Relatório Química Orgânica Prática - Preparação P-nitroacetanilida

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CURSO: ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA: Química Orgânica Prática
PROFESSOR: Alexandre Machado
Preparação da p-nitroacetanilida a partir da preparação da acetanilida
Componentes:
1. Andresa Oliveira Tavares Lima
2. Gabriel Prazeres Matos Moreira
3. Gustavo Costa Chaves
4. Iago Pereira Fernandes Santos
5. Pedro Henrique Pereira Quaglio
Salvador, abril de 2017.
CURSO: ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA PRÁTICA
PROFESSOR: Alexandre Machado
Assinaturas:
1.
2.
3.
4.
5.
Data de realização do experimento: 07/04/2017
1. INTRODUÇÃO
Segundo o Morrison (1993), as aminas, em qualquer uma das suas classificações, tendem a apresentar um par de elétrons livres. Este fato permite identificar o porquê de as aminas em geral apresentarem propriedades químicas semelhantes ao amoníaco. Sabe-se que a tendência do nitrogênio presente na amina, é doar o par de elétrons livres, e essa característica fundamentará toda base do comportamento químico desta substância. Ou seja, os elétrons livres permitem caracterizar a substância como uma base de Lewis e analogamente, um reagente nucleófilo, o qual a tornará um excelente reagente, reativo aos grupos em que se inserem os grupos amina e aminas substituídas. As aminas ainda podem ser classificadas de acordo com o número de carbonos ligados a elas, como sendo primárias, secundárias ou terciárias, sendo suas estruturas representadas pela figura (1) a seguir, onde R é a cadeia carbônica:  
Figura (1) - Aminas primária, secundária e terciária, respectivamente.
    
Fonte: http://www.quimicayalgomas.com/quimica-organica/aminas/ 
Um exemplo de amina, a anilina (C6H7N ou C6H5NH2), conhecida também como fenilamina, é um composto orgânico, mais especificamente uma amina aromática. A anilina é constituída por um grupo fenila ligado a um grupo amino. O grupamento amina possui híbridos de estrutura, e a presença dos grupos substituintes exerce uma ação sobre a basicidade dessa estrutura, sendo que o efeito ressonante estabiliza a molécula, reduzindo assim sua energia. A anilina possui massa molecular igual a 92,13 g/mol, é polar e, portanto, miscível em água. Por ter um nitrogênio ligado a um hidrogênio, a anilina realiza ligações de 
hidrogênio entre suas moléculas, e também, entre outros compostos que também possuem esse tipo de interação intermolecular. Sua solubilidade em água equivale a 36 g/L a 25ºC, e por possuir uma parte orgânica em sua molécula, a anilina também é solúvel em compostos orgânicos. Sua carga formal igual a zero indica que esta é a sua configuração molecular mais estável, sendo esta visualizada na figura (2) abaixo:
Figura (2) - Estrutura molecular da anilina.
Fonte:https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6115#section=2D-Structure  
Outro grupamento que geralmente costuma ser confundido com as aminas, devidas as semelhanças semânticas, são as amidas. As amidas são compostos orgânicos nitrogenados derivados de ácidos carboxílicos. Elas contêm ponto de ebulição superior aos seus ácidos de origem, mesmo levando em conta suas massas moleculares aproximadamente iguais. Tal fato pode ser explicado devido a presença de um maior número de ligações de hidrogênio intermoleculares. A solubilidade em água abrange compostos que contêm entre 5 a 6 átomos de carbono, o que por outro lado lhes confere uma melhor solubilidade em compostos orgânicos. A estrutura das amidas pode ser representada pela figura (3) a seguir: 
Figura (3) - Estrutura geral das amidas
     
Fonte: www.worldofbiochemistry.blogspot.com
A presença da carbonila deixa as amidas com caráter polar. Este grupo, na maior parte das reações químicas, não sofre muitas alterações, entretanto, a presença dele, determina a reatividade característica das amidas e possibilita entender o comportamento químico das moléculas que contém essa estrutura em sua composição. O grupo carbonila ainda desempenha a função de fornecer um sítio para ataques nucleofílicos, indicando assim uma maior reatividade das amidas em relação às aminas, quando se trata de substituições nucleofílicas. 
Segundo Bruice (2006), as amidas são pouco reativas, não reagindo com água ou álcoois, por exemplo, uma vez que o nucleófilo que se aproxima para o ataque, em cada caso, é uma base mais fraca que o grupo de saída - a amida. Entretanto, as amidas reagem com estes compostos se a mistura reacional for aquecida na presença de ácidos. “Quando uma amida é hidrolisada sob condições ácidas, o ácido protona o oxigênio carbonílico, aumentando a suscetibilidade do carbono carbonílico a ataques nucleofílicos.” (BRUICE, 2006). Dessa forma, pode ocorrer um ataque nucleofílico pela água no carbono carbonílico da amida, reação que dificilmente ocorreria se não houvesse a catálise ácida.
Um exemplo de amida é a acetanilida. A acetanilida tem fórmula molecular C8H9NO ou C6H5NHCOCH3 e peso molecular de aproximadamente 135,16 g/mol. Possui ponto de ebulição de 304ºC e de fusão igual a 114,3ºC, sendo assim encontrada no estado sólido, em forma de cristais. É pouco solúvel em água fria e muito solúvel em água fervente, como observado na figura (4) abaixo:
Figura (4) - Curva de solubilidade da acetanilida em água.
Fonte:http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Aula_14_06/9%20-%20Recristaliza%C3%A7%C3%A3o%20da%20Acetanilida%20LIC%202004.pdf 
A estrutura molecular da acetanilida pode ser observada na figura (5) a seguir:
Figura (5) - Estrutura molecular da acetanilida.
Fonte: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/904#section=2D-Structure 
Um outro exemplo de amida, é a p-nitroacetanilida, que pode ser obtida pela reação de nitração da acetanilida, já citada. A p-nitroacetanilida ou 4-nitroacetanilida possui peso molar de aproximadamente 180,16 g/mol e fórmula molecular C6H8N2O3 ou C6H4NHCOCH3NO2. Seu ponto de fusão está entre 212ºC e 215ºC, sendo assim encontrado no estado sólido, em forma de cristais, numa coloração amarelada. É pouco solúvel em água, aproximadamente 2,2 g/L e quimicamente estável em condições normais de temperatura e pressão. Sua estrutura molecular pode ser observada na figura (6), abaixo:
Figura (6) - Estrutura molecular da p-nitroacetanilida.
Fonte: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/7691#section=2D-Structure 
O processo para transformação de aminas em amidas substituídas pode ocorrer através do mecanismo da acetilação da amina. Esta reação de acetilação consiste em incorporar um grupo acila em um determinado composto orgânico. Para realizar a acetilação em aminas, existem três diferentes compostos indicados: ácido etanoico, cloreto de acetila e o anidrido acético. No que diz respeito ao ácido etanoico, também conhecido como ácido acético, seria um bom componente a ser usado em escala industrial devido ao seu baixo custo e mercado. Quanto ao cloreto de acetila, é o menos indicado entre os três apresentados, pelo fato de converter, praticamente, metade da amina em seu respectivo cloridrato, o que comprometeria o rendimento final do produto desejado. Dentre os compostos apresentados, o mais indicado para o ambiente laboratorial é o anidrido acético, em virtude de ser um composto mais acessível à obtenção, menos volátil e de mais fácil manuseio que os demais. A reação de acetilação é uma reação ácido-base de Lewis, que se baseia na transição de pares de elétrons livres da base para o ácido. Neste caso, o anidrido seria o ácido de Lewis e a amina a base de Lewis.
