N° 05 Acilação CalianeMarques

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IQ-UFBA 
Departamento de Química Orgânica 
QUI-B37 – Química Orgânica Básica Experimental I-A 
 2016.1 
 
RELATÓRIO DE ATIVIDADES (Modelo II: SÍNTESE) 
 
 Título: Reação de acilação 
 Data: 14/02/2017 
 Autor (*): Caliane dos Santos Marques 
 
1. Introdução 
 
1.1 Objetivos 
 
 Discutir o mecanismo de uma reação de acilação; 
 Utilizar métodos de preparação, separação, purificação e caracterização da acetanilida; 
 Aplicara técnica de recristalização para purificar um composto orgânico; 
 Discutir métodos de caracterização para o produto preparado. 
 
 
1.2 Fundamentação teórica 
 
Aminas são compostos com um, dois ou três grupos alquila ou arila ligados ao átomo de nitrogênio. 
Como uma classe, aminas incluem compostos biológicos da maior importância, respondendo por 
várias funções em organismos vivos, como regulação biológica, neurotransmissores, e defesa contra 
predadores, por seu alto grau de atividade biológica, muitas aminas comuns são utilizadas como 
drogas ou medicamentos. 
 
A acetanilida foi introduzida em1886 com o nome de antifebrina por Cahn e Hepp que descobriram 
acidentalmente sua ação antipirética encontra-se no grupo dos primeiros analgésicos para substituir os 
derivados da morfina. No entanto, provou-se que a acetanilida é excessivamente tóxica, e é 
atualmente um importante intermediário sintético para obtenção de corantes e fármacos como, por 
exemplo, a sulfonilamida. Quanto a sua classificação das cadeias carbônicas ela se caracteriza por 
uma cadeia fechada, aromática, insaturada e homocíclica. Sua ação fisiológica é de um antipirético, 
potente analgésico e antiespasmódico, diminui a ação reflexa, contração involuntária da medula 
espinhal e inibe a sensibilidade dos nervos; aumenta a pressão arterial e diminui proporcionalmente o 
ritmo cardíaco. Também possui uma ação diurética, estimulante cerebral, muscular e vasomotor, seu 
efeito analgésico não difere da aspirina, possui apenas fraca atividade anti-inflamatória; é um 
poderoso diaforético (provoca transpiração), sedativo cerebral, o pulso se torna lento e frequentemente 
é seguido de um sono tranquilo. Em alguns casos há tendência para desmaio, calafrios e cianose 
durante o período de queda da temperatura. 
 
 O termo "acilação" cobre todas as reações que resultam na introdução de um grupo acila em um 
composto orgânico. As reações de acilação de aminas e fenóis apresentam grande interesse nas áreas 
de síntese, analítica e biológica. Muitas amidas e ésteres preparados por esta reação possuem 
aplicações diretas como fármacos. O ácido acetilsalicílico, a fenacetina e o acetominofen 
(paracetamol) são exemplos de compostos utilizados em diversos fármacos com ação analgésica suave 
(aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). 
 
 O grupo acila também pode ser utilizado com um grupo protetor em uma rota sintética. Essa 
proteção é necessária porque muitas reações não ocorrem com grupos aminas ou fenóis livres, mas 
ocorrem nos acil-derivados. O grupo protetor é definido como um grupo adicionado antes de uma 
reação e retirado após realizada a transformação. As reações de acilação mais comuns são a acetilação 
e benzoilação. Em análise orgânica, existe uma grande importância no preparo de derivados porque 
eles permitem a caracterização de algumas substâncias (confirmação da identidade). 
 
 A reação de acetilação pode ser feita através de dois métodos: com cloreto de acetila ou 
anidrido acético produzindo derivados acetilados. Contudo, os cloretos de acetila são pouco utilizados 
devido ao seu alto custo e toxicidade. Nesse caso, o presente experimento realiza a reação de 
acetilação com o anidrido acético em água. Busca-se nesse experimento evitar o uso de substancias 
auxiliares como ácido acético, acetato de sódio etc. Esse protocolo foi escolhido por seguir o conceito 
de Química Verde. A química verde é uma área de pesquisa que visa o desenvolvimento de 
tecnologias e materiais incapazes de causar poluição, ou que possam produzir menos resíduos. 
 
