Relatório 6- Síntese de Dibenzalcetona [Lorana e Nathália]

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
Centro de Ciências Exatas - CCE
Departamento de Química
Química Experimental - 207/01
RELATÓRIO 06
SÍNTESE DE DIBENZALCETONA
ACADÊMICOS: RA:
Lorana Bazalia dos Santos 119781
Nathália Cristina Lopes 119782
PROFESSORA: Thelma Sley Pacheco Cellet
Maringá, 16 de Novembro de 2022
1. INTRODUÇÃO
SÍNTESE DA 1,5-DIFENIL-(E,E)-1,4-PENTADIEN-3-ONA
A dibenzalacetona (também denominada dibenzilidenoacetona ou
1,5-difenil-1,4-pentadien-3-ona) é vulgarmente usado na indústria farmacêutica
(anti-inflamatórios), bem como na produção de cosméticos e de protetores solares (devido ao
máximo de absorvância se situar a 330 nm) [1].
A reação de formação da dibenzalacetona é um exemplo de uma condensação aldólica
mista (Figura 1).
Figura 1. Reação global de formação da dibenzalacetona [1].
Para que haja formação significativa de produto é necessário que um dos reagentes
não condense com ele próprio, o que acontece com o benzaldeído, por não ter hidrogénios-α.
O composto intermédio, formado pela primeira condensação (benzalacetona), possui ainda
átomos de hidrogénio acídicos, originando facilmente uma segunda condensação. Esta reação
apenas ocorre em meio alcalino, devido ao papel do íon hidróxido no mecanismo da reação
(Figura 2). A benzalacetona facilmente reage com outra molécula de benzaldeído pelo
mesmo mecanismo, formando adibenzalacetona [1].
Figura 2. Mecanismo da reação da formação da benzalacetona [1].
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UTILIZAÇÃO
As dibenzalacetonas são reconhecidas por terem atividade medicinal, sendo usada
como agente anti-inflamatório. É utilizada como um componente comum em protetores
solares, devido ao seu elevado coeficiente de absortividade molar, na região dos 330 nm(UV)
[2].
Também é utilizada como um ligante na preparação de complexos organometálicos
[2].
CONDENSAÇÃO ALDÓLICA
A reação de um enolato ou enol com aldeídos ou cetonas, formando um composto
b-hidróxi carbonílico é chamada de Reação Aldólica. Caso as condições resultarem em
subsequente desidratação, levando ao composto a,b-insaturado, a reação é referida como
Condensação Aldólica (Reação Aldólica + eliminação de água) [3].
Figura 3. Condensação Aldólica [3].
Os produtos podem ser um β-hidroxialdeído ou uma β-hidroxicetona, designados
genericamente por aldóis.
Figura 4. Condensação Aldólica [3].
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Os “aldóis” têm tendência a se desidratarem espontaneamente, para formarem
aldeídos ou cetonas α,β-insaturados, estabilizados por ressonância.
Bases fortes, altas temperaturas e tempos reacionais longos, favorecem a desidratação.
Em meio ácido é ainda mais fácil haver desidratação. Características estruturais também
podem interferir. Quando um álcool terciário é produzido, a eliminação através de E1 (meio
ácido) é muito facilitada. Ou ainda quando se forma um produto muito conjugado, a
eliminação de água é também favorecida, não importando o meio ou o mecanismo.
2. OBJETIVOS
O experimento teve como objetivo sintetizar a dibenzalcetona, a partir de benzaldeído
e da propanona.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Para o experimento em questão foram utilizados os seguintes materiais e reagentes:
● Benzaldeído;
● Propanona;
● Etanol;
● Hidróxido de sódio 10% (NaOH);
● Filtrador à vácuo;
● Vasilha de vidro;
● Erlenmeyer;
● Agitador;
O experimento envolvendo a síntese da dibenzalacetona foi realizado em duas partes.
São elas:
Parte I - Preparação das soluções (A e B)
Primeiramente, foram preparadas duas soluções. A solução A apresenta uma mistura
de 2,5mL de benzaldeído com 1,6mL de propanona colocada em um erlenmeyer. Logo
depois, é formada a solução B, a qual apresenta uma mistura de 25,00 mL de etanol com
25,00 mL Hidróxido de sódio à 10%, essa base estava em um recipiente cheio de água em um
banho-maria com uma temperatura entre 20𝇈C a 25𝇈C.