Nessa reação de acetilação das aminas, podem ocorrer formação de alguns grupos orgânicos, como os ácidos carboxílicos. Segundo Morrison (1993), os ácidos carboxílicos são polares e podem formar ligações de hidrogênio, sendo assim solúveis em água. Porém, os ácidos com cinco carbonos são parcialmente solúveis e aqueles que possuem mais de cinco carbonos são praticamente insolúveis. O ácido acético - ou etanoico - por exemplo, possuem dois carbonos em suas estruturas, sendo assim altamentesolúveis em água e, também, polares. Como os ácidos carboxílicos formam ligações de hidrogênio entre suas moléculas (por conta da carbonila e da hidroxila, como visto na figura (7) abaixo), eles também formam com a água, justificando a sua solubilização nesta. 
Figura 7 - Duas moléculas de ácidos carboxílicos formando ligações de hidrogênio entre si.
Fonte: MORRISON, 1993, p. 938.
A estrutura dos ácidos carboxílicos permite que ocorra uma ressonância, dando maior estabilidade a este, e assim menor reatividade, observada na figura (8):
Figura (8) - Ressonância dos ácidos carboxílicos.
Fonte: BRUICE, 2006, p. 88.
O ácido acético, como citado anteriormente, é polar e miscível em água, apresentando solubilidade de 1 kg/L a 25ºC. Sua fórmula molecular é C2H4O2 ou, para uma melhor identificação do grupo funcional, CH3COOH; possui peso molar de aproximadamente 60,05 g/mol, ponto de ebulição de 117,9ºC e de fusão 16,6ºC, indicando que seu estado físico, em temperatura ambiente, é líquido. Possui odor pungente, de vinagre, e gosto ardente. É facilmente percebida a sua presença no meio por conta do odor forte que é liberado quando o ácido é formado. Sua estrutura pode ser observada a seguir, na figura (9):
Figura (9) - Estrutura molecular do ácido acético.
Fonte: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/176#section=2D-Structure 
Um dos derivados dos ácidos carboxílicos, os anidridos, não são compostos que se encontram frequentemente no estudo da química. Entretanto, em especial o anidrido acético foge a esta regra. Este anidrido é de suma importância, e pode ser obtido entre uma reação do ácido acético - o qual está explicitado acima - com o ceteno (CH2=C=O). Em geral, os anidridos apresentam as mesmas reações que os cloretos de acila, o que os diferenciam é que um dos produtos quando se reage com o cloreto de acila é a formação do ácido clorídrico, enquanto que ao se usar o anidrido este forma o próprio ácido carboxílico. “A introdução do grupo acilo nos compostos orgânicos faz-se, frequentemente, por reação com o anidrido acético: é mais barato, mais acessível no comércio; menos volátil e mais facilmente manuseável do que o cloreto de acetila; além disso, não forma cloreto de hidrogênio, de ação corrosiva e tóxica” (MORRISON, 1993).
O anidrido acético, com fórmula molecular igual a C4H6O3 ou ainda (CH3CO)2O, é um anidrido simétrico, ou seja, com mesma cadeia carbônica de cada lado na função anidrido, como pode ser observado na figura (10) a seguir:
Figura 10 - Estrutura molecular do anidrido acético.
Fonte: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/7918#section=2D-Structure 
Possui peso molecular aproximadamente igual a 102,09 g/mol, ponto de ebulição aproximado 139,5ºC e ponto de fusão de -73ºC, sendo assim encontrado em estado líquido em temperatura ambiente. É um líquido incolor com odor de vinagre, miscível em ácido acético e em água, sendo sua solubilidade neste último solvente, igual a 120 g/L a 20ºC.
Com todos esses grupos apresentados, a reação envolvendo estes pode acabar por produzir produtos indesejáveis em uma reação, sendo assim, a apresentação do carvão ativo. Segundo Claudino (2003), carvões ativados são materiais carbonosos porosos que sofreram um processamento para aumentar a porosidade interna. “Uma vez ativado, o carvão apresenta uma porosidade interna comparável a uma rede de túneis que se bifurcam em canais menores e assim sucessivamente.” (CLAUDINO, 2003). Essa porosidade é um dos aspectos mais importantes para determinar a eficácia do carvão ativado, uma vez que estas estruturas estão relacionadas às características de adsorção realizada por ele. Isso porque, quanto mais poroso for o carvão, maior será a sua superfície de contato, mais partículas de carvão estarão em contato com as impurezas e maior será a adsorção dessas impurezas presentes na solução. No interior dos seus poros, o carvão tem a capacidade de adsorver seletivamente gases, líquidos e sólidos, a depender do tipo e tamanho desse poro. Quando usado por muito tempo, ou seja, quando esses poros já estão em 
menor quantidade por conta do preenchimento por impurezas, é necessário que o carvão seja substituído por um novo, com poros vazios, disponíveis para novas adsorções. Na figura (11) abaixo, pode ser observada a diferença entre um carvão comum e um carvão ativado:
Figura 11 - Na esquerda imagem do carvão comum e na direita, do carvão ativado.
Fonte: Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/filtracao-por-carvao-ativado.htm>. Acesso em mar. 2017. 
O carvão ativado pode ser utilizado, por exemplo, no processo de recristalização da acetanilida e da p-nitroacetanilida. Ele é utilizado para retirar as impurezas presentes na superfície do cristal, mantendo o cristal inalterado, por meio da adsorção dessas impurezas, e assim, mais puro. A adsorção é a retenção de partículas pelos poros do carvão ativado, dessa forma este não retém o cristal, apenas as impurezas presentes em sua superfície.
A recristalização é uma técnica utilizada para a purificação de compostos orgânicos que em temperatura ambiente são sólidos. Tem como finalidade separar o sólido em questão de impurezas presentes em sua estrutura. A recristalização é realizada em quatro etapas:
O composto e suas impurezas são dissolvidos em um solvente apropriado. 
Forma-se o precipitado do composto. 
Banho de gelo. 
Filtração à vácuo e secagem do cristal. 
Na etapa 1, o soluto deve ter baixa solubilidade no solvente à temperatura ambiente, e alta solubilidade no solvente em elevadas temperaturas. Portanto, o solvente é adicionado, preferencialmente, fervendo para dissolver todo o composto. Na etapa 2, como o composto não tem uma boa solubilidade em temperatura ambiente, aguarda-se o resfriamento natural da solução para que se forme um precipitado. Na etapa 3, a solução com o precipitado é colocada em banho de gelo, o decréscimo na temperatura irá acelerar o processo de solidificação do cristal. A etapa 4 consiste em retirar qualquer excesso de solvente restante no cristal, por isso é feita a filtração à vácuo, e, posteriormente a secagem final do cristal.
A recristalização pode ser usada, por exemplo, para a obtenção da acetanilida e da p-nitroacetanilida, cujas propriedades físicas e químicas já foram explicitadas anteriormente. Tais amidas, por possuírem um anel aromático em sua estrutura, podem sofrer uma substituição eletrofílica, aspecto que será discutido a seguir.
