Preparação da Acetanilida

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Preparação da Acetanilida
Data: 12/03/2018
 
 INTRODUÇÃO
 ¹ A acetanilida é um sólido cristalino branco que se apresenta na forma de flocos. É solúvel em água quente e na maioria dos solventes orgânicos. Possui ponto de fusão na faixa de 113º-115ºC e de ebulição na faixa de 304º-305ºC. Sua fórmula química é C8H9NO. 
 ¹ É atualmente um importante intermediário sintético para obtenção de corantes e fármacos como, por exemplo, a sulfanilamida. é uma amida e está no grupo dos primeiros analgésicos a serem introduzidos, em 1884, com o nome de febrina, a fim de substituir os derivados da morfina. No entanto, seu uso deve ser controlado, uma vez que essa substância é tóxica e pode causar sérios problemas no sistema fisiológico. ³ Seu emprego também é importante como padrão de calibração de aparelhos de determinação de ponto de fusão de substâncias orgânicas e, atualmente, de aparelhos de análise térmica. 
 ² A acetanilida, ou N-fenilacetamida, é uma amida secundária que pode ser sintetizada através de uma reação de acetilação da anilina a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético, seguido de eliminação de ácido acético. Percebe-se a formação da acetanilida, durante a síntese orgânica, em virtude da formação de cristais brancos que se aglomeram no fundo do recipiente.
Figura 1. Reação de sintetização da acetanilida
Figura 2. Mecanismo da síntese
 Compostos orgânicos sólidos, quando isolados ou obtidos em reações químicas raramente são puros, e apresentam outros compostos, “impurezas”, que se formam em reações secundárias juntamente com o produto desejado. A utilização de um solvente apropriado e posterior recristalização é uma técnica simples para a eliminação de impurezas, principalmente as insolúveis. ¹
OBJETIVO
 Preparar a acetanilida a partir de uma reação de acetilação da anilina, realizar procedimento de purificação do produto através de recristalização e determinar a pureza pelo ponto de fusão.
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
1ª parte: Preparação da acetanilida
 Ao adicionar anilina a água foi gerada uma mistura heterogênea amarelada composta por duas fases líquidas. Durante a agitação da mesma, a mistura tornou-se homogenia e levemente amarelada. 
 A adição de anidrido acético foi lenta e em pequenas proporções, para que o contato entre os reagentes fosse maior e, consequentemente, a cristalização fosse eficaz. Após a adição, a mistura adquiriu um aspecto leitoso e ficou quente devido a reação ser exotérmica. 
 Em aproximadamente 2 minutos observou-se a formação de precipitado branco (acetanilida), assim, formando-se duas fases, cuja outra fase é a água, pois a acetanilida é insolúvel em água.
Figura 3. Reação de sintetização da acetanilida.
 A acetanilida (3), uma amida secundária, pode ser sintetizada por meio de uma reação de acetilação da anilina (1), a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético (2), seguido de eliminação de ácido acético (4), formado como um subproduto da reação.
	 
Figura 4. Mecanismo da reação de sintetização da acetanilida. 
 
