Relatório 2

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP
FARMÁCIA BIOQUÍMICA
 
 Julia Taddeo (6810209)
Rafaela Sasounian (9327925)
 
Química Orgânica Experimental 
Síntese de Salicilato de Metila
São Paulo – SP
Abril/2016
Introdução
Ésteres são amplamente usados na indústria de cosméticos, alimentos e fármacos por suas fragrâncias e sabores, porém o rendimento de sua síntese é baixíssimo. Isso se deve ao fato do equilíbrio da reação de síntese está deslocado para a formação dos reagentes.
 Para melhorar o rendimento desta, existem duas soluções simples: a primeira seria adicionar o excesso de algum dos reagentes (normalmente será utilizado o mais barato) e a segunda é retirar um dos produtos formados, (usualmente a água). 
Figura 1. Aparelho de destilação por refluxo
Fonte: Imagem original
Destilação é um método utilizado para fazer separações, mas para entender este método, é necessário entender o que é ponto de ebulição e pressão de vapor.
A pressão de vapor é a força exercida pelo vapor formado quando este está em equilíbrio com o líquido de origem¹. Quando essa pressão se iguala à externa/ambiente, é possível determinar, então, o ponto de ebulição. A definição desta propriedade entende-se como a temperatura que uma substância ou composto passa do estado líquido para o estado gasoso². 
O método de destilação baseia-se nos diferentes pontos de ebulição dos compostos, caso tais diferenças sejam notáveis. Sabendo-se os dados teóricos e experimentais dessas temperaturas para a destilação e essas serem acessíveis, pode-se fazer por destilação simples. Entretanto, quando se precisa alcançar temperaturas muito mais altas, faz-se destilação a pressão reduzida³.
 
Figura 2. Aparelhagem para a destilação a pressão reduzida.
Fonte: Imagem Original
Uma substância muito utilizada que pode ser extraída por este método é o salicilato de metila (C8H8O3). Este pode ser usado como flavorizante e fragrância e, por ter uma ação desnaturalizante, pode ser usado para a produção de artigos de higiene (creme dental, sabões, detergentes, xampus, tônicos, protetores solares, entre outros)4. Além disso, o salicilato de metila é princípio ativo para fármacos (junto a outras substâncias) para tratar, por exemplo, dores musculares, contusões, artrite e bursite5.
Objetivos
O experimento tem como objetivo a obtenção do composto salicilato de metila através da reação de esterificação do ácido salicílico utilizando-se metanol e para catalisar, ácido sulfúrico concentrado. 
Procedimento
Adiciona-se 40,5 ml (2 mol) de metanol anidro e 8 ml de ácido sulfúrico concentrado em 14 g (0,1 mol) de ácido salicílico. A seguir, coloca-se a mistura sob refluxo por, pelo menos, duas horas e meia. Extrai-se o metanol restante por destilação simples. 
Filtra-se o resíduo por filtração simples, lavá-lo com água. Caso a separação de fases não ocorra, adiciona-se a solução 5 ml de clorofórmio e, então, deve-se agitar vigorosamente a misturar. Espera-se a separação de fases ocorrer e guarda-se a fase orgânica (mais densa) e descarta-se a inorgânica (menos densa). 
Lava-se a solução de restante com bicarbonato de sódio, até não ocorrer mais a formação de dióxido de carbono. Então, mais uma vez, lava-se a solução orgânica com água destilada. Recolhe-se a fase orgânica e adiciona-se magnésio anidro para retirar qualquer resquício de água e, por fim, destilar a solução a solução sob pressão reduzida.
Mecanismos
Resultados e Discussão
Considerando uma eficiência de 100%, deveríamos ter obtido 76g de salicilato no final do experimento já que foi adicionado 0,5mol de ácido salicílico e o esperado seria obter 0,5mol de salicilato. Entretanto, ao fim da destilação obtivemos 21,18g de salicilato. Dividindo-se este valor pelo valor obtido máximo teórico (eficiência de 100%), conclui-se que o rendimento da quantidade de ácido salicílico adicionado, obteremos um rendimento de 27%.