Os compostos orgânicos aromáticos, por exemplo, o benzeno (C6H6), apresentam características particulares, sendo estas, segundo Bruice (2006), alta estabilidade, devido ao efeito ressonante extraordinariamente alto, a presença de uma nuvem cíclica e ininterrupta de elétrons π, que deve conter um número ímpar de pares de elétrons π, e a condição de que estes compostos devem ser planares, ou seja, o ângulo de ligação deve possuir no máximo 120º. Devido a existência da nuvem cíclica desses compostos, estes têm a capacidade de atuar como nucleófilos. Diante disso, quando há a presença de um eletrófilo no meio, uma das ligações duplas do anel aromático pode atacar o eletrófilo quebrando assim a aromaticidade do composto e formando um carbocátion. Esta reação pode ser vista na figura (12).
Figura 12: Reação entre benzeno e eletrófilo.
Fonte: Bruice, 2006, p. 13.
Após a formação do carbocátion a reação poderia teoricamente prosseguir da seguinte maneira: semelhante ao processo de adição eletrofílica em um alceno, diante da existência de um carbocátion, um nucleófilo presente no meio poderia atacar este carbocátion e se uniria ao composto terminando o processo de adição. Porém, o que acontece realmente trata-se de uma substituição eletrofílica, na qual um nucleófilo presente no meio ataca um dos hidrogênios ligado ao carbono junto ao eletrófilo. Com isso este carbono ataca a ligação com o carbocátion, refazendo a ligação dupla entre elas e regenerando a aromaticidade do composto. A preservação da aromaticidadedo composto é um efeito determinante na escolha da continuidade da reação, pois o efeito ressonante gerado pelo anel aromático garante tanta estabilidade ao composto que este faz que os produtos desse caminho da reação tenham uma alta discrepância em sua energia livre, esta que pode ser observado pela figura (13).
Figura 13: Gráfico da Energia Livre x Progresso da reação.
Fonte: BRUCIE, 2006, p. 14
.
Outro fator importante no processo de substituição eletrofílica em aromáticos substituídos é o efeito dos substituintes, estes podendo ser substituintes ativantes ou desativantes. Os substituintes ativantes são capazes de doar elétrons ao anel benzênico, isto faz com que os carbocátions gerados no processo de uma substituição eletrofílica sejam mais facilmente estabilizados e com isso tornam o anel aromático mais reativo e aumentam a velocidade da reação. Em contraste com substituintes ativantes existem os substituintes desativantes, estes fazem o processo inverso. Eles retiram os elétrons do anel aromático e com isso há a desestabilização do carbocátion, diminuindo a reatividade do anel aromático e implicando na redução da velocidade da reação. Segundo Bruice (2006) tanto a retirada quanto a doação de elétrons para o anel aromático pode ser através de duas formas, a primeira sendo indutiva, esta que em substituintes ativantes por serem retiradores de elétrons mais fracos que o hidrogênio acaba fazendo com que os elétrons da ligação σ entre substituinte e anel aromático migrem mais facilmente através do anel, enquanto em substituintes desativantes há a retirada de elétrons σ para fora do anel benzênico por estes serem retiradores mais fortes que o hidrogênio. A outra forma de retirada ou doação de elétrons é através de ressonância. Nela os substituintes que possuem um par eletrônico livre no átomo que está ligado ao anel podem ser doados para dentro do anel, fazendo com que estes compostos sejam caracterizados como doadores por ressonância. No caso dos retiradores por ressonância, estes seriam compostos no qual o átomo que está ligado ao anel aromático também possui uma ligação dupla ou tripla com um átomo mais eletronegativo e isto faz com que elétrons π sejam atraídos para o substituinte. A relação entre substituintes ativantes e desativantes pode ser observada na figura (14).
Figura 14 - Tabela da força dos substituintes e sua orientação.
Fonte: BRUCIE, 2006, p. 41.
Como pode ser observado pela figura (14), existe outro fator determinado pelos substituintes, sendo este a orientação que estes provocam. A orientação de um substituinte trata-se de um direcionamento feito por estes compostos quando existe outro processo de substituição eletrofílica, isto faz com que os substituintes possam ser divididos em dois principais grupos: orientadores orto-para e orientadores meta. O direcionamento do eletrófilos pelos substituintes é determinado pela estabilidade do carbocátion intermediário. Este pode ter sua estabilidade aumentada ou diminuída por efeito indutivo e ressonante do substituinte. Segundo Bruice (2006), quando um substituinte pode estabilizar o carbocátion pelo efeito de doação indutiva de elétrons, seu principal produto terá orientação orto-para, no caso do substituinte poder doar elétrons através da ressonância a orientação orto-para se apresenta extremamente favorecida pela formação de uma quarta forma de ressonância que garante ao produto deles uma alta estabilidade. Em contrapartida temos o caso dos substituintes que retiraram elétrons por efeito indutivo ou ressonante. Com isso há a formação de uma carga positiva nos carbonos adjacentes e isto faz com que a orientação mais favorecida seja a meta.
Dessa forma, um mecanismo em que se utiliza a substituição eletrofílica em anéis aromáticos é o de nitração. A nitração de compostos orgânicos é um processo largamente utilizado pelas indústrias devido a importância dos seus produtos, os nitrocompostos. Estes produtos são gerados pela nitração principalmente de alcanos e aromáticos e se destacam principalmente por sua alta reatividade, isto garante que estes sejam usados principalmente como explosivos. Dentre eles temos o trinitrotolueno (TNT) e a trinitroglicerina, um dos principais constituintes da dinamite. Suas estruturas podem ser vistas na figura (15).
Figura 15 - Estruturas da TNT e Nitroglicerina.
�� INCLUDEPICTURE "https://lh4.googleusercontent.com/BpKf4O2Mw0iAT_MFP71fPE5eZpYbObYfVdihexVieN24F9vrFuPhZnZQoNIQ6NWzqM3eRjkvpSWGWh74QkcSj4PLlmwjJTiXSuhHWUsPmZ3ior5FPbddOt39nj6ZjQrVuz-lPtby" \* MERGEFORMATINET 
TNT                                             Nitroglicerina
Fonte: Pubchem.
A nitração de anéis aromáticos é feita a partir da reação entre um benzeno ou derivados e ácido nítrico, este feito em uma solução contendo ácido sulfúrico que atuará como catalisador da reação. Segundo Bruice (2006), para realização da interação entre o anel aromático e o ácido nítrico é necessário gerar-se inicialmente um eletrófilo. Para tanto, utiliza-se o ácido sulfúrico sendo este um agente desidratante e um ácido mais forte que o ácido nítrico, de acordo com seu pKa, presente no quadro (I) abaixo.
Quadro (I): Informações sobre alguns ácidos.
	
	pKa à 25ºC
(Dissociações)
	Massa molecular (g/mol)
	T. F (ºC)
	T.E (ºC)
	Ácido Sulfúrico
	1ª) -3,9
2ª) 1,92
	98,072
	10,31
	337
	Ácido Nítrico
	-1,38
	63,012
	-41,6
	83
Fonte: Pubchem.
