RELATÓRIO P-NITROACETANILIDA QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL II IFRJ TRABALHO

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Instituo Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro 
campus Nilópolis 
Bacharelado em Química 
Química Orgânica Experimental II 
 
 
Síntese, purificação e caracterização da p-nitroacetanilida 
 
 
Amanda 
Luís Felipe Macedo 
Rayssa 
 
 
 
Prof. Júlio Borges 
 
 
Nilópolis 
2023/1 
 
1. INTRODUÇÃO 
A p-nitroacetanilida é um composto orgânico sintetizado a partir da nitração da 
acetanilida. É bastante utilizado na síntese de outros compostos orgânicos, 
principalmente aqueles que dependem de determinados grupos orgânicos para serem 
formados (p-nitroanilina, por exemplo). 
A síntese da p-nitroacetanilida é realizada através da reação de nitração da 
acetanilida, devido a presença de um grupo ativante do anel aromático em sua 
estrutura molecular, o –NHOCH3. 
A reação é favorecida a baixa temperatura, pois se obtém um melhor 
rendimento, sem a formação de subprodutos. 
 
2. OBJETIVO 
− Sintetizar a p-nitroacetanilida a partir da acetanilida e do ácido acético na 
presença da mistura nitrante; 
− Determinar as propriedades físico-químicas da p-nitroacetanilida obtida, como 
o ponto de fusão e a confirmação por métodos específicos; 
− Calcular o rendimento da reação e compreender o mecanismo reacional do 
experimento. 
2.1 PROCEDIMENTO 
Materiais: 
• Béquer; 
• Erlenmeyer; 
• Espátula; 
• Tubo de ensaio; 
• Termômetro; 
• Proveta; 
• Papel de filtro; 
• Bastão de vidro; 
• Bico de Bunsen; 
• Capilar; 
• Pinça; 
• Bacia de plástico. 
Reagentes: 
• Acetanilida; 
• Ácido acético glacial; 
• Ácido sulfúrico concentrado; 
• Ácido nítrico; 
• Ácido etílico; 
• Solução metanólica de hidróxido de potássio 2M; 
• Sulfato ferroso amoniacal a 5%. 
2.2 METODOLOGIA 
2.2.1 Síntese e recristalização da p-nitroacetanilida 
Mistura sulfonítrica: em um béquer de 100 mL, em banho de gelo, foram 
adicionados 2,5 mL de ácido nítrico concentrado e 1,5 mL de ácido sulfúrico 
concentrado, previamente medidos em uma proveta. A mistura foi mantida em banho 
de gelo e sal. 
Nitração: em um erlenmeyer de 250 mL, colocou-se 4 g de acetanilida seca, 
sendo adicionado (em capela) 6 mL de ácido acético glacial. Agitou-se a mistura com 
um bastão de vidro até se manter uma boa suspensão. Em seguida, adicionou-se, aos 
poucos (em capela), 12,5 mL de ácido sulfúrico concentrado, sendo submetido a 
resfriamento no banho de gelo e sal, mantendo sua temperatura na faixa de 0 – 2 ºC, 
monitorando com um termômetro. Após, adicionou-se, lentamente e com agitação, a 
mistura sulfonítrica, mantendo a temperatura do meio reacional abaixo de 10 ºC. 
Terminada a adição, deixou-se a reação em repouso a temperatura ambiente 
por 1 hora, a fim de terminar a nitração. Passado o tempo, verteu-se a solução em um 
béquer contendo 125 mL de água e gelo, deixando em repouso por 15 minutos. Em 
seguida, filtrou-se os cristais a vácuo, lavando repetidas vezes com água gelada. E, 
por fim, deixou-se secar o produto ao ar por 1 semana para recristalização. 
2.2.2 Caracterização do ponto de fusão 
O método utilizado foi o banho no aparato de Thiele, onde se põe a amostra e 
o termômetro pelo bocal do tubo e o aquecimento do óleo foi realizado pela lateral, no 
braço curvo do aparato. 
Primeiramente, foi necessário preparar o tubo capilar, ligou-se o bico de 
Bunsen e com movimento de rotação, aqueceu-se uma das extremidades do tubo na 
chama até que se aparecesse um pequeno nódulo, fazendo com que o tudo se feche. 
Em seguida, adicionou-se a amostra no tubo capilar, empurrando sua 
extremidade aberta de encontro à amostra. Com o auxílio de um condensador, jogou-
se o tubo capilar com a ponta fundida para baixo fazendo com que a substância se 
depositasse no fundo do tubo capilar. O capilar foi preso a um termômetro, com o 