Como a equação está bastante deslocada no sentido da formação de reagentes, utiliza-se ácido sulfúrico como catalisador - ajudando na protonação do ácido carboxílico e ainda agindo como desidratante retirando água dos produtos. Assim, deslocando para a formação de produtos - adicionando metanol em excesso.
Figura 3. Reação de Esterificação
Fonte: Adaptada da tese6 
        É valido observar, também, que o produto obtido está bastante concentrado e puro. Sendo assim, pode-se afirmar que as impurezas foram em sua grande maioria descartadas, porém, estas podem ter influenciado durante o experimento e alterando o resultado obtido.
Conclusões
Como esperado a reação mostrou ter um rendimento bastante baixo assim como esperado ao comparar com a literatura. 
Toxicidade
Ácido Salicílico 
Fórmula molecular7: C7H6O3
Massa molecular7: 138,121g/mol
Ponto de fusão7: 159ºC
Ponto de ebulição7: 211ºCFigura 4. Estrutura do ácido salicílico
Fonte: CRC Handbook of Chemistry and Physics
Densidade relativa7: 1,443g/mL
Se inalado, causa irritação no trato respiratório devido ao caráter ácido. Tosse e dificuldade respiratória pode ocorrer. Doses grandes ingeridas causam “salicilismo”, evidenciado por dor abdominal, vômito, aceleração da respiração e distúrbios mentais. A morte pode ocorrer por parada respiratória ou cardíaca. Pode causar irritação média e rachaduras na pele de indivíduos sensíveis caso entre em contato com a pele. Absorção através da pele produz sintomas semelhantes ao da ingestão8.
A dose letal por ingestão é de 20 a 30 gramas para adultos8.
Metanol 
Formula molecular7: CH4O
Massa molecular7: 32,042g/mol
Ponto de fusão7: -97,53ºC
Ponto de ebulição7: 64,6ºCFigura 5. Estrutura do metanol
Fonte: CRC Handbook of Chemistry and Physics
Densidade relativa7: 0,7914g/cm³
A inalação de concentrações elevadas de vapores de metanol provoca irritação das membranas mucosas do trato respiratório e sinais e sintomas de efeitos sistêmicos, que incluem dor de cabeça, fadiga, insônia, vertigens, tremores, ruído nos ouvidos, visão turva, visão dupla e cegueira, Irritação e coceira na pele, dermatite e eczema e náuseas, vômito e cólica9.
Em exposições crônicas o acúmulo de ácido fórmico (produto de biotransformação do álcool) provoca lesões no fígado e no pâncreas9.
Há relato na literatura da combinação do metanol com o monóxido de carbono como fator gerador de aterosclerose cerebral. O contato prolongado com a pele provoca desengorduramento, securas, rachaduras e irritação9.
Ácido Sulfúrico
Formula molecular7: H2SO4 (aq)
Massa molecular7: 98,079g/mol
Ponto de fusão7: 10ºC
Ponto de ebulição7: 337ºCFigura 6. Estrutura do Ácido Sulfúrico
Fonte: Imagem Original
Densidade relativa7: 1,8302g/cm³
A inalação de vapores causa tosse, espirros, irritação no nariz com sangramento, broncoespasmo, queda respiratória, edema pulmonar, enfisema e danos no aparelho respiratório. A ingestão causa corrosão da mucosa da boca, garganta e esôfago, com dor epigástrica, náuseas e vômitos cor de café10. 
O contato com a pele provoca severas queimaduras com vermelhidão, depois formação de úlcera. Penetra lentamente perfurando os tecidos cutâneos. Se a extensão queimada for grande pode ocorrer a morte devido ao choque circulatório10. 
