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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS Farmácia e Bioquímica PAULA RENATA FRANCISCONI SANTOS RAFAEL MARTINS DE ALBUQUERQUE RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 2: SÍNTESE DO SALICILATO DE METILA SÃO PAULO 2018 PAULA RENATA FRANCISCONI SANTOS RAFAEL MARTINS DE ALBUQUERQUE RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 2: SÍNTESE DO SALICILATO DE METILA Relatório da aula prática dos dias 9 e 10 de abril de 2018 apresentado à disciplina de Química Orgânica Experimental – QFL0314 do Curso de Graduação em Farmácia e Bioquímica da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (USP), ministrada pelo Instituto de Química - USP. Orientadores: Prof.ª Daisy Rezende, Prof. Daniel Nopper Silva Rodrigues e Prof. Paulo Moreno. SÃO PAULO 2018 RESUMO Ésteres são derivados dos ácidos carboxílicos, formado pela troca do hidrogênio presente na carboxila dos ácidos carboxílicos por um grupo arila ou alquila. São encontrados em óleos e em gorduras vegetais e animais. O processo de síntese para ésteres ocorre, principalmente, através da esterificação de Fischer, ou esterificação direta, que consiste na reação entre um ácido carboxílico e um álcool, catalisada por ácidos minerais fortes. Este processo é lento e reversível, tendendo para um estado de equilíbrio, implicando a utilização de elevadas temperaturas. Através de processos de refluxo, destilação e rotaevaporação, com temperaturas superiores à 60º C, e reação entre ácido salicílico e metanol, com quantidades catalíticas de ácido sulfúrico, sintetizou-se salicilato de metila, éster presente em medicamentos de uso tópico. A partir de análise cromatográfica e por espectrometria em infravermelho obteve-se informações qualitativas sobre identidade e pureza do produto da síntese. Ao final, obteve-se salicilato de metila em um rendimento de 2,68%. 1 INTRODUÇÃO As observações acerca do cotidiano deram origem a pesquisas científicas avançadas. O desenvolvimento material da humanidade ocorreu após o incremento e aproveitamento de técnicas de utilização dos recursos disponíveis na natureza. Estes recursos são constituídos de matéria, tudo o que tem massa e ocupa espaço. A matéria, por sua vez, é constituída de átomos. E estes átomos raramente ficam isolados na natureza e tendem a unirem-se uns aos outros formando aglomerados de íons ou moléculas[1]. A matéria possui propriedades físicas e químicas. As propriedades físicas podem ser medidas sem alterar sua identidade e composição. Já as propriedades químicas descrevem como a matéria pode se alterar ou reagir. De tal forma, a transformação da matéria se dá por suas propriedades, e estas, são classificadas em transformações, também, físicas e químicas: transformação da matéria sem alteração de sua composição e transformação da matéria com alteração de sua composição, respectivamente. Em síntese, uma transformação é definida pelas diferenças entre o seu estado inicial e o seu estado final. Para uma transformação química, as substâncias que iniciam a mesma são denominadas reagentes, enquanto as obtidas são denominadas produtos[2]. As transformações químicas da matéria, também denominadas reações químicas, são classificadas em diversas vertentes e, dentre elas, as reações de esterificação. Neste processo, o produto da reação entre um ácido carboxílico e um álcool é denominado éster[3]. Tem-se, portanto, um processo de condensação, no qual dois ou mais compostos tornam-se covalentemente ligados a partir da perda de água ou de outra molécula simples[4]. Entretanto, a reação não ocorre espontaneamente, sendo necessário a adição de catalisadores[3]. A adição de quantidades catalíticas de ácidos fortes no processo de esterificação provoca a reação com formação de éster e água. Este método de síntese de ésteres foi descrito, preliminarmente, por Hermann Emil Fischer, químico alemão, em colaboração com