FernandaAlmeida 2 acilação

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IQ-UFBA 
Departamento de Química Orgânica 
QUI-B37 – Química Orgânica Básica Experimental I-A 
 2015.2 
 
RELATÓRIO DE ATIVIDADES 
 
 Título: Reação de acetilação: Preparação e purificação da acetanilida. 
 Data: 01/03/16 
 Autora: Fernanda Maria de Santana Almeida 
 
 
1. Introdução 
 
 
A acetanilida é um sólido cristalino branco que se apresenta na forma de flocos quando em 
temperatura ambiente. É solúvel em água quente, álcool, éter, clorofórmio, acetona, glicerol e 
benzeno, podendo formar ligações de hidrogênio É uma amida secundária e possui ponto de 
fusão na faixa de 113° - 115°C e de ebulição na faixa de 304° - 305°C. Sua fórmula química é 
C8H9NO. É uma substância de grande interesse comercial. 
 
Estrutura da Acetanilida 
 
Além de suas propriedades analgésicas e antipiréticas, ela é usada pela indústria 
farmacêutica como um importante intermediário sintético para obtenção de corantes e 
fármacos como, por exemplo, a sulfonilamida. É uma amida e está no grupo dos primeiros 
analgésicos a serem introduzidos, em 1884, com o nome de febrina, a fim de substituir os 
derivados da morfina. A acetanilida é uma substância análoga do Paracetamol, pois o 
paracetamol é um metabólito ativo da acetanilida, e a sua síntese também se dá por 
acetilação da amina do p-aminofenol com anidrido acético. É uma droga utilizada para 
combater a dor de cabeça e tem ação analgésica suave (alivia a dor) e antipirética (reduz a 
febre). 
A purificação da acetanilida por recristalização está fundamentada nas diferentes 
solubilidades das substâncias e consiste primeiramente, na dissolução do material impuro 
num solvente apropriado, seguido de um aquecimento até o próximo à ebulição. Efetua-se 
uma filtração a quente para remover os insolúveis nesta temperatura. Em seguida, deixar 
esfriar para produzir os cristais da substância dissolvida que podem ser separados em uma 
filtração a frio. O processo é repetido até a obtenção do composto puro. 
 
2. Objetivos: Sintetizar a Acetanilida, através de uma reação de acetilação e purificar o 
solido por recristalização. 
 
A acetanilida pode formar ligações de 
hidrogênio via N-H---O 
3. Reações envolvidas: 
1.1.Reação principal: 
 
 
 Imagem 1: Equação geral para preparação da acetanilida através de anilina e anidrido acético 
 
 A reação de acetilação resulta na introdução de um grupo acila (R-C=O) em um 
composto orgânico, ou seja produz derivados acetilados. 
 Esse grupo acila pode ser utilizado com um grupo protetor em uma rota sintética, 
como na nitração= PROTEÇÃO DO GRUPO AMINO 
 A acetilação de uma amina como a anilina (produzindo a amida acetanilida) 
envolve uma reação ácido-base de Lewis, onde a base é a anilina e o ácido é 
uma molécula com carbono carboxílico, que no caso é o anidrido acético. 
 
1.2.Mecanismo da reação principal. 
 
 
 
 
 
 Imagem 2: Mecanismo proposto para a reação da anilina com o anidrido acético. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ataque nucleofilico do grupo amino da 
anilina sobre o carbono carbonilico 
polarizado do anidrido acético, com doação 
do par de elétrons da anilina para o 
reagente eletrófilo ou agente de acilação 
anidrido acético, que possui deficiência de 
eletrons no carbono acila.Obs: O par de 
elétrons não ligante da anilina ataca o 
carbono acila do anidrido acético, forçando 
o par de elétrons da ligação dubla C – O a 
se deslocar para a esfera eletrônica do 
oxigênio, formando assim o intermediário 
tetraédrico. 
 O par de elétrons do oxigênio do 
grupo acila restaura a ligação dupla, 
culminando com a eliminação do 
ácido acético e a formação da 
acetanilida. Grupo abandonador sai 
como uma molécula de ácido acético. 
 Desprotonação da anilina por uma reação 
ácido-base intramolecular e conversão do 
grupo carboxila em um bom grupo retirante 
que é sempre a espécie que leva o par de 
elétrons e que deixa o substrato como uma 
molécula fracamente básica e 
relativamente estável. 
Acetanilida 
Grupo retirante 
4. Parte experimental 
 
2.1.Resumo do experimento: 
 
2.1.1. Preparação da Acetanilida: 
 
 
Em um Erlenmeyer de 250 mL adicionar 8mL de anilina + 60 mL de água destilada+ 10 Ml Anidrido 
acético (pequenas quantidades) 
 
Manter a mistura reacional à temperatura ambiente com a agitação por 10 minutos 
 
 
Depois de passado o tempo reacional, resfriar a mistura em banho de gelo/água por aproximadamente 10 
minutos. 
 