Logo, o ácido sulfúrico tende a dissociar-se mais facilmente - considerando sua primeira dissociação - e com isso o grupamento hidroxila do HNO3 ataca um dos hidrogênios do H2SO4, protonando a molécula de ácido nítrico, formando assim H2NO3+ e HSO4-. Devido a essa protonação a ligação entre oxigênio e nitrogênio do H2NO3+ é desfeita liberando água para o meio e formando o íon nitrônio NO2+. Este íon é rapidamente atacado por uma das ligações π do anel aromático incorporando esse ao composto orgânico. A partir da quebra da ligação dupla é formado um carbocátion no anel aromático. Então uma base presente no meio, podendo esta ser a água, o solvente ou até mesmo o HSO4-, ataca o hidrogênio do carbono ligado ao nitrônio e com isso este carbono ataca a ligação com o carbocátion e refaz a ligação dupla entre eles, gerando no final o composto nitrado. Este mecanismo pode ser observado pela figura (16) logo abaixo.
Figura 16 - Mecanismo de nitração de aromáticos.
Fonte: BRUICE, 2006, p. 18
Além do processo de nitração existe outro processo bem comum de substituição eletrofílica, a sulfonação, dentre seus usos na indústria, um deles é atribuir cheiro a compostos inodoros, como o GLP comumente conhecido como gás de cozinha, devido ao fato de compostos sulfonados apresentarem um odor forte, este que é facilmente perceptível pelo olfato humano. 
Segundo Bruice (2006), no processo de sulfonação de aromáticos coloca-se um benzeno ou derivados para reagir com ácido sulfúrico concentrado ou fumegante com aquecimento. Com isso, um oxigênio da hidroxila do ácido sulfúrico ataca um hidrogênio de outro ácido sulfúrico, protonando a hidroxila e tornando-a bom grupo abandonador. Após a protonação esta hidroxila pode romper sua ligação com o enxofre e sair como água e deixando o composto como HSO3+, diante da existência de água no meio está pode atacar o outro hidrogênio do HSO3+ e gerar o trióxido de enxofre e o íon hidrônio. Vale ressaltar que tal reação é reversível, logo está sujeita a um equilíbrio químico.
Figura 17 - Mecanismo da sulfonação de aromáticos 
Etapa 1.
Fonte: BRUICE, 2006, p.18
Etapa 2.
Fonte: Autoria Própria
O SO3 apresenta-se como bom eletrófilo, logo este estará sujeito ao ataque de um aromático através do mecanismo de substituição eletrofílica. Para realizar o ataque os elétrons π da ligação dupla são utilizados, unindo o SO3 a molécula de benzeno, desfazendo a aromaticidade da molécula e gerando um carbocátion intermediário na molécula. Depois disto uma base presente no meio ataca um dos hidrogênios do carbono ligado ao substituinte. Comisso, este carbono ataca a ligação com o carbocátion refazendo a ligação dupla entre eles e regenerando a aromaticidade do composto. Apesar de já estar ligado ao anel aromático, um dos oxigênios do trióxido de enxofre apresenta carga negativa, fazendo com que assim ele possa atacar um hidrogênio do H3O+, formando assim o composto devidamente sulfonado.
Como é de se compreender no estudo da química, quando se trata de reações, não se espera que estas ocorram perfeitamente, ou seja, nem sempre o produto formado de uma reação é equivalente ao esperado através dos cálculos teóricos. Dessa forma, estabeleceu-se um rendimento percentual para 
cada reação, e esta relaciona o rendimento teórico de uma reação bem como o real na prática, como visto na equação (1) abaixo:
	(Equação 1)
Se tivermos como exemplo, dois reagentes químicos, tem-se a necessidade de descobrir quais destes irá determinar até que ponto a reação pode se processar, o que se denomina como o reagente limitante da reação. “O reagente limitante de uma reação é o reagente que determina o rendimento máximo do produto” (ATKINS, 2010). Dessa forma, para se descobrir qual é o reagente, é necessário realizar um cálculo estequiométrico da reação e, assim, compreender qual dos reagentes se encontra em menor quantidade limitando, desta forma, a formação do produto.
O objetivo inicial do experimento é preparar a acetanilida a partir de uma reação de acetilação da anilina. Posteriormente, sintetizar, a partir da acetanilida previamente formada, a para-acetanilida.
2. PARTE EXPERIMENTAL
Preparação da acetanilida
Teste de confirmação
Preparação da p-nitroacetanilida
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Seguindo o procedimento descrito pelo fluxograma acima, faz-se necessário apresentar e analisar os resultados obtidos no experimento. De início, foi pesado em um béquer 3,025 g de anilina, sendo logo após diluída em 25 mL de água, em um béquer de 250 mL. Em seguida, sabendo que nos compostos carbonílicos o anidrido é o segundo grupo que possui maior reatividade, fez-se necessário adicionar 2,707 g de anidrido acético de forma bem lenta, uma vez que a reação descrita é exotérmica e extremamente rápida, com possível formação de produtos indesejáveis para a reação. Tendo em vista a rápida reação do anidrido, foi conveniente adicionar posteriormente uma quantidade específica de água - em torno de 35 mL - para que diminuísse a velocidade em que se formava o precipitado. Na prática, percebeu-se que antes mesmo da inserção dos 35 mL de água, já era possível observar uma formação de precipitado e um leve cheiro de vinagre, característica proveniente da rápida reação do anidrido com a anilina produzindo ácido acético como produto indesejado - produto causador do mau cheiro. A solução de anilina, anidrido acético e água preparada no erlenmeyer de 250 mL foi aquecida na placa de aquecimento a fim de dissolver o precipitado formado, uma vez que este é pouco solúvel em água fria, porém muito solúvel em água fervendo. O precipitado formado é a acetanilida, sólido orgânico que, como a maioria, é bem mais solúvel em solventes quentes do que a frio. Durante o aquecimento, quando houve solubilidade na reação, foi adicionado ao béquer certa quantidade de carvão ativado, com a finalidade de que este composto absorvesse impurezas presentes na reação, como o ácido acético. As impurezas são carregadas pelo cristal durante a formação do precipitado, uma vez que este ocorre quando a formação do núcleo do cristal se dá de forma rápida e não seletiva. Quando a solução atingiu seu ponto de ebulição e esta começou a ferver, foi possível iniciar o processo de filtração, utilizando-se do funil de colo longo que havia sido aquecido para o favorecimento da dissolução do precipitado. Durante a filtração, o erlenmeyer com a solução foi levado a placa de aquecimento algumas vezes para que a temperatura da solução se 
mantivesse alta e não houvesse a formação de precipitado, já que o processo de cristalização ocorre muito rapidamente e em temperaturas menores. Após a completa filtração do conteúdo do erlenmeyer, foi adicionado cerca de 40 mL de água fervendo a este, a fim de dissolver o precipitado remanescente, e em seguida foi filtrada esta quantidade, objetivando máximo aproveitamento. Após o processo de filtração, o composto foi posto em banho de gelo e, após formação do precipitado, a solução foi filtrada à vácuo, a fim de separar completamente os cristais da solução aquosa. Após a pesagem dos cristais, foi obtida uma massa de 3,2366 g de acetanilida. A reação (1) ocorrida na prática pode ser visualizada abaixo:
C6H5NH2 (l) + (CH3CO)2O(l) → C6H5NHCOCH3 (s) + CH3COOH (l)	(1)
Sabendo que o objetivo da prática é o cálculo de rendimento do composto formado, foi necessário realizar o cálculo para a descoberta do reagente limitante e o reagente em excesso da reação. O cálculo pode ser observado abaixo:
93,13 g/mol de anilina - 102,09 g/mol de anidrido acético
3,025 g de anilina - x
x = 3,316 g de anidrido acético
Os cálculos permitem observar que a reação precisaria de 3,316 g de anidrido acético para ocorrer, entretanto ela ocorre com 2,707 g, o que aponta que a anilina estava com 0,556 g em excesso e o anidrido acético é o reagente limitante, sendo apenas este último utilizado nos cálculos de rendimento. O rendimento esperado pela reação pode ser obtido da seguinte forma:
102,09 g/mol de anidrido acético - 135,17 g/mol de acetanilida
2,707 g de anidrido acético - y
y = 3,5841 g de acetanilida
O valor calculado representa o rendimento esperado pela teoria, ou seja, de 100%. A partir da quantidade final de acetanilida obtida (3,2366 g), foi calculado o rendimento da reação, utilizando-se do rendimento esperado:
3,5841 g de acetanilida esperada - 100% de rendimento
3,2366 g de acetanilida obtida - w
w = 90,30%
A partir dos cálculos efetuados, o rendimento obtido no experimento foi de 90,30%, considerado como um rendimento alto, uma vez que o rendimento laboratorial é definido como 96%. 
