Relatório de Nitração.

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IQ-UFBA
	
	Departamento de Química Orgânica
QUI-B37 – Química Orgânica Básica Experimental I-A
	
	2016.1
RELATÓRIO DE ATIVIDADES
	Título:	Reação de Nitração. Preparação e purificação da p nitroacetanilida.	
	Data:	08/09/2016
	Autor: Camila Carneiro e Thamires Duarte
Introdução
Objetivos
Discutir o mecanismo de uma reação de nitração;
Conhecer as condições experimentais para uma reação de nitração;
Utilizar métodos de separação, purificação e caracterização da p-nitroacetanilida.
Fundamentação teórica
	O processo de nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais grupos nitro (-NO2) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para formar um nitro composto. Utiliza-se comumente o sistema ácido sulfúrico/ácido nítrico, denominado mistura nitrante para favorecer a ionização do ácido nítrico, que leva à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO2+.(Solomons et al, 2005)
	Realiza-se uma reação de nitração, por exemplo, quando se deseja sintetizar a p-nitroacetanilida tendo a acetanilida como reagente de partida. A nitração da acetanilida normalmente feita com ácido nítrico, em presença da mistura ácido acético glacial/ácido sulfúrico, de forma a manter no meio uma mistura do agente nitrante com força média; a p-nitroacetanilida sintetizada pode posteriormente ser usada para preparar p-nitroanilina (substância normalmente usada como um intermediário na síntese de corantes, oxidantes, fármacos em veterinária), em gasolina (como um inibidor da formação de gomas) e como um inibidor de corrosão. (Solomons et al, 2005)
Reação principal :
Mecanismo da reação principal:
1ª etapa - O ácido nítrico recebe um próton de um ácido mais forte, o ácido sulfúrico.
2ª etapa - Depois de protonado, o ácido nítrico pode dissociar-se para formar um íon nitrônio. 
 
3ª etapa - O íon nitrônio (eletrófilo) reage com a acetanilida para formar um íon arênio (estabilizado por ressonância).
4ª etapa - O íon arênio perde um próton para uma base de Lewis e transforma-se na p-nitroacetanilida. O ácido sulfúrico (catalisador) é regenerado.
Parte experimental
CARACTERIZAÇÃO DO PRODUTO
Determinar a temperatura de fusão e comparar o valor obtido com o valor da literatura. 
Realizar uma placa de cromatografia em camada delgada (CCD) do produto obtido e comparar com o padrão conhecido. 
 Realizar uma análise espectrométrica de infravermelho e comparar com o espetro com os dados presentes na literatura.
2.2. DESENHO DA APARELHAGEM
 
 
2.3. Materiais.
	i) Reagentes e solventes
Acetanilida
Ácido acético glacial
Ácido Sulfúrico Concentrado
Ácido Nítrico Concentrado
ii) Vidrarias
Erlenmeyer de 250 e 500mL
Funil de adição
Pipeta graduada
Kitassato
Funil de Vidro
Bastão de vidro
iii) Equipamentos
Placa de agitação
Medidor de ponto de fusão
Balança analítica
2.4. Tabela de propriedades físicas
	Substância
	MM
	d
g/mL
	Tf
oC
	Te
oC
	
	Solubilidade (g/100 mL)
	
	
	
	
	