Parte II - Formação da Dibenzalacetona
Após a preparação das duas soluções, foi colocado a mistura A na solução B, a qual
estava em banho-maria, assim é mantido esse composto formado (A + B) e é agitado por 30
minutos até formar a dibenzalacetona. Assim, após obtido a dibenzalacetona em forma
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líquida, a mesma é colocada em uma filtração à vácuo, para obter um produto cristalizado e
puro, por um papel de tornassol em pH neutro, logo, após filtrado é alcançado o produto que
se almeja.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Primeiro, adicionou-se propanona em meio básico, onde um hidrogênio de um
carbono alfa da cetona devido à presença de OH-, e reagiu com o íon formando água. O resto
entrou em ressonância com outro composto devido ao carbono negativo, caracterizado pela
quebra da dupla ligação carbono-oxigênio e a formação de uma dupla ligação
carbono-carbono, deixando o oxigênio com polaridade negativa neste caso (enolato).
Figura 5: Reação de Condensação e formação do íon enolato. Fonte: slides de aula
Logo depois, o benzaldeído reagiu com a estrutura do carbono negativo.
O carbono da parte carbonílica do aldeído possuía forte polaridade positiva devido à
ligação dupla feita com oxigênio, então atraiu o carbono negativo da outra substância. Assim,
a ligação dupla carbono-oxigênio do benzaldeído quebrou-se, o par de elétrons foi para o
oxigênio (mais eletronegativo), deixando-o com polaridade negativa e o carbono com
polaridade positiva e ocorreu a formação de uma ligação carbono-carbono entre o carbono
negativo da estrutura de ressonância e o carbono positivo do aldeído (alcóxido).
A água formada na primeira reação atuou como um ácido forte e houve uma nova
reação ácido-base, na qual um hidrogênio da água foi atraído para o oxigênio negativo do
aldol, formando a β-hidroxicetona, caracterizado pela presença de uma parte álcool e uma
cetona, e também a formação de hidroxilas.
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Figura 6: Reação do benzaldeído e formação do alcóxido e do aldol. Fonte: slides de aula.
Entretanto, eles reagiram entre si. No aldol, houve a presença de um carbono e
hidrogênios alfa, os quais são muito positivos, e esses hidrogênios acabaram por sair do
carbono e se juntaram aos íons hidroxilas, formando água, esse processo deixu o carbono alfa
fortemente positivo, houve então a quebra da ligação carbono-oxigênio no carbono beta e a
formação de uma ligação dupla carbono-carbono entre os carbonos alfa-beta e a saída de uma
hidroxila da hidroxicetona (formação de cetona α,β insaturada).
Figura 7: Reação da β-hidroxicetona com hidroxilas e formação da cetona α,β insaturada.
Fonte: slides de aula.
A cetona α,β insaturada reagiu seus hidrogênios alfas em meio básico e acarretou a
formação de água. Com a saída de um hidrogênio alfa, o carbono ficou com polaridade
positiva e puxou os elétrons para si. Houve então a formação de uma estrutura de
ressonância, onde a ligação dupla carbono-oxigênio era desfeita, com os elétrons migrando
para o oxigênio, e era formada uma ligação dupla carbono-carbono com o carbono alfa. Ela
se alternava na ligação dupla.
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Figura 8: estrutura de ressonância do composto formado através da reação da cetona
insaturada com hidroxilas. Fonte: slides de aula
Como a reação estava numa temperatura baixa, garantiu que não acontecesse a
autocondensação da cetona α,β insaturada, formando um íon enolato e liberando água.
Então, o aldeído, por ser mais reativo do que a própria cetona, foi quem reagiu com o
composto em questão através de uma condensação aldólica. Por conta da ressonância, o
carbono 4 da cetona possuiu um par de elétrons livres que, na presença do benzaldeído,
tendeu a se ligar ao seu carbono principal, quebrando a ligação 𝜋, com seus elétrons
migrando para a região com carga formal negativa (oxigênio). Esta molécula formada a partir
da cetona α,β insaturada e do benzaldeído tendeu a reagir com a água do meio, já que o
oxigênio advindo do benzaldeído estava com carga negativa. Assim, tal carga formou uma
ligação com o hidrogênio da água, enquanto é liberada a hidroxila no meio:
Figura 9: Reação entrea cetona α,β insaturada e o benzaldeído. Fonte: slides de aula.
O produto formado possui um hidrogênio alfa (carbono 2), pois este se situava entre
dois oxigênios diferentes, com densidade de cargas negativas. Desta forma, o hidrogênio com
caráter positivo tende a ser atraído pela hidroxila do meio formando uma molécula de água.