1.3 Reação principal e possíveis reações secundárias 
 
 
Reação de acilação para a anilina. 
 
 
1.4 Mecanismo da reação principal 
 
 
 
 
2. Parte experimental 
 
2.1 Resumos do experimento (procedimento e/ou fluxograma) 
 
2.1.1Preparação da acetanilida (Reação de N-acilação) 
 
1. Erlenmeyer de 250 mL adicionar 8mL de anilina e 60 mL de água destilada e com agitação 10 mL de 
anidrido acético (2) (em pequenas porções). 
2. Manter a mistura reacional à temperatura ambiente com a agitação por 10 minutos. 
3. Depois de passado o tempo reacional, resfriar a mistura em banho de gelo/água por aproximadamente 
10 minutos. 
4. Após resfriar a solução, realizar a filtração a vácuo do sólido formado utilizando um funil de Buchner 
acoplado a um Kitasato. 
5. Em seguida, lavar o sólido obtido com água destilada gelada para remoção de reagentes residuais 
(~100 mL). 
 
 
2.1.2 Recritalização da acetanilida (purificação) 
 
 Erlenmeyer de 500mL, adicionar o sólido branco obtido, fragmentos de porcelana porosa e 150 mL 
de água destilada (a água destilada deve ser pré-aquecida para acelerar o processo). 
 Coloque o Erlenmeyer sobre uma chapa de aquecimento e leve a mistura até a ebulição sob forte 
agitação. Quando a solução alcançar a ebulição observe se ocorreu a dissolução total do produto, caso 
isso não ocorra deve-se adicionar mais água destilada. 
 Após a dissolução completa do sólido, retire a solução do aquecimento e adicione 0,1g (~1 espátula) 
de carvão ativado. 
 Aquecer a mistura até a ebulição. 
 Separe um funil de vidro de colo curto e prepare um papel filtro pregueado. 
 Após a solução atingir novamente a temperatura de ebulição (ferver) realize a filtração da solução 
com papel pregueado e o auxílio de um bastão de vidro, utilize um Erlenmeyer de 250 mL 
previamente aquecido para receber o filtrado. 
 Após o término da filtração, deixar o filtrado em repouso até que atinja a temperatura ambiente. 
Observar a formação de cristais e, em seguida, resfriar em banho de gelo e água (~ 5 minutos). 
 Realizar a filtração a vácuo do produto final utilizando um Kitasato e um funil de Buchner. 
 Usar a própria água da recristalização para transferir os cristais que podem permanecer no 
Erlenmeyer. 
 Utilizando uma espátula, transferir os cristais obtidos para um papel de filtro, secar à temperatura 
ambiente. Depois de secar o material, determinar o rendimento obtido (RO) e o rendimento percentual 
(R%). O rendimento médio para essa reação é de 7,5g. 
 
 
2.2 Desenho da aparelhagem (quando for o caso) 
 
Aparelhagem para filtração a vácuo com funil de Buchner. 
 
 
 
 
 
 
Sistema de filtração a quente com papel pregueado. 
 
 
 
 
2.3 Materiais. 
 
i) Reagentes e solventes (substâncias químicas); 
 Anilina 
 Anidrido acético 
 Agua 
ii) Vidraria; 
 
 Erlenmeyer 
 
iii) Materiais diversos; 
 Porcelana 
 Papel de filtro 
 Espátula 
 
iv) Equipamentos. 
 
