exp. 12 sintese de salicilato de metila

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Universidade Estadual de Maringá
Centro de Ciências Exatas – Departamento de Química
Síntese de salicitato de metila
Profo Expedito
Maringá, 29 de junho de 2018.
1.Introdução
A síntese do salicilato de metila se dá por uma reação de esterificação que ocorre quando a reação entre um álcool e um ácido carboxílico resulta na formação de um éster mais água, de certo modo reversível, o mesmo deve ser feito em um meio ácido, ésteres reagem com água levando a ácidos carboxílicos (reação reversa da esterificação) isto é uma hidrólise, a reação é um equilíbrio, podendo deslocar o equilíbrio para o produto (ácido carboxílico) utilizando excesso de água e destilando o álcool liberado. Quando um éster reage com um álcool é chamado um processo de transesterificação onde o excesso de álcool no meio desloca o equilíbrio para o produto. 
A hidrólise e a transesterificação podem ser catalisadas por um ácido para que ocorra de forma mais rápida a reação. Quando ocorre a catalisação da hidrólise por um ácido o primeiro passo é a protonação do oxigênio da carbonila por conta de sua maior densidade eletrônica, após isso ocorre o ataque da água que produz uma forma tetraédrica mas que fica em equilíbrio com a forma que não está protonada e são formados três intermediários onde suas quantidades estão definidas pelo pH da solução e dos valores de pKa, os intermediários por sua vez vão expelir éster novamente, uma base fraca e ácido carboxílico. As etapas também podem ser aceleradas por utilização de soluções básicas, onde o íon hidróxido formado neste meio acelera as etapas. Este exemplo mostra como ocorre uma reação de esterificação:
O salicilato de metila é conhecido como óleo de gaultéria onde aparece muito em vegetais e é muito utilizado para retirar as dores musculares, a síntese do salicilato de metila se dá através do ácido salicílico que tem função antipirética, antimicrobiana, analgésica, potencial acaricida no controle de Varroa jacobsoni, atividade repelente sobre as larvas de Boophilus microplus, etc. Como já foi falado para que seja obtido o produto salicilato de metila é passado por uma reação de esterificação, seu mecanismo será mostrado nos resultados. Esta prática teve como objetivo realizar a síntese de salicilato de metila a partir do ácili salicílico por meio da reação de esterificação.
1.4. Materiais
Funil de separação;
Balão de destilação;
Manta de aquecimento
Becker de 50 ml;
Pipeta de 10 ml;
Proveta de 25 ml;
Balança analítica;
Erlenmeyer
1.5. Propriedades
Ácido salicílico
Fórmula molecular: C7H6O3
Massa molar: 138.123 g/mol
Densidade: 1.44 g/cm³ (at 20 °C)
Ponto de fusão: 159 °C
Ponto de ebulição: 211 °C 
Acidez (pKa): 2,97 (25ºC)
Ácido sulfúrico
Fórmula: H2SO4
Massa molar: 98,079 g/mol
Densidade: 1,84 g/cm³
Ponto de ebulição: 337 °C
Metanol 
Fórmula química: CH4O
Massa molar: 32.04 g mol-1
Aparência: Líquido incolor
Densidade: 0,79 g·cm-3
Ponto de fusão: -98 °C
Ponto de ebulição: 65 °C
Salicilato de metila
Fórmula química: C8H8O3
Massa molar: 152,15 g/mol
Densidade: 1,174 g/cm3
Ponto de fusão: -9 °C
Ponto de ebulição: 220-224 °C
2. Procedimento Experimental 
Primeiramente foi colocado pedras de porcelana em um balão de fundo redondo de 50 mL e adicionou-se 1,4 g de ácido salicílico e 4 mL de metanol PA. Foi colocado de forma devagar 1 mL de ácido sulfúrico concentrado. Após feito isso adaptou-se um condensador ao balão e a mistura foi aquecida a refluxo por cerca de 75 minutos, neste aquecimento deve haver a dissolução do sólido, sendo assim percebeu-se a formação de um óleo insolúvel.