 Durante a filtração a vácuo observou-se um forte odor característico, sendo formado ao final um filtrado branco, brilhoso e granuloso. Este filtrado foi transferido para um béquer, onde adicionou-se água até que ocorre-se a solubilização de toda a amostra (a solução ficou incolor). Esta mistura foi submetida a uma filtração a quente para que as impurezas fossem eliminadas solubilizadas na água, permanecendo retido no papel de filtro apenas a acetanilida, sólido incolor com cristais. Depois, a anilina foi submetida, em média, a cinco minutos de banho de gelo para acelerar a formação dos cristais. 
 A massa do vidro de relógio junto com o papel de filtro corresponde a 53,2g e a massa destes juntamente com a acetanilida pura corresponde a 58g. Assim, realizando o cálculo conclui-se que a massa de acetanilida obtida é de 4,8g.
Cálculo do rendimento da reação: 
D=m/v 1,02 = m/8 m= 8,16g
 Anilina 					Acetanilida
 93g -------------- 135g 11,845 -------------- 100%
 8,16 ------------- X 4,782 --------------- Y
X= 11,845g Y= 40,37% de rendimento
 O valor do rendimento obtido pode ser justificado pela presença de impurezas nos cristais, concluindo-se que a massa de 11,845g não é apenas acetanilida, pelo equilíbrio da reação que garante a permanência de reagentes durante as reações, pelos procedimentos de purificação, nos quais parte da amostra fica retida nos materiais e pelas condições reacionais.
 No teste de pureza, quando a amostra atingiu 113°c passou de sólido branco para líquido incolor, assim, o ponto de fusão determinou que a amostra estava pura, pois a faixa de temperatura foi de 113-115 e o padrão tabelado é 113.
2ª parte: Teste de confirmação
 No tubo 1 (HCl + anilina) houve solubilização, apresentando apenas uma fase. A anilina é uma molécula que possui o grupamento amina (NH2) ligado diretamente a um anel aromático e é caracterizada como uma base. Ao ser adicionada a uma solução de HCl (ácida) é neutralizada pelo ácido através de reação ácido-base sendo então solubilizada.
Figura 5. Reação de HCl e acetanilida 
 No tubo 2 (HCl + acetanilida) não houve solubilização, apresentando duas fases. A acetanilida possui uma estrutura parecida com a da anilina, mas tem um grupo acetil ligado ao átomo de nitrogênio. Esse grupamento retira a densidade eletrônica do nitrogênio, fazendo com que sua molécula deixe de ter caráter básico, assim a acetanilida não reage com o ácido clorídrico e, portanto, não se dissolve.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1ª parte: preparação da acetanilida.
 Mediu-se, com uma pipeta graduada e com a ajuda de uma pêra para sucção, 8mL de anilina e transferiu-se para um béquer de 250 ml. Em seguida adicionou-se 60 ml de água destilada (medida com o auxílio de uma proveta). Mediu-se 10mL de anidrido acético (também com a pipeta e o auxílio da pêra) e adicionou-se ao béquer cuidadosamente em pequenas porções. Enquanto o anidrido era acrescentado, o béquer era mantido sob agitação na placa de aquecimento com agitação. 
 Fez-se a filtração a vácuo da acetanilida obtida, utilizou-se, o funil de porcelana junto com o papel de filtro que foi acoplado na parte superior, o papel de filtro foi umedecido com água destilada (para permitir uma perfeita aderência ao fundo do funil) e posto no interior do funil. Ligou-se uma mangueira a saída lateral do erlenmeyer a um dispositivo que ocasionava vácuo, com o objetivo de acelerar o processo de filtragem. 
 O filtrado foi transferido para um béquer e adicionou-se 50mL de água destilada com auxílio de uma proveta. Aqueceu-se a mistura em uma manta aquecedora com agitação. Adicionou-se aos poucos pequenas quantidades de água, um total de 125mL para que ocorresse a dissolução completa do sólido.
 Após isso, foi realizado a filtração a quente, adicionou-se a mistura aquecida em um funil de filtração contendo o papel de filtro pregueado que estava posicionado junto na argola presa a haste, o filtrado direcionou-se ao becher de 500mL que se encontrava abaixo do funil para recolhimento. Adicionou-se o filtrado recolhido no béquer em banho de gelo para acelerar o processo de recristalização. 
 Fez-se a filtração a vácuo dos cristais formados, utilizou-se o funil de porcelana junto com o papel de filtro que foi acoplado na parte superior, o papel de filtro foi umedecido com água destilada (e posto no interior do funil. Ligou-se uma mangueira a saída lateral do erlenmeyer a um dispositivo que ocasionava vácuo. 
 Mediu-se a massa do vidro relógio junto com o papel de filtro: 53,2g. Após a filtração, o materialcontido no papel de filtro foi transferido para o vidro relógio e pesado: 58g. Utilizou-se esses dados para calcular o rendimento da reação.
 Para analisar a pureza da amostra, colocou-se uma pequena quantidade dos cristais obtidos no gral e triturou-se essa amostra com auxílio do pistilo. Utilizou-se um capilar para colocar aproximadamente 1mm de amostra. Amarrou-se o capilar contendo a amostra no termômetro utilizando um barbante. Após isso, adicionou-se o capilar junto com o termômetro a um suporte contendo uma haste e mergulhou-se a extremidade em um béquer contendo óleo que estava sendo aquecido em uma placa de aquecimento. Analisou-se a temperatura em que a amostra atingia seu ponto de fusão
2ª parte: Teste de confirmação
 Utilizou-se 2 tubos de ensaio. No primeiro tubo colocou-se, com auxílio de uma espátula, alguns cristais de acetanilida e no segundo tubo, com auxílio de uma espátula, adicionou-se com uma pipeta graduada, aproximadamente 3 gotas de anilina.
 Colocou-se aproximadamente 1mL de solução aquosa de HCl a 20% em cada tubo e observou-se. 
CONCLUSÃO
 Ao final do experimento, conseguiu-se sintetizar a acetanilida através da reação de acetilação da anilina. Os reagentes anidrido acético e anilina reagem rápido entre si. A reação é exotérmica, devido à elevação da temperatura no momento da reação. O método utilizado foi eficiente, porém o rendimento foi baixo (40,37%) devido a diversos fatores, como por exemplo, a presença de impurezas, e ao fato de no procedimento de purificação (recristalização e filtração) ocorre perda de material. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
¹ Referências: Mendes, Aristênio. Manual de química orgânica, teoria, problemas resolvidos e atividades de laboratório. 3º Ed. 2006.
² MCMURRY, John. Química orgânica. São Paulo, SP: Pioneira Thomson Learning, c2005. 6ªEd. Vol.2.
³ CUNHA, Silvio et al. ACETANILIDA: SÍNTESE VERDE SEM SOLVENTE. Quím. Nova, São Paulo, v. 38, n. 6, p. 874-876, jul. 2015. Disponível em <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S010040422015000600874&lng=pt&nrm=iso>. Acesso em: 11 de março de 2018. 
REFERÊNCIAS DAS IMAGENS 
Fig. 1-2-3-4: Machado, T., Relatório de preparação da acetanilida e recristalização. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAezJwAC/preparacao-acetanilida-recristalizacao>. Acesso em: 11 de março de 2018. 
Fig. 5: Chemia net. Disponível em: <http://chemianet.w.interiowo.pl/ami.htm>. Acesso em: 11 de março de 2018.