Relatório quimica

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Introdução
A síntese orgânica moderna representa um autêntico desafio para aqueles que possuem a arte de sintetizar (construir) moléculas e contribui igualmente para a descoberta e desenvolvimento de novos métodos tecnológicos. A investigação da atividade biológica de novos produtos naturais permite o desenvolvimento de novas drogas com enorme impacto na sociedade moderna. Hoje em dia a síntese orgânica é uma área de interface entre a química e a biologia, dando origem a novas áreas, nomeadamente a química medicinal. Nesta comunicação será apresentado trabalho de investigação desenvolvido no nosso laboratório, assim como outros exemplos de aplicação da síntese orgânica que demonstram a interdisciplinaridade e versatilidade desta ciência. O conhecimento da síntese orgânica, as estruturas dos diversos compostos e o mecanismo das reações envolvidas nas diversas etapas de uma síntese, propiciaram ao homem atual a preparação de inúmeros compostos de seu interesse nas mais diversas áreas, fazendo uso dos diversos tipos de reações, entre elas: hidrogenação catalítica, halogenação, esterificação, salificação, hidrólise, transesterificação.
A acetanilida tem uma grande importância na indústria farmacêutica e é utilizada comoanalgésico. Os analgésicos são drogas que atuam sobre a termorregulação, provocando queda datemperatura febril e são capazes de aliviar a dor inflamatória, além de apresentarem na sua maioria,atividade antiflamatória.Quando empregados como analgésicos estas drogas são efetivas contra dores de intensidadebaixa a moderada particularmente aquelas associadas à inflamação. Não leva a dependência, nãoproduzem hipnose nem alteram outra percepção sensorial que não a dor. A atividade analgésica dossalicilatos é diferente da apresentada pelos hinoanalgésicos de ação central com morfina, a diferençaparece decorrer do fato de que salicilatos exercem seu efeito principal por prevenir uma estadasensibilização de receptores nervosos para a dor. Os salicilatos, portanto, são eficazes principalmentecontra certos tipos de dor — aquelas nos quais as prostanglandinas amplificam os mecanismos de dor básico.O primeiro representante deste grupo (derivados) a ser utilizado como analgésico foi aacetanilida.A acetanilida possui efeito analgésico que não difere da aspirina e possui apenas fraca atividadeantiinflamatória.
A partir dela, através de reações de clorossulfonação, amidação, proteção e desproteção de grupos funcionais, obtêm-se a sulfonilamida. As etapas estão esquematizadas na figura 1.
Figura 1: Esquema da obtenção da sulfanilamida a partir da acetanilida.
Em química, as sulfonamidas (sulfanilamidas) são as amidas de ácidos sulfônicos, de fórmula geral –SO2NHR–.
Em farmacologia, as sulfonamidas são um grupo de antibióticos sintéticos usados no tratamento de doenças infecciosas devidas a microorganismos.
As sulfonamidas são inibidoras competitivas da enzima bacteriana sintetase de dihidroperoato (são análogos do seu substracto o ácido para-aminobenzóico — PABA). A enzima catalisa uma reação necessária à síntese de ácido fólico (o ácido fólico é necessário para a síntese de precursores de DNA e RNA) nas bactérias.
Como as células humanas obtêm o seu ácido fólico da dieta, e não possuem a enzima, não são afetadas. As bactérias, no entanto, são incapazes de absorvê-lo, e precisam produzi-lo, logo elas são afetadas nas doses usadas e param de se reproduzir.
Sulfanilamida é uma sulfonamida antibacteriana, é uma molécula contendo o grupo funcional sulfonamida ligado a uma anilina.
Como um antibiótico, funciona por inibir competitivamente (i.e., por atuar como um substrato análogo) reações enzimáticas envolvendo ácido para-aminobenzóico (PABA). PABA é necessário em reações enzimáticas que produzem ácido fólico o qual atua como uma coenzima na síntese de substâncias como purina, pirimidina e outros aminoácidos.
