Relatorio Quimica Experimental Sintese da Acetinilina

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UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE-UNESC
CURSO DE FARMÁCIA
CRISPIM INACIO
JANAINA DE CARVALHO ALVES
 SÍNTESE E PURIFICAÇÃO DA ACETANILIDA
CRICIUMA, JUNHO DE 2017
CRISPIM INACIO
JANAINA DE CARVALHO ALVES
SÍNTESE E PURIFICAÇÃO DA ACETANILIDA
Relatório solicitado pela Prof. Marília Schutz Borges na disciplina de Química Experimental da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC.
CRICIUMA, JUNHO DE 2017
SUMÁRIO
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1 INTRODUÇÃO	�� HYPERLINK \l "__RefHeading__33_1069191470"�4
2 OBJETIVOS	4
2.1 Objetivo Geral	4
2.2 Objetivos específicos	4
3 REFERENCIAL TEÓRICO	5
3.1 Técnica Correta de Pipetagem................................................................................5
3.2 Definições................................................................................................................6
3.2.1 Erro Absoluto........................................................................................................6
3.2.2 Erro Relativo.........................................................................................................7
3.2.3 Precisão................................................................................................................7
3.2.4 Exatidão................................................................................................................8
4 CLASSIFICAÇÃO DOS ERROS DE MEDIDA	8
4.1 Erros Grosseiros......................................................................................................8
4.2 Erros Sistemáticos...................................................................................................9
4.3 Erros Aleatórios.......................................................................................................9
5 CALCULANDO A VARIÂNCIA DA MÉDIA	10
6 MATERIAIS E MÉTODOS........................................................................................11
7 RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................13
8 CONCLUSÃO...........................................................................................................14
9 REFERÊNCIAS........................................................................................................14
10 TABELA DE DADOS..............................................................................................14
11 ATIVIDADES..........................................................................................................15
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1 INTRODUÇÃO
	Um processo amplamente utilizado na prática de laboratórios é a síntese e purificação de certas substâncias, permitindo a construção de moléculas de diferentes níveis de complexidade.
	É através da síntese e purificação de fármacos, se têm nos dias atuais uma parcela significativamente grande de fármacos no mercado, o que contribui para maior diversidade da terapêutica medicamentosa.
	Neste trabalho será desenvolvida a síntese e purificação da acetanilida que ocorrerá através de reações químicas, envolvendo várias etapas e técnicas que serão descritas posteriormente, demonstrando a importância do conhecimento desta técnica na produção de medicamentos.
	
 	
2 OBJETIVO
Realizar a síntese e purificação da acetanilida.
3 REFERENCIAL TEÓRICO 
	No ano de 1886 os médicos Cahn e Hepp descobriram por acidente as propriedades analgésicas e antipirética da acetanilida. A descoberta ocorreu quando eles por engano trocaram o frasco de naftaleno pelo de acetanilida em testes como vermífugo (OLIVEIRA, 2013). 
	A acetanilida recebeu o nome de antifebrina na época, devido a seu efeito de diminuir a febre, sendo que seu uso foi com intenção de substituir os derivados da morfina, salicilatos e quininas, que na época eram muito utilizados. Porém, em 1893, a acetanilida teve o seu uso como analgésico deixado em segundo plano, devido a sua toxidade e a descoberta do paracetamol (OLIVEIRA, 2013).
	Em 1948, Julius Axelrod e Bernard Brodie descobriram que acetanilida faz com que a hemoglobina não se ligue ao oxigênio e em altas concentrações nas hemácias, podendo provocar uma anemia funcional e hipóxia em tecido; além de danos ao fígado e aos rins. Com isso, a acetanilida atualmente é usada como um precursor na síntese da penicilina e de outros fármacos, sendo pouco utilizada como analgésica (OLIVEIRA, 2013).
	A síntese de fármacos pode ser realizada a partir de metabólitos extraídos da natureza como de plantas e minerais, de origem biológica, semi-sintetica ou sintética, permitindo a construção de moléculas nos mais diferentes níveis de complexidade. Essas moléculas apresentam características particulares de cada substância e contribuem para a melhoria na qualidade de vida da população (MENEGATTI; FRAGA; BARREIRO, 2001).
