Obtenção da Acetanilida

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1. INTRODUÇÃO
1.1. Compostos de carbonila
	Os compostos de carbonila possuem grande importância devido à sua presença em diversos lugares, como por exemplo, na maioria das moléculas biológicas, agentes farmacêuticos e substâncias sintéticas presentes em nosso dia-a-dia.
	Nessa categoria estão presentes diversas funções orgânicas, como por exemplo: aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, haletos ácidos, anidridos ácidos, fosfatos de acila, ésteres, lactonas, tioésteres, amidas e lactamas.
	Dentre todas essas funções orgânicas, é útil separá-las em duas categorias distintas de acordo com o tipo de reação que sofrem. Na primeira categoria estão os aldeídos e as cetonas que são compostos nos quais o grupo acila está ligado a um átomo que não pode estabilizar a carga negativa, e consequentemente não pode atuar como grupo abandonador em uma substituição nucleofílica. Na outra categoria estão os ácidos carboxílicos e seus derivados, pois eles estão ligados a um átomo que pode estabilizar uma carga negativa, podendo, dessa maneira, agir como um grupo abandonador numa reação de substituição nucleofílica. (MCMURRY, 2011, p. 646-647)
1.2. Reações de substituição nucleofílica de acila
	Um carbono com hibridização sp2 atua como um centro de substituição muito efetivo quando a ligação dupla se dá com um átomo muito eletronegativo como oxigênio, nitrogênio, ou enxofre. Nesse caso a nuvem π encontra-se fortemente polarizada, fazendo com que o carbono fique com uma carga parcial positiva, e consequentemente baixando a energia de seu LUMO. Sendo assim, um ataque nucleofílico é bastante facilitado.
	Uma reação de substituição nucleofílica de acila irá ocorrer quando o carbono da carbonila estiver ligado a um bom grupo de saída, como por exemplo, Cl, Br, OH, OR, NH2, entre outros. Nesse caso é formado um alcóxido tetraédrico intermediário que não é isolado. (CONSTANTINO, 2012, p. 361-362)
Figura 1 – Esquema mecanístico geral para a substituição nucleofílica de acila
1.2.1. Reatividade relativa de derivados de ácidos carboxílicos
	Na reação as duas etapas, de adição e de eliminação, afetam a velocidade total, porém a etapa de adição do nucleófilo, na maioria dos casos é a etapa limitante. Dessa forma, quaisquer fatores que aumentarem a reatividade da carbonila frente aos nucleófilos, favorecerão a substituição.
	Os fatores de importância para a reatividade, nesse caso são os fatores estéricos e eletrônicos. Estericamente observa-se que numa série de derivados de ácido similares os grupos carbonilas mais desimpedidos são os mais reativos, por exemplo, considerando o carbono alfa a ordem de reatividade será: carbono alfa primário > carbono alfa secundário > carbono alfa terciário > carbono alfa quaternário.
	Já eletronicamente, percebe-se que os compostos fortemente polarizados são mais reativos que os menos polarizados, onde os mais reativos são os compostos nos quais o carbono é mais eletrofílico. Dessa maneira tem-se a seguinte ordem de reatividade: amida < éster < tioéster < anidrido ácido < cloreto de ácido. (MCMURRY, 2011, p. 742-744)
1.2.2. Reações de anidridos ácidos
	A atividade química dos anidridos é semelhante à atividade dos cloretos de ácidos, pois embora sejam um pouco menos reativos, eles sofrem os mesmos tipos de reações, como por exemplo: reagem com água para formar ácidos, com alcoóis para gerar ésteres, com aminas para produzir amidas e com LiAlH4, para formar alcoóis primários. (MCMURRY, 2011, p. 757-758)
1.2.2.1. Conversão de anidridos em amidas
	Frequentemente usa-se o anidrido acético para se preparar as acetamidas N-substituídas a partir de aminas. Nesse caso, apenas um parte da molécula do anidrido é utilizada, agindo a outra parte como um grupo abandonador numa substituição nucleofílica de acila, produzindo um acetato como subproduto. (MCMURRY, 2011, p. 756) A reação ocorre pelo seguinte mecanismo em meio básico:
Figura 2 - Mecanismo geral para a obtenção de acetamidas N-substituídas
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo Geral
Obter a acetanilida a partir da anilina
2.2. Objetivos Específicos
Recristalizar o produto a fim de purificá-lo
Calcular o rendimento obtido na síntese.
3. MATERIAIS E REAGENTES
Tabela 1 – Materiais e reagentes utilizados
	Bancada geral
	Bancada específica
	Bastão de vidro (1)
	Água destilada
	Béquer de 250 mL
	Anidrido acético
	Cuba
	Anilina
	Espátula
	Estufa
	Funil de líquidos
	Funil de Buncher
	Pipeta Pasteur
	Gelo
	Proveta de 100 mL
	Kitassato
	Vidro de relógio
	Papel de filtro
	 
