PRÁTICA 6 e 7 SÍNTESE E PURIFICAÇÃO DO ÁCIDO ACETILSALICÍLICO (AAS)

Prévia do material em texto

ANA FLÁVIA MARQUES VIEIRA
ARTHUR BORBOREMA COSTA
GUSTAVO HENRIQUE DE LIMA FARIA
LÁRISSA KELLEN RIBEIRO DE LIMA
NATIELLE ALVES FERNANDES
TIAGO AGOSTINHO FERREIRA
PRÁTICA 4: SÍNTESE E PURIFICAÇÃO DO ÁCIDO ACETILSALICÍLICO (AAS)
Professora: Ydia Valadares
GOVERNADOR VALADARES
2017
INTRODUÇÃO
A necessidade de se desenvolver fármacos novos, que venham ser efetivos contra certas patologias que ainda não tenham tratamento adequado, e que possam substituir os existentes, entretanto a custos menores e dotados de poucos efeitos adversos, tem impulsionado a comunidade científica a novas e incessantes pesquisas nesse ramo. A síntese orgânica vem contribuindo significativamente nessa questão, sendo ela responsável por cerca de 75% dos fármacos já existentes no mercado farmacêutico. Cabe ressaltar, entretanto, que vários desses fármacos são oriundos de protótipos advindos de produtos naturais, especialmente de plantas, que têm, ao longo de anos, possibilitado a descoberta de muitas moléculas bio-ativas (CECHINEL, 2003). “O AAS foi o pioneiro dos fármacos sintéticos” (VIEGAS, 2006).
A Aspirina®, como é chamado o ácido acetilsalicílico (AAS), é o analgésico que é mais consumido e vendido mundialmente. No ano de 1994, apenas nos E.U.A., foram vendidos cerca de 80 bilhões de comprimidos. O AAS é considerado como um fármaco pioneiro por vários aspectos. Mesmo embora ele derive do produto natural salicina foi o primeiro fármaco sintético utilizado na terapêutica, tendo sua síntese pronta em 1897, pelo químico alemão Felix Hoffman, do laboratório Bayer (consta relatado na história que o pai de Hoffman tinha reumatismo crônico e não aguentando mais o desconforto causado pelo tratamento com salicina, motivou o filho a preparar derivados que pudessem ser mais tolerados (MENEGATTI, 2001).
Reação de acetilação de ácido salicílico para síntese de ácido acetilsalicílico, catalisada por ácido:
OBJETIVOS
Sintetizar e purificar o ácido acetilsalicílico.
METODOLOGIA
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
Balança analítica;
erlenmeyer;
pipeta;
proveta;
funil de Buchner;
termômetro;
manta aquecedora;
papel de filtro;
bastão de vidro;
água destilada;
anidrido acético;
ácido sulfúrico concentrado;
ácido sulfúrico a 10%
ácido salicílico seco;
água destilada;
etanol;
hidróxido de sódio 10%;
ácido acetilsalicílico padrão;
cloreto férrico.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Parte 1 – Síntese do ácido acetilsalicílico (AAS)
Pesou-se em um 3,005g de ácido salicílico em um erlenmeyer. Posteriormente, adicionou-se 5mL de anidrido acético e 10 gotas de ácido sulfúrico concentrado. Agitou-se o erlenmeyer constantemente enquanto o mesma era aquecido em banho maria durante 15 minutos. Resfriou-se o meio reacional e adicionou-se 50mL de água gelada. Logo após, filtrou-se os cristais formados com um funil de buchner.
Pesou-se o frasco. Após o procedimento de filtração, armazenou-se o produto obtido dentro do frasco, o qual foi pesado novamente. Em seguida, retirou-se uma pequena fração, colocando em um tubo de ensaio juntamente com 2 gotas de cloreto férrico.
Parte 2 – Hidrólise do ácido acetilsalicílico (AAS)
Separou-se dois tubos de ensaio, ao primeiro tubo adicionou-se 0,5 g do ácido acetilsalicílico padrão e ao segundo tubo 0,5 g do ácido acetilsalicílico sintetizado em laboratório.