Sabendo dos reagentes e produto formado ao final da prática, elaborou-se um quadro para que fosse possível analisar e comparar algumas propriedades dos compostos em caso de necessidade. Dessa forma, tem-se abaixo o quadro (II):
QUADRO II. Propriedades dos compostos.
	
	pKa a 25ºC
	Solubilidade (mg/mL à 25ºC)
	T.F (ºC)
	T.E (ºC)
	Anilina
	4,87
	36,00
	-6,2
	184,1
	Anidrido acético
	3,6
	120,00
	-73
	139,5
	Acetanilida
	0,50
	6,93
	114,3
	305
	Ácido acético
	4,75
	>= 100,00
	16,7
	118,1
Fonte: PubChem.
Como pode ser visto na reação (1), em tese a reação ocorre com a formação de dois produtos, tanto a acetanilida como o ácido acético. Entretanto, como já explicado anteriormente, o carvão ativado o qual foi inserido no experimento, teve como função retirar o ácido acético e outras possíveis impurezas da 
solução. Em contrapartida, essa substância apresenta uma relativa importância no processo em que se dá a reação, tendo a capacidade de manter a concentração de H3O+ constante no meio, ou seja, manter o pH constante. Em outras palavras, pode-se dizer que esta substância tem a eficácia de mesmo ao se adicionar tanto H+ quanto OH- ao meio, este manterá o pH do meio inalterado devido a sua funcionalidade. Sendo usado no experimento, na síntese da acetanilida, o ácido acético é usado para impedir a protonação da amina ou a ocorrência de reações de hidrólise. Vale ressaltar que devido a sua funcionalidade, neste processo o ácido acético é denominado como uma solução tampão.
Dessa maneira, sabendo que o único produto formado foi a acetanilida - fato que será comprovado mais tarde, pois um dos reagentes apresenta uma simetria o que provocará a formação de apenas um composto - pode-se processar o mecanismo da reação entre a anilina com anidrido acético até a formação da acetanilida como visto no mecanismo abaixo:
Figura 18 - Mecanismo da reação entre a anilinae o anidrido acético.
Fonte: Grupo 1.
Como pode ser visto na figura (18) acima, o nitrogênio faz 3 ligações, duas com os hidrogênios e uma com a cadeia aromática. Sabendo que o nitrogênio dispõe de cinco elétrons na sua camada mais externa e destes, três foram compartilhados, sobram dois elétrons livres. Desta forma, na reação, o nitrogênio da amina atua como nucleófilo, possuindo uma carga parcial negativa e par eletrônico livre, este que ataca um dos carbonos da carbonila do 
anidrido. Diante deste ataque, a ligação 𝜋 da carbonila é desfeita e o oxigênio obtém carga negativa. Formando assim o composto presente na figura (19) abaixo.
Figura 19 - Produto inicialmente formado a partir da reação entre a anilina e o anidrido acético.
Fonte: Grupo 1.
O mesmo oxigênio que obteve a carga negativa, ataca novamente a ligação com o carbono, refazendo a ligação 𝜋 e quebrando a ligação do carbono com outro grupo ligante, o qual é uma base fraca, e por conta disso é um ótimo grupo abandonador, assim, separando a molécula de ácido acético do restante do composto, como visto na figura (20).
Figura 20 - Formação dos íons.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Sendo assim, o oxigênio que obteve a carga parcial negativa, pode atacar um dos hidrogênios presente na molécula de água, rompendo a ligação H - OH, sendo assim, o par eletrônico é direcionado para a hidroxila, criando o íon OH-. Dessa forma, após o ataque, forma-se os compostos visto na figura (21) abaixo:
Figura 21 - Formação da molécula de ácido acético e ataque nucleofílico da hidroxila.
Fonte: Elaborada pelo autor
Logo, a hidroxila OH- apresenta-se como um nucleófilo fortíssimo, favorecendo que este composto possa atacar um dos hidrogênios da amida, removendo a carga positiva da molécula e assim refazendo a molécula de água formando acetanilida. 
Figura 22 - Formação da acetanilida e ácido acético.
Fonte: Elaborada pelo autor
Por fim, após a execução dos mecanismos relatados acima, têm-se como produtos finais, tanto a acetanilida como o ácido acético. Pode-se também afirmar, como visto na figura (20), o ânion poderia atacar diretamente o primeiro composto - o cátion - ao invés de atacar primeiramente a água e depois o composto formador da acetanilida. Tal mecanismo pode ser visualizado na figura (23) abaixo:
Figura 23 - Outra forma de representar o mecanismo da figura (20).
Fonte: Elaborada pelo autor.
Após a separação da molécula, o oxigênio que teve sua ligação rompida obtém carga negativa e assim ataca um dos hidrogênios da amida com carga positiva, desfazendo a ligação entre hidrogênio e nitrogênio e formando no final, o ácido acético (C2H4O2) e a acetanilida (C8H9NO). Na reação, devido ao fato do anidrido acético ser um anidrido simétrico, independentemente de qual carbonila o nucleófilo atacar, o produto final da reação será o mesmo.
Como citado anteriormente, a acetanilida possui maior solubilidade em água quente do que a frio. Esse fato pode ser comprovado analisando a sua curva de solubilidade em diferentes temperaturas e também através da solubilidade, como observado no quadro II. A curva de solubilidade da acetanilida pode ser observada na figura (4), presente na fundamentação teórica.
De acordo com a figura (4), a solubilidade da acetanilida em água aumenta de acordo com o aumento da temperatura, logo, uma queda brusca da temperatura é capaz de modificar o estado físico dela, cristalizando-a, e a sua solubilidade no solvente utilizado.