	Placa de agitação magnética
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Antes de iniciar o experimento fez-se devidos cálculos para analisar o quanto seria utilizado do solvente (Anilina). Listado abaixo os cálculos:
Massa Molar Anilina (C6H5NH2) = 93,13 g/ mol
1 mol – 93,13 g
 x - 7,75 g
 x = 0,08 mol C6H5NH2
d C6H55NH2 = 1,02 g/ cm3
1,02 g – 1 mL
7,75 g – x
 X = 7,59 mL C6H5NH2.
Massa molar do Anidrido Acético (CH3CO)2O = 102,08 g/mol
d (CH3CO)2O = 1,08 g/mL
1,08 g – 1 mL
9,7 g - x
 X = 8,98 mL (CH3CO)2 O
Em um béquer de 250 mL adicionou-se 7,59 mL de anilina e 60 mL de água, e com o auxílio de um bastão de vidro, agitou-se a mistura, sob agitação foi adicionado 8,98 mL de anidrido acético. Após observado a formação da acetanilida, adicionou-se 30 mL de água e agitou-se a mistura com o bastão de vidro por mais cinco minutos. 
Após o fim da agitação, colocou o béquer com a mistura em um banho de gelo. Após o banho de gelo, adicionou-se mais 30 mL de água no líquido formado e agitou-o novamente por 7 minutos. 
Acompanhou-se o término da reação por cromatografia de camada fina (CCF), onde foi utilizado uma pequena amostra de anilina (amostra padrão), fazendo um sppoting na folha cromatográfica e outro sppoting com a amostra do produto formado. 
Logo a determinação dos devidos Rfs, utilizando como eluente uma solução 20% acetato de etila / Hexano, determinou-se a massa de papel de filtro que seria usado no funil de Buchner para a filtração a vácuo. Filtrou-se o precipitado e lavou-se o sólido com água gelada., enquanto isso, foi colocado no agitador magnético um béquer contendo 80 mL de água para aquecer para fazer a recristalização do sólido e também o funil de líquidos na estufa a fim de deixá-lo bem quente.
Em um béquer de 250 mL adicionou-se o sólido filtrado (produto), em seguida adicionou-se aproximadamente 60 mL de água quente ao béquer e o colocou sobre o agitador magnético para ser aquecido. Ao estar aquecido fez-se a recristalização. Após o béquer com o produto recristalizado esfriou colocou-o no banho de gelo por 5 minutos, e após o tempo determinado, filtrou-se novamente a vácuo. Retirou-se o restante do sólido que ficou retido no béquer com um pouco de água gelada, após a retirada do sólido do funil de buchner, o sólido foi colocado em um papel de filtro pequeno e envolto em outro papel de filtro maior para secagem e uso posterior. 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A fim de explicar a reação de obtenção da acetanilida propôs-se o mecanismo abaixo:
Figura 3 – Síntese de acetanilida
Quando adicionado a anilina e o anidrido acético a mistura passou a ter coloração escurecida e após a verificação foi adicionado 30 mL de água e ao homogeneizar o sistema a mistura passou a ser viscosa. E agitou-se a mistura por 5 minutos.
Figura 4 - Mistura de anilina, anidrido acético e água sob agitação com bastão de vidro
Após parar de agitar, colocou-se a mistura no banho de gelo a fim de deixar o líquido mais viscoso.
Para a cromatografia utilizou-se uma solução de 20%acetato de etila/Hexano. Fez-se os devidos sppotings, uma com a amostra padrão, anilina, e outro com o meio reacional. Visualizaram-se as manchas formadas no ultravioleta no comprimento de onda de 254 nm (mais energético). 
Em seguida colocou a placa cromatográfica no béquer que continha o eluente, e foi aguardado o eluente correra placa para assim revelar as manchas e fazermos os devidos Rfs.
 