Objetivos
Síntese da Sulfanilamida a partir da Acetanilida, realizada em três etapas.
Estudo e execução de vários tipos de reações orgânicas relevantes (clorossulfonação, amidação, proteção e desproteção de grupos funcionais).
Procedimento Experimental
Obtenção do Cloreto de p-acetamidobenzenosulfonila a partir da acetanilida
Parte I: Preparação
	Em um balão triturado de 500 mL adicionou-se 10 g de acetanilida seca. Colocou-se este balão em um banho de água fria e equipou-o com um condensador de bolas na abertura central e um funil de separação pequeno em uma das entradas laterais. Vedou-se a outra entrada com uma rolha. Prendeu-se o topo do condensador a um dispositivo para dissolução do ácido clorídrico gasoso em água.
	Colocou-se 25 mL (45 g) de ácido clorossulfônico no funil de separação. Adicionou-se o ácido clorossulfônico, em pequenas porções, e agitou-se o balão, de vez em quando, para assegurar-se mistura completa. Após a adição, aqueceu-se a mistura reacional em banho-maria durante uma hora.
	Retirou-se o condensador e o funil de separação do balão tritubulado e tampou-se as saídas com rolhas.
Parte II: Elaboração
	Derramou-se a mistura oleosa, lentamente, em 150 g de gelo picado ou em água gelada, contida em um béquer, agitando com um bastão de vidro. Realizou-se esta operação cuidadosamente, visto que o excesso de ácido clorossulfônico reage vigorosamente com água.
	Lavou-se o balão com um pouco de água gelada e adicionou-se águas de lavagem ao conteúdo do béquer.
	Quebrou-se algum pedaço maior de material sólido existente e agitou-se a mistura por alguns minutos afim de se obter uma suspensão homogênea do sólido.
	Filtrou-se cloreto de p-acetamido-benzenossulfonila em um funil de Büchner e lavou-o com um pouco de água fria. Usou-se o produto impuro para a próxima etapa, a obtenção da p-acetamidobenzenosulfonamida.
Obtenção da p-amidobenzenosulfonamida a partir do cloreto correspondente
Parte I: Preparação
	Transferiu-se o cloreto de p-acetamidobenzenossulfonila para um balão de 500 mL sobre tela de amianto, e adicionou-se uma mistura de 35 mL de hidróxido de amônio concentrado e 35 mL de água. Adaptou-se esse balão a um condensador de refluxo, com circulação de água.
	Agitou-se bem o conteúdo do balão e aquece-se a mistura, com rotaçõe ocasionais, um pouco abaixo da ebulição, por cerca de 15 minutos. O cloreto de p-acetamidobenzenosulfonila se converterá em uma suspensão pastosa da sulfonamida correspondente.
Parte II: Elaboração
	Esfriou-se a suspensão em gelo e adicionou-se, então, solução diluída de ácido sulfúrico, até a mistura apresentar reação neutra ou ligeiramente ácida ao papel indicador (pH entre 5 e 7).
	Coletou-se o produto em um funil de Büchner, lavou-o com um pouco de água fria e deixou-se escorrer bem.
	O material é suficientemente puro para a etapa seguinte e pode ser seco a 100ºC antes da realização da mesma.
Obtenção da sulfanilamida a partir da p-acetamidobenzenosulfonamida
Parte I: Preparação
	Transferiu-se a p-acetamidobenzenossulfonamida impura para um balão sobre tela de amianto, adicionou-se uma mistura contendo 15 mL de água e 5 mL de ácido clorídrico concentrado. Adaptou-se a este balão um condensador de refluxo, com circulação de água, a ferveu-se suavemente a mistura, durante 30-45 minutos.
	A solução, uma vez resfriada até temperatura ambiente, não deve-se conter nenhum sólido. 
