Relatório - Preparação da p-nitroacetanilida

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Universidade Federal do Ceará 
Centro de Ciências 
Departamento de Química Orgânica e Inorgânica 
Curso de Farmácia 
 
 
 
PREPARAÇÃO DA p-NITROACETANILIDA 
PRÁTICA Nº 05 
 
 
 
Disciplina: CF0688 - Química Orgânica Experimental para Farmácia 
Professora: Maria da Conceição Ferreira de Oliveira 
Equipe 3: Juverlândia Xavier, Paloma Araújo e Pedro Nonato 
Data do Experimento: 18 de dezembro de 2015 
 
 
FORTALEZA 
2015 
 
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Sumário 
Introdução ....................................................................................................................... 3 
Objetivos .......................................................................................................................... 4 
Materiais e Métodos ....................................................................................................... 5 
Materiais utilizados ..................................................................................................... 5 
Reagentes utilizados .................................................................................................... 5 
Procedimento experimental ....................................................................................... 6 
Resultados e Discussão ................................................................................................... 8 
Conclusão ...................................................................................................................... 12 
Referências Bibliográficas ........................................................................................... 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
 A p-nitroacetanilida pode ser obtida usando a acetanilida como ponto de partida 
através de uma reação denominada substituição eletrofílica aromática. É preciso 
estabelecer certas condições que propiciem essa reação, uma vez que compostos 
aromáticos são consideravelmente estáveis por apresentarem ressonância. 
A nitração da acetanilida é favorecida por um conjunto de fatores, dentre eles a 
adição de uma mistura nitrante contendo ácido nítrico e sulfúrico ao meio reacional. O 
produto da reação ácido-base desses compostos produz o eletrófilo NO2
+ (íon nitrônio) 
que por sua vez fica passível ao ataque nucleofílico dos elétrons π do anel benzênico. 
No caso de reações envolvendo compostos aromáticos substituídos, deve-se 
observar se o grupo substituinte ativa o anel (o torna mais reativo) ou o desativa 
(deixando-o mais inerte). A acetanilida apresenta um grupo substituinte NHOCH3 que é 
ativador por conta do par de elétrons livres do nitrogênio e principalmente por esse grupo 
estabilizar melhor o complexo sigma, fornecendo mais uma estrutura de ressonância. Em 
outras palavras, esse grupo substituinte fornece mais um caminho pelo qual os pares de 
elétrons em ressonância podem seguir, estabilizando melhor o complexo sigma 
(representação da movimentação dos elétrons pelo anel após a adição do eletrófilo). [1] 
Como já existe um substituinte no anel, o gruo nitro só pode ser colocado em três 
posições: para, orto ou meta. Como há a presença de um ativador do anel, por regra, o 
NO2 só pode ser adicionado nas posições orto e para. Devido ao impedimento estérico, a 
síntese da p-nitroacetanilida é favorecida em relação à da o-nitroacetanilida. [2] 
 
 Figura 1- p-nitroacetanilida 
 
 
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Objetivos 
 Preparar a p-nitroacetanilida a partir da acetanilida (preparada na prática anterior), 
através de uma reação de substituição eletrofílica aromática e posterior 
purificação do produto reacional por recristalização; 
 Determinar o rendimento a partir da massa de acetanilida utilizada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Materiais e Métodos 
Materiais utilizados 
 Becker; 
 Bastão de vidro; 
 Termômetro; 
 Balança analítica; 
 Filtro a vácuo; 
 Papel de pH; 
 Proveta; 
 Chapa de aquecimento; 
 Funil de Buchner; 
 Papel filtro; 
 Tubo de ensaio. 
 
Reagentes utilizados 
 Acetanilida seca e pulverizada; 
 Ácido acético glacial; 
 H2SO4 concentrado; 
 Gelo triturado e sal; 
 Mistura nitrante resfriada; 
 Água destilada; 
 Álcool etílico; 
 Solução aquosa 5% de sulfato ferroso amoniacal; 
 Solução aquosa a 10% de H2SO4; 
 Solução metanólica a 10% de KOH. 
 
 
 
 
 
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Procedimento experimental 
 A um Becker seco de 100 mL, adicionou-se 2,5 gramas de acetanilida. Em 
seguida, adicionou-se 3,0 mL de ácido acético glacial e agitou-se com um bastão de vidro 
para obter uma suspensão. Sob agitação constante, adicionou-se 6,25 mL de H2SO4 
concentrado. 
 
Figura 1: Mistura reacional em banho Maria de gelo triturado e sal 
 Resfriou-se a mistura reacional em banho Maria de gelo triturado e sal até que a 
temperatura fosse aproximadamente 0° C, a temperatura foi medida com o termômetro 
imerso na solução. Ainda com a solução no banho de gelo, adicionou-se lentamente 2,3 
mL da mistura nitrante. 
 Terminada a adição, deixou-se que a mistura reacional ficasse em repouso à 
temperatura ambiente por vinte minutos. Em um Becker de 100 mL, pesou-se 25 gramas 
de gelo picado e adicionou-se a mistura sob agitação constante com um bastão de vidro. 
Deste modo, houve a precipitação. Deixou-se em repouso por cinco minutos e em seguida 
filtrou-se a mistura reacional a vácuo. 
 