	Historicamente, devido à grande utilização de plantas pelos primórdios, os produtos naturais vegetais eram empregados na forma de preparações próprias ou após isolamento da fonte natural. Nesta época foram significativos os avanços científicos e industriais em processos de isolamento e purificação destas substâncias, somando-se a estes fatos, o desenvolvimento de metodologias sintéticas, o que permitiu a síntese parcial ou total, de moléculas cada vez mais complexas estruturalmente (BARREIRO; FRAGA, 2014).
	Além disso, devido ao desenvolvimento de técnicas analíticas de separação e elucidação estrutural, nas últimas três décadas, conhecem-se cerca de 50.000 metabólitos secundários isolados de angiospermas, muitos desses ainda sem qualquer avaliação com relação ao seu potencial farmacológico. Devido a tais constatações, os produtos naturais e derivados foram, e continuam sendo, de importância crucial em determinados setores de uma sociedade moderna, mesmo considerando-se o grande número de produtos produzidos por síntese (MONTANARI; BOLZANI, 2001).
	O processo de recristalização, como parte importante pós-síntese, envolve várias etapas como a dissolução da substância a quente em um solvente, filtração da solução também à quente para que seja removido as impurezas insolúveis, cristalização que é a fase em que se deixa a solução em repouso em temperatura ambiente ou em baixa temperatura, filtração da solução à frio e à vácuo para que seja separado os cristais da solução, lavagem dos cristais com solvente com solvente adequado para remover o solvente residual, secagem dos cristais para remover o solvente residual e realização de testes para verificação do grau de pureza. A Figura 1 apresenta de forma detalhada as etapas envolvidas na recristalização (DEMUNER et al., 2004).
Figura 1: Fluxograma das etapas envolvidas na recristalização.
Fonte: (DEMUNER et al., 2004).
	O processo de recristalização deve ser realizado, pois geralmente os compostos orgânicos, provenientes de reações químicas, podem estar contaminados com resíduos de impurezas, que são formados com o produto desejado. Mesmo os compostos naturais isolados de organismos vivos (vegetais, fungos, etc.) purificados por diversos processos cromatográficos, podem conter alguma impureza. Nestes casos, a purificação final de compostos cristalinos é feita por meio da técnica de recristalização, que se baseia na diferença de solubilidade do composto e das impurezas em dado solvente ou misturas de solvente (DEMUNER et al., 2004).
	Além disso, o produto de uma reação orgânica pode conter impureza colorida, por conta disso, com a recristalização, esta impureza se dissolve no solvente em ebulição, e é parcialmente absorvida pelos cristais que se separam por resfriamento. Estas impurezas podem ser removidas, levando-se à ebulição a substância em solução juntamente com carvão ativo por 5-10 minutos, filtrando-se à quente (VOGEL, 1971).
	A principal função do carvão ativo neste caso é de adsorver as impurezas coloridas, retendo a matéria resinosa,assim, o filtrado fica livre de cores estranhas, deixando o cristal puro (VOGEL, 1971).
	A purificação de compostos cristalinos impuros geralmente ocorre por cristalização a partir de um solvente apropriado ou por uma mistura de solventes. É importante se saber que, a cristalização direta de um produto de reação bruta, nem sempre é aconselhável, já que certas impurezas podem prejudicar a velocidade de cristalização, podendo em alguns casos até impedir inteiramente a formação de cristais, podendo ocorrer perda considerável de material (VOGEL, 1971).
	A seleção de um ou mais solventes é muito importante para o processo de recristalização, sendo que o mesmo deve ser quimicamente inerte, possuir elevado poder de dissolução em temperaturas elevadas, e baixo poder de dissolução à temperatura ambiente, deve dissolver as impurezas prontamente ou apenas em pequena extensão, deve produzir cristais bem formados do composto purificado, deve ser facilmente removido dos cristais do composto purificado, ou seja, deve possuir um ponto de ebulição relativamente baixo. Desta forma, os solventes comuns disponíveis para a recristalização estão listados na Tabela 1 a seguir (DEMUNER et al., 2004) (VOGEL, 1971).
	
	
Introdução: Escreva sobre a acetanilida: histórico; mecanismo de ação; aspectos químicos relacionados à sua síntese (acilação de aminas); recristalização de sólidos; uso do carvão ativo na purificação de sólidos. 
