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UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DA BAHIA CENTRO DAS CIÊNCIAS EXATAS E DAS TECNOLOGIAS QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL PROFXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX ESTUDANTE: DANILO GUIMARÃES DO REGO Síntese e Purificação da Dibenzalacetona Barreiras BA Agosto de 2014 Introdução A 1,5-difenil-(E, E)-1,4-pentadien-3-ona é um composto orgânico de formula C17H14O chamado também de dibenzalacetona. É um solido amarelo insolúvel em água, porém solúvel em etanol. A dibenzalacetona possui a característica de absorver radiações na faixa do ultravioleta UVA (320-400nm) e UVB (280-320nm) (3), este comportamento se deve ao fato desta molécula ser um composto aromático conjugado. Por isso a dibenzalacetona é bastante utilizada em protetores solar e lentes oftalmológicas que protegem os olhos da exposição crônica ao Sol. Diferente do dióxido de titânio e do óxido de zinco que são fotoprotetores físicos a dibenzalacetona é um fotoprotetor químico, pois ao invés de refletir a luz do Sol criando uma barreira física, ela absorve essa radiação. Outra aplicação comum para a dibenzalacetona é o uso como ligante na química de organometálicos. Este composto pode ser preparado em laboratório por uma condensação aldólica. Uma reação aldólica que começa com dois compostos carbonilados diferentes é chamada de reação aldólica cruzada. Reações aldólicas cruzadas, usando soluções de hidróxido de sódio aquoso, não têm grande importância sintética se ambos os reagentes possuem hidrogênios α, pois estas reações fornecem uma mistura complexa de produtos. Nestas condições, para que a condensação aldólica resulte na formação majoritária de um produto, é necessário que um dos reagentes não condense com ele mesmo, ou seja, não tenha a possibilidade de formar um íon enolato em meio básico. É o que acontece com o benzaldeído, dado que não tem carbonos com hidrogênio α relativamente ao grupo carbonila. As reações aldólicas cruzadas são práticas, utilizando bases como o NaOH e tendo um dos reagentes não possuindo o hidrogênio α e, dessa forma, não pode sofrendo a autocondensação. Podemos evitar outras reações laterais colocando esse componente em uma base e, então, adicionando-se lentamente o reagente com um hidrogênio α na mistura. Sob essas condições, a concentração do regente com um hidrogênio α é sempre baixa e muito do reagente está presente como um ânion enolato. A reação principal que ocorre é aquela entre esse ânion enolato e o componente que não tem hidrogênio α (1). Quando as cetonas são usadas como um dos componentes, as reações aldólicas cruzadas são chamadas de reações de Claisen-Schmidt, em homenagem aos cientistas alemães J.G. Schmidt (que descobriu a reação em 1880) e Ludwig Claisen (que a desenvolveu entre 1881 e 1889). Estas reações são práticas quando bases, como o hidróxido de sódio, são usadas, pois sob estas condições as cetonas não se autocondenssam apreciavelmente. Se a mistura básica contendo o aldol é aquecida, ocorre desidratação. A desidratação ocorre rapidamente por causa da acidez dos hidrogênios α e porque o produto é estabilizado por possuir ligações duplas conjugadas. Em algumas reações aldólicas, a desidratação ocorre tão rapidamente que não podemos isolar o produto na forma aldólica: obtemos, em vez disso, o derivado enal (alceno aldeído). Uma condensação aldólica ocorre em vez de uma adição aldólica. Uma reação de condensação é aquela na qual as moléculas são unidas através da eliminação intermolecular de uma pequena molécula, tais como a água ou um álcool. Objetivo Esta prática teve como objetivo utilizar dos métodos de condensação aldólicas para sintetizar a dibenzalacetona, e fazer a sua devida purificação. Procedimento Experimental Para o procedimento experimental primeiramente foi Dissolvido 2,0 g hidróxido de sódio sólido em 20 mL de água num béquer de 150 mL. Em seguida adicionou-se 15 mL de etanol a 92% e resfriou a solução até 20°C. Misturou-se 2,1 g de benzaldeído e 0,6 g de acetona pura em um frasco de Erlenmeyer, agitando levemente o frasco e adicionando algumas gotas de etanol até obter uma solução homogênea. Foi então Adicionado aproximadamente metade da solução de benzaldeído na solução de hidróxido de sódio sob agitação vigorosa. Foi mantida a agitação por cerca de 10 minutos e