Com o produto formado - a acetanilida - foi conveniente ao experimento realizar um teste de confirmação, o teste de solubilidade. De forma errônea, apresentam que a solubilidade da anilina e a insolubilidade da acetanilida está preferencialmente ligado ao efeito da polaridade. Entretanto, o que realmente fundamenta a solubilização desses compostos são os valores de pKa e Pks de ambas substâncias. Conforme o quadro (II) o pKa da anilina é equivalente a 4,87 e da acetanilida é de 0,5. Ou seja, a acetanilida - em geral as amidas - apresentam uma basicidade muito menor que a anilina - as aminas em geral -, e principalmente que a amida é conjugada com a carbonila juntamente com o anel aromático. Ou seja, o par de elétrons do nitrogênio pode ser doado para dentro do anel aromático, o que favorece que estes sejam orientadores da ressonância da carbonila. A estabilidade formada por esse efeito ressonante, dificulta que a quebra da estabilidade seja ocorrida por uma simples reação ácido-base. Dessa forma, fica esclarecido o porquê da insolubilidade do composto formado. Enquanto diferentemente da acetanilida, a anilina, devido ao par eletrônico livre do nitrogênio, pode atuar como base de Lewis, assim, protonando a molécula e em decorrência disso o Cl- formado a partir da interação entre acetanilida e HCl, se junta ao cátion recém-formado formando um sal orgânico, este que possui grande solubilidade em água.
Posteriormente, em outro momento da prática, deu-se início a nitração do composto formado, a acetanilida. Sabe-se que ao final da formação do produto, foram pesados 3,2366 g de acetanilida, a qual foi devidamente guardada para seu uso nesta etapa. Entretanto, no momento em que se iniciou a segunda parte do experimento, transferiu-se a acetanilida para um erlenmeyer o qual pesava 132,6400 g e ao se inserir a acetanilida, passou a ter um peso equivalente à 135,1000 g, dessa forma, a diferença equivalente à 2,4600 g significou a real pesagem de acetanilida utilizada na prática. Ainda, entende-se que a perda da acetanilida foi no momento em que se transferiu a acetanilida da placa de petri para o erlenmeyer, em que foi perceptível pequenos grãos que ficaram retidos na primeira vidraria.
Antes de dar continuidade a prática, foi preparada uma mistura de 2 mL de HNO3 mais 5 mL de H2SO4, a fim de obter o íon nitrônio, como pode ser evidenciado na figura (24) abaixo. A mistura dos ácidos foi feita lentamente e no banho de gelo, uma vez que a reação é muito exotérmica. O banho de gelo atuou equilibrando a temperatura por conta do aquecimento da reação, a fim de evitar a perda de reagente por vapor e a menor reatividade do composto. Como o produto esperado é a para-nitroacetanilida, é preciso que ocorra a nitração da acetanilida, e para isso, é preciso que se obtenha o íon nitrônio (NO2+).
A preparação da mistura foi feita em banho de gelo para que pudesse haver um equilíbrio na temperatura do sistema, uma vez que a reação entre os dois ácidos é muito exotérmica, com liberação de gás.
Figura 24 - Mecanismo de formação do eletrófilo para nitração.
Fonte: Elaborada pelo autor.
No mecanismo de obtenção do eletrófilo, o ácido nítrico atua aceitando um próton do ácido sulfúrico, sendo considerado - nesta reação - como uma base. Como foi evidenciado na figura acima, o oxigênio da hidroxila do ácido nítrico, por possuir pares de elétrons livres, ataca o hidrogênio do ácido sulfúrico, ficando com carga parcial positiva e deixando o oxigênio da molécula de ácido sulfúrico negativo. Ao protonar a hidroxila do ácido nítrico, é obtido um bom grupo abandonador, a água, que sai da molécula, formando assim o cátion NO2+ e o ânion HSO4-.
Após obter o NO2+ com a mistura dos ácidos, esta foi adicionada ao erlenmeyer com a acetanilida, a fim de que ocorresse a nitração da mesma. O mecanismo para a nitração da acetanilida pode ser observado na figura (25) a seguir:
Figura 25 - Mecanismo da reação de p-nitração
Fonte: Elaborada pelo autor
Na reação da figura (25), diante do eletrófilo NO2+ presente na solução, a acetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição para em relação a acetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o íon nitrônio ataca o hidrogênio do carbonoligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla e estabelecendo novamente a aromaticidade. Deste processo é regenerado o ácido sulfúrico e é formado a p-nitroacetanilida.
Entretanto, ao nitrar a acetanilida, o NO2+ pode ainda entrar em outras posições, uma vez que esta é orientadora meta de substituintes do anel. Porém, o fato desta ser meta, não impossibilita a formação nas posições orto e para. Abaixo, é possível observar o mecanismo de reação de orto-nitração da acetanilida, na figura (26).
Figura 26 -  Mecanismo da reação de o-nitração.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Na reação da figura (26), diante do eletrófilo NO2+ presente na solução, a acetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o íon nitrônio, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição orto em relação a acetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o nitrônio ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla e estabelecendo novamente a aromaticidade. Deste processo é regenerado o ácido sulfúrico e é formado a o-nitroacetanilida.
Após este mecanismo, ainda é possível nitrar a o-nitroacetanilida em posição orto com relação a acetanilida, como evidenciado no mecanismo da figura (27) a seguir.
Figura 27 - Mecanismo de nitração da o-nitroacetanilida em posição orto.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Na reação da figura (27), diante do eletrófilo NO2+ presente na solução, a o-nitroacetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição orto em relação à o-nitroacetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o eletrófilo ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla e estabelecendo novamente a aromaticidade. Deste processo é regenerado o ácido sulfúrico e é formado 1,3-dinitro-2-acetanilida.
Além dos mecanismos citados, ainda pode ocorrer a nitração da o-nitroacetanilida em posição para com relação a acetanilida, como é possível observar no mecanismo da figura (28) abaixo.
Figura 28 - Mecanismo da reação de formação da orto-para.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Na reação da figura 28, diante do eletrófilo NO2+ presente na solução, a p-nitroacetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição orto em relação a p-nitroacetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o nitrônio ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla e estabelecendo novamente a aromaticidade. Deste processo é regenerado o ácido sulfúrico e é formado 1,5-dinitro-2-acetanilida, esta reação pode ocorrer de maneira similar produzindo o mesmo produto diferenciando-se somente que em vez da p-nitroacetanilida como reagente, esta será substituída pela o-nitroacetanilida.
Tendo em vista que tanto para o preparo do eletrófilo nitrônio (NO2+) quanto para o processo de substituição eletrofílica utiliza-se o ácido sulfúrico como catalisador, é possível que se forme outro eletrófilo na solução o trióxido de enxofre (SO3). A reação de formação do trióxido de enxofre pode ser observada pela figura (29). Este competirá com o nitrônio no processo de substituição eletrofílica, realizando um processo conhecido como sulfonação.
Figura 29 - Formação do eletrófilo para sulfonação.
Fonte: Elaborada pelo autor.
No mecanismo de obtenção do trióxido de enxofre, o oxigênio da hidroxila de um dos ácidos sulfúricos ataca o hidrogênio do outro ácido sulfúrico presente na solução. Ao realizar o ataque, a hidroxila é protonada, produzindo água, que sai da molécula por ser um bom grupo abandonador. A água, ao sair da molécula, possui um oxigênio com pares de elétrons livres que ataca o hidrogênio do íon formado HSO3+, produzindo assim o íon hidrônio (H3O+) e o trióxido de enxofre (SO3).
Após a formação do SO3, a acetanilida interage com este, de acordo com o mecanismo explicitado na figura (30) abaixo.