Figura 5 - Cromatografia da anilina e produto
Após a revelação das manchas formadas fez-se os devidos Rfs, que estão abaixo:
Anilina
1ª mancha: Correu a placa 0,5 cm
2ª mancha : Correu a placa 2,9 cm
Produto
1ª mancha: Correu a placa 0,5 cm
2ª mancha: Correu a placa 1,3 cm
3ª mancha: 1,9 cm
	
	Pode-se perceber pela cromatografia da anilina, que a mesma continha uma quantidade significativa de impurezas, o que é sinalizado pelas duas manchas à esquerda da placa. Também foi possível verificar que nem toda anilina reagiu, pois houve a obtenção de dois valores de Rf próximos na anilina (0,33) e no produto (0,31).
Ao béquer que continha o líquido viscoso que estava no banho de gelo, adicionou-se mais 30 mL de água e agitou-se a mistura por mais 5 minutos. Ao agitar a mistura, o líquido ficou espumando, indicando a saída de ácido acético.
Figura 6 – Mistura reacional
Após a agitação da mistura, fez-se a filtração à vácuo da mistura. Tirou-se todo o sólido formado no béquer, pois esse é o nosso produto. Depois de separar o sólido inçou-se com água gelada, para que o sólido não solubilizasse em água.
Colocou-se o funil de líquidos na estufa e 80 mL de água no agitador magnético para assim fazer a recristalização do produto formado.
Em um béquer de 250 mL adicionou-se o sólido filtrado.
Figura 7 - Sólido filtrado (produto)
Adicionou-se ao béquer que continha o produto acima, 60 mL de água quente e foi colocado no agitador magnético a fim de esquentar a mistura.
Depois de certo tempo a mistura passou a ter outro aspecto que pode se observado abaixo:
Figura 8 – Mistura depois de aquecida.
Após essa verificação fez-se a recristalização.
 
Figura 9 – Procedimento de recristalização mais o filtrado
O filtrado foi um líquido incolor com cristais de coloração branca.
Depois de esperar 5 minutos para que o sistema esfriasse, o béquer foi colocado no banho de gelo por mais 5 minutos.
Após o tempo determinado no banho de gelo, filtrou-se a mistura no funil de Buchner. E o sólido foi retirado e colocado em um papel de filtro e armazenado no dessecador e após 5 dias foi pesado a fim de analisar seu rendimento, que pode ser conferido abaixo:
Massa do produto formado: 5,087 g
1 mol C8H9NO (Acetanilina) – 135,16 g
0,08 mol C6H5NH2 (Anilina) – x
 X= 10,8128 g C8H9NO
Rendimento:
10,8128 g C8H9NO – 100%
5,087 g C8H9NO – x
 X= 47,04%
6. CONCLUSÃO
	O experimento permite constatar a eficiência do método de obtenção da acetanilida a partir da anilina. 
	É necessário muito cuidado no processo de purificação do produto, pois é possível que muito do produto se perca nessa etapa. Porém, é certa a obtenção da acetanilida, pelo mecanismo de adição nucleofílica-eliminação, por ser, o anidrido acético um derivado de ácido carboxílico de reatividade considerável.
7. REFERÊNCIAS BILBIOGRÁFICAS
CONSTANTINO, Maurício Gomes, Química orgânica, volume 2: curso básico universitário / Maurício Gomes Constantino. – Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
MCMURRY, Jonh. Química Orgânica, combo / Jonh McMurry; tradução All Tasks; revisão técnica Robson Mendes Mattos. São Paulo: Cengage Learning, 2011.
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