	
	H2O
	EtOH
	CHCl3
	Et2O
	Água
	18,02
	0,999
	0
	100
	
	x
	x
	x
	x
	Ácido acético
	60,05
	1,266
	16,5
	118,1
	
	x
	
	
	x
	Ácido Nítrico concentrado
	63,01
	1,377
	-42
	86
	
	x
	
	x
	x
	Acetanilida
	135,16
	1,219
	113,7
	304
	
	x
	x
	x
	
	Ácido Sulfúrico concentrado
	98,079
	1,835
	10,31
	270
	
	x
	x
	
	
	p-nitroacetanilida
	180,16
	1,08
	215
	
	
	x
	x
	
	
*obs: solúvel em água quente
2.6. Tabela de propriedade toxicológicas
	Substância
	Propriedades (riscos à saúde, inflamabilidade, reatividade)
	Ácido Acético Glacial 
	Causa o escurecimento da pele; se inalado é corrosivo e se ingerido causa vômito. 
	Ácido Nítrico Concentrado 
	Quando em contato com a pele é corrosivo e irritante e se inalado pode causar edema pulmonar 
	Ácido Sulfúrico Concentrado 
	É tóxico se inalado 
Resultados, discussão, observações e conclusões
	 A nitração da acetanilida é normalmente feita com ácido nítrico, em presença da mistura ácido acético glacial/ácido sulfúrico, de forma a manter no meio uma mistura do agente nitrante com força média. 
No caso da síntese da p- nitroacetanilida a partir da acetanilida, que apresenta um grupo substituinte NHOCH3, que é um grupo ativador do anel aromático, uma vez que o nitrogênio tem um par de elétrons livres; consequentemente à desativação do anel, este grupo é orto-para orientador, devido à orientação espacial deste grupo substituinte. 
	É necessária atenção especial para 3 fatores principais durante as sínteses orgânica: agitação, solubilidade e temperatura. A agitação faz com que a velocidade da reação nas fases aquosas e orgânicas sejam constante. É necessário conhecer a solubilidade dos nitro- compostos no ácido sulfúrico, geralmente se dissolvem melhor quando concentrado. Nos processos de nitração a temperatura influencia diretamente o curso da reação, porque na grande maioria, essas são reações exotérmicas. Elevar a temperatura, aumenta o grau de nitração e dessa forma obtem-se maior quantidade de produto nitrado e subprodutos.
	O produto filtrado foi transferido para um envelope e colocado para secar em temperatura ambiente. De imediato percebemos que o produto filtrado não seria a p-nitroacetanilida por conta da coloração.
Na semana seguinte foi realizado o teste para a caracterização do produto através do ponto de fusão. O ponto de fusão obtido no experimento foi de 113°C, sendo que na literatura diz que o ponto de fusão da p-nitroacetanilida é de 215°C, ou seja, o produto obtido não é a p-nitroacetanilida e sim a anilina.
Supomos que, a incompatibilidade na identidade do produto obtido pode estar relacionado com a integridade físico-quimico dos reagentes utilizados. Devido a este fato não foi possível realizar o cálculo do rendimento.
REFERÊNCIAS:
VOGEL, A, I., Química orgânica: análise orgânica qualitativa, 3ª Ed., Rio de Janeiro, Ao Livro Técnico S.A., 1981. V. 1
SOLOMONS, T. W. G. Química orgânica, 8 ed vol.1, Rio de Janeiro, 2005
 
				 
				 
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA-UFBA
INSTITUTO DE QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA
DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA BÁSICA EXPERIMENTAL IA
DOCENTE: Dr. PAULO RIBEIRO
 CAMILA CARNEIRO E THAMIRES DUARTE
REAÇÃO DE NITRAÇÃO. PREPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO DA p- NITROACETANILIDA.	
SALVADOR-BA
2016
 CAMILA CARNEIRO E THAMIRES DUARTE
REAÇÃO DE NITRAÇÃO. PREPARAÇÃO E PURIFICAÇÃO DA p- NITROACETANILIDA.	
Relatório apresentado como pré-requisito parcial de avaliação da disciplina Química Orgânica Básica Experimental, orientado pelo professor Dr. Paulo Ribeiro.
SALVADOR-BA
2016
QUESTIONÁRIO
1) P-Nitroacetanilida .
2) As aminas podem ser produzidas em laboratório por três métodos principais:
Reações de haletos orgânicos (RX) com amônia (NH3): Esse tipo de reação produz aminas primárias, ou seja, que possuem apenas um hidrogênio substituído.
 Redução de nitrocompostos: Nesse caso, os nitrocompostos, sob ação de zinco na presença de um ácido diluído, sofrem redução produzindo aminas primárias.
Redução de nitrilas: Nessa reação, o gás hidrogênio reage com as nitrilas, na presença de um catalisador, quebrando a tripla ligação do carbono com o nitrogênio e produzindo uma amina primária.
3) No caso da síntese da p-nitroacetanilida a partir da acetanilida, temos na molécula de acetanilida um grupo substituinte NHOCH3 que é grupo ativador do anel aromático uma vez que o nitrogênio tem um par de elétrons livres.
4) Adicione-se NaCl para diminuira temperatura de fusão da água, e torna a água mais gelada.
5) Toda reação ácido base libera calor, o propósito de se adicionar gelo é evitar o aquecimento exacerbado do sistema.
6.0 Para favorecer a formação de cristais e retirar impurezas, ou seja tudo aquilo que não faz parte do produto obtidos.
7.0 
8.0 Processos de nitração, na grande maioria, são reações exotérmicas e a temperatura influência diretamente o curso da reação. Ao elevar a temperatura aumenta o grau de nitração, obtendo maior quantidade de produto nitrado e subprodutos, principalmente compostos supernitrados. Nas nitrações aromáticas a temperatura tem influência direta sobre a orientação do grupo nitro, principalmente em derivados aromáticos substituídos, levando a formação de isômeros indesejáveis.