então se adicionou o restante da solução de benzaldeído. Manteu-se a agitação por 30 minutos. O sólido amarelo obtido foi então filtrado em um funil de Büchner. Prensou-se o filtrado até obter o sólido o mais seco possível. Transferiu-se este produto para um béquer limpo e adicionou-se 50 mL de água destilada agitando a mistura até se transformar em um líquido fino. Filtrou-se em um funil de Büchner limpo e lavou-se o filtrado até obter uma água de lavagem incolor. O produto foi recristalizado em etanol a 92%. Após o experimento foi determinado o ponto de fusão e o rendimento da reação. Resultados e Discussão A síntese da Dibenzalacetona é feita por meio de uma reação química conhecida como condensação aldólica, que é bastante utilizada para a formação de ligações carbono- carbono, a reação baseia-se na formação de um íon enolato e na sua subseqüente reação com uma molécula de um aldeído ou cetona, originando um β-hidroxialdeído ou uma β-hidroxicetona, respectivamente (designados genericamente por aldóis). Os aldóis têm tendência a se desidratar espontaneamente para formarem aldeídos ou cetonas α, β-insaturados, estabilizados por ressonância. O mecanismo da reação de condensação aldólica para a Dibenzalacetona é mostrado na figura abaixo: O aduto formado por condensação de uma molécula de acetona e uma molécula de benzaldeído em meio básico é a E-4-fenilbut-3-en-2-ona (dibenzalacetona), a qual possui ainda átomos de hidrogênio acídicos, pelo que assim forma um novo íon enolato, que condensa com uma nova molécula de benzaldeído. Dá-se, assim, uma nova condensação aldólica para originar o produto final. Ao final do experimento realizado na UFOB, foi obtido um produto cuja massa foi de 0.21g após todos os cálculos para se subtrair a massa do vidro de relógio e o papel filtro. O produto encontrado apresentou um ponto de fusão ou faixa de fusão de 110- 113°C, bem próximo dos valores encontrados na literatura. Para o cálculo do rendimento procedeu-se da seguinte forma: 2 mols de Benzaldeido 1 mol de dibenzalacetona 2 x 106,124 g/mol 234,298 g/mol Assim, para 2,1 g de benzaldeido, pela estequiometria da reação, seria esperado encontrar 2,32 g de dibenzalacetona (2,32g é o rendimento teórico da reação), ao realizar o experimento encontramos 0,24g, usando uma regra de três simples obtemos o seguinte rendimento: 2,32g de dibenzalacetona ---------------------------100% 0,24g de dibenzalacetona encontrada-------------10,3% O rendimento foi portanto de 10,3%, um rendimento bastante baixo visto que na literatura o rendimento esperado é geralmente acima dos 80% (2). O baixo rendimento é explicado pela perda do produto durante o procedimento experimental, o que é esperado para estudantes iniciantes em práticas de laboratório de química orgânica. Conclusão O processo experimental deveria resultar na formação de uma quantidade maior de dibenzalacetona, No entanto foi verificada claramente a formação de cristais amarelados característicos da dibenzalacetona. Apesar do baixo rendimento obtido, as reações aldólicas cruzadas são reações que promovem um altíssimo rendimento, Um suposto fator que poderia causar um aumento no rendimento da reação seria adicionar lentamente (preferencialmentepipetando) a acetona na solução de benzaldeído com hidróxido de sódio, pois como o benzaldeído não possui hidrogênios α, ele não se transformaria em um anion, e quando adicionado lentamente a acetona ela logo se transformaria no anion enolato e reagiria rapidamente com o benzaldeído, assegurando, assim, apenas a formação de um produto principal e evitando reações laterais. Da forma em que o procedimento foi realizado poderá ter causado o ataque de um enolato em uma acetona, formando um produto indesejável. Referências Bibliográficas (1) SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B.. Química Orgânica. 8.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005, v.2. (2) MURTINHO, D.M.B.; SERRA, M.E.S.; PINEIRO, M. Síntese de fotoprotetores e sua imobilização em poli (metacrilato de metilo): um projeto integrado de química orgânica, química de polímeros e fotoquímica. Química Nova, v. 33, p. 1805-1808, 2010. (3) CABRAL, L.D.S.; PEREIRA, S.O.; PARTATA, A.K. Filtros solares e fotoprotetores mais utilizados nas formulações no brasil. Revista Científica do ITPAC, v.4, n.3, Pub.4, 2011.
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