 
 
2.4 Tabela de reagentes e produtos 
Reagentes e Produtos MM 
Quantidades Proporção 
mL g mol Teórica Usada 
Anilina 93 8 8.16 0,09 1:1 
Anidrido acético 102 10 10,10 0,10 1:1 
Sub-total (reagentes) - - - - - 
Catalisador - - - - - - 
Água destilada 18 150 150 - - - 
Total (reagentes, catalisador, solvente etc.) - - - - - 
Acetanilida 135,17 - - - 1:1:1 - 
 
 
2.5 Tabela de propriedades físicas 
 
Substância MM 
d 
g/mL 
Tf 
o
C 
Te 
o
C nTD
 
Solubilidade (g/100 mL) 
H2O EtOH CHCl3 Et2O 
ANILINA 93,13 1,02 - 6,3 184,1 - 3,7 - - - 
ANIDRIDO ACÉTICO 102,09 1,08 -73,1 139,8 -Mis. - - - 
ACETANILINA 135,17 1,22 114,3 304 - 5,63 Sol. Sol. Sol. 
 
 
2.6 Tabela de propriedade toxicológicas (resumo objetivo) 
 
Substância Propriedades (riscos à saúde, inflamabilidade, reatividade) 
Anilina 
Tóxico, venenoso, se exposto à pele. irritante para os olhos. venenoso, se 
ingerido. 
Acido acético 
Corrosivo. Inflamável. Pode causar irritação nas mucosas do nariz, 
garganta, pulmão e dificuldade na respiração. vômito e diarreia, pele: os 
sintomas incluem vermelhidão, dor e queimaduras. 
Acetanilina 
Não é irritante para olhos e pele. Ingestão: Pode produzir desconforto 
gastrintestinal, náuseas, vômitos e diarréias. Inalação: Inalação de grande 
quantidade de vapor concentrado pode causar irritação na via respiratória. 
 
3. Resultados, discussão, observações e conclusões 
 
3.1 Observações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O inicio da obtenção da acetanilida, foi feito o seguinte procedimento de preparação da acetanilida, 
usando se um erlenmeyer adicionou a anilina, seguida pelo anidrido acético, que foi adicionado 
lentamente, sempre agitando, e depois se manteve a agitação por 10 minutos e a obtenção de uma 
mistura com pequenos fragmentos marrons e outra parte branca heterogenia. 
Anilina Anidrido acético Mistura de anilina e 
agua. 
Adição de acido acético 
lentamente e com agitação 
Obtenção de uma mistura heterogenia com cor 
branca e fragmentos marrons, mantendo por 
agitação de 10 minutos, para ocorrer a reação. 
Depois de passado 
o tempo reacional, 
resfriou a mistura 
em banho de 
gelo/água por 
aproximadamente 
10 minutos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Após resfriar a solução, realizou-se a filtração a vácuo do sólido formado para realizar a 
separação entre a fase aquosa e a porção insolúvel em água que corresponde a 
acetanilida, utilizando um funil de Buchner acoplado a um Kitasato, lavou o sólido 
obtido com água destilada gelada para remoção de reagentes residuais (~100 mL). 
Produto obtido após a 
filtração. 
A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria, então adicionou água ao 
erlenmeyer com o produto, três fragmentos de porcelana porosa ( para evitar uma ebulição violenta)e 150 mL de 
água destilada (a água destilada deve ser pré-aquecida para acelerar o processo) e logo depois colocou na chapa para 
aquecimento ate atingir a ebulição sob forte agitação para que o produto seja totalmente dissolvido, adicionou- se 
carvão ativo. Depois de adicionar o carvão ativado reaqueceu a mistura até a ebulição, para remoção de impurezas, 
papel este feito pelo carvão que atua adsorvendo as impurezas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Após a solução atingir novamente a temperatura de ebulição (ferver) realizou a filtração da solução 
com papel pregueado. Ocorreu então a filtração da acetanilida, foi coletada no béquer juntamente e 
as impurezas adsorvidas no carvão ativo ficaram retidas no papel filtro. Depois de filtrado a 
solução foi mantida em temperatura ambiente O filtrado foi deixado em repouso em temperatura 
ambiente. Observou-se a formação de cristais e, em seguida, resfriou a soluça~em banho de gelo e 
água por aproximadamente 5 minutos. 
Formação da acetanilida, devido a 
diminuição da temperatura, 
diminuindo a solubilidade da 
acetanilida pela agua, ocorrendo 
assim a formação de cristais na 
forma acicular, característico da 
acetanilida. 
Depois da precipitação foi realizada 
a filtração a vácuo do produto final 
utilizando um Kitasato e um funil de 
Buchner, depois os cristais foram 
transferidos para um vidro contendo 
papel de filtro para secar em 
temperatura ambiente, e depois 
calcular o rendimento obtido. 
Filtração á vácuo utilizando um 
Kitasato e um funil de Buchner. 
3.2 Avaliação da eficiência da reação ou processo 
 
 
i) Rendimento Teórico (RT); 
 
