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1 Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Departamento de Química Orgânica e Inorgânica Curso de Farmácia PREPARAÇÃO DO ÁCIDO ACETILSALICÍLICO (AAS) PRÁTICA Nº 11 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: 22 de janeiro de 2016 FORTALEZA 2016 2 Sumário Introdução ....................................................................................................................... 3 Objetivos .......................................................................................................................... 4 Materiais e Métodos ....................................................................................................... 5 Materiais utilizados ..................................................................................................... 5 Reagentes utilizados .................................................................................................... 5 Procedimento experimental ....................................................................................... 5 Resultados e Discussão ................................................................................................... 7 Conclusão ...................................................................................................................... 10 Referências Bibliográficas ........................................................................................... 11 3 Introdução O ácido acetilsalicílico, comercialmente conhecido como Aspirina®, é um fármaco do grupo dos anti-inflamatórios não-esteroidais (AINES), que através de sua ação analgésica, antitérmica e anti-inflamatória é indicado para o alivio de dores de cabeça, dor nas costas, dores musculares, dores de garganta, de dente e febre[1]. A aspirina começou a ser vendida no ano de 1899 pela Bayer e logo se tornou o medicamento mais vendido mundialmente. Ela foi isolada dois anos antes pelo pesquisador alemão das indústrias Bayer, Felix Hoffmann. Ele conseguiu conjugar quimicamente o ácido salicílico com um grupo acetato, tornando a molécula menos ácida e tóxica. Porém os relatos do uso do AAS no tratamento de dores e febre datam do século V a.C., onde Hipócrates relatou do uso do pó ácido das cascas de salgueiro (o qual contém salicilatos, mas são potencialmente tóxicos) para tais fins. Posteriormente no ano de 1763, o Reverendo Edmund Stone redescobriu as propriedades antitérmicas das cascas do salgueiro e as relatou de forma científica. [2]. O processo de síntese do AAS consiste em tratar o ácido salicílico com anidrido acético, em presença de um pouco de ácido sulfúrico, que atua como catalisador. A acetilação do ácido salicílico se dá pelo ataque nucleofílico da hidroxila fenólica sobre o carbono carbonílico do anidrido acético, seguido da eliminação do ácido acético[3]. Figura 1- Salgueiro, árvore da qual se fazia uso do pó das cascas para tratar febre e dores na antiguidade 4 Objetivos Preparar o ácido acetilsalicílico a partir de uma acetilação do ácido salicílico e purificar o produto reacional através da recristalização; Reação a ser realizada: 5 Materiais e Métodos Materiais utilizados Becker; Bastão de vidro; Termômetro; Balança analítica; Filtro a vácuo; Balão; Condensador; Proveta; Chapa de aquecimento; Funil de Buchner; Papel filtro; Tubo de ensaio. Reagentes utilizados Anidro acético; H2SO4 concentrado; Gelo triturado e sal; Água destilada; Cloreto férrico; Etanol. Procedimento experimental Em um balão de 125 mL colocou-se uma barra magnética, 2,5 g de ASS e 5 mL de anidro acético, adicionando lentamente e sob agitação manual. Acrescentou-se 4 gotas de ácido sulfúrico concentrado. Adaptou-se ao balão um condensador na posição de refluxo. Aqueceu-se o balão contendo a mistura em banho-maria a 50-60 ºC, com agitação magnética, por 30 minutos. Controlou-se a temperatura do banho-maria com um termômetro. 6 Decorrido o tempo, deixou-se resfriar lentamente e então observou-se a formação de um precipitado branco. Adicionou-se, com agitação, 25 mL de água destilada gelada e realizou-se uma filtração a vácuo, utilizando um funil de Buchner. Após a filtração secou-se por 5 minutos em uma estufa a 100ºC. Recristalização do ASS produzido: Transferiu-se o precipitado para um béquer de 250 mL e adicionou-se 50 mL de água destilada. Aqueceu-se até que todo o precipitado fosse dissolvido. Para acelerar a dissolução acrescentou-se 2,5 mL de etanol. Resfriou-se lentamente e em repouso a solução, para a recristalização do ASS. Quando o material atingiu a temperatura ambiente, completou-se o resfriamento no banho de gelo. Transferiu-se todo o material para o funil de Buchner e fez-se a filtração a vácuo, lavando com água destilada. Figura 2- AAS em recristalização no banho de gelo Filtrou-se o produto para retirar as impurezas. Colocou-se os cristais de ASS purificados em estufa a 100°C por cinco minutos. Pesou-se o obtido e realizou-se o cálculo para o rendimento. Reação de confirmação: Em um tubo de ensaio, dissolveu-se alguns cristais de ácido salicílico em 1 mL de etanol. E em seguida, adicionou-se 3 gotas de cloreto férrico. Agitou-se a mistura e observou-se a cor produzida. 