6 MATERIAIS E MÉTODOS 
Material
Suporte universal
Filtro de papel
Água destilada
Garras
Pipeta
Funil de Buchner
Erlenmeyer
Espátula
Pisseta
Proveta
Balança
Béquer
Bico de bunsen
Suporte de aquecimento
Funil de separação
Recipiente com gelo e água
Bastão de vidro
Acetato de sódio anidro
Acido acético glacial
Métodos
Síntese:
	Para a realização da aula prática, tarou-se na balança que estava sobre a bancada um béquer de 250 mL (béquer 1), em seguida pesou-se nele 2,107 gramas de acetato de sódio anidro. Depois de pesar o acetato de sódio anidro, dirigiu-se à capela, adicionando-se 7,9 mL de acido acético glacial a ele. Agitou-se com um bastão de vidro até que ocorreu a diluição. Em seguida, adicionou-se 7,6 mL de anilina, agitando-se constantemente com um bastão de vidro, sendo adicionado também 8,5 mL de anidrido acético em pequenas porções.
	Depois disso, transferiu-se 200 mL de água da pisseta para a proveta, colocando-se em seguida em um béquer de 250 mL (béquer 2). Adicionou-se o conteúdo do béquer 1 no béquer 2, misturando-se bem com um bastão de vidro.
Recristalização:
	Colocou-se 100 mL de água em um erlenmeyer de 250 mL, aqueceu-se com o auxílio do suporte para aquecimento no bico de bunsen, quando iniciou-se fervura da água, retirou-se a água do aquecimento, despejando-se no béquer 2, mexendo-se em seguida com um bastão de vidro.
	Após mexer o experimento por alguns segundos, adicionou-se uma medida de espátula de carvão ativado, mexendo-se bem, colocando-se ao aquecimento até que iniciou fervura. Enquanto estava aquecendo o experimento, pegou-se o suporte universal, instalou-se a garra, colocando-se o funil de separação, adicionando-se papel filtro. Em baixo do funil de separação colocou-se um erlenmayer para que ficasse armazenado o conteúdo filtrado.
	Assim que começou a ferver, verteu-se o preparo no funil de separação, esperando-se que todo o conteúdo fosse filtrado. Como o papel filtro acabou rompendo durante a filtragem, pegou-se este líquido já pré-filtrado que estava no erlenmayer, e filtrou-se novamente, depois de ter sido trocado o papel filtro e substituído o erlenmayer.
	Depois do líquido estar filtrado, reservou-se o erlenmayer, pegou-se um recipiente contendo cubos de gelo e água, sendo que colocou-se o erlenmayer no recipiente para que resfriasse o conteúdo. Após o resfriamento, filtrou-se o experimento no filtro de buncher, ficando no papel filtro somente os cristais de acetanilida.
		
7 RESULTADOS E DISCUSSÃO
	Com relação à síntese da acetanilida, a reação que é envolvida, se dá quando, a acetanilida (1), uma amida secundária, passa a ser sintetizada através de uma reação de acetilação da anilina (2), a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético (3), seguido de eliminação de ácido acético (4), formado como um sub-produto da reação. Como esta reação é dependente do pH, é necessário o uso de uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, pH ~ 4,7).
	No processo de síntese da acetanilida, a função da associação do acetato de sódio anidro com o ácido acético glacial é formar uma solução tampão, a qual faz com que o pH da solução não se altere muito, sendo que a função específica do HAc é acidificar o meio, favorecendo assim a forma protonada da anilina, favorecendo a reação. Já a função especifica do Acetato de Sódio é aumentar a polaridade do meio aquoso prejudicando a solubilidade da Acetanilida que é apolar, melhorando a formação dos cristais do produto desejado.
	Durante o processo de síntese são adicionados aos outros componentes 200 mL de água para que
Resultados e Discussão: Com relação à síntese discuta os seguintes aspectos: - A reação de obtenção da acetanilida: reação entre o anidrido acético e a anilina. - Por quê são adicionados 120 mL de água durante o processo de síntese? Discuta. - Por quê os cristais formados são lavados repetidas vêzes coe uma importante parte m água gelada? - Comente sobre a utilidade do carvão ativo na purificação da acetanlida.
8 CONCLUSÃO 
	De acordo com os resultados obtidos, foi concluído que a pipeta volumétrica foi a mais exata e precisa, pois após recolher as medidas, fazer a média das mesmas se obteve o resultado que mais se aproximou do valor real.
	Através desta aula prática adquiriu-se conhecimento em relação a manipulação das vidrarias, técnicas e cuidados a serem tomados no momento das medições e pesagens. Sendo possível através do experimento se diferenciar o conceito de precisão e exatidão, que mesmo parecendo serem sinônimos, possuem definições diferentes.
