RELATÓRIO ORGEXP UFRJ - VERMELHO DE MONOLITE

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Síntese de vermelho de monolite a partir da diazotação da p-nitroanilina 
 
 
Química Orgânica Experimental 
 
 
 
 
 
Larissa de Oliveira Augusto 
DRE: 118032923 
 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Junho de 2022 
1 INTRODUÇÃO 
O vermelho de monolite, representado na Figura 1 pelo seu nome IUPAC, é um corante 
sintético de cor avermelhada intensa cujo grupo cromóforo é caracterizado pelo grupo 
azo (R-N=N-R). 
 
Figura 1. Estrutura do 1-(4-nitro-fenil-azo)-2-naftol 
Os grupos cromóforos presentes em uma molécula são aqueles responsáveis pela 
absorção de luz na faixa do visível, conferindo diferentes colorações dependendo da 
estrutura da molécula. Esses grupos são caracterizados pela presença de insaturação, 
sendo os mais comuns os cromóforos etilênicos, azo e aromáticos¹. 
Devido a essa capacidade de absorver comprimentos de onda na faixa do visível, pode-
se inferir que os corantes são substâncias que apresentam grupos cromóforos em sua 
composição, inclusive sendo classificados a partir desses grupos. A maioria dos 
corantes consumidos em escala industrial são derivados de azocompostos², assim como 
o vermelho de monolite. 
O sucesso dos corantes na indústria se deve principalmente a sua aplicação na indústria 
têxtil porque quando aplicados à fibra de celulose, é conferida ao tecido uma coloração 
permanente resistente ao desbotamento mesmo após exposição à luz solar, água, agentes 
oxidantes e diversos produtos químicos². 
Essa resistência característica ao desbotamento ocorre apenas porque durante o processo 
de tingimento da fibra de celulose com o corante, existe a etapa de fixação do corante à 
fibra que é realizada a partir de reações químicas ou interações intermoleculares. A 
forma pela qual ocorre a fixação do corante, além de ser realizada em solução aquosa, 
envolve quatro tipo de interações: iônicas, de hidrogênio, dipolo induzido e covalentes³. 
Existem vários tipos de corantes que interagem de diferentes maneiras com a celulose 
sendo que os corantes azóicos, insolúveis em água, são geralmente sintetizados sobre a 
fibra durante o processo de tingimento. A primeira etapa dessa síntese é impregnar a 
fibra com um composto solúvel em água, também chamado de agente de acoplamento³. 
No caso do vermelho de monolite, esse agente é o β-naftol (Figura 2) que apresenta alta 
afinidade com a celulose (Figura 3) em razão dos grupamentos hidroxila que ambos os 
compostos apresentam. 
 
Figura 2. Estrutura do β-naftol 
 
 
Figura 3. Estrutura da celulose 
A segunda etapa da síntese é a adição de um sal de diazônio que produzirá um corante 
insolúvel em água, tornando o conjunto corante-fibra altamente resistente à umidade e 
lavagem³. 
A síntese laboratorial do vermelho monolite a partir da p-nitroanilina é o assunto 
principal desse relatório e envolve toda a discussão acima pois a partir da diazotação da 
p-nitroanilina seguida de uma reação com β-naftol, é possível obter o corante em escala 
laboratorial. 
O esquema reacional dessa síntese, partindo da p-nitroanilina sintetizada anteriormente 
em etapas anteriores é mostrado na Figura 4. 
 
Figura 4. Esquema reacional da síntese de vermelho de monolite a partir da 
p-nitroanilina 
Como mencionado, a p-nitroanilina também precisou ser sintetizada em etapas 
anteriores antes de ser o reagente principal da síntese do corante vermelho. Para isso, 
utilizou-se a anilina como reagente primário de várias etapas reacionais cujo esquema 
está esquematizado na Figura 5. 
 