O rendimento teórico é calculado com base na quantidade molar do reagente 
limitante a anilina, tomando-se em conta a estequiometria da reação. Teoricamente, 
o rendimento ideal seria de 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); 
 
11,74__________100% 
7,5g ___________x% 
 
R: Então 7,5g equivale a 63% do rendimento teórico. 
 
 
iii) Rendimento Obtido (RO); 
 Massa acetanilida após secagem (2º rendimento)= papel filtro+acetanilida - 
papel filtro. 
 
 Massa acetanilida= 4,035 
 
 
iv) Rendimento percentual (R%); 
 
Rp= massa rendimento obtido/massa rendimento teórico x100 
 
4.035 x100= 34,36% do rendimento teórico 
 11.74 
 
 
v) Economia de átomos (EA%); 
A economia de átomos é calculada dividindo-se o peso molecular do produto 
desejado pelo peso molecular de todas as substâncias produzidas. 
 
 %EA =__peso molecular do produto desejado__ x 100= (135)/ (93 + 102) = 0,69 x 100= 69% 
 peso molecular de todas as substancias produzidas 
 
vi) Fator ambiental E (Fator E). 
 
É calculado a partir da razão entre o somatório das massas dos produtos 
secundários e a massa obtida do produto desejado sendo assim a formula para o 
calculo é a seguinte: 
 
 (Massa total usada na reação) – (massa do produto desejado) / (massa do 
produto desejado) 
 OBTEM-SE ENTÃO (8,16+10,8) – 4.035)/ 4,035 = 3,6 
3.3 Conclusões 
 
 Conseguiu-se sintetizar a substâncias acetanilida, através da técnica de acilação nucleofílica. Os reagentes: 
anidrido acético e anilina reagem rápido entre si. A reação é exotérmica, devido à subida da temperatura, 
que facilita a reação. A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria 
(fato que favorece a sua recristalização). 
A água atua 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 pode ser facilmente separado do composto. 
 
Os banhos de gelo e água fria usada na filtração tem a finalidade de fazer com que a temperatura 
diminuísse e assim uma formação de cristais devido à diminuição da solubilidade da acetanilida e 
ocorrendo a possível cristalização. O teste de eficiência da recristalização na purificação da acetanilida foi feito 
através dos cálculos de rendimento para esse produto. Através dos cálculos ocorreu uma obtenção baixa no produto 
final no valor de 34,36% em comparação com o rendimento teórico, mas são um pouco satisfatórios, pois nunca se 
obtém 100% do produto desejado. 
 
O fator E toma em consideração todas as substâncias utilizadas na reação, incluindo os solventes (exceto 
água) e a parcela de reagentes não convertidos. Quanto maior o valor do factor E, maior a massa de resíduo 
gerada e menos aceitável o processo, do ponto de vista ambiental.Este conceito é utilizado principalmente 
a nível industrial e as indústrias que apresentam maior valor deste fator são a Farmacêutica e da Química 
Fina. O fator é da reação foi baixo um valor de 3,6%, este valor é aceitável por ser baixo sendo um ponto 
positivo para a reação. 
 A acetanilida possui uma ação diurética, estimulante cerebral, muscular e vasomotor, seu efeito 
analgésico não difere da aspirina, possui apenas fraca atividade anti-inflamatória; é um poderoso 
diaforético (provoca transpiração), sedativo cerebral, o pulso se torna lento e frequentemente é seguido de 
um sono tranquilo. Possui ação antipirética encontra-se no grupo dos primeiros analgésicos para substituir 
os derivados da morfina. No entanto, provou-se que a acetanilida é excessivamente tóxica, e é atualmente 
um importante intermediário sintético para obtenção de corantes e fármacos como, por exemplo, a 
sulfonilamida. Quanto a sua classificação das cadeias carbônicas ela se caracteriza por uma cadeia fechada, 
aromática, insaturada e homocíclica. Sua ação fisiológica é de um antipirético, potente analgésico e 
antiespasmódico, diminui a ação reflexa, contração involuntária da medula espinhal e inibe a sensibilidade 
dos nervos; aumenta a pressão arterial e diminui proporcionalmente o ritmo cardíaco. 
 