Arthur Speier, em 1895. É denominado esterificação de Fischer-Speier ou, comumente, esterificação de Fischer[5]. Figura 1 - Processo de esterificação de Fisher. Fonte: [5] O processo de esterificação é pouco exotérmico - possui ΔH próximo de zero - além de sua variação de entropia também ser pequena - ΔGº também próximo de zero. De tal forma, o equilíbrio pode ser deslocado, em ambas as direções, a partir do controle das condições do meio reacional. Para o equilíbrio da reação ser deslocado na direção da formação de éster é necessário a remoção da água ou éster que se formam do meio da reação ou utilização de excesso dos reagentes[5]. Os ésteres são de grande importância prática. Ésteres de moléculas simples estão presentes no perfume das flores e no sabor e aroma dos frutos. Estes são produzidos, industrialmente, em larga escala e usados para saborizar e aromatizar balas, sorvetes, chicletes e diversos doces. Já ésteres de moléculas maiores são componentes presentes em ceras vegetais, sendo mistura de ácidos carboxílicos de cadeias longas com ésteres da glicerina, denominados ácidos graxos. Também são utilizados na indústria farmacêutica[6]. No âmbito farmacêutico, tem-se o salicilato de metila. Foi extraído, inicialmente, da Gautheria procumbens - também conhecida como bétula ou galtéria[7]. É um revulsivo - droga aplicada topicamente a fim de causar reações hiperêmicas - e alivia dores nos músculos e vísceras devido a vasodilatação da região dolorida[8]. A síntese do salicilato de metila, como grande parte das reações orgânicas, é lenta e implica, portanto, a utilização de elevadas temperaturas. Trabalha-se com a fervura e condensação do solvente, num processo denominado refluxo. Os vapores quentes do solvente são resfriados e condensados e assim pouco líquido é perdido por evaporação. A temperatura mantém-se constante ao ponto de ebulição do líquido[9]. E, esta síntese também racionaliza sequências de etapas sintéticas para a melhoria de rendimentos. Ao considerá-lo advindo de processos compostos de múltiplas etapas, a pureza do mesmo relaciona-se, diretamente, tanto à sistemática empregada quanto a pureza de compostos envolvidos em suas formulações[10]. O estudo quantitativo e qualitativo deste composto deve, portanto, analisar tais características a partir da separação de outros compostos e sua purificação. Para a separação e purificação da amostra são necessários quatro métodos: destilação, decantação, filtração e evaporação rotativa. Na destilação, há a separação dos componentes de uma mistura devido às pressões de vapor e pontos de ebulição quando suficientemente diferentes. Os vapores do componente mais volátil são condensados e recolhidos em um recipiente separado.A destilação também pode ocorrer em condições de vácuo. A pressão reduzida é utilizada em compostos com pontos de ebulição elevados. Esses pontos são reduzidos substancialmente devido a redução de pressão aplicada e, consequentemente, as substâncias sofrem degradação em temperaturas mais baixas[9]. O recurso de decantação é mecânico e utilizados para desdobrar misturas de líquidos imiscíveis entre si ou misturas heterogêneas de sólido num líquido. Em laboratórios, emprega-se funis de decantação (ou separação, ou de bromo) para a separação de líquidos imiscíveis a partir de diferença de valores em suas densidades. Na filtração, há o processo mecânico para desdobramento de misturas heterogêneas; o processo mais simples é feito a partir de funil comum com papel de filtro convenientemente dobrado, a fim de que o sólido fique retido no mesmo [1]. Por fim, a evaporação rotativa consiste na evaporação de solventes sob pressão. Os dispositivo é projetado para a rápida evaporação do solvente, através de vácuo, minimizando possibilidade de perdas de material a ser analisado[9]. E, por fim, deve-se comparar propriedades e características físicas e químicas de amostras em análise com dados já conhecidos - da literatura - como em cromatografias e espectroscopia[5]. Na cromatografia, há a separação físico-química dos componentes da mistura, pela distribuição dos mesmos em duas fases: estacionária e móvel (que se move através da estacionária). Na passagem da fase móvel, os componentes da mistura distribuem-se pelas duas fases e, seletivamente, são retido pela fase estacionária, resultando em migrações diferentes para cada composto [11]. Os diferentes tipos de radiação exercem diferentes efeitos sobre a matéria. A radiação respectiva ao espectro infravermelho (700nm até 1mm), ao ser absorvida, ocasiona excitação rotacional e vibracional nas moléculas, de modo que diferentes tipos de ligações apresentam diferentes energias rotacionais e vibracionais, absorvendo a radiação em diferentes números de onda. A partir disso, é possível caracterizar os grupos funcionais das moléculas e já se pensar em sua identidade ao se incidir comprimentos de onda do espectro infravermelho sobre uma amostra e avaliar a absorção em cada número de onda. Tal técnica é conhecida como espectrometria em infravermelho [12]. 2 OBJETIVO 2.1 OBJETIVO GERAL Síntese do salicilato de metila. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Controle de reação de esterificação, catalisada por ácido, de um ácido carboxílico com um álcool; - Identificação de mecanismos de reação para processos de esterificação. 3 MATERIAIS E MÉTODOS O procedimento foi segmentado em duas etapas, que correspondem às atividades desenvolvidas em duas sessões. 3.1 PRIMEIRA ETAPA (09/04/2018) 3.1.1 REAÇÃO EM REFLUXO Em balança semi-analítica, pesou-se 13,50 g de ácido salicílico e, em proveta, mediu-se 40 mL de metanol seco e 8,2 mL de ácido sulfúrico P.A. Estes, foram misturados em balão de fundo redondo com duas pedras de ebulição. Após, a mistura foi mantida em refluxo por 2 horas e 5 minutos. 3.1.2 DESTILAÇÃO SIMPLES Após o refluxo, a mistura foi posta em processo de destilação simples, por 38 minutos, a fim de se destilar e, posteriormente, descartar o excesso de álcool presente na mesma. O resíduo resultante foi resfriado em temperatura ambiente. 3.2 SEGUNDA ETAPA (10/04/2018) 3.2.1 LAVAGEM DA AMOSTRA Após 20 horas, adicionou-se 5 mL de clorofórmio ao resíduo. A solução foi misturada com movimentos circulares e, posteriormente, transferida para um funil de separação contendo 125 mL de água destilada. Ao balão contendo o resíduo adicionou-se mais 5 mL de clorofórmio,transferindo a nova solução para o funil, a fim de se minimizar perdas. Após, agitou-se o funil contendo a mistura. Aguardou-se a separação de fases, recolheu-se a camada inferior contendo éster e clorofórmio. A camada superior foi descartada. A mistura foi retornada ao funil e lavada novamente com 125 mL de água destilada, recolhendo-se a camada inferior ou fase orgânica. Esta, foi lavada com 50 mL de solução de bicarbonato de sódio de 8,5%, por 3 vezes. Por fim, lavou-se fase orgânica com mais uma porção (50 mL) de água destilada, recolhendo a mesma ao fim do processo. 3.2.2 SECAGEM E EVAPORAÇÃO A fase orgânica foi secada com a adição de sulfato de magnésio anidro. Após, aguardou-se 10 minutos a fim de que se depositasse no fundo do erlenmeyer o sulfato de magnésio, sendo descartado após o processo de filtração simples com papel de filtro pregueado. A fase líquida foi levada ao rotoevaporador, por 4 minutos, para evaporação do clorofórmio. 3.2.3 DESTILAÇÃO À VÁCUO Com o intuito de se diminuir impurezas, após a rotaevaporação o material recolhido foi levado à destilação a vácuo. 3.2.4 ANÁLISE DA AMOSTRA Posterior a destilação à vácuo, as frações da cabeça de destilação, do produto puro e o resíduo da destilação foram analisados em cromatografia e espectroscopia de infravermelho. 