Figura 5. Esquema reacional da síntese de p-nitroanilina a partir da anilina 
2 OBJETIVO 
Sintetizar o corante vermelho de monolite em laboratório a partir da p-nitroanilina 
sintetizada previamente a partir da anilina. 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
1. Reação de formação de acetanilida a partir da anilina com anidrido acético em 
meio aquoso 
Foi adicionado 7,6 ml de anilina em um bécher de 250 ml juntamente a 60 ml de água 
destilada. Sob agitação, adicionou-se à solução 9,0 ml de anidrido acético, observando-
se a formação de um sólido branco. Ainda, foi adicionado 50 ml de água destilada 
gelada sob agitação. A mistura foi resfriada em banho de gelo e posteriormente filtrada 
à vácuo em funil de Büchner. O resíduo sólido branco da filtração foi recolhido. 
2. Reação de formação de p-nitroacetanilida a partir da nitração da acetanilida em 
meio ácido 
Foi adicionado 5g de acetanilida em um Erlenmeyer de 125 ml e 6,0 ml de ácido acético 
glacial. A mistura foi agitada de modo a formar uma suspensão e, sob agitação 
constante, foi adicionado 12,5 ml de ácido sulfúrico concentrado. O meio reacional foi 
esfriado colocando a vidraria em um banho de gelo e sal grosso. Foi, então, adicionado 
2,5 ml de ácido nítrico concentrado e 1,7 ml de ácido sulfúrico concentrado no meio 
reacional ainda no banho e sob agitação constante. 
A mistura reacional foi deixada em repouso em temperatura ambiente por cerca de 40 
minutos. Após esse tempo, a mistura foi derramada em um bécher contendo cerca de 70 
ml de gelo picado e água. A mistura foi mantida em repouso por cerca de 10 minutos e 
filtrada em funil de Büchner e lavada repetidamente com água gelada enquanto a 
filtração ocorria. 
O resíduo sólido da filtração foi recolhido e deixado em repouso para secar. Após a 
secagem, foi realizado um teste de confirmação a partir de cromatografia em camada 
delgada utilizando p-nitroacetanilida como padrão. 
3. Reação de formação de p-nitroanilina a partir da reação de p-nitroacetanilida em 
meio ácido seguido da reação em meio básico 
Foi adicionado a um balão de 125 ml uma mistura de 3,75 g de p-nitroacetanilida com 
20,0 ml de solução de ácido sulfúrico 70 % p/p. A mistura reacional foi submetida a 
aquecimento e refluxo por cerca de 30 minutos. Passado esse tempo, a mistura foi 
vertida sobre 100 ml de água fria com gelo. 
A precipitação da p-nitroanilina, um sólido de coloração amarronzada, pôde ser 
observada após adição de 90,0 ml de uma solução aquosa de NaOH 20% p/v sob 
agitação. A mistura foi submetida a banho de gelo e posteriormente filtrada em funil de 
Büchner e, após secagem, submetida a testagem por cromatografia em camada delgada 
utilizando-se padrão de p-nitroanilina. 
4. Preparação de cloreto de p-nitro-benzo-diazônio a partir da diazotação da p-
nitroanilina 
Foi adicionado 1,739 g de p-nitroanilina junto à 3,8 ml de água e 3,8 ml de ácido 
clorídrico concentrado em um bécher de 100 ml. Após, foi adicionado 10 g de gelo 
picado na mistura reacional. O bécher foi mergulhado em um banho de gelo e sal 
grosso. 
Numa segunda etapa, foi adicionado ao bécher uma solução de 0,9 g de nitrato de sódio 
em 2 ml de água destilada de forma lenta e sob agitação, ainda no banho de gelo e sal. A 
mistura foi deixada em repouso por cerca de 10 minutos para o início da próxima etapa 
com β-naftol. 
5. Reação de acoplamento do sal de diazônio com β-naftol em meio ácido 
Foi dissolvido 1,8 g de β-naftol em 25,0 ml de etanol dentro de um bécher de 50 ml e 
mantido em temperatura baixa por intermédio de um banho de gelo. Essa solução foi 
gotejada lentamente sobre a solução anteriormente preparada do sal de diazônio sob 
agitação constante e mantendo a temperatura baixa. Após a completa adição, a mistura 
foi mantida em repouso por cerca de 10 minutos, com agitação ocasional. O corante 
vermelho de monolite estava pronto e o resultado foi uma solução de coloração bastante 
avermelhada. 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Em reações de síntese, é muito importante que os cálculos dos rendimentos sejam 
realizados, bem como compreender os mecanismos de cada reação realizada em 
laboratório. Dessa forma, será demonstrado o mecanismo de cada reação bem como os 
rendimentos parcial e global. 
 I) Anilina + anidrido acético 
Mecanismo 
 
