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SÍNTESE DE GABRIEL

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OBTENÇÃO DE AMINAS PRIMÁRIAS PELA SÍNTESE DE GABRIEL
Aminas, são derivados orgânicos da amônia que por sua vez, se dá por meio de um processo conhecido como fixação do nitrogênio, onde o nitrogênio atmosférico é reduzido a amônia para depois sim, ser convertida a compostos orgânicos nitrogenados.
As aminas são largamente utilizadas na síntese de diversos compostos e também entram como ingredientes na fabricação de certos tipos de sabões, de inseticidas, corantes, agentes farmacêuticos, explosivos e produtos têxteis.
Os Hidrogênios da amônia podem ser substituídos por grupos alquilas (alquilaminas),onde tem seu nitrogênio ligado a um carbono com hibridização sp3 ou arila (arilaminas), que por sua vez, tem seu nitrogênio ligado a um carbono com hibridização sp2 de um anel benzênico ou benzenóide.
Assim como as amônias, aminas também são bases fracas, porém, se enquadram como as bases sem cargas mais fortes encontradas em quantidades significativas em condições fisiológicas, geralmente em substituições nucleofílicas biológicas elas são o nucleófilo da reação.
A palavra vitamina se deu por uma derivação das aminas, onde um dia se acreditou que as substâncias contidas na dieta que tratava certas doenças, eram aminas vitais, em inglês (vital amines), porém se provou que algumas vitaminas eram sim, aminas, mas isso não era aplicável a todas. Mesmo assim o nome permaneceu, mesmo que seja para lembrar que os químicos do passado já reconheciam o lugar ocupado pelas aminas em processos biológicos.
Em relação à nomenclatura, diferente dos álcoois e dos haletos de alquila, as aminas são nomeadas levando-se em conta o grau de substituição do nitrogênio. Uma amina com um carbono ligado ao nitrogênio é um carbono primário e a mesma lógica se aplica as aminas secundárias e terciárias:
Figura 1: classificação das aminas- extraído de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABbJsAJ/qo-aminas-nitro-compostos-sabrina
As aminas tem um papel ativo na natureza, estão entre as moléculas orgânicas mais abundantes, seja na forma de aminoácidos, proteínas, peptídeos ou alcalóides, são essenciais na bioquímica. Muitas delas têm atividade fisiológica importante, que é o caso, dos neurotransmissores. Outras têm o uso medicinal como anestésicos, sedativos, descongestionantes e estimulantes. Muitas aminas cíclicas, os heterocíclicos nitrogenados, em que o nitrogênio faz parte de um anel, também têm atividade biológica.
Os alcalóides são produtos naturais, pois, se enquadra na classe dos produtos que são sintetizados por plantas ou animais, eles são compostos por um ou mais heteroátomos de nitrogênio e são encontrados em folhas, raízes, sementes de plantas e cascas. Como exemplo podemos citar: a nicotina, encontrada na folha do tabaco; a morfina, extraída do ópio, (suco extraído de algumas espécies de papoula) e a cafeína, encontradas nos grãos do café, nas folhas de chá e na noz de cola.
 
Figura 2: exemplos de alcalóidea-extraído de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABW3QAJ/metaboilismo-secundario?part=2.
 
Existe os casos também de aminas naturais, que não são consideradas alcalóides, por não serem isoladas de plantas, que é o caso da epinefrina e a serotonina que provêm da transmissão de impulsos nervosos, os chamados neurotransmissores:
 