auxílio de um anel de borracha, deixando o fundo do tubo próximo ao bulbo do 
termômetro, em seguida ambos foram mergulhados em óleo de aquecimento presente 
no tubo de Thiele. 
Aqueceu-se vagarosamente e constantemente a haste lateral do tubo de 
Thiele, evitando possíveis erros devido ao superaquecimento de forma rápida. Ao 
final, anotar a temperatura que a amostra começa a se liquefazer e a temperatura em 
que a amostra estiver completamente fundida. 
2.2.3 Ensaio para grupo nitro 
Em um tubo de ensaio, colocou-se uma ponta de espátula da p-nitroacetanilida 
a ser analisada com 1,5 mL de solução de sulfato ferroso amoniacal a 5%, 
adicionando-se 1 gota de ácido sulfúrico 6N e 1 mL de solução metanólica de hidróxido 
de potássio 2M, o fechando e agitando. Realizou-se paralelamente um ensaio em 
branco (apenas com os reagentes, sem a p-nitroacetanilida) e um ensaio com a 
acetanilida. 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
3.1 SÍNTESE E RECRISTALIZAÇÃO DA P-NITROACETANILIDA 
Na reação realizada, o eletrófilo é o íon nitrônio, formado da protonação 
realizada pelo ácido sulfúrico no ácido nítrico, liberando moléculas de água. Este 
nitrônio é um nucleófilo muito forte, sendo, então, capaz de atacar o anel 
aromático da acetanilida. 
No caso da síntese realizada neste experimento, temos na molécula de 
acetanilida, um grupo substituinte -NHOCH3, que é grupo ativador frente ao anel 
aromático, uma vez que o nitrogênio possui um par de elétrons livres que podem 
ser doados. O fato do grupo acetamido ser ativante indica que, apesar de uma 
reduzida doação de elétrons ao anel, de modo geral, ele doa elétrons por 
ressonância mais fortemente do que retira elétrons indutivamente. Logo, este 
grupo faz com que o anel reaja mais rapidamente que o benzeno e também faz 
com que a localização da substituição aromática eletrofílica seja orto e/ou para. 
Quando observado em questões probabilísticas, espera-se que em uma 
reação de substituição eletrofílica, a adição ocorra mais de forma orientada em 
orto do que em para, pois há duas maneiras diferentes para adição em orto, pela 
esquerda ou pela direita. No entanto, nas posições orto há um impedimento 
estérico, enquanto na posição para não há esse fato. Desta forma, o produto de 
isomeria para é formado com maior quantidade devido o substituinte no anel (o 
eletrófilo) ser uma molécula grande (NO2). 
Ao adicionar o ácido acético com a acetanilida, obteve-se uma suspensão 
que posteriormente foi colocada em banho de gelo. Após adicionado o ácido 
sulfúrico concentrado à suspensão, observou-se uma mudança na coloração da 
solução e um aquecimento do béquer, sendo assim uma reação exotérmica. 
Por outro lado, a adição do ácido acético não só teve o objetivo promover 
uma suspensão à solução, ele tem uma vasta importância no deslocamento do 
equilíbrio para os produtos. O ácido acético serve como um doador de prótons 
para o íon HSO4- formando o ácido sulfúrico. Este então doa um próton para o 
ácido nítrico formando o íon nitrônio (reagente que promove o ataque no anel 
aromático), deslocando então a equilíbrio para os produtos. Além disso, o ácido 
sulfúrico e o ácido acético glacial têm a função de manter o meio com uma força 
média. 
É importante ressaltar que o banho de gelo tem a função de evitar o 
aumento exagerado da temperatura, devido ao desprendimento de calor. Elevar 
a temperatura aumenta o grau de nitração, dessa forma obtêm-se maior 
quantidade de produto nitrado e subprodutos. Nas nitrações aromáticas a 
temperatura tem influência direta sobre a orientação do grupo nitro, 
principalmente em derivados aromáticos substituídos, levando a formação de 
isômeros indesejáveis, por isso utiliza-se o banho de gelo. 
Os mecanismos da reação de síntese da p-nitroacetanilida são: 
1) O ácido nítrico recebe um próton de um ácido mais forte, o ácido 
sulfúrico: 
 