4 DISCUSSÃO 4.1 PRIMEIRA ETAPA (09/04/2018) 4.1.1 REAÇÃO EM REFLUXO A primeira etapa do procedimento consiste na reação entre o ácido salicílico e o metanol na presença de ácido sulfúrico como catalisador. Para tal etapa, pesou-se 13,50g (0,097 mol) de ácido salicílico que foi adicionado a uma balão de fundo redondo. Em seguida adicionou-se 40ml (0,988 mol) de metanol seco ao balão, agitando para haver dissolução do ácido salicílico. Após a dissolução, adicionou-se 8,2ml (0,154 mol) de ácido sulfúrico P.A. como catalisador da reação. Após a adição do ácido, o balão foi acoplado à um condensador de bolas ligado à uma bomba de água. Tal sistema foi colocado em aquecimento utilizando-se uma manta de aquecimento sobre um macaco. Devido à ausência de marcação de temperatura na manta, regulou-se a temperatura a partir da observação da condensação, mantendo-se uma temperatura em que a condensação não ultrapassasse a metade da segunda bola do condensador. De tal modo, a reação foi mantida em refluxo por 2 horas e 05 minutos. Quimicamente, tal reação ocorre: Figura 3: Síntese do salicilato de metila, a partir de ácido salicílico e metanol, catalisada por ácido sulfúrico. Fonte: [13]. Observa-se que a reação tem estequiometria 1:1, de modo que, estando o metanol em concentração aproximadamente 10x maior que o ácido salicílico, teoricamente espera-se todo o consumo do ácido salicílico, sendo ele o reagente limitante da reação. O mecanismo da reação pode ser observado na figura 4. Figura 4 - Mecanismo da reação entre ácido salicílico e metanol na presença de ácido sulfúrico como catalisador. Fonte: [14] Nestareação, o ácido sulfúrico age como catalisador ao fornecer íons H+ em grande quantidade para o meio reacional devido à sua dupla desprotonação. Na etapa 1, o oxigênio carboxílico realiza um ataque nucleofílico ao H+, compartilhando um par de elétrons e ficando com carga positiva. Na etapa 2, o par de elétrons da ligação π entre carbono e oxigênio é deslocado por ressonância para para o oxigênio, deixando o carbono com um orbital desocupado e carga positiva. Tal deficiência de elétrons torna o carbono suscetível ao ataque nucleofílico do metanol, onde o oxigênio da hidroxila do metanol ataca tal ponto de carga positiva, ficando com três ligações covalentes e apresentando carga positiva. Na etapa 3, o hidrogênio vindo da hidroxila do álcool é liberado, sendo que logo em seguida, na etapa 4, um íon H+ sofre ataque nucleofílico por uma das hidroxilas do intermediário formado. Por fim, na etapa 5, ocorre a saída de uma molécula de água e de um íon H+ da molécula, obtendo-se o salicilato de metila. Nota-se que como catalisador o ácido sulfúrico não tem participação direta na reação, de modo que SO42- não reage em nenhum momento e os íons H + participam da reação mas não fazem parte do produto final. 4.1.2 DESTILAÇÃO SIMPLES Pensando-se que há um excesso de metanol no meio reacional e a reação ocorreu em menos da metade do tempo proposto, sendo provavelmente incompleta, espera-se que grande parte do volume final seja de metanol não reagido. Para se separar o metanol não reagido foi realizada uma destilação simples. O processo de destilação simples se deu por aproximadamente 40 minutos em uma temperatura média de 66°C (sendo a temperatura de ebulição do metanol igual a 64,7°C na literatura), obtendo-se ao fim 27 ml de metanol. Observou-se que durante a destilação simples a amostra presente no balão se tornou rosa, como se observa na figura 5. Tal fato pode ser justificado pela degradação de substâncias durante o aquecimento, que pode levar à formação de compostos coloridos[15]. Figura 5 - Coloração rosa observada ao término da destilação do metanol. Fonte: Autores 4.2 SEGUNDA ETAPA (10/04/2018) 4.2.1 LAVAGEM DA AMOSTRA Após a destilação simples realizada para a remoção do metanol, a amostra foi armazenada em balão de fundo redondo por 20 horas. Decorrido tal tempo, observou-se a formação de cristais brancos no fundo do balão, como se observa na figura 6. Figura 6 - Cristais formados após destilação do metanol presente no balão. Fonte: Autores. Tais cristais