Obtenção do Ciclohexeno a partir do Ciclohexanol

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UNIVERSIDADE SANTA CECÍLIA
FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS
DISCIPLINA:BASES DA QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL
PROFESSOR: PAULO HENRIQUE SIMÃO MOURA
EXPERIMENTO 3: 
(Obtenção do Ciclohexeno a partir do Ciclohexanol)
TURMA 1023N1A
GRUPO 01
Matheus de Freitas RA: 205606
Leonardo Ruiz RA: 064680
Lisandra Ocroche RA: 196840
Tatiana Sousa RA: 169690
Santos, 12 de Maio de 2022
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	3
OBTENÇÃO DO CICLOHEXENO A PARTIR DO CICLOHEXANOL POR ELIMINAÇÃO E CATÁLISE ÁCIDA	3
OUTRAS FORMAS DE OBTENÇÃO DO CICLOHEXENO	4
1.	HIDROGENAÇÃO PARCIAL DO BENZENO	4
2.	REAÇÃO DE DIELS-ALDER	4
3.	DESALIDRIFICAÇÃO DE HALETOS DE ALQUILA	5
4.	DESIDRATAÇÃO DOS ÁLCOOIS	5
OBJETIVO	6
MATERIAL	6
REAGENTES	6
PROCEDIMENTO	6
RESULTADOS E DISCUSSÃO	7
TABELA COM OS DADOS OBTIDOS	7
CÁLCULO DO RENDIMENTO	7
MECANISMO DE AÇÃO	8
TESTE DE IDENTIFICAÇÃO DO CICLOHEXENO	8
CONCLUSÃO	9
ANEXOS	10
BIBLIOGRAFIA	12
INTRODUÇÃO
OBTENÇÃO DO CICLOHEXENO A PARTIR DO CICLOHEXANOL POR ELIMINAÇÃO E CATÁLISE ÁCIDA
Reações de eliminação são uma das mais importantes e fundamentais classes de reações químicas. Basicamente, o mecanismo da eliminação compreende a saída de dois átomos ou grupos de átomos em uma molécula orgânica. Eliminações do tipo 1,2 fornecem ligações duplas, sendo uma ótima metodologia para a preparação de alcenos.
Quando um álcool é aquecido na presença de um ácido forte, ocorre a eliminação de água com formação de um alceno. Esta reação é conhecida como desidratação de álcoois. Quando tratados com ácidos, álcoois secundários e terciários geralmente eliminam água através de um mecanismo envolvendo a participação de um carbocátion como intermediário (mecanismo El).
Dependendo de uma série de fatores (substrato, temperatura, condições reacionais) as reações de substituição nucleofílica também podem ocorrer no meio reacional, fornecendo éteres como subprodutos.
O procedimento envolve a catálise com ácido sulfúrico ou ácido fosfórico. Melhores resultados são obtidos quando o ácido fosfórico é empregado, pois o ácido sulfúrico provoca carbonização e formação de óxido de enxofre, além da possibilidade de fornecer produtos secundários através de reações de polimerização.
Quando uma mistura contendo ciclohexanol e o ácido é aquecida num recipiente equipado com coluna de fracionamento, ocorre a formação de água através da reação de eliminação. Água e ciclohexeno destilam pelo princípio da destilação em corrente de vapor. Terminada a destilação, a coluna fica saturada com a mistura água ciclohexano que refluxa e não destila. Para auxiliar na destilação do produto desejado um outro solvente é adicionado e a destilação continua. Um solvente aconselhado é o xileno 140 oc). Quando seus vapores destilam, carregam o ciclohexeno mais volátil para fora da coluna. A diferença entre o ponto de ebulição do ciclohexeno e do xileno é suficiente para uma separação adequada. É importante notar que a não utilização de um solvente carregador acarreta um decréscimo considerável no rendimento.