 
 Figura 3- neurotransmissores – extraído de: http://www.omundodaquimica.com.br/curiosidade/paixao 
Algumas aminas são substâncias heterocíclicas (ou heterociclos) – substâncias cíclicas cujo anel apresenta um ou mais heteroátomos. Os heterociclos são uma classe de substâncias de enorme importância, abrangendo mais da metade das substâncias conhecidas. Entre todas as substâncias que conhecemos como droga, a maioria das vitaminas e muitos outros produtos naturais são heterociclos.
Existe uma variedade de métodos para a síntese de aminas, entre eles temos: a alquilação da amônia, que se dá por substituição nucleofílica; preparação de aminas por redução; aminação redutiva; nitrosação de aminas; preparações de aminas primárias, secundárias e terciárias através da aminação redutiva; rearranjos de Hofmann e Beckmann, dentre outros.
O método abordado neste presente trabalho é a Síntese de Gabriel, que constitui o melhor método de obtenção de aminas primárias.
Esse método é bem similar ao método de alquilação da amônia, pois, o mesmo resultado final é obtido, mas, com a diferença que ele evita a formação das aminas secundária e terciária como subproduto. Os haletos de alquila são convertidos em alquilaminas sem contaminação de aminas secundárias ou terciárias. 
A síntese leva esse nome, por ter sido descoberta em 1887 pelo químico alemão, Siegmund Gabriel. Neste método há uma reação da ftalimida potássica e de um haleto de alquila, seguida de hirólise do composto obtido, ou tratada com hidrazina em etanol.
A ftalimida é uma imida cíclica  usada industrialmente para a produção de plásticos e de corantes. A ftalimida pode ser sintetizada de forma muito simples, prática e econômica. Sua síntese é considerada um processo verde, pois, não necessita do uso de solventes, pode ser sintetizada a partir de uma mistura de anidrido ftálico com uréia, aquecido em banho de óleo. Segue abaixo a reação geral para ftalimida:
 
Figura 4: equação geral- síntese de ftalimida- extraída de: https://mundoquimico.com.br/sintese-ftalimida-partir-anidrido-ftalico/
As sínteses de aminas utilizando a síntese de Gabriel são restritas ao uso de haletos de metila, haletos de alquila primários e haletos de alquila secundários. A utilização de haletos terciários leva quase exclusivamente a eliminações.
MECANISMO PARA A SÍNTESE DE GABRIEL - OBTENÇÃO DE AMINAS PRIMÁRIAS
 
Figura 5- mecanismo- síntese de Gabriel- extraído de: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABUK4AF/compostos-nitrogenados?part=2
Na primeira etapa, o reagente chave é o sal de potássio, preparado pela reação da ftalimida com o Hidróxido de potássio, convertendo-a em fitalamida de potássio.
Na segunda etapa, o sal de potássio da ftalimida tem um átomo de Hidrogênio carregado negativamente que age como nucleófilo diante de haletos de alquila primários em um processo de substituição nucleofílica bimolecular (SN2) para fornecer uma imida ( N-alquilftalimida), um derivado diacílico de uma amina. 
Na terceira etapa a reação chega num ponto em que a N-alquilftalimida pode ser hidrolisada com ácido ou base aquosa, mas a hidrólise normalmente é difícil. Geralmente é mais conveniente tratar a N-alquilftalimida com hidrazina (NH2 NH2 ), em etanol, para fornecer uma amina primária e a ftalazina-1,4-diona.
Como a ftalimida pode sofrer apenas uma alquilação, a formação de aminas secundária e terciária não acontecem.
Os haletos de arila não podem ser convertidos em arilaminas pela síntese de Gabriel, porque não sofrem substituição nuclefílica com a N-potassioftalimida na primeira etapa do procedimento.
Esta síntese pode também ser adapitada para produzir aminoácidos, onde a hidrólise do grupo imida fornece o aminoácido.
Referências
QUÍMICA ORGÂNICA- livro on-line <https://books.google.com.br/books?id=96t7So81z-8C&pg=PA952&dq=s%C3%ADntese+de+gabriel&hl=pt-BR&sa=X&ved=0ahUKEwjMnsvIhu3bAhXDfpAKHewIASkQ6AEIKDAA#v=onepage&q=s%C3%ADntese%20de%20gabriel&f=true>. Acesso em: 23 de junho de 2018.
AMINAS- <file:///C:/Users/Gabriel%20e%20Joana/Desktop/PROCESSOS%20QU%C3%8DMICOS/3%C2%B0%204%C2%B0%20e%205%C2%B0%20per%C3%ADodo%201%20-%202018/Rea%C3%A7%C3%B5es%20Org%C3%A2nicas/s%C3%ADntese%20de%20gabriel.pdf >. Acesso em: 23 de junho de 2018.
SÍNTESE: FTALIMIDA A PARTIR DO ANIDRIDO FTÁLICO-<https://mundoquimico.com.br/sintese-ftalimida-partir-anidrido-ftalico>/. Acesso em 23 de junho de 2018.
COMPOSTOS NITROGENADOS- <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABUK4AF/compostos-nitrogenados?part=2>.