 Filtração a vácuo do sólido formado utilizando um funil de Buchner acoplado a um Kitasato 
 
 
Em seguida, lavar o sólido obtido com água destilada gelada para remoção de reagentes residuais. 
 
 
 
2.1.2 Recristalização: 
 
Erlenmeyer de 500mL: adicionar o sólido branco obtido no fragmento de porcelana porosa+ 150 mL de 
água destilada aquecida 
 
 
Erlemeyer sobre uma chapa de aquecimento (Colocar pedaços de porcelana) 
 
 
Ebulição: adicionar 0,1g carvão ativo 
 
 
Filtrar em erlemeyer de 250 
 
 
Temperatura ambiente (formação de cristais) 
 
 
Banho de gelo 5 min. 
 
 
Filtração á vacuo 
 
 
 
Deixar secar e tranferir para papel filtro pesado 
 
 
Determinar rendimentos 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2. Desenho da aparelhagem: 
 
 
Imagem 3: Aparato de filtração a vácuo com funil de Buchner usados no experimento. 
 
 
2.3. Materiais. 
 
i) Reagentes e solventes (substâncias químicas); 
Anidrido acético, anilina 
 
 ii) Vidraria; 
 
 
Imagem 4: Vidraria utilizada no experimento. 
 
ii) Materiais diversos: 
 
Imagem 5: Capilar, papel filtro e espátula utilizadas durante o experimento. 
 
 
 
iii) Equipamentos 
 
 Aquecedor para filtração a quente 
 
 
 
2.4. Tabela de reagentes e produtos 
Reagentes e produtos MM 
Quantidades Proporção 
mL g mol Teórica Usada 
Anilina 
 
93,13 g/ 
mol 8 8,16 0,09 
Anidridro acético 
 
102,09 10 10,10 0,10 
g/mol 
Acetanilida 
 
135,17 
g/mol - 
 
2.5. Tabela de propriedades físicas 
Substância MM 
d 
g/mL 
Tf 
o
C 
Te 
o
C 
Solubilidade (g/100 mL) 
H2O EtOH CHCl3 Et2O 
Anilina 93,13 1,02 -6,3 º 184,1 
Anidrido Acético 102,0 9 
g/m ol 
1,08 
g/cm³ 
-73,1 
°C 
139,8 
°C 
Acetanilida 135,1 7 
g/m ol 
1,22 
g/cm³ 
114,3 
°C 
304 °C 
 
 
2.6. Tabela de propriedade toxicológicas 
Substância Propriedades (riscos à saúde, inflamabilidade, reatividade) 
Anilina A DL50 em ratos é de 440 mg/kg, ou seja, essa é a dose que mata 50% de 
uma população de cobaias. Tem absorção tanto dérmica, como oral e 
pulmonar, com efeitos na boca, pele e mucosas. 
Anidrido Acético A ingestão pode causar corrosão da boca e aparelho digestório, com 
vômitos, colapsos, diarreia e até a morte 
Acetanilida Pode produzir irritação em mucosas e necrose nos tecidos 
 
 
 
5. Resultados, discussão, observações e conclusões 
 
 
A anilina reage com o anidrido acético por um mecanismo de adição nucleofílica-eliminação 
conforme mecanismo de reação explicado logo no inicio do relatório. 
 
O grupo acila da acetanilida pode ser utilizado com um grupo protetor em uma rota sintética, 
como na reação de nitração (síntese de p-nitroanilina), pois ele confere proteção ao grupo 
amino, uma vez que o grupo amino possui pares de elétrons livres que reajem com eletrofilos. 
Por isso esse grupo protetor protege o heteroátomo do ataque direto de eletrófilos. 
 