Figura 2: Filtragem a vácuo e lavagem dos cristais 
 Mediu-se o pH da água destilada e buscou-se deixar o pH da água recolhida no 
kitassato igual ao da água utilizada para a lavagem. Para isso, lavou-se os cristais cinco 
vezes com água destilada gelada. 
 
 
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Recristalização da p-nitroacetanilida impura obtida: 
a) Dissolveu-se o sólido obtido anteriormente em 20 mL de álcool etílico em 
ebulição. O álcool etílico foi aquecido em uma chapa de aquecimento contida na 
bancada. 
 Não necessitou filtrar a solução em um funil com algodão para retirar as 
impurezas, já que estas não estavam presentes na solução. 
 Deixou-se a mistura em repouso até que a p-nitroacetanilida recristaliza-se. Em 
seguida, filtrou-se os cristais em um funil de Buchener e estes foram lavados com 20 mL 
de álcool etílico gelado e deixados 5 minutos sob vácuo. Colocou-se na estufa por cinco 
minutos, quando os cristais foram tirados da estufa, estes foram pesados para o calculo 
do rendimento. 
 
Reação de confirmação: 
 A um tubo de ensaio, misturou-se alguns cristais do produto com 2 mL de solução 
aquosa 5% de sulfato ferroso amoniacal. Adicionou-se uma gota da solução aquosa a 10% 
de H2SO4 e 1 mL de solução metanólica a 10% de KOH. Após a adição deste, fechou-se 
rapidamente o tubo e este foi agitado e observado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resultados e Discussão 
Para obtenção do teor de p-nitroacetanilida obtido, foi notado que a massa de 
acetanilida pesada adicionada ao béquer no início do experimento foi de 2,54g. A massa 
do papel de filtro foi de 0,32g. Após sair da estufa, foram obtidas 1,66g de acetanilida + 
papel de filtro. Efetuando a subtração, tem-se que: 
1,66𝑔 − 0,32𝑔 𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑝𝑒𝑙 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 = 1,34𝑔 𝑑𝑒 p − 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 
Cálculo do rendimento 
1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 − 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑝 − 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 
135𝑔 → 180𝑔 
2,54𝑔 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 → 𝑥𝑔 𝑑𝑒 𝑝 − 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 
𝑥 = 3,39𝑔 𝑑𝑒 𝑝 − 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎 
A massa de 3,39g deveria ser a obtida,entretando a massa obtida não foi essa, portanto: 
3,39𝑔 → 100% 
1,34𝑔 → 𝑦% 
𝑦 = 39,5% 
Pôde-se afirmar, portanto, que este é o teor de p-nitroacetanilida obtido no experimento. 
Durante a adição da mistura ácida a temperatura não pôde ultrapassar 10ºC, é necessário 
manter a temperatura do meio reacional abaixo disso para não favorecer a formação do 
produto orto (produto de controle termodinâmico). Uma temperatura elevada pode ocasionar 
a formação de produtos multinitrados e este não era objetivo. 
A mistura deve ser mantida em temperatura ambiente por uma hora e não pode ser 
aquecida, porque após a adição da mistura ácida e da acetanilida, inicia-se a etapa lenta da 
reação. Aqui, o eletrófilo (NO2
+) ataca o anel aromático na região de maior densidade 
eletrônica e menor impedimento estérico (para). Entretanto, existe também a presença de 
ácido sulfúrico, que, em altas concentrações e temperatura elevada, forma um nucleófilo forte 
(HSO4
-). Esse nucleófilo também está apto a reagir com o anel caso haja aumento da 
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temperatura. Para que isso seja evitado, é necessário que a temperatura ambiente seja 
mantida, evitando assim a formação de produto indesejado (produtos sulfonados). 
O mecanismo ocorrido é esquematizado a seguir: 
 A equação química abaixo esquematiza o objetivo dessa prática: 
 
 Formação do eletrófilo – íon nitrônio 
 
 
 
O ácido nítrico recebe um próton do ácido mais forte, o ácido sulfúrico, para então 
se dissociar e formar o íon nitrônio[2]. 
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 Mecanismo reacional e ressonâncias 
 
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A acetanilida apresenta um grupo ativador, o qual orienta a adição do grupo nitro nas 
posições orto e para. Por causa do impedimento estérico, a para-nitroacetanilida é o 
produto marjoritário da reação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Conclusão 
 Foi possível produzir p-nitroacetanilida a partir de acetanilida através de uma 
reação de substituição eletrofílica aromática. A autenticidade do composto produzido foi 
comprovada por meio de uma reação de confirmação, além da coloração amarela 
apresentada por ele. 
 Finalmente pode-se calcular o rendimento, o qual foi de 39,5 %. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências Bibliográficas 
[1] Soares, B. G.; Souza, N. A.;Pires, D. X.; Química Orgânica Teórica e Técnicas de 
Preparação, Purificação e Identificação de Compostos Orgânicos. 1ª Edição, Rio de 
Janeiro, Editora Guanabara, 1986. 
[2] SOLOMONS, T. W. Graham; Fryhle, Craig B. Química Orgânica, vol. 1 e 2. 9 ed. 
LTC, 2009