O par de elétrons livres da anilina é capaz de realizar um ataque nucleofílico à carbonilado anidrido, eliminando a carbonila e formando a acetanilida e o ácido acético devido à 
protonação do acetato em razão da presença de água. 
Cálculos 
O produto da reação foi cerca de 5 g de acetanilida. Para calcularmos o rendimento, 
devemos considerar a quantidade de anilina utilizada e a proporção estequiométrica da 
reação. 
 Anilina Acetanilida 
Massa molar (g/mol) 93,13 135,17 
Densidade (g/ml) 1,02 - 
Volume (ml) 7,5 - 
Massa (g) 7,65 5,00 
 
A proporção da anilina e acetanilida é de 1:1, portanto: 
Considerando o rendimento igual a 100%: 
1 mol de anilina – 1 mol de acetanilida 
93,13 g de anilina – 135,17 g de acetanilida 
7,65 g de anilina – M1 
M1 = 11,10 g de acetanilida 
Cálculo do rendimento real: 
R1 = 
5,00
11,10
 𝑥 100 = 45,05 % 
 I) Nitração da acetanilida 
Mecanismo 
1ª etapa: formação do íon nitrônio 
 
Em presença de ácido sulfúrico concentrado, o ácido nítrico sofre uma reação ácido-
base em que este age como base pois doa um par de elétrons do oxigênio e o ácido 
sulfúrico age como ácido, recebendo esse par de elétrons. Isso forma um intermediário 
ácido conjugado que sofre rearranjo intramolecular liberando uma molécula de água e 
formando o íon nitrônio, grupo extremamente eletrofílico que é essencial para a 
ocorrência da segunda etapa da nitração. 
2ª etapa: ataque eletrofílico da acetanilida ao nitrônio 
 
O intuito dessa reação de nitração é justamente conseguir nitrar na posição para do anel 
benzênico pois a alta reatividade da anilina impediria essa seletividade. Apesar de a 
anilina conter um grupo que propicia a para-substituição ao anel aromático, ela também 
propicia a orto-substituição. Isso seria um problema pois haveria uma mistura de 
isômeros, e não seria possível obter um composto puro. 
Esse problema foi contornado com a acetilação da anilina, gerando a acetanilida que, 
apesar de também promover a orto-substituição no anel aromático, o tamanho do grupo 
provoca um impedimento estérico como demonstrado na Figura 6, propiciando um 
maior rendimento de p-nitroacetanilida. 
 
Figura 6. Esquema representando o impedimento estérico na posição orto do anel 
aromático (figura retirada de Clayden, Organic Chemistry) 
Cálculos 
O produto da reação foi 3,75 g de p-nitroacetanilida. Para calcularmos o rendimento, 
devemos considerar a quantidade de acetanilida utilizada e a proporção estequiométrica 
da reação. 
 Acetanilida p-nitroacetanilida 
Massa molar (g/mol) 135,17 180,16 
Massa (g) 5,00 3,75 
 