Clorofórmio
Formula molecular7: CHCl3
Massa molecular7: 119,378g/mol
Ponto de fusão7: -63,41ºC
Ponto de ebulição7: 61,17ºC
Densidade relativa7: 1,4788g/cm³Figura 7. Estrutura do clorofómio
Fonte:CRC Handbook of Chemistry and Physics
Atua como um anestésico relativamente potente. A inalação irrita área respiratória afeta o sistema nervoso central e causa enxaqueca, sonolência, vertigem. Exposição a concentrações mais altas pode resultar em inconsciência e morte. Pode causar desordens sanguíneas. Exposição prolongada pode conduzir a morte devido ao batimento irregular do coração e desordens de fígado e rim11. 
A ingestão causa queimaduras severas na boca e garganta, dor no tórax e vômito. Quantidades grandes podem causarsintomas semelhantes aos causados pela inalação11.
O contato com a pele causa irritação à pele, sendo os sintomas mais frequentes vermelhidão, coceira e dor. Pode ser absorvido pela pele11.
Bicarbonato de Sódio
Fórmula molecular7: NaHCO3
Massa molecular7: 84,007g/mol
Ponto de fusão7: ≈50ºC - decompõe
Densidade relativa7: 2,20g/cm³Figura 8. Estrutura do Bicarbonato de Sódio
Fonte: Imagem Original
Solubilidade em água7: 10,3g/100gágua
Se inalado, pode causar irritação das vias respiratórias, tosse, dispnéia, possibilidade de edemas de diversas gravidades em função da quantidade e do tempo de exposição. Se ingerido, pode causar irritação das vias digestivas, náuseas, vômitos, hipermotilidade intestinal, diarréia. Em contatos com os olhos, pode causar irritação. Em contato com os olhos, pode causar irritação12.
Sulfato de Magnésio anidro
Fórmula molecular7: MgSO4
Massa molecular7: 120,368g/mol
Ponto de fusão7: 1137ºC
Densidade relativa7: 2,66g/cm³Figura 9. Estrutura de Sulfato de Magnésio
Fonte: Imagem Original
Em caso de inalação, pode causar irritação ao trato respiratório. Somente em grande quantidade causa tosse e dispnéia. Em caso de ingestão, pode causar irritação às vias digestivas. Somente em grande quantidade causa náuseas, vômito13. 
Em contato com a pele e olhos, pode causar irritação13. 
Salicilato de Metila
Fórmula molecular7: C8H8O3
Massa molecular7: 152,148g/mol
Ponto de fusão7: -8ºCFigura 10. Estrutura do Salicilato de Metila
Fonte: CRC Handbook of Chemistry and Physics
Ponto de ebulição7: 222,9ºC
Densidade relativa7: 1,181g/cm³
Em caso de ingestão de uma dose maior do que a recomendada dessa substância, pode causar falência renal, diminuição da pressão arterial, dificuldade de respirar além de náusea e vômitos. O paciente pode também ficar confuso, agitado e/ou ter dores de cabeça, febre, alucinações. Em casos mais graves, o paciente pode entrar em coma14.
Caso o contato do princípio ativo for nos olhos, nariz e orelhas, o paciente apresenta irritação nos olhos – podendo até a perder da visão – além de zumbido nos ouvidos e inchaço da garganta14.
Fluxograma
Referências Bibliográficas
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Lide, D. R.; Haynes, W. M. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90th edition.2009.
Fiorotto, V. Ficha do Ácido Salicílico. 2003. Disponível em: <https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/%C3%81cido%20salic%C3%ADlico2003.pdf>. Acesso em: 07/04/2016.
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Fiorotto, V. Ficha do Ácido Sulfúrico. 2003. Disponível em: <https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/%C3%81cido%20sulf%C3%BArico2003.pdf>. Acesso em: 07/04/2016.
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Fiorotto, V. Ficha do Bicarbonato de Sódio. 2003. Disponível em: <https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Bicarbonato%20de%20s%C3%B3dio2003.pdf>. Acesso em: 11/04/2016.
Fiorotto, V. Ficha do Sulfato de Magnésio. 2003. Disponível em: <http://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Sulfato%20de%20magn%C3%A9sio2003.pdf>. Acesso em: 11/04/2016.
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