 
4. Respostas do questionário 
 
1. Um rendimento maior da acetanilida pode ser observado durante as etapas envolvidas 
no processo, sendo que na etapa de preparação da acetanilida sendo envolvida neste 
processo a reação de n_acilação, temos que realizar a adição dos componentes da 
reação como esta exemplificada no roteiro para favorecer que esta ocorra 
corretamente sendo que primeiro deve se adicionar a anilina seguida da água para 
evitar a hidrolise do anidrido acético em ácido acético, influenciando na reação e 
rendimento, outro fator que deve ser observado e a agitação, que facilitara a 
ocorrência da reação ocorra. O processo de recristalização baseia-se na diferença de 
solubilidade que pode existir entre um composto cristalino e as impurezas presentes 
no produto da reação, usar um solvente mais apropriado para a recristalização, que 
possa eliminar as impurezas existentes, como foi feito usando a agua. O resfriamento, 
durante o processo de recristalização, deve ser feito lentamente para que se permita a 
disposição das moléculas em retículos cristalinos, com formação de cristais grandes e 
puros, outro ponto é observar completa dissolução do produto. 
2. O solvente usado na recristalização é a água. Apesar da diferença de polaridade das 
duas substâncias, o fator que aumenta muito a solubilidade em compostos orgânicos, 
é a temperatura. Quanto maior a temperatura em solução de compostos orgânicos, 
maior será a solubilidade, isto explica usar água quente em processos de 
recristalização. 
3. É recomendado utilizar uma quantidade mínima de solvente (água) para garantir uma 
solução saturada a quente provocando a quebra das ligações com as impurezas 
garantindo-se maior quantidade de cristais livres das impurezas, dissolvidos em 
solução. 
4. Usou-se carvão o carvão ativo porque ele é um adsorvente de impurezas coloridas e 
resinosas. Portanto como se quer na recristalização o composto mais puro possível, 
coloca-se carvão, que é totalmente insolúvel em água, e extrai as impurezas do meio. 
5. Usa-se filtração a quente quando se quer obter um produto livre de impurezas 
insolúveis e garantir que o produto recolhido no filtrado seja somente aquele que lhe 
interessa. No caso do nosso experimento tem que ser feito, pois a acetanilida é 
solúvel em água quente, e insolúvel em agua fria, as impurezas ficaram retidas no 
carvão e ocorrerá uma purificação e obtenção do produto desejado. 
6. Usa-se o papel de filtro pregueado na filtração á quente para obter-se uma maior 
superfície de contato do filtro com a solução aumentando a velocidade de filtração e 
melhorar o resfriamento do sistema filtrante. 
7. É aconselhável resfriar a solução lentamente, pois assim garantimos que o retículo 
cristalino formado estará livre de impurezas que porventura possam se formar 
internamente ao retículo puro. 
8. Solventes que possuem facilidade de solubilização do composto a ser recristalizado a 
altas temperaturas e consequentemente dificuldade de solubilizá-lo a baixas 
temperatura não reagir com o composto a ser repurificado, deve possuir ponto de 
ebulição menor do que o composto a ser recristalizado, deve dissolver melhor as 
impurezas existentes na solução. 
9. 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. 
10. A temperatura de fusão da acetanilida é 114,3 ºC e a temperatura do produto obtido 
foram próximas á temperatura da literatura, mostrando que os processos foram feitos 
com cuidado e obteve o produto livre de impurezas. 
11. Serve para capturar o vapor e fazê-lo retornar ao sistema.