Logo após de ter sido resfriado foi transferido o conteúdo do balão para um funil de separação e separou-se o óleo em um erlenmeyer da solução, em seguida foi extraído a solução remanescente no mesmo funil de separação por três vezes, utilizou-se 5 mL de diclorometano de cada vez, na extração agitou-se a mistura sem inverter o funil, e foi separado a fase orgânica e junto com a fase orgânica foi colocado o óleo já separado. Ao final da terceira extração, foi descartado a fase aquosa e transferiu-se a fase orgânica para o funil de separação e lavou-se a fase orgânica com 10 mL de água destilada, depois 10 mL de solução de carbonato de sódio com concentração 1 mol/L e novamente 10 mL de água destilada, depois de feito isso as fases aquosas foram descartadas. Por fim transferiu-se a fase orgânica para um erlenmeyer, secou-se com sulfato de sódio anidro, filtrou-se e foi aguardado o solvente evaporar. Transferiu-se o conteúdo do balão para um vidro previamente pesado e pesou-se o produto e foi calculado o rendimento.
3. Resultados e Discussões 
O metanol reage com o ácido salicílico por meio de esterificação, porém para a reação ocorrer é necessário que a mistura esteja em meio ácido pois o metanol é um nucleófilo fraco, portanto é necessário que a carbonila do ácido salicílico seja protonada pela presença de um ácido, por isso adiciona-se ácido sulfúrico á solução, que age como catalisador da reação. 
Segue o mecanismo da reação:
Neste mecanismo o par de elétrons do oxigênio ataca o H do meio ácido, pois ali é onde está ocorrendo a reação desta forma o oxigênio fica protonado e a ligação dupla se desfaz quando o nucleófilo ataca o carbono carboxílico e o par de elétron do oxigênio ataca o carbono carboxílico e assim forma um intermediário tetraédrico logo após isso a hidroxila do álcool ataca o H da molécula do metanol fazendo uma transferência de prótons intramolecular, deste modo fica mais fácil atacar o H a invés de retirar do meio reacional. Nesse momento forma água que sai da molécula porque é um bom grupo de saída. O par de elétrons dessa molécula de água irá atacar o hidrogênio do grupo hidroxila ligado ao carbono carboxílico onde desfaz a ligação e assim libera um par de elétrons para o oxigênio. Esse par de elétrons volta a se ligar com o carbono carboxílico e uma dupla ligação se forma novamente formando o Salicilato de metila e liberando água para o meio da reação e deste modo o ácido e a água ficam em equilíbrio. 
Inicialmente foi pesado 1,4 g de ácido salicílico para realizar a síntese, e após realizarmos todo o procedimento e passado pelo sulfato de sódio anidro, e filtrar esperou-se evaporar todo o solvente para pesar o produto obtido, obteve-se 65,35g (peso do produto obtido + vidro relógio etiquetado)
Sabendo que somente o vidro relógio já etiquetado tinha como massa 64,51g:
Cálculo da massa de éster produzido
 MM do ácido salicílico______MM do éster
Massa utilizada do ácido salicílico____Massa do éster a ser obtida teoricamente
 138,12g_______152,15g
 1,4g _________X = 1,54g esperado de salicilato de metila.
Cálculo do rendimento
Massa do éster esperada______100%
 Massa do éster obtida________Y
 1,54g_______100%
 0,84g_______Y = 54,55% de rendimento.
4. Conclusão
Utilizando a reação de esterificação para obter o salicilato de metila, obteve-se aproximadamente 55% de rendimento da reação.
5. Referências
GRAHAM SOLOMONS, T. W., FRYHLE, C. B., Química Orgânica, vol. 2, 8º edição. Rio de Janeiro, LTC, 2006;
http://nuquiocat.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2015/08/Rea%C3%A7%C3%B5es-de-Substitui%C3%A7%C3%A3o-Nucleof%C3%ADlica-Ac%C3%ADlica.pdf