9 REFERÊNCIAS 
BARREIRO, Eliezer J.; FRAGA, Carlos Alberto Manssour. Química Medicinal: As bases moleculares da ação dos fármacos. Artmed Editora, 2014.
DEMUNER, Antonio Jacinto et al. Experimentos de Química Orgânica. 2. ed. Viçosa: Editora Ufv, 2004. 75 p. (Caderno Didático).
MARIA, Santa. QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I. 1978.
MENEGATTI, Ricardo; FRAGA, Carlos Alberto Manssour; BARREIRO, Eliezer J. A importância da síntese de fármacos. Química Nova na Escola, v. 3, p. 16, 2001.
MONTANARI, Carlos Alberto; BOLZANI, Vanderlan da S. Planejamento racional de fármacos baseado em produtos naturais. Química Nova, v. 24, n. 1, p. 105-111, 2001.
DE OLIVEIRA, José Eduardo et al. Síntese e Purificação da Acetanilida 2013. http://cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Aula_14_06/8%20-%20Prepara%C3%A7%C3%A3o%20e%20Recristaliza%C3%A7%C3%A3o%20da%20Acetanilida%20%E2%80%93%20LIC%202013.pdf Acesso em 09 de junho de 2017.
VOGEL, Arthur I.. Química Orgânica: Análise orgânica qualitativa. 3. ed. Rio de Janeiro: Person, 1971. 433 p. (Volume 1).
 QUESTÕES
1. Forneça as reações e os respectivos mecanismos envolvidos no experimento.
2. Qual a função da mistura CH3COO-Na+/CH3COOH durante o processo de síntese? 
A função da mistura é formar uma solução tampão, a qual faz com que o pH da solução não se altere muito. A função específica do HAc é acidificar o meio, favorecendo assim a forma protonada da anilina, favorecendo a reção. A função especifica do Acetato de Sódio é aumentar a polaridade do meio aquoso prejudicando a solubilidade da Acetanilida que é apolar, melhorando a formação dos cristais do produto desejado.
3. Em cada um dos pares abaixo, indique o produto com ponto de fusão mais alto, justificando cada escolha: 
a) Um ácido carboxílico e o seu respectivo sal; 
b) Ácido propiônico e álcool n-pentílico; 
c) Éter etílico e álcool etílico;
O par que tem maior ponto de fusão é aletra a, pois é formada por um ácido orgânico e seu respectivo sal.
4. Qual é o solvente usado na recristalização da acetanilida?
O solvente utilizado na recristalização da acetanilida foi 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.
5. Por que é recomendável utilizar apenas uma quantidade mínima de solvente no processo de recristalização?
É recomendado utilizar uma quantidade mínima de solvente (água) para garantir uma solução saturada à quente provocando a quebra das ligações com as impurezas garantindo-se maior quantidade de cristais livres das impurezas, dissolvidos em solução
6. Por que se usou o carvão ativo na etapa de recristalização?
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. Porém há de se tomar cuidado para não colocar demais e adsorver o produto final. Não adicionar o carvão com a solução em ebulição pois a agitação do meio faria transbordar do béquer.
7. Quando e por que se deve utilizar a filtração a quente?
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.
8. Por que se usa o papel de filtro pregueado na filtração?
Usa-se o papel de filtro pregueado na filtração à quente para se obter uma maior superfície de contato do filtro com a solução aumentando a velocidade de filtração e melhorar o resfriamento do sistema filtrante.
9. Ao purificar um composto por recristalização, é aconselhável esfriar a solução lenta ou rapidamente? Explique:
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.
10. Além do resfriamento, cite outra(s) técnica(s) utilizada para iniciar a formação de cristais:
Concentração, evaporação de solvente, saturação de solutos, liofilização.
11.Quais características devem ter um bom solvente, para que possa ser usado numa recristalização?
As características de um bom solvente para recristalização são: facilidade de solubilização do composto a ser recristalizado a altas temperaturas e conseqüentemente dificuldade de solubilizá-lo a baixas temperaturas, deve ser inerte, ou seja, 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.
12. Como se deve proceder para verificar se os compostos acima foram realmente purificados após a recristalização dos mesmos?
Para 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.
13. Qual o ponto de fusão teórico da acetanilida? Compare com aquele obtido experimentalmente e justifique, se existir, a diferença entre eles.
PF= 113,7 ºC, não houve comparação, pois não foi realizado em laboratório o PF no momento da pratica.
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