OUTRAS FORMAS DE OBTENÇÃO DO CICLOHEXENO
1. HIDROGENAÇÃO PARCIAL DO BENZENO
A hidrogenação parcial do benzeno a ciclohexeno é conhecida há mais de 100 anos (Sabatier e Senderens, 1901). No entanto, somente em 1957 este produto foi de fato detectado (Anderson, 1957). Desde então, a ocorrência de ciclohexeno, formado como um intermediário reacional, foi reportada por muitos outros pesquisadores. A presença de ciclohexeno suporta o mecanismo de reação prosposto por Horiuti e Polanyi, segundo o qual as moléculas de benzeno adsorvidas na superfície do catalisador são hidrogenadas em duas etapas pela ação de hidrogênio dissociado também adsorvido à essa superfície (Horiuti e Polanyi, 1934).
Figura 1 - Mecanismo de Horiuti e Polanyi para hidrogenação do Benzeno.
2. REAÇÃO DE DIELS-ALDER
Esta reação é específica para formação do ciclo-hexeno, e também recebe o nome de síntese de Diels-Alder. Além de formar o anel, também é capaz de sintetizar diversos reagentes. Trata-se de uma reação de adição onde um dieno (alcadieno ou diolefina) conjugado é adicionado a um dienófilo a fim de gerar um composto cíclico com 6 carbonos. Nesse caso, os carbonos 1 e 4 do sistema conjugado ligam-se aos carbonos que possuem dupla ligação de carbonila insaturada, em busca da formação de um anel de 6 carbonos. Como é um mecanismo de ação com somente um passo, são formadas de maneira parcial novas ligações C-C no mesmo estado de transição. No entanto, não precisa ser na mesma extensão.
Figura 2 - Reação de Diels - Alder.
3. DESALIDRIFICAÇÃO DE HALETOS DE ALQUILA
São normalmente preparados a partir dos álcoois correspondentes aos haletos de alquila, e, por isso, implicam, em última análise, preparação a partir de álcoois. A formação da ligação dupla acontece quando uma solução básica álcoolica reage com um haleto de alquila, formando o alceno, um sal e água.
 (
H
)
 (
álcool 
) (
+ 
KOH 
) (
Cl
)
 (
+ 
KCl
 + H
2
O 
)
4. DESIDRATAÇÃO DOS ÁLCOOIS
Na desidratação dos álcoois, uma molécula de água do álcool é removida por um catalisador ácido, formando o alceno correspondente e a água eliminada.
 (
H
)
 (
ácido 
) (
 
) (
OH
)
 (
+ H
2
O 
)
5. DESALOGENAÇÃO DOS DI-HALETOS VICINAIS
A desalogenação dos di-haletos vicinais neste caso acontece com a utilização de zinco reagindo com di-haletos, formando o alceno correspondente e um sal. Este método está severamentelimitada pelo fato de estes di-haletos serem eles próprios geralmente preparados a partir dos alcenos. Todavia, é por vezes útil converter um alceno num di-haleto quando se pretende efetuar alguma operação sobre outra parte da molécula e, posteriormente, regenerar o alceno por traramento com zinco; com este procedimento pretende-se proteger a ligação dupla. 
 (
Br
)
 (
 
) (
Br
)
 (
+ Zn
) (
+ ZnBr
2
)
OBJETIVO
Obtenção do Ciclohexeno a partir do Ciclohexanol com catalisador.