Prontamente, dissolveu-se em 2,0 mL de etanol. Logo após, adicionou-se aos tubos de ensaio 2 mL de hidróxido de sódio a 10%. Em seguida, aqueceu-se por alguns minutos em banho-maria (60-70 ºC). Posteriormente, deixou-se esfriar, e acidificou-se com 2 mL de ácido sulfúrico a 10% e esfriou-se a mistura introduzindo os tubos em água corrente.
Fez-se a filtração a vácuo para obter o sólido formado. Prontamente, testou-se o sólido assim obtido quanto à presença de hidroxila fenólica, e transferiu-se uma alíquota do produto da reação a um tubo de ensaio e adicionou-se 2 gotas de solução de cloreto férrico. 
Logo depois, repetiu-se o procedimento para o ácido acetilsalicílico sintetizado na aula anterior. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Síntese do ácido acetilsalicílico (AAS)
A síntese do ácido acetilsalicílico ocorre através de uma reação de esterificação catalisada por ácido (ácido sulfúrico), em que um derivado do ácido carboxílico, o anidrido acético sofre um ataque nucleofílico da hidroxila fenólica, para que ocorra um produto principal contendo a função éster. Tem-se então a equação geral da reação e o mecanismo.
Reação geral
Etapa 1
Nessa primeira etapa, ocorre a protonação do anidrido acético. Este próton é proveniente do ácido sulfúrico. (SOLOMONS, 2012)
Etapa 2
Na segunda etapa, o par de elétrons do oxigênio, pertencente à hidroxila fenólica, ataca o carbono carbonílico do anidrido acético e o par de elétrons envolvido na ligação π, desloca-se para o oxigênio previamente protonado.
Etapa 3
Na terceira etapa, a ligação dupla é restabelecida e tem-se a eliminação do grupo abandonador que é o íon carboxilato.
Etapa 4
Na quarta etapa da reação, a base conjugada do ácido sulfúrico (HSO4-) capta o próton.
Etapa 5
Nessa última etapa da reação, o íon carboxilato capta o outro próton, resultando no produto principal (AAS) e no subproduto (ácido acético).
Teste de pureza do produto
O teste realizado com o cloreto férrico (FeCl3) é um teste para identificação do grupo funcional fenol. 
Os fenóis, ao reagirem com cloreto férrico (FeCl3), formam complexos coloridos, sendo esta uma das reações que identificam esses compostos. A coloração do complexo formado varia do azul ao vermelho, dependendo do solvente. Essa reação pode ocorrer em água, metanol ou diclorometano (PAZINATO et al., 2012).
O resultado do teste foi positivo para a amostra obtida de ácido acetilsalicílico (AAS) preparada na prática anterior, indicando que o produto sintetizado é realmente o AAS, pois este não reage com o cloreto férrico, permanecendo da mesmo cor deste por não formar o complexo que fornece uma forte coloração violeta. Houve a comprovação da síntese ao realizar o teste de identificação no AAS comercial (comprimido), em que obteve-se o mesmo resultado, ou seja, o composto não reagiu com o cloreto férrico, permanecendo com a mesma coloração deste reagente.
Tem-se, então, a reação que ocorre entre os fenóis e o cloreto férrico, (FeCl3), o complexo gerado fornecerá a coloração violeta (REZENDE, 2008):
Hidrólise do AAS
A reação que ocorre na hidrólise do ácido acetilsalicílico pode ser descrita pela seguinte equação geral, formando o ácido salicílico:
Cálculo do rendimento da síntese de AAS
Dados provenientes do Wolfram Alpha - Computational Knowledge Engine, utilizados no cálculo do rendimento:
Ácido salicílico:
Massa molecular: 138,12 g/mol.
Densidade: 1,44 g/cm3.
Massa utilizada: 3 g.
Anidrido acético:
Massa molecular: 102,1 g/mol.
Densidade: 1,08 g/cm3.
Volume utilizado: 5 mL.
Ácido acetilsalicílico:
Massa molecular: 180,15 g/mol.
Massa obtida: 3,355 g.
