P-nitroacetanilida

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Objetivo:
Obter a p-nitroacetanilida através da nitração da acetanilida.
Introdução Teórica:
A acetanilida (C8H9NO) 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 quantidade de acetanilida é, no entanto, controlada pelo governo, já que esta é tóxica e causa sérios problemas no sistema de transporte de oxigênio. A acetanilida é uma substância parente do Paracetamol. É uma droga utilizada para combater a dor de cabeça. Esta substância tem ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). Tem ponto de fusão de aproximadamente 114 a 115°C..
 O processo de nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais grupos nitro (-NO2) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para formar um nitro composto. Utiliza-se comumente o sistema ácido sulfúrico/ácido nítrico, denominado mistura sulfonítrica (MSN) para favorecer a ionização do ácido nítrico, que leva à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO2+.
Porém, a reação é favorecida para que o ataque ocorra no átomo de carbono do anel aromático com a maior densidade eletrônica; se no composto aromático em questão estiver presente algum substituinte, obtêm-se uma mistura de isômeros, dependendo do substituinte. Predomina-se o isômero cuja posição é favorecida pelo substituinte. Logo, os grupos substituintes afetam tanto a reatividade quanto a orientação nas substituições aromáticas eletrofílicas; de acordo com a influência que exercem sobre a reatividade do anel, os grupos substituintes podem ser divididos em duas classes: grupos ativadores (fazem com que o anel seja mais reativo que o benzeno) e grupos desativadores (tornam o anel menos reativo que o benzeno). De acordo com a maneira com que influenciam a orientação do ataque pelo eletrófilo: orientadores orto-para e orientadores meta. 
Materiais e reagentes:
Balança analítica
Espátula
Funil de Buchner
Kitassato
Gelo
Água gelada
Papel de filtro
Erlenmeyer
Funil de separação
HNO3 concentrado
H2SO4 concentrado
Acetanilida
	
Procedimentos experimentais:
Foi preparada uma mistura nitrante por adição de 2mL de HNO3 concentrado a 1,5mL de H2SO4 concentrado em funil de separação. Em um erlenmeyer de 250mL foram colocados 4,0g de acetanilida e foram adicionados 5mL de ácido acético glacial com agitação constante para que fosse formada a emulsão. Foram adicionados cautelosamente 10mL de H2SO4 concentrado, e a solução foi colocada em banho de gelo. A seguir, ainda em banho de gelo, foi adicionada gota-a-gota a mistura nitrante. Terminada a adição, a mistura foi mantida a temperatura ambiente por 30minutos, e em seguida foram adicionados sobre ela 150mL de água gelada. A p-nitroacetanilida precipitada foi filtrada a vácuo com água gelada e pesada.
Para realização do teste de confirmação, em um tubo de ensaio foi colocada uma pequena quantidade do produto e 1,5mL de sulfato ferroso amoniacal a 5% em água. O tubo foi agitado e colocou-se, primeiro, 1mL de H2SO4 2M e depois 1mL de solução metanólica de KOH 2N. O tubo foi arrolhado, vigorosamente agitado e observou-se a mudança de coloração.
Observações:
É importante que se use banho de gelo, pois por ser uma reação exotérmica, a baixa temperatura favorece seu deslocamento no sentido da formação de produto. Também é importante que a adição da mistura nitrante seja feita gota-a-gota, pois a reação é altamente exotérmica e pode ser violenta, projetando gotículas e ferindo pessoas caso seja adicionada bruscamente.
O ácido sulfúrico é usado na mistura nitrante afim de garantir o meio fortemente ácido, adequado para a formação do íon nitrônio.
Resultados e Discussão:
Rendimento teórico::
1 mol de acetanilida – 1 mol de p-nitroacetanilida
135,17g de acetanilida – 180,17g de p-nitroacetanilida
4g dde acetanilida – x 
5,33g de p-nitroacetanilida
Resultado obtido: 12,7g
Rendimento:
5,335g de p-nitroacetanilida – 100%
12,7g --- x
Rendimento: 238,05%
Tendo em vista que não foi executada uma etapa de filtragem em estufa, obteve-se um rendimento prático não coerente. Tendo em vista a forma molecular da p-nitroacetanilida, pode-se observar sua capacidade de formar ligações de hidrogênio com moléculas de água, o que dificulta a retirada da água do meio e pode-se concluir que o peso extra verificado vem das moléculas de água que não foram retiradas.
Teste de confirmação:
A presença do nitro derivado (p-nitroacetanilida) foi observada devido à oxidação do hidróxido ferroso a férrico, verificada pela mudança de coloração do precipitado, que passou a vermelho acastanhado após um minuto. A solução de sulfato ferroso amoniacal é obtida a partir da dissolução de sulfato de ferro (II) em uma solução de amônia. Ao se adicionar ácido a esta solução ocorre uma reação ácido-base que gera no meio moléculas de amônia que complexam com os íons de ferroformando um composto de coordenação [Fe(NH3)6]2+ com coloração esverdeada. A adição de íons hidróxido basifica o meio e permite que o grupo nitro se reduza com conseqüente oxidação dos íons Fe2+para íons Fe3+. Os íons férricos formam um composto de coordenação com coloração vermelho acastanhado, evidenciando a oxidação dos íons ferrosos.
 
Conclusão:
A p-nitroacetanilida pode ser facilmente obtida em laboratório com bons rendimentos, através da acetanilida que pode também ser facilmenrte sintetizada. Além disso, a partir da p-nitroacetanilida pode-se sintetizar derivados da anilina que costumam ser muito usados em síntese orgânica.
Referências Bibliográficas
Apostila de Química Orgânica Experimental do Instituto de Ciências Exatas da UFRRJ, Professores Aparecida Cayoco, Andressa Esteves e Silas Varella;
Guia Prático de Química Orgânica, v.1 : Técnicas e Procedimentos: Aprendendo a fazer.Páginas: 103,104 e 105. Ayres Guimarães Costa , Marco Antonio da Costa , Pedro Ivo Canesso Guimarães. - Rio de Janeiro : Interciência , 2004. 
p-nitroacetanilida
Krishna A. de S. Ferreira
201521015-4
IC357 P21
2016.1