A proteção da amina com o grupo acila é importante pois a amina é um orto-para-dirigente 
(forte ativante o e p), e isso significa que o reagente na nitração vai se ligar preferencialmente 
na posição para da anilina, devido aoimpedimento estérico do grupo acetil na posição orto, o 
que leva a produção majoritária de um produto em para (p-nitroanilina). Assim que esse grupo 
acetil cumprir a sua função de protetor, ele é retirado por hidrólise ácida (ou básica). 
 
A anilina é um composto orgânico e é apenas levemente solúvel em água. Por não estar 
potencialmente dissolvida na água, quando o anidrido acético foi acrescentado, teve de ser 
posto cuidadosamente e em pequenas proporções, para que o contato entre os reagente fosse 
maior e, consequentemente, a cristalização fosse facilitada. 
 
A água foi escolhida como solvente devido suas características de um bom solvente, como: alto 
poder de dissolução do composto a ser purificado a quente e baixo poder de dissolução em 
temperaturas comuns e frias, além de ser inerte (não reage com a substância) e poder ser 
facilmente separado do composto. 
 
São usados banho de gelo e água fria usada na filtração, pois quanto mais baixa a temperatura, 
menor será a solubilidade dos cristais em água. É esperada a cristalização dentro do 
erlenmeyer, inclusive a solução dentro desta vidraria é posta em contato com água e gelo para 
provocar a cristalização. 
 
Na recristalização, após os cristais serem dissolvidos em água quente, devem ser filtrados 
imediatamente com um funil pré-aquecido. O objetivo de aquecer o funil antes da filtração e 
realizar a filtração imediata, a quente, é impedir que as reações de cristalização ocorram em 
períodos indesejados. 
 
Na recristalização, a solubilização em água quente é feita com uma porcelana dentro do 
erlemeyer para diminuir o impacto das bolhas na ebulição, ou seja, liberar O2. É adicionado 
ainda 0,1 g de carvão ativado para remoção das impurezas, pois o carvão ativado é uma forma 
de carbono puro de grande porosidade, que apresenta notáveis propriedades atribuídas à sua 
área superficial, entre elas, a remoção de impurezas dissolvidas em solução. 
 
Na cristalização, o carvão ativo é adicionado após o inicio da ebulição da acetanilida dissolvida. 
 
Após a recristalização da acetanilida, foi feita uma filtração a vácuo, a fim de separar os cristais 
impuros de acetanilida do sobrenadante. 
 
A purificação do sólido por recristalização está fundamentada nas diferentes solubilidades das 
substâncias e consiste primeiramente, na dissolução do material impuro na água destilada, 
seguido de um aquecimento até o próximo à ebulição. Efetua-se uma filtração a quente para 
remover os insolúveis nesta temperatura. 
 
Em seguida, deixar esfriar para produzir os cristais da substância dissolvida que podem ser 
separados em uma filtração a frio. O processo é repetido até a obtenção do composto puro 
 
O grupo acila da acetanilida é um grupo protetor na rota sintética de síntese da p-
nitroacetanilida, onde o grupo acila protege o grupo amino da acetanilida . 
 
 
 
6. Rendimentos: 
 
i) Rendimento Teórico (100%): 
 
Estequiometria 1:1 
Anilina acetanilida 
Massa molar ___massa molar (g.mol-1) 
Massa (g)_________x 
X= massa teórica esperada do produto 
 
93g_____135g 
8,16g____x 
X=11,84g 
Seria esperado portanto 11,84g de acetanilida, caso o rendimento fosse de 100% 
 
 
ii) Rendimento Indicado (RI)=Real 
 
 
 
Massa acetanilida após secagem (2º rendimento)= papel filtro+acetanilida- papel 
filtro 
 
Massa acetanilida= 3,850g- 0,604g= 3,246g 
 
 
 
 iii) Rendimento Obtido (RO)=percentual; 
 
RO= massa rendimento indicado/massa rendimento teórico x100 
RO= 27,41% 
 
 
7. Observações 
 
 
 
 
Imagem: Anidrido acético+ anilina antes e depois dos 10 minutos de agitação inicial. 
 