se devem à cristalização do ácido salicílico, que não reagiu completamente na reação. Um dos fatores que justifica a reação incompleta do ácido salicílico com o metanol é o tempo de reação. Para a purificação da amostra, transferiu-se 10mL de clorofórmio para o balão de fundo redondo a fim de solubilizar o salicilato de metila em tal solvente. Após a adição do clorofórmio, a mistura foi agitada e transferida para um funil de separação, atentando-se para evitar a transferência de cristais de ácido salicílico, que não eram de interesse. Em seguida adicionou-se ao balão aproximadamente 125 mL de água destilada, agitando-se a mistura vigorosamente em seguida descartando-se a fase aquosa. Em seguida, lavou-se a amostra com uma solução de bicarbonato de sódio 8,5%. A lavagem com bicarbonato de sódio tem o objetivo de neutralizar o meio por consumir os íons H +, de modo que a reação pode ser acompanhada pela formação de bolhas de dióxido de carbono na interface clorofórmio-água. Antes de seguir para a etapa de secagem, realizou-se uma última lavagem com água destilada. 4.2.2 SECAGEM E EVAPORAÇÃO Para a secagem, transferiu-se a fase orgânica recolhida da última lavagem para um erlenmeyer. À essa fase orgânica adicionou-se sulfato de magnésio anidro (secante). Para a etapa de evaporação do solvente foi necessário separar o salicilato de metila solubilizado em clorofórmio do sulfato de magnésio. Para isso realizou-se uma filtração simples em papel de filtro pregueado, onde a amostra foi transferida para um balão de fundo redondo de massa igual a 55,90g e levada ao rotaevaporador. A rotaevaporação foi mantida até se cessar a formação de bolhas que indicam a ebulição do solvente. Após isso, o balão foi removido do rotaevaporador e teve sua massa aferida, pesando 60,14g. Considerando a massa do balão vazio obtida por pesagem igual a 55,90g, conclui-se portanto que a massa final obtida de salicilato de metila foi de 4,24g. No entanto, deve-se considerar fatores como a presença de impurezas na amostra final e a perda de material em todas as etapas do processo de síntese. Para se obter o salicilato de metila com maior pureza foi realizada a destilação à vácuo do material obtido. 4.2.3 DESTILAÇÃO À VÁCUO Para a destilação à vácuo é necessário se conhecer aproximadamente o novo ponto de ebulição da substância de interesse, de modo que outros compostos que sejam destilados possam ser diferenciados como a cabeça de destilação. Para isso, utiliza-se um nomograma de alinhamento de pressão e temperatura, como o observado na figura 7. Figura 7 - Nomograma de alinhamento de pressão e temperatura. Da esquerda para direita: Ponto de ebulição observado da substância de interesse em uma nova pressão; Ponto de ebulição da substância de interesse à pressão de 760 Torr; Pressão (Torr) exercida no sistema. Fonte: [16]. Através do nomograma de alinhamento de pressão e temperatura é possível descobrir qual será aproximadamente o ponto de ebulição de uma substância de interesse ao traçar uma linha cruzando a temperatura em que tal substância entra em ebulição na pressão de 760 Torr e a pressão exercida no sistema. Na destilação à vapor realizada, cinco duplas de laboratório contribuíram com seus respectivos produtos da síntese, de modo que tal mistura foi destilada de modo que a pressão do sistema se manteve em torno de 77 mmHg. Ao se alinhar a pressão do sistema com a temperatura de ebulição do salicilato de metila em pressão atmosférica (220ºC), obtém-se um valor teórico para o novo ponto de ebulição de aproximadamente 125ºC. Experimentalmente, a temperatura no ponto de ebulição variou entre 110-115ºC. Tal diferença entre o valor previsto pelo nomograma e o valor obtido experimentalmente pode ser justificada pelas pequenas variações na pressão do sistema durante a destilação. As amostras, após rotaevaporação, de Carlos Eduardo A. Furtado Mendonça e Israel Simões Beraldo, Julio Cesar Souza de Freitas