MATERIAL
· 
2
· 3 suportes universais
· 1 suporte para pipetas
· 1 suporte para tubos de ensaio
· 1 macaco mecânico
· 1 manta elétrica
· 1 espátula
· 1 balança analítica
· 1 pisseta com água destilada
· 1 termômetro
· 3 garras
· 3 mufas
· 1 argola
· 1 pera de 3 vias
· 1 rolo de papel alumínio
· 1 rolo de papel toalha
· 1 condensador
· 1 funil de separação
· 1 pipeta graduada 10 mL
· 3 tubos de ensaio
· 1 pipeta pasteur
· 1 bastão de vidro
· 1 balão de fundo redondo
· 1 tubo de 3 vias
· 1 tubo em L
· 1 erlenmeyer 250 mL
· 2 erlenmeyers 250 mL
· 1 béquer 50 mL
· 1 béquer 250 mL
REAGENTES
· Hexanol P.A 
· Ácido Fosfórico P.A – H3PO4 
· Sulfato de Sódio P.A – Na2SO4
· Ácido Sulfúrico 5% - H2SO4
· Permanganato de Potássio 5% - KMnO4
· Carbonato de Sódio 5% - Na2CO3
· Cloreto de Sódio comercial – NaCl
· Iodocloro em clorofórmio 1% 
PROCEDIMENTO
Obtenção do Ciclohexeno
· Em um balão de fundo redondo de 250 mL, colocam-se 40g de ciclo-hexanol e 12 mL de fosfórico concentrado e alguns fragmentos de porcelana ou pérolas de vidro e misturar bem;
· Ajustar o balão a um sistema de destilação simples com um termômetro acoplado. Iniciar o aquecimento e controlar a temperatura, evitando que a mesma não ultrapasse 90ºC;
· Recolher o destilado em uma proveta e parar a destilação quando restar apenas um pouco do resíduo a ser destilado;
· Ainda na proveta, saturar o destilado com cloreto de sódio, adicionar 8 mL de uma solução de carbonato de sódio a 5% (para neutralizar traços de ácido livre), homogeneizar a mistura, transferir para um funil de separação e agitar. Separar a fase orgânica e transferi-la para um erlenmeyer, em seguida adicionar entre 4 e 6g de sulfato de sódio ou magnésio anidro, agitar por cerca de 5 minutos e deixar em repouso por 30 minutos;
Testes de Identificação
· Teste 1 – adicionar entre 1 e 2 mL de bromo ou iodo, dissolvidos em tetracloreto de carbono ou clorofórmio, sobre 1 mL de ciclo-hexeno previamente colocado em um tudo de ensaio. Anotar as alterações observadas;
· Teste 2 – adicionar 1mL de ciclo-hexeno a 1 mL de uma solução de permanganato de potássio a 5% e 0,5 mL de ácido sulfúrico diluído (5%) e agite a mistura bifásicaobtida. Anotar as alterações observadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
TABELA COM OS DADOS OBTIDOS
	MASSA TEÓRICA DO CICLOHEXANOL
	40,07 g
	VOLUME DO ÁCIDO FOSFÓRICO
	12 mL
	MASSA DO ERLENMEYER
	138,55 g
	MASSAS DO ERLENMEYER E DO CICLOHEXENO
	167,70 g
	MASSA EXPERIMENTAL DO CICLOHEXENO
	29,15 g
CÁLCULO DO RENDIMENTO 
Ciclohexanol: 
C = 12 g/mol x 6 = 72 g/mol
H = 1 g/mol x 12 = 12 g/mol 
O = 16 g/mol x 1 = 16 g/ mol
(12x6) + (1x12) + (16x1) = 
100 g em 1 mol de ciclohexanol
Ciclohexeno: 
C = 12 g/mol x 6 = 72 g/mol
H = 1 g/mol x 10 = 10 g/mol
(12x6) + (1x10) = 
82 g/mol em 1 mol de ciclohexeno
1 mol de ciclohexanol – 1 mol ciclohexeno
Massa de ciclohexanol – massa teórica de ciclohexeno
100 g – 82 g
40.07 g – x
X = (82 x 40.07) / 100 = 
32,85 g de massa teórica de ciclohexeno
Massa teórica do ciclohexeno – 100 %
Massa experimental do ciclohexeno – x%
32,85 g – 100%
29,15 g – x
X = (29,15 x 100) / 32,85 = 
88,74% de rendimento do ciclohexeno
MECANISMO DE AÇÃO 
TESTE DE IDENTIFICAÇÃO DO CICLOHEXENO
 (
I
)TESTE 1: 
 (
I
) I2 / clorofórmio 
 Incolor Alaranjado
TESTE 2: 
 KMnO4 / H2SO4 HOOC – (CH2)4 – COOH + MnO2 ↓
 Marrom
 Incolor
CONCLUSÃO
Os pedaços de cerâmica no balão servem para permitir o crescimento controlado das bolhas de vapor, evitando acidentes em laboratório. Na fase aquosa do funil, o Cloreto de Sódio tem a função de aumentar a densidade desta fase e ajudar na separação das fases, e o Carbonato de Sódio é um sal básico que neutraliza o Ácido Fosfórico que ainda estiver presente na fase do ciclohexeno. O Sulfato de Sódio é utilizado como agente dessecante, ou seja, para remoção do restante de água que estiver presente na fase do ciclohexeno. Portanto, no experimento realizado tivemos a oportunidade de trabalhar com as reações de substituição nucleofílica e de eliminação que na química orgânica é considerada bem moderna.