2) Depois de protonado, o ácido nítrico pode se dissociar para formar o 
íon nitrônio: 
 
3) O íon nitrônio (eletrófilo) reage com a acetanilida para formar um íon 
arênio (estabilizado por ressonância):4) O íon arênio perde um próton para uma base de Lewis e transforma-
se na p-nitroacetanilida. O ácido sulfúrico (catalisador) é regenerado: 
 
Equação geral: 
 
Ao final da secagem do filtrado, obteve-se 4,55 gramas de p-
nitroacetanilida que se caracterizou como um sólido amarelado. 
Considerando que a foram utilizados 6,70 g de acetanilida para a 
reação, conclui-se que: 
135,17 g/mol --------------------- 180,16 g/mol 
6,70 g --------------------------------------- X 
 X = 8,93 g / 100% de rendimento 
8,93 g ---------------------------- 100% de rendimento 
4,55 g --------------------------------------- Y 
Y = 50,95% de rendimento 
3.2 CARACTERIZAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO 
Ponto de fusão da literatura Ponto de fusão obtido 
213 – 215 ºC 193 – 195 ºC 
Verificou-se a pureza da p-nitroacetanilida aferindo o ponto de fusão realizando 
o teste com a amostra. O valor de temperatura de fusão obtido foi 193 – 195 °C. Sabe-
se que o ponto de fusão é um critério de pureza das substâncias. O teste foi feito em 
duplicata, mantendo-se o resultado em ambos. Comparando o valor do ponto de fusão 
com a literatura, constatou-se que o valor obtido na prática foi discrepante, concluindo-
se que o analito está com impureza. 
3.3 ENSAIO PARA GRUPO NITRO 
Uma solução de sulfato ferroso amoniacal é obtida a partir da dissolução de 
sulfato de ferro (II) (FeSO4) em uma solução aquosa de amônia (NH4OH). 
Ao se adicionar ácido sulfúrico à esta solução, ocorre uma reação ácido-base 
que gera moléculas de amônia (NH3) que complexam com os íons Fe2+ formando um 
composto de coordenação [Fe(NH3)6]2+ com coloração esverdeada. 
A adição de íons hidróxido (OH-) com a solução metanólica de KOH basifica o 
meio e permite que o grupo nitro se reduza com consequente oxidação dos íons Fe2+ 
para íons Fe3+. 
Os íons férricos (Fe3+) formam um composto de coordenação (complexo) com 
coloração castanho-avermelhado, evidenciando a oxidação dos íons ferroso. 
 
4. CONCLUSÃO 
Conclui-se que, através desta prática, obteve-se a p-nitroacetanilida através 
de uma reação de nitração, no qual foi possível observar claramente a substituição 
eletrofílica e a intervenção que um substituinte tem sobre um anel aromático. O 
produto obtido foi recristalizado para purificação e em seguida testado para sabe se 
havia a presença do grupo nitro, o que foi confirmado pela coloração castanha 
obtida. Apesar de conter impurezas, pelo que indica a caracterização do ponto de 
fusão, com resultados discrepantes dos resultados da literatura. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
SOLOMONS, T. W. Graham; Fryhle, Craig B. Química Orgânica, vol. 1 e 2. 9° ed. 
LTC, 2009. 
 
	135,17 g/mol 180,16 g/mol
	8,93 g 100% de rendimento