Parte II: Elaboração
	Tratou-se a solução ligeiramente resfriada com 1 g de carvão ativo, aqueceu-se a mistura até ebulição (por 3-10 minutos) e filtrou-se com sucção através de dois papéis de filtro. Lavou-se o carvão com um pouco de água destilada.
	Colocou-se o filtrado (a solução de cloridrato de sulfanilamida) em um béquer de um litro e adicionou-se cautelosamente 8 g de bicarbonato de sódio até reação neutra. Esfriou-se em gelo, filtrou-se a sulfanilamida com sucção, em funil de Büchner e secou-a. O ponto de fusão da sulfanilamida é 161-163ºC. 
Resultados e Discussão
A preparação do Cloreto de p-acetamidobenzenosulfonila é feita a partir da acetanilida com o ácido clorossulfônico, através do mecanismo exposto na figura2.
Figura 2: Mecanismo da preparação do cloreto de p-acetamidobenzenosulfonila a partir da acetanilida com o ácido clorossulfônico.
	Uma das ligações pi do anel aromático reage com o átomo de enxofre eletrofílico do anidrido clorosulfônico. A ligação pi do anel que reage está na posição para em relação ao grupo amida já existente no anel. Isto ocorre pois o grupo amida é um grupo ativante, portanto, orto/para-dirigente. 
	À medida que os elétrons pi do anel reagem com o átomo de enxofre, a ligação pi S O é interrompida gerando uma carga formal no átomo de enxofre. O carbono não reagente da ligação fica com uma carga formal +1.
	Os elétrons no oxigênio carregados negativamente, em seguida, mudam novamente para reformar a ligação pi SO e eliminar bissulfato. Ao mesmo tempo, um átomo de H do anel doa seus elétrons para reformar a ligação pi do anel para restaurar a aromaticidade. O ácido sulfúrico é formado como um subproduto.
	Calculando-se o rendimento dessa reação, tem-se que:
135,17 g/mol -------- 234,17 g/mol
10 g ------------ x
x = 17,32 g de cloreto de p-acetamidobenzenosulfonila
17,32 g ---- 100%
12,50 g ---------- y
y = 72,17 %
	O cloreto de p-acetamidobenzenosulfonila reage com a amônia para formar a p-acetamidobenzenosulfonamida, através do mecanismo exposto na figura 3.
Figura 3: Mecanismo da preparação da p-acetamidobenzenosulfonamida a partir da reação do cloreto correspondente com a amônia.
	A amônia reage com o átomo de enxofre eletrofílico e quebra a ligação SO. O H no átomo N amino é transferida para o oxigênio carregado negativamente. Depois, HCl é eliminado a partir do intermediário para gerar p-acetamidobenzenossulfonamide.
Calculando-se o rendimento dessa reação, tem-se que:
234,17 g/mol -------- 215,17 g/mol
12,50 g --------------- x
x = 11,48 g de p-acetamidobenzenosulfonamida
11,48 g ---- 100%
1,624 g ---------- y
y = 14,14 %
	A p-acetamidobenzenosulfonamida reage com HCl aquoso para, finalmente, formar a sulfanilamida através do mecanismo exposto na figura 4.
Figura 4: Mecanismo da preparação da sulfonilamida a partir da reação da p-acetamidobenzenosulfonamida com HCl aquoso.
	Como ouve um excesso de Na2CO3 na segunda etapa foi formado um sal solúvel, por isso não foi possível calcular o rendimento. 
Conclusão
Conclui-se, então, que através de reações simples feitas em laboratório consegue-se preparar princípios ativos de medicamentos vendidos comercialmente. 
Um ponto importante que se deve levar muito em consideração é a purificação desses compostos para poderem ser comercializados com segurança.
Referências Bibliográficas
Química Orgânica Experimental - 2ª Ed. 2009. Engel, Randall G.; Kriz, George S.; Lampman, Gary M.; Pavia, Donald L. Bookman.