Além disso, o carbono 2 formou uma ligação 𝜋 com o carbono 1, passando a fazer 5 ligações,
sendo quebrada sua ligação com um (OH), liberado na forma de hidroxila.
Assim, foi formada a 1,5-difenil-(E,E)-1,4-pentadien-3-ona ou dibenzalacetona, em
meio aquoso e alcalino (OH- ).
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Figura 10: Formação do produto desejado. Fonte: slides de aula.
O produto formado foi filtrado com água em papel tornassol e, devido a sua
basicidade, a água levou consigo os íons (OH- ), adquirindo então um pH neutro e o produto
seco na forma de cristais amarelados.
RENDIMENTO:
Através de estequiometria da reação global, como demonstrado a seguir, calculou-se o
rendimento.
Com os volumes iniciais de cada reagente, calculou-se a massa de cada um deles,
através de suas respectivas massas molares e específicas, como mostra a tabela a seguir:
TABELA 1: dados dos reagentes
Reagente Massa molar (g/moll) Densidade (g/ml)
Benzaldeído 106,12 1,04
Acetona 58,08 0,748
Fonte: os próprios autores.
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A partir desses valores, calculou-se a massa inicial de cada reagente além de seus
respectivos números de mol:
TABELA 2: Valores iniciais de massa e mol de cada reagente.
Reagente Massa (g) Número de mol (mol)
Benzaldeído 2,6 0,024
Acetona 1,1968 0,02
Fonte: os próprios autores.
A partir disso, definiu-se o reagente limitante, sendo este o utilizado na estequiometria
para definir a massa teórica que deve ser formada de dibenzalacetona.
1 mol de acetona _____________ 2 mols de benzaldeído
x _____________ 0,024 mol de benzaldeído
x = 0,012 mol de acetona
Logo, a acetona está em excesso, apenas 0,012 mol reagiu, sendo:
1 mol de acetona ___________ 58,08 g
0,012 mol de acetona __________ x
x = 0,69696 g
Desta forma, para reagir todo o benzaldeído (2,6 g), foi preciso 0,69696 g de acetona, que
somando deveria dar 3,29696 g de dibenzalacetona.
Como foi obtido 1,99 g de dibenzalacetona (peso total - peso do papel filtro e vidro relógio),
seu rendimento foi de:
𝑅 = 1,99 𝑔3,29696 𝑔 = 0, 6036 = 60, 36%
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5. CONCLUSÃO
Pode-se concluir que o objetivo do experimento foi obtido. Foi possível concluir que a
reação de condensação aldólico entre o benzaldeído e a propanona foi efetiva para a síntese
da dibenzalacetona, visto que o rendimento foi de . Dessa forma, a partir da mistura60, 36 %
da solução A (benzaldeído + propanona) com a solução B (etanol + hidróxido de sódio) foi
obtida a dibenzalacetona, concluindo o objetivo do experimento. Dessa forma, foi possível
concluí-lo graças ao fato de que o aldeído, por ser mais reativo do que a própria cetona, foi
quem reagiu com a cetona α,β insaturada através de uma condensação aldólica, além também
do fato de que a reação ocorreu em uma baixa temperatura (20°C a 25°C), garantindo que não
acontecesse a autocondensação da cetona α,β insaturada, onde a cetona reagiria com si
própria. Essa prática ressalta a importância do estudo químico analítico da reação, permitindo
que seja realizado em escala industrial, o que foi feito em laboratório.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Síntese de dibenzalcetona, Disponível em:
<http://educa.fc.up.pt/pedagogiadaquimicaverde/qv/ficheiros/fichas/197/introducao_dibenzal
acetona.pdf>. Acessado em 16 de novembro de 2022.
[2] Slides da aula. Acessado em 16 de novembro de 2022.
[3] Reações Aldólicas e Reações de Condensação em Compostos Carbonílicos. Disponível
em:<https://patyqmc.paginas.ufsc.br/files/2019/07/Reac%CC%A7o%CC%83es-Aldo%CC%
81licas-e-Reac%CC%A7o%CC%83es-de-Condensac%CC%A7a%CC%83o-em-Compostos-
Carboni%CC%81licos.pdf>. Acessado em 16 de novembro de 2022.
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http://educa.fc.up.pt/pedagogiadaquimicaverde/qv/ficheiros/fichas/197/introducao_dibenzalacetona.pdf
http://educa.fc.up.pt/pedagogiadaquimicaverde/qv/ficheiros/fichas/197/introducao_dibenzalacetona.pdf