e Robson de Oliveira, Larissa Akimi Takiya e Jhonatan dos Santos de Alencar Vieira, Luciano Mendes Bispo dos Santos e Wang Ko Liang e Paula Renata Francisconi Santos e Rafael Martins de Albuquerque, correspondentes às duplas I, II, III, IV e V, respectivamente, foram destiladas concomitante, em mesmo aparelho. Os dadosdas amostras foram expostos em tabela. Tabela 1 - Massas de salicilato de metila obtidas após o processo de rotaevaporação. Dupla Massa obtida (g) I 0,67 II 5,18 III 2,58 IV 2,27 V 4,24 Total 14,94 Fonte: Autores. Após a destilação à vácuo, se obteve 2,08 g de salicilato. Portanto: = 14,9414,94 − 2,08 x 100 4, 4 . x 12, 6 . 100 1 9 = 8 4, 4 . x 286 1 9 = 1 x = 128614,94 ≅ 86 x a massa de salicilato obtida após rotaevaporação era constituída de 86% de impurezas, e estas, após destilação à vácuo, eram de aspecto amarelo translúcido. Para cálculo de rendimento percentual da síntese, é necessário calcular previamente o rendimento teórico e, posteriormente, o rendimento real para a reação. Visto que a destilação à vácuo foi realizada em cinco amostras, de cinco grupos diferentes, e em mesmo aparelho, o rendimento teórico da reação deve ser correspondente às sínteses realizadas. Como mencionado acima, nesta reação de estequiometria 1:1, espera-se todo o consumo do ácido salicílico, sendo ele o reagente limitante da reação. Os dados das massas de ácido salicílico utilizadas encontram-se na tabela 2. Tabela 2 - Massas de ácido salicílico utilizado para a síntese de salicilato de metila. Dupla Massa de ácido salicílico utilizado (g) I 14,01 II 14,87 III 14,00 IV 14,10 V 13,50 Total 70,48 Fonte: Autores. Sendo 138,122[A] e 152,149[B] correspondentes às massas de ácido salicílico e salicilato de metila, respectivamente, em g/mol, o cálculo de rendimento teórico se dá por: = 152,149 138,122 x Massa de ácido salicílico utilizado sendo x correspondente à massa de salicilato de metila sintetizado para o rendimento teórico. Portanto: = 152,149 138,122 x 70,48 38, 22 . x 152, 49. 70, 8 1 1 = 1 4 38, 22 . x 0723, 6152 1 1 = 1 4 x = 138,122 10723,46152 g ≅ 77, 4 x 6 O processo de destilação à vácuo das amostras resultou em 2,08 g de salicilato de metila, sendo este o rendimento real. Assim, o cálculo do rendimento percentual da reação se dá por: endimento percentual R = Rendimento teórico Rendimento real . 100% endimento percentual R = 77,64 2,08 . 100% endimento percentual ≅ 2, 8% R 6 4.2.4 ANÁLISE DA AMOSTRA Após a purificação do salicilato de metila por destilação à vácuo foi realizada cromatografia por HPLC nas porções de cabeça, salicilato de metila e resíduo obtidas a partir da destilação. Nos quadros 1, 2 e 3 é possível observar o resultado de tais ensaios. Quadro 1 - Cromatograma da porção de cabeça obtida da destilação à vácuo. Quadro 2 - Cromatograma da porção de salicilato de metila obtida da destilação à vácuo. Quadro 3 - Cromatograma do resíduo obtido da destilação à vácuo. A partir dos cromatogramas é possível observar que a purificação do salicilato de metila se deu de forma eficiente, uma vez que o cromatograma para salicilato apresentou apenas um pico, com tempo de retenção de 2,908 minutos e ocupando 100% da área do gráfico, sendo o primeiro pico observado após 1,5 minutos o sinal para o eluente. Além disso também é possível observar que, de modo geral, a purificação do produto foi realizada de forma eficaz, uma vez que os cromatogramas tanto para a porção de cabeça quanto para o resíduo da destilação à vácuo apresentaram poucos picos, tendo um pico para a porção de cabeça e dois para a porção do resíduo. A caracterização das substâncias responsáveis por tais picos poderia ser feita por uma técnica específica, como a espectrometria no infravermelho ou a espectrometria de massas. Além de cromatografia, também foi realizado uma espectrometria em infravermelho do salicilato de metila obtido em laboratório, para confirmar sua identidade a partir de