A proporção de acetanilida e p-nitroacetanilida é de 1:1, portanto: 
Considerando o rendimento igual a 100%: 
1 mol de acetanilida – 1 mol de p-nitroacetanilida 
135,17 g de acetanilida – 180,16 g de p-nitroacetanilida 
5,00 g de acetanilida – M2 
M2 = 6,66 g de p-nitroacetanilida 
Cálculo do rendimento real: 
R2 = 
3,75
6,66
 𝑥 100 = 56,30 % 
 II) Formação da p-nitroanilina 
Mecanismo 
1ª etapa: reação com ácido sulfúrico 
 
A reação com ácido sulfúrico produz a p-nitroanilina em sua forma solubilizada pois em 
pH baixo, o grupo amino age como nucleófilo e aceita prótons presentes na solução. 
Devido a isso, é necessário adicionar, numa segunda etapa, hidróxido de sódio, de 
forma a elevar o pH do meio e precipitar a p-nitroanilina. 
Cálculos 
O produto da reação foi 1,739 g de p-nitroanilina. Para calcularmos o rendimento, 
devemos considerar a quantidade de p-nitroacetanilida utilizada e a proporção 
estequiométrica da reação. 
 p-nitroacetanilida p-nitroanilina 
Massa molar (g/mol) 180,16 138,12 
Massa (g) 3,75 1,739 
 
A proporção de p-nitroacetanilida e p-nitroanilina é de 1:1, portanto: 
Considerando o rendimento igual a 100%: 
1 mol de p-nitroacetanilida – 1 mol de p-nitroanilina 
180,16 g de p-nitroacetanilida – 138,12 g de p-nitroanilina 
3,75 g de p-nitroacetanilida – M3 
M3 = 2,87 g de p-nitroanilina 
Cálculo do rendimento real: 
R3 = 
1,739
2,87
 𝑥 100 = 60,59 % 
 II) Produção do vermelho de monolite 
Mecanismo 
1ª etapa: diazotação da p-nitroanilina 
 
Após essa etapa, há um acoplamento com a molécula de β-naftol que forma o composto 
representado na Figura 1. 
Observou-se a formação de um corante avermelhado. Entretanto, não foi pesado e, 
portanto, não é possível realizar o rendimento final. Contudo, é possível realizar o 
rendimento global das reações consecutivas de 1:1 entre a anilina e a p-nitroanilina. 
O rendimento global pode ser obtido multiplicando todos os rendimentos parciais: 
Rendimento global = 
5,00
11,10
 𝑥 
3,75
6,66
 𝑥 
1,739
2,87
 𝑥 100 = 15,37 % 
 
 
5 CONCLUSÃO 
A rota de síntese do vermelho de monolite proposta por esse relatório funciona, pois foi 
possível sintetizar uma quantidade equivalente a um bécher de 50 ml do corante. 
O baixo rendimento global foi atribuído a perdas recorrentes dos processos de síntese, 
visto que reações consecutivas apresentam muitas perdas. Apesar disso, os rendimentos 
parciais foram sempre próximos a 50% ou superior, entretanto, seria de extrema eficácia 
o teste de outras rotas de síntese de forma a aumentar o rendimento das reações. 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
1. Cromóforos: grupos, funções e aplicações. Maestrovirtuale. Disponível em: < 
https://maestrovirtuale.com/cromoforos-grupos-funcoes-e-aplicacoes/ >. Acesso 
em: 15 jun. 2022. 
2. RECK, I. M.; PAIXÃO, R. M. Impactos ambientais dos corantes azo e 
tratamentos de remoção: uma revisão. Revista UNINGÁ Reviews, vol.28, n.2, 
pp.61-66 (Out–Dez 2016) 
3. GUARATINI, C. C. I.; ZANONI, M. V. B.; Corantes têxteis. Química Nova, 
23(1) 2000. 
4. J CLAYDEN, N GREEVES, S WARREN, P WOTHERS, Organic Chemistry, 
Oxford University Press, 2001. 
https://maestrovirtuale.com/cromoforos-grupos-funcoes-e-aplicacoes/