Figura 30 - Formação da para-sulfonação.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Na reação da figura (30), diante do eletrófilo SO3 presente na solução, a acetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição para em relação a acetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o eletrófilo ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla, estabelecendo novamente a aromaticidade e regenerando o ácido sulfúrico. Contudo a reação prossegue devido a um dos oxigênios do trióxido de enxofre possuir carga negativa. Este ataca um dos hidrogênios do hidrônio existente na solução fazendo com que seja formado para-sulfacetanilida.
Figura 31 - Formação da Orto-sulfonação.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Na reação da figura (31), diante do eletrófilo SO3 presente na solução, a acetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição orto em relação a acetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o eletrófilo ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla, estabelecendo novamente a aromaticidade e regenerando o ácido sulfúrico. Contudo a reação prossegue devido a um dos oxigênios do trióxido de enxofre possuir carga negativa. Este ataca um dos hidrogênios do hidrônio existente na solução fazendo com que seja formado orto-sulfacetanilida.
Figura 32 - Formação da orto-orto sulfonação
Fonte: Elaborada pelo autor
Na reação da figura 32, diante do eletrófilo SO3 presente na solução, a orto-sulfacetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição orto em relação a orto-sulfacetanilida e formando um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o eletrófilo ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla, estabelecendo novamente a aromaticidade e regenerando o ácido sulfúrico. Contudo a reação prossegue devido a um dos oxigênios do trióxido de enxofre possuir carga negativa. Este ataca um dos hidrogênios do hidrônio existente na solução fazendo com que seja formado o 1,3-dissulf-2-acetanilida.
Figura 33 - Reação da para-orto sulfonação
Fonte: Elaborada pelo autor
Na reação da figura(33), diante do eletrófilo SO3 presente na solução, a para-sulfacetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, 
com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição orto em relação à para-sulfacetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o eletrófilo ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla, estabelecendo novamente a aromaticidade e regenerando o ácido sulfúrico. Contudo a reação prossegue devido a um dos oxigênios do trióxido de enxofre possuir carga negativa. Este ataca um dos hidrogênios do hidrônio existente na solução fazendo com que seja formado 1,5-dissulf-2-acetanilida. Esta reação pode ocorrer de maneira similar produzindo o mesmo produto diferenciando-se somente que em vez da p-sulfuroacetanilida como reagente, esta será substituída pela o-sulfuroacetanilida.
Como visto anteriormente, a solução preparada em laboratório pode conter simultaneamente os eletrófilos nitrônio (NO2+) e trióxido de enxofre (SO3), logo outro tipo de processo pode acontecer. Neste processo ambos eletrófilos seriam atacados pelo anel aromático, formando assim um produto que seria ao mesmo tempo sulfonado e nitrado.
Figura 34 - Reação da para-orto nitrosulfonação.
Fonte: Elaborada pelo autor
Na reação da figura (34), diante do eletrófilo NO2+ presente na solução, a o-sulfuroacetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição para em relação à o-sulfuroacetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o eletrófilo ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla e estabelecendo novamente a aromaticidade. Deste processo é regenerado o ácido sulfúrico e é formado o 1-nitro-3-sulf-4-acetanilida. Esta reação pode ocorrer de maneira similar produzindo o mesmo produto diferenciando-se somente que em vez da o-sulfuroacetanilida como reagente, esta será substituída pela o-nitroacetanilida, p-sulfuroacetanilida ou p-nitroacetanilida.
Figura 35 - Formação da orto-orto nitrosulfonação
Fonte: Elaborada pelo autor
Na reação da figura (35), diante do eletrófilo NO2+ presente na solução, a o-sulfuroacetanilida utiliza dos elétrons 𝜋 no anel aromático para atacar o eletrófilo, com isso uma das ligações duplas do anel aromático é desfeita, 
rompendo com a aromaticidade da molécula, unindo o eletrófilo junto a acetanilida. Este entrará na posição orto em relação à o-sulfuroacetanilida e formará um carbocátion adjacente ao carbono ligado ao substituinte. Após isto, o HSO4- formado na reação que produz o eletrófilo ataca o hidrogênio do carbono ligado ao substituinte. Esse ataque faz com que este carbono ataque a ligação com o carbocátion, reiterando a ligação dupla e estabelecendo novamente a aromaticidade. Deste processo é regenerado o ácido sulfúrico e é formado o 1-nitro-3-sulf-2-acetanilida. Também pode-se fazer o mesmo produto de maneira similar utilizando a o-nitroacetanilida como reagente.
Vale ressaltar que tanto o processo de sulfonação quanto o de nitração poderia continuar a ocorrer na molécula, porém a incorporação de um quarto substituinte ao anel aromático seria improvável devido aos substituintes HSO3 e NO2 serem desativantes fortes. Como foi citado os substituintes são desativantes fortes, logo a reatividade do anel aromático e sua capacidade de atacar eletrófilos no meio foram comprometidas, uma vez que sua carga parcial se tornou positiva. Para se fazer a inserção do quarto substituinte teria que se utilizar um meio para aumentar a sua reatividade, o qual poderia ser feito através de altas temperaturas, porém como o experimento foi conduzido a temperatura ambiente, a entrada do quarto substituinte tornou-se inviável.
Para calcular o rendimento total do experimento fez-se uso das equações de cada parte da reação, tanto da formação da acetanilida quanto da produção do eletrófilo nitrônio e da formação da p-nitroacetanilida, as quais podem ser observadas logo abaixo:
C6H5NH2 (l) + (CH3CO)2O(l) → C6H5NHCOCH3 (s) + CH3COOH (l)	(1)
HNO3(aq) + H2SO4(aq) → H2NO3+(aq) + HSO4-(aq)	(2)
H2NO3+(aq) → H2O(l) + NO2+(aq)	(3)
C6H5NHCOCH3 (s) + NO2+(aq) + HSO4-(aq) → C8H8N2O3(s) + H2SO4(aq)	(4)
Como observado através das equações de cada etapa, há a regeneração do ácido sulfúrico no fim do processo, logo podemos considerar que tal composto se caracteriza como um catalisador da reação. Diante disto, podemos simplificar as equações acima, estabelecendo uma equação da reação global que pode ser visto na equação 5 abaixo.