Inicialmente, determinou-se a massa utilizada de ácido nítrico:
m = 5,4 g
Determinou-se, então, o reagente limitante:
Ácido salicílico:
138,12g _______ 1 mol
3g _____ n
n = 0,0217 mol
Anidrido acético: 
102,1g ________ 1 mol
5,4g _____ n
n = 0,0529 mol
Como, neste experimento, a quantidade de matéria do ácido salicílico foi menor que a do anidrido acético, o ácido salicílico é o reagente limitante e o anidrido acético é o reagente em excesso. Portanto, 1 mol de ácido salicílico equivale a 1 mol de ácido acetilsalicílico.
Determinou-se a massa teórica do ácido acetilsalicílico:
180,15 g/mol de AAS ____ 138,12 g/mol de ácido salicílico
m ____ 3g
m = 3,91 g
Portanto, 3,91 g de ácido acetilsalicílico equivale a 100% de rendimento. Calculou-se, então, seu rendimento real:
3,91 g de ácido acetilsalicílico ____ 100%
3,355 g ____ R
R = 85,8%
O rendimento obtido foi de 85,8%.
Cálculo do rendimento de ácido salicílico pós hidrólise do AAS
Hidróxido de sódio:
Massa molecular: 40 g/mol
Densidade: 2,13g/cm3
Volume utilizado: 2 mL
Calculou-se a massa utilizada de hidróxido de sódio:
m = 4,26 g
Determinou-se o reagente limitante:
Ácido acetilsalicílico:
180,15g _______ 1 mol
0,5g _____ n
n = 0,0028 mol
Hidróxido de sódio:
40g ________ 1 mol
4,26g _____ n
n = 0,1065 mol
A quantidade de matéria disponível para reação é bem maior para o hidróxido de sódio, portanto ele é o reagente em excesso ao passo que o reagente limitante é o ácido acetilsalicílico. Sendo assim, na hidrólise, 1 mol de ácido acetilsalicílico formará 1 mol de ácido salicílico.
Determinou-se a massa teórica do ácido salicílico:
138,12 g/mol de ácido salicílico ____ 180,15 g/mol de ácido acetilsalicílico
m ____ 0,5 g
m = 0,383 g
Portanto, 0,383 g de ácido salicílico equivale a 100% de rendimento. Calculou-se, então, seu rendimento real:
0,383 g de ácido salicílico ____ 100%
0,184 g ____ R
R = 48%
O rendimento obtido com a hidrólise foi de 48%.
CONCLUSÃO
Portanto, foi possível realizar a síntese e também a purificação do ácido acetilsalicílico. Além disso, foi realizado o teste de pureza com o AAS vendido comercialmente e com o AAS sintetizado em laboratório, feito com o cloreto férrico, visando comparar o comportamento de ambos, obtendo semelhança nos resultados.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Viegas, Cláudio Jr. Bolzani, Vanderlan da Silva. Barreiro, Eliezer J. Os produtos naturais e a química medicinal moderna. Quím. Nova vol.29 no.2 São Paulo Mar/ Apr. 2006.
Cechinel, Valdir Filho. Et al. Aspectos químicos e potencial terapêutico de imidas cíclicas: uma revisão da literatura. Quím. Nova vol.26 no.2 São Paulo Mar. / Apr. 2003.
Menegatti, Ricardo, Fraga, Carlos Alberto Manssour. Barreiro, Eliezer J. A Importância da síntese de fármacos. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, N° 3 – Maio 2001.
PAZINATO, Maurício S. et al. Uma abordagem diferenciada para o ensino de funções orgânicas através da temática Medicamentos. Química Nova na Escola, São Paulo, v. 34, n. 1, p. 21-25, fev. 2012. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc34_1/05-EA-43-11.pdf>. Acesso em: 09 jul. 2017.
SOLOMONS, T. W. Graham; Química orgânica. 10. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, c2012. Vol.2.
Wolfram Alpha - Computational Knowledge Engine. Disponível em:<https://www.wolframalpha.com/>. Acesso em: 6 jul. 2017.
REZENDE, Roberto. Química Orgânica - Teste de identificação de compostos. Sistema elite de ensino, 2008.