7 Resultados e Discussão A síntese do ácido acetilsalicílico (ácido 2-acetiloxibenzoico) a partir do ácido salicílico ocorre da seguinte forma, pelo mecanismo abaixo. A reação é feita em condições de catálise ácida, com a protonação do anidrido acético como subproduto. A reação de acetilação do ácido salicílico se dá através do ataque nucleofílico da hidroxila fenólica sobre o carbono carbonílico do anidrido acético, seguido de eliminação de ácido acético, formado como subproduto da reação. Figura 3 - Mecanismo da reação de síntese do ácido acetilsalicílico a partir da reação do ácido salicílico e o anidrido acético através de catálise ácida. A reação acima é uma esterificação (formação de éster) de anidridos ácidos. A reação não necessita de catálise ácida, mas a adição de ácido sulfúrico aumenta a velocidade da reação por tornar mais fácil o ataque ao anidrido. As reações de esterificação são, em geral, processos endotérmicos, portanto são favorecidas quando aumentada a temperatura, sendo assim, o experimento foi realizado em banho-maria com água a 50ºC. Pelo fato de o ácido acetilsalicílico ser insolúvel em água, a reação é espontânea em meio aquoso. O cálculo do rendimento do ácido acetilsalicílico é obtido a partir da reação balanceada de todo o processo. Tendo a massa de ácido salicílico utilizada, que foi de 2,5g, tem-se a seguinte relação: 1 mol de ácido salicílico ------------------ 1 mol de ácido acetilsalicílico 138g ------------------- 180g 8 2,5 g -------------- m (ácido acetilsalicílico) m(ácido acetilsalicílico) = 3,26 g (massa teórica) Com a massa calculada, consideramos para cálculo do rendimento: 1,51g (massa do AAS após a estufa + massa do papel de filtro) – 0,30g (massa do papel de filtro previamente pesada) = 1,21g, que corresponde a massa somente do AAS obtido 3,26 g-----------------------100% 1,21g ----------------------- x g Rendimento obtido = 37,11% Figura 4 - Massa de ácido acetilsalicílico obtida após recristalização O rendimento da síntese de ácido acetilsalicílico foi de 37,11%. Esse valor poderia ter sido maior, não o foi devido a alguns fatores como, por exemplo, parte dos reagentes fica sempre nos recipientes. Isto é agravado quando se removem os sólidos, ainda úmidos, dos funis – parte fica agarrada ao papel e ao próprio funil. Outro fator está ligado à baixa extensão da própria reação química de síntese, pois tanto o ácido salicílico quanto o ácido acetilsalicílico são muito pouco solúveis em água (< 0,3 g por 100 ml a 20°C), o que limita as suas reatividades. Após a determinação do rendimento, foi realizado o teste de identificação com cloreto férrico. Compostos fenólicos dão diferentes colorações à solução quando em presença de Fe3+. A solução de ácido salicílico quando colocada em contato com o cloreto férrico apresentou coloração amarelada ao passo que a solução preparada com o produto de reação obtido não apresentou mudança de cor. Isso indica que o ácido acetilsalicílico 9 foi de fato produzido, uma vez que este produto não apresenta hidroxilas fenólicas em sua composição. Figura 5 - Teste de confirmação indireto para o ácido acetisalicílico, usando cloreto férrico 10 Conclusão Sobre o experimento, conclui-se que a síntese de ácido acetilsalicílico torna-se viável por meio da reação de esterificação do anidrido acético com o ácido salicílico. A síntese do AAS pôde ser observada pela formação de precipitado branco, que foi purificado e separado. Esta é uma das sínteses mais difundidas e importantes da indústria farmacêutica. O rendimento obtido foi de 37,11%. 11 Referências Bibliográficas [1] Disponível em: < http://www.bayerconsumer.com.br/pt/produtos/visualiza- produto.php?codigo=aspirina> Acessado em – 28/01/16, 20h43min [2] Disponível em: < http://www.crq4.org.br/quimica_viva__aspirina > Acessado em – 28/01/16, 20h43min [3] SOLOMONS, T. W. Graham; Fryhle, Craig B. Organic Chemistry, 11 ed. LTC, 2014
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