comparação com espectros de infravermelho de salicilato de metila encontrados na literatura. Os quadros 4 e 5 apresentam o espectro de infravermelho do salicilato de metila sintetizado, enquanto o quadro 6 apresenta o espectro encontrado na literatura. Quadro 4 - Espectro de infravermelho do salicilato de metila sintetizado, na faixa de número de onda entre 4000 e 2000cm-1. Quadro 5 - Espectro de infravermelho do salicilato de metila sintetizado, na faixa de número de onda entre 2000 e 800cm-1. Quadro 6 - Espectro de infravermelho de salicilato de metila da literatura. Ao se comparar os espectros obtidos do salicilato de metila sintetizado com o espectro encontrado na literatura, é possível observar que o produto da síntese realizada em aula realmente foi o salicilato de metila. Tal conclusão é tomada a partir da observação das bandas acima de 3000cm-1, indicando a presença de ligação O-H, da banda em torno de 1700cm-1 indicando presença de carbonila, além da grande semelhança entre as bandas de 1400 e 1000cm-1 do espectro obtido do produto da síntese e do espectro encontrado na literatura. Assim, conclui-se que o composto obtido é realmente o salicilato de metila. 5 CONCLUSÃO No experimento conduzido em laboratório foi possível aplicar técnicas como o refluxo e a destilação para a síntese e purificação do salicilato de metila. A partir do procedimento conclui-se que existe grande importância da inclusão de catalisadores em sínteses orgânicas, como a aplicação de aquecimento em refluxo e a presença de ácido sulfúrico participando do mecanismo da reação. Nota-se também que mesmo tendo-se um meio reacional conhecido e condições controladas é difícil se ter um controle completo da reação, como foi observado na formação de um subproduto avermelhado devido a oxidação de reagentes durante a reação. A separação cromatográfica realizada na amostra foi eficiente, separando o produto da síntese em um único pico observado no cromatograma. Tal produto pôde ser identificado através de espectrometria no infravermelho e comparação do espectro obtido com o espectro encontrado na literatura. De modo geral o experimento teve seu objetivo atingido, sendo a síntese do salicilato de metila eficaz. No entanto, ao se considerar a eficiência do processo, conclui-se que tal método realizado nas condições de reação descritas neste relatório não seriam interessantes para uma escala maior onde se espera um grande rendimento da reação, tendo maior interesse para âmbito acadêmico onde se leva em consideração mais o entendimento do processo que o produto em si. 6 CONSTANTES FÍSICAS E TOXICIDADE Ácido salicílico ● Massa molar: 138,122 g/mol[17]; ● Densidade: 1,44 g/cm3[17]; ● Ponto de fusão: 158ºC[17]; ● Ponto de ebulição: 211ºC[17]; ● Solubilidade em água: 2240mg/l[17]; ● Solubilidade em demais solventes: solúvel em etanol e éter etílico[17]; ● Coeficiente de partição: 2,26[17]; ● Informações sobre toxicidade: Absorvido por ingestão e inalação, leva a náuseas, vômitos, tontura, perda de audição e vasodilatação. Em contato com a pele pode causar eritemas. LD50 = 891 mg/kg[17]. Salicilato de metila ● Massa molar:152,149 g/mol[18]; ● Densidade: 1,18 g/cm3[18]; ● Ponto de fusão: -8,6ºC[18]; ● Ponto de ebulição: 220ºC[18]; ● Solubilidade em água: 0,07g/100g[18]; ● Solubilidade em demais solventes: solúvel em clorofórmio, éter, miscível em etanol[18]; ● Coeficiente de partição: 2,55[18]; ● Informações sobre toxicidade: Ingestão pode causar náusea, vômitos, dor abdominal, diarréia, aumento na frequência respiratória e convulsões. DL50= 1110 mg/kg. Intoxicação severa pode causar danos aos pulmões, letargia, coma, edema cerebral e morte[18]. Ácido sulfúrico ● Massa molar: 98 g/mol[19]; ● Densidade: 1,84 g/cm3[19]; ● Ponto de fusão: 10,3ºC[19]; ● Ponto de ebulição: 337ºC[19]; ● Solubilidade em água: Miscível em água e etanol, com geração de calor na solvatação[19]; ● Coeficiente de partição: -2,20[19]; ● Informações