 
Imagem: Filtração á vácuo do sólido 
 
 
 
Imagem: Sólido obtido após filtragem e lavagem com água gelada 
 
 
 
 
 
 
 
 Imagem: Extração a quente da acetanilida (recristalização) 
 
 
 Imagem : Processo final de filtração e secagem do produto 
 
 
Imagem: Acetanilida purificada obtida 
 
 
8. Conclusões: 
 
Nesse experimento foi realizada a reação de acilação de uma amina aromática. O 
produto foi obtido com sucesso e purificado por recristalização em água. O 
rendimento da reação foi 27,41%, logo, percebe-se com nitidez que o rendimento 
esperado para a quantidade de acetanilida não foi atingido. Isso pode acontecer em 
virtude de tanto os reagentes utilizados possuírem impurezas (e consequentemente 
a massa medida destes não é a massa de fato que reagirá) como também os 
materiais utilizados. Outro motivo nítido é a grande perda dos cristais de acetanilida 
quando há transferência destes para outra vidraria, tanto quando se encontram na 
forma de cristais como dissolvidos em solução aquosa. 
Após produção do composto, faz-se necessário realizar testes de caracterização 
para confirmação da identidade do produto como CCD e avaliação do ponto de 
fusão. O faixa obtida de ponto de fusão da acetanilida foi de 117-119ºC. 
 
 
 
 
 
 
QUESTIONÁRIO: 
 
1- Forneça as reações e os respectivos mecanismos envolvidos no experimento. 
 
Reação acima. 
 
 
2- Qual foi o rendimento obtido para seu experimento? Apresente seus cálculos. 
 
Cáculos de rendimento acima. 
 
3- Como poderíamos obter um rendimento maior para a acetanilida? Quais os fatores que 
podem ser alterados na reação? 
 
 
4- Qual é o solvente usado na recristalização da acetanilida? 
Água. 
 
5-Por que é recomendável utilizar apenas uma quantidade mínima de solvente no processo de 
recristalização? 
 
Deve ser usada um quantidade mínima de água na recristalização para garantir a saturação da 
solução à quente, provocando a quebra das ligações com as impurezas garantindo-se maior 
quantidade de cristais livres das impurezas, dissolvidos em solução. 
 
 
6-Por que se usou o carvão ativo na etapa de recristalização? 
 
Pois o carvão ativo é um bom adsorvente de impurezas coloridas e resinosas. Já que se quer na 
recristalização um composto mais puro possível, adiciona-se 0,01 g de carvão, que é totalmente 
insolúvel em água, para extrai as impurezas do meio. Porém há de se tomar cuidado para não 
colocar demais e adsorver o produto final. 
 
7- Quando e por que se deve utilizar a filtração a quente? 
 
Quando se quer retirar as impurezas insolúveis na recristalização e garantir a maior 
pureza possível do produto. 
 
8-Por que se usa o papel de filtro pregueado na filtração? 
 
Na filtração à quente, usa-se o papel filtro pragueado para se obter uma maior superfície de 
contato do filtro com a solução, aumentando a velocidade de filtração e melhorando ainda o 
resfriamento. 
 
 
9- Ao purificar um composto por recristalização, é aconselhável esfriar a solução lenta ou 
rapidamente? Explique: 
 
Se esfria a solução lentamente, pois deve-se garantir que o cristal puro de acetanilida 
esteja realmente livre de impurezas, até mesmo internamente a esse cristal. Na 
recristalização, se aquece a solução em água quente para quebrar a ligação dos cristais 
com as impurezas, e quando se se esfria lentamente, garante-se que os cristais foram 
completamente separados das impurezas. 
 
 
10- Quais características deve ter um solvente, para que possa ser usado numa 
recristalização? 
 
O solvente usado na recristalização (que nesse caso foi a água) deve ter as seguintes 
características: Fácil solubilização no composto a ser recristalizado a altas temperaturas 
e logo, dificuldade de solubilizá-lo a baixas temperaturas; deve ser inerte, ou seja, não 
reagir com o composto a ser repurificado; deve possuir ponto de ebulição menor do que 
o composto a ser recristalizado, e deve dissolver melhor as impurezas existentes na 
solução, quebrando a ligação das impurezas com os cristais puros. 
 
 
11- Como se deve proceder para verificar se a acetanilida foi realmente purificada após a 
recristalização?Para verificar se o produto formado foi obtido, deve-se fazer a determinação do ponto de 
fusão da substância e se estiver bem próximo do valor teórico, a substância foi obtida, 
caso contrário, recristalizar novamente e assim sucessivamente. Realiza-se ainda a 
técnica de CCD. 
 
12- Qual o ponto de fusão da acetanilida, descrito na literatura? Compare com aquele obtido 
experimentalmente e justifique, se existir, a diferença entre eles. 
 
Literatura :114ºC 
Obtido: A faixa de fusão da acetanilida foi de 117-119ºC.