulfato de dimetila ((CH3)2SO4) por serem 
mais reativos, porém álcoois, epóxidos e éteres também 
podem ser utilizados.
Síntese industrial de fármacos
Fonte:
autoria
própria
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Alquilação
Síntese Industrial de Fármacos
Fonte: Livro-texto.Naltrexona
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Oxidação [O]
Do ponto de vista de processo químico a oxidação de compostos orgânicos pode ocorrer a 
partir de algumas circunstâncias: 1) quando ocorre perda de elétrons; 2) na retirada de 
Hidrogênio de um grupo já oxigenado, (álcool, por exemplo); 3) na introdução de um átomo 
de oxigênio.
Agentes oxidantes: gás oxigênio (O2), KMnO4, K2Cr2O7, CrO3 
solubilizado em ácido acético glacial e H2O2.
Síntese Industrial de Fármacos
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Oxidação [O]
Síntese Industrial de Fármacos
Piroxicam
Fonte: Livro-texto.
Tirosina Levodopa
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese 
Esterificação
▪ Tipo de processo que, além de produzir pró-fármacos, também aumenta a lipossolubilidade.
Não necessita de agentes de formação do processo.
álcool + ácido carboxílico → éster + água 
ou
álcool + anidrido → éster + água
Síntese Industrial de Fármacos
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Esterificação
Síntese Industrial de Fármacos
O
N
OH
Cl
F
O
N
O
Cl
F
CH3
O
CH3(CH2)9COOH
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
▪ Exemplos de processos químicos de alguns fármacos
Síntese Industrial de Fármacos
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
▪ Exemplos de processos químicos de alguns fármacos
Síntese Industrial de Fármacos
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico 
Industrial/Processo 
Unitário/Síntese
▪ Exemplos de processos 
químicos de alguns fármacos
Síntese Industrial de Fármacos
Fonte: Livro-texto.
Processo Químico Industrial/Processo Unitário/Síntese
Fatores que são considerados numa síntese:
▪ Rota de síntese que envolva o menor número de etapas e o menor tempo e trabalho;
▪ Disponibilidade e custo dos materiais de partida e dos reagentes necessários;
▪ Toxicidade dos reagentes;
▪ Perigo nas operações;
▪ Estabilidade dos intermediários;
▪ Facilidade de purificação dos produtos;
▪ Rendimento;
▪ Tipo de equipamentos que serão utilizados.
Síntese Industrial de Fármacos
O fármaco nortriptilina é um antidepressivo tricíclico seletivo, pois possui uma amina 
secundária em sua cadeia lateral. A operação unitária de sua obtenção passa por 2 processos 
químicos endotérmicos, identifique-os na rota sintética abaixo.
a) Oxidação e esterificação.
b) Alquilação e aminação.
c) Esterificação e aminação.
d) Oxidação e aminação.
e) Alquilação e esterificação.
Interatividade
Nortriptilina
Fonte: Livro-texto.
BARREIRO, E. J.; FRAGA, C. A. M. Química medicinal. As bases moleculares da ação dos 
fármacos. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015.
BARREIRO, E. J.; PINTO, A. C. Oportunidades e Desafios para a Inovação em Fármacos: Agora ou
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INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA
(INEP). Trajetória e estado da arte da formação em engenharia, arquitetura e agronomia. I Conselho
Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia. Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e
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KOROLKOVAS, A.; BURCKHALTER, J. H. Química farmacêutica. Rio de Janeiro: Guanabara 
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LEMKE, T. L.; WILLIAMS, D. A.; FOYE, W. Principles of medicinal
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PATRICK, G. L. An introduction to medicinal chemistry. Oxford: Oxford University Press, 2013.
SHREVE, R. Norris, JUNIOR, Joseph A. Brink. Indústrias de
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Referências