sobre toxicidade: Pesquisas científicas comprovam conexão entre a exposição à ácidos inorgânicos e atividade carcinogênica[19]. Clorofórmio ● Massa molar: 117,914 g/mol[20]; ● Densidade: 1,48 g/cm3[20]; ● Ponto de fusão: -64ºC[20]; ● Ponto de ebulição: 62ºC[20]; ● Solubilidade em água: menos de 1mg/ml à 25ºC [20]; ● Solubilidade em demais solventes: Solúvel na maior parte dos solventes orgânicos[20]; ● Coeficiente de partição: 1,97[20]; ● Informações sobre toxicidade: Carcinogênico, dano acumulativo nos rins e fígado, tonturas, irritabilidade, confusão, perda de apetite, dor de cabeça, fadiga, irritação ocular e dores abdominais[20]. Bicarbonato de sódio ● Massa molar: 84,006 g/mol [21]; ● Densidade: 2,1 g/cm3[21]; ● Ponto de fusão: 50ºC (se decompõe)[21]; ● Solubilidade em água: 8,7g/100g de água à 20ºC [21]; ● Solubilidade em demais solventes: Insolúvel em etanol[21]; ● Coeficiente de partição: 3,97[21]; ● Informações sobre toxicidade: Exposição ocular: vermelhidão. Pode promover desenvolvimento de pedras de cálcio em pacientes com pedras de ácido úrico devido à oposição do íon sódio ao efeito hipocalciúrico. Alta exposição pode causar hipernatremia. Alcalinização da urina pode reduzir à solubilidade de fármacos como ciprofloxacino, devendo se atentar à sinais de nefrotoxicidade[21]. Metanol ● Massa molar: 32,042 g/mol [22]; ● Densidade: 0,79 g/cm3[22]; ● Ponto de fusão: -97,8ºC[22] ● Ponto de ebulição: 64,7ºC[22]; ● Solubilidade: Miscível em água, etanol, éter, benzeno e na maior parte dos solventes orgânicos[22]; ● Coeficiente de partição: -0,77[22]; ● Informações sobre toxicidade: Pode ser absorvido por ingestão, inalação, via dérmica e através de mucosa oral e ocular. Sintomas de exposição: Tosse. Tontura. Dor de cabeça. Náusea. Fraqueza. Distúrbios visuais. Demais sintomas incluem diarréia, anormalidades da função hepática e inflamação do pâncreas (pancreatite). Oftalmológico: distúrbios visuais, visão turva, sensibilidade à luz (fotofobia), alucinações visuais (visão enevoada, pele sobre os olhos, tempestade de neve, pontos de dança, flashes), perda de visão parcial à total. LD50 = 5628 mg/kg[22]. Sulfato de magnésio ● Massa molar: 120,361 g/mol[23]; ● Densidade: 2,66 g/cm3[23]; ● Ponto de fusão: 1124ºC (se decompõe)[23]; ● Solubilidade em água: 30 g/100g[23]; ● Solubilidade em demais solventes: solúvel em éter e glicerol, insolúvel em acetona[23]; ● Coeficiente de partição: não disponível[23]; ● Informações sobre toxicidade: Ingestão pode causar dor abdominal, diarréia e vômitos. DL50= 1200 mg/kg[23]. 7 FLUXOGRAMA Figura 8 - Fluxograma para síntese do salicilato de metila, a partir de ácido salicílico, metanol e ácido sulfúrico. Fonte: Autores. 8 REFERÊNCIAS [1] FELTRE, Ricardo. Química - Volume 1: Química Geral. 4ª edição. São Paulo: Editora Moderna, 2004. [2] BROWN, Theodore L., BURSTEN, Bruce E., LEMAY, H. Eugene. 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[19] National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=1118. Disponível em: <https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/1118>. Acesso em 9 de abril de 2018. [20] National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database;CID=6212. Disponível em: <https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/6212>. Acesso em 9 de abril de 2018. [21] National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=516892. Disponível em: <https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/516892>. Acesso em 9 de abril de 2018. [22] National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=887. Disponível em: <https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/887>. Acesso em 9 de abril de 2018. [23] National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=24083. Disponível em: <https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/24083>. Acesso em 9 de abril de 2018.
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