O ciclohexeno é sintetizado através de hidrogenação parcial do benzeno e desidratação do álcool, isto é, uma forma mais oxidada. Vale salientar que usado como solvente possui inúmeras aplicações. O ciclohexeno é usado como matéria-prima intermediária para obter vários compostos de grande utilidade. Os alcenos, como o cicloexeno, são obtidos na indústria, por meio de uma reação de desidratação de álcoois em meio ácido (normalmente ácido sulfúrico ou fosfórico). 
A técnica mais utilizada para esse processo é a destilação controlada, que separa o alceno da mistura com o álcool. Isso acontece porque o alceno tem ponto de ebulição mais baixo que o álcool, que possui pontes de hidrogênio. A reação de obtenção de alcenos por desidratação é um tipo de reação de eliminação, que é uma reação regiosseletiva que segue a regra de Zaitev, ou seja, para a formação do alceno é substituído o hidrogênio presente no carbono com menor número de hidrogênios.
ANEXOS
SISTEMA DE DESTILAÇÃO
REAGENTES
REAÇÕES DE IDENTIFICAÇÃO DO CICLOHEXENO
BIBLIOGRAFIA
CORAL UFSM. A reação de Diels-Alder: Método sintético para a preparação de compostos contendo o anel Cicloexeno. Disponível em: http://coral.ufsm.br/quimica_organica/images/Diels_AlderHB2016.pdf. Acesso em: 10 de mai. 2022.
DOCZZ. Cicloexeno-Cicloexanol. Disponível em: www.doczz.com.br/doc/361719/cicloexeno-cicloexanol. Acesso em: 5 mai. 2022.
ENGENHARIA QUÍMICA SANTOS -SP. Reação de Diels-Alder de Adição. Disponível em: https://www.engquimicasantossp.com.br/2017/06/reacao-de-diels-alder-de-adicao.html. Acesso em 10 de mai. 2022.
FLOKINHO. Reações de substituição. Disponível em: http://flokinho.com.br/files/15.pdf. Acesso em: 10 de mai. 2022.
LUME. Hidrogenação Parcial Do Benzeno. Disponível em: www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/85660/000908935.pdf?sequence=1. Acesso em: 5 mai. 2022.
NUQUIOCAT QUÍMICA BLUMENAU. Desidratação de Álcoois: Obtenção do cicloexeno a partir do cicloexanol. Disponível em: https://xdocs.com.br/doc/tp7-desidrataao-de-alcoois-qnjjgp3639n6. Acesso em 10 de mai. 2022.
PASSEI DIRETO. Obtençao De Ciclohexeno A Partir De Ciclohexanol. Disponível em: www.passeidireto.com/arquivo/76647630/tp-7-desidratacao-de-alcoois-obtencao-de-ciclohexeno-a-partir-de-ciclohexanol. Acesso em: 5 mai. 2022.
PASSEI DIRETO. Principais Reações dos Alcanos. Disponível em: https://www.passeidireto.com/arquivo/1111674/principais-reacoes-dos-alcanos. Acesso em: 10 de mai. 2022.
PASSEI DIRETO. Relatório de Obtenção do ciclo-hexeno. Disponível em: https://www.passeidireto.com/arquivo/95575378/relatorio-de-preparacao-do-ciclo-hexeno-de-quimica-organica-experimental. Acesso em: 10 de mai. 2022.
ZIONETTI, Priscila da Costa. Hidrogenação parcial do benzeno com catalisadores de Ru/CeO2: efeitos do tratamento térmico. Orientador Antônio José Gomez Cobp. 2003. 87f. Dissertação de Mestrado – Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadural de Campinas, Campinas, 2003. Disponível em: https://vdocuments.com.br/hidrogenafo-parcial-do-benzeno-com-catalisadores-2018-8-3-benzeno-21-191.html. Acesso em 10 de mai. De 2022.
MORRISON E BOYD, Química Orgânica 15ª edição. Capítulo 8, ALCENOS 1. ESTRUTURA E PREPARAÇÃO. Fevereiro de 2009.