C6H5NH2 (l) + (CH3CO)2O(l) + HNO3(aq)  → C8H8N2O3(s) + CH3COOH (l) + H2O(aq) (5)
Sabendo que foi calculado previamente que o reagente limitante da formação da acetanilida era o anidrido acético, fez-se um novo cálculo para garantir que este permaneceria sendo o reagente limitante da reação. Sabendo-se que o ácido nítrico possui massa molar de 63,012g/mol (LIDE, 2003), que sua densidade é de 1,5129g/ml (LIDE, 2003) e que este é um dos reagentes da equação global, este cálculo pode ser observado logo abaixo:
102,09 g/mol de anidrido acético -  63,012 g/mol de ácido nítrico
2,707 g de anidrido acético - z
z = 1,6708 g de ácido nítrico
1ml de ácido nítrico - 1,5129g de ácido nítrico
2ml de ácido nítrico - p
p = 3,0258g de ácido nítrico
A partir desse cálculo foi constatado que o anidrido acético continuou sendo o reagente limitante da reação e com isso fez-se o cálculo do processo na teoria, ou seja, considerando rendimento de 100%, representado abaixo:
102,09 g/mol de anidrido acético -  180,163 g/mol de p-nitroacetanilida
2,707 g de anidrido acético - t
t = 4,7771 g de p-nitroacetanilida
Entretanto, ao dar início a prática, na adição da mistura contendo ácido nítrico e ácido sulfúrico, esta foi feita mais rápido do que deveria. Sabendo-se que a adição deve ser lenta, com agitação e a frio, a fim de não haver a formação de compostos dinitrados (produto majoritário da reação), foi observado que quando esses aspectos não foram contemplados, a mistura continha uma coloração bem mais escura e oleosa. Uma vez que na prática, por falha humana, não houve agitação e a adição não foi lenta o suficiente, provavelmente houve menor formação do composto desejado (mononitrato), não sendo possível, dessa forma, a recristalização da p-nitroacetanilida. Com isso não se obteve massa da p-nitroacetanilida, comprometendo assim o cálculo do rendimento da equação global. O cálculo do rendimento está logo a seguir:
R=0 g de p-nitroacetanilida 4,771 g de p-nitroacetanilida
R= 0%
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com a realização dos experimentos, a análise dos resultados obtidos, e o estudo sobre as reações em questão e seus respectivos mecanismos, foi possível concluir que, em um meio reacional, dificilmente ocorrerá somente uma reação, e que produtos indesejados vão surgir durante experimentos laboratoriais. Assim como na síntese da p-nitroacetanilida, onde existem diversas reações diferentes ocorrendo simultaneamente gerando produtos diferentes, devido a diversos fatores, como os substituintes ativadores e desativadores ligados ao anel aromático, que influenciam na posição de entrada dos grupos eletrofílicos no anel aromático durante uma reação de substituição nucleofílica. Enquanto os ativadores e desativadores fracos favorecem uma entrada nas posições orto e para, os desativadores fortes favorecem umaentrada na posição meta, mas foi possível evidenciar que existe, mesmo que em pequena escala, a ocorrência de uma orientação meta mesmo quando o substituinte é um ativador, assim como pode-se formar orientações orto e para a partir de ligantes que são fortes desativadores. Outros fatores que influenciam nas reações ocorridas durante a prática foi o fato da presença de dois ácidos no meio reacional, sabendo que o ácido sulfúrico é um ácido mais forte que o nítrico, devido ao seu pKa, e que eles vão reagir formando o eletrófilo da reação desejada, pode acontecer a reação de uma molécula de ácido sulfúrico com outra do mesmo ácido, resultando em um eletrófilo indesejado, que vai acarretar na produção de um produto indesejado. Além dos dois fatores apresentados, existe um terceiro, a possibilidade de um produto formado com um reagente ainda presente no meio reacional, e isso também resultará em um produto indesejado para esta reação. Juntamente a estas observações sobre os fatores que podem influenciar o resultado final de uma reação, também foi possível observar o comportamento de aminas e amidas de cadeias aromáticas, suas respectivas propriedades de reatividade e estabilidade. Com relação ao teste de confirmação, pode-se afirmar que este se caracteriza como um teste de basicidade, pois notou-se que diante de uma solução ácida houve somente a solubilização daquele composto que apresenta um caráter básico. Este teste comprovou que as aminas apresentam um caráter básico superior quando comparadas a amidas, assim possibilitando a formação dos sais orgânicos, estes que apresentam grande solubilidade na fase aquosa diferentemente dos compostos orgânicos em geral não apresentam tal aspecto.
5. REFERÊNCIAS
BRUICE, Y. P. Química Orgânica. 4ª ed. vol 2. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006.
CLAUDINO, Andréia. Preparação de Carvão Ativado a partir de Turfa e sua utilização na Remoção de Poluentes. Florianópolis, Universidade Federal de Santa Catarina, 2003. 
LIDE, R. D. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 84ª ed. CRC Press, 2003
MORRISON, R.; Boyd, R. Química Orgânica. 10ª ed. Boston, Massachusetts: Allyn and Bacon Inc., 1983.
PUBCHEM. Open Chemistry Database. Disponível em: &lt;https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/&gt; Acesso em mar. 2017
	
6. ANEXOS
Questionário
Calcule o rendimento da reação.
Para o cálculo do rendimento da reação é preciso, inicialmente, montar esta reação:
C6H5NH2 (l) + (CH3CO)2O(l) → C6H5NHCOCH3 (s) + CH3COOH (l)
Sabendo-se que foram adicionados 3,025 g de anilina e 2,707 g de anidrido acético, o cálculo do reagente limitante é feito com uma simples regra de três:
93,13 g/mol de anilina - 102,09 g/mol de anidrido acético
      3,025 g de anilina - x
x = 3,316 g de anidrido acético
Os cálculos permitem observar que a reação precisaria de 3,316 g de anidrido acético para ocorrer, entretanto ela ocorre com 2,707 g, o que aponta que a anilina estava com 0,556 g em excesso, então o anidrido acético é o reagente limitante, sendo apenas este último utilizado nos cálculos de rendimento. O rendimento esperado pela reação pode ser obtido da seguinte forma:
102,09 g/mol de anidrido acético - 135,17 g/mol de acetanilida
   2,707 g de anidrido acético - y
y = 3,584 g de acetanilida
O valor calculado representa o rendimento esperado pela teoria, ou seja, de 100%. A partir da quantidade final de acetanilida obtida (3,2366 g), foi calculado o rendimento da reação, utilizando-se do rendimento esperado:
3,584 g de acetanilida esperada - 100% de rendimento
    3,2366 g de acetanilida obtida - w
w = 90,30%
Determine o ponto de fusão da acetanilida obtida e comparar com o descrito na literatura.
Ao final do experimento, não foi necessário determinar o ponto de fusão do composto formado. Sabendo que o ponto de fusão poderia ser uma forma de comprovar a veracidade do produto formado, utilizou-se do teste da solubilização do produto e do reagente para que este servisse como uma forma de verificar o produto formado. 
Sugerir um mecanismo para a reação de formação da acetanilida.
Qual é a função do ácido acético e do acetato de sódio?
A função do ácido acético é atuar como uma solução tampão, ou seja, se em uma solução houver a necessidade de aumentar a concentração ácida ou básica na reação, o ácido acético agirá como uma substância neutralizadora, sendo assim, mantendo o pH em que se encontra constante.
Como se denomina a reação desenvolvida na formação da acetanilida?
De modo geral, pode-se denominar a reação como uma acetilação de aminas, apresentando um mecanismo de uma adição nucleofílica alicíclica.
Por que a anilina é solúvel em solução aquosa de ácido clorídrico e acetanilida não é?
O principal fato para as diferentes solubilidades dos compostos citados na questão, é valor de pKa de ambas substâncias. Como pode ser visto no quadro (II), a anilina apresenta uma basicidade muito superior a acetanilida, e esse fato promove que a anilina seja solúvel em solução de ácido clorídrico e a acetanilida não.
Citar outros métodos da obtenção da acetanilida.
A síntese da acetanilida pode ainda ser com adição de acetato de sódio com ácido acético, ou ainda utilizando-se a piridina em lugar do ácido sulfúrico.
7 . Comentários e Sugestões
Finalizando, pode-se dizer que todos os integrantes participaram igualmente durante a atividade prática em laboratório, assim como na construção e no desenvolvimento do relatório ao longo da semana. Também, pode-se salientar que mesmo não alcançando o objetivo final da prática, por conta de erros cometidos durante o experimento por parte da equipe, os conteúdos postos em prática foram estudados e assimilados por todos os participantes do grupo.
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