Síntese de p-Nitroacetanilida por Substituição Eletrofílica Aromática

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Introdução
Os eletrófilos são um íon positivo (E+) ou uma espécie deficiente de elétrons, com grande carga positiva parcial. Estes íons positivos atuam como eletrófilos e atacam o anel benzênico, substituindo um dos átomos de hidrogênio numa reação chamada substituição eletrofílica aromática. As substituições eletrofílicas aromáticas permitem a introdução direta de grande variedade de grupos no anel aromático e, por isto, abrem caminho para a síntese de muitos compostos importantes. As cinco substituições aromáticas são: halogenação, sulfonação, alquilação de Friedel-Crafts, acilação de Friedel-Crafts e, a que realizaremos neste experimento, nitração.
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+.
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.
O experimento teve como objetivo a síntese da p-nitroacetanilida através de uma reação da acetanilida em presença de ácido acético glacial e uma mistura nitrante de ácido sulfúrico e nítrico concentrados, demonstrando um mecanismo de reação de substituição eletrofílica em aromáticos
Resultados 
A obtenção da p-Nitroacetanilida ocorre a partir da reação de substituição eletrolítica (nitração), o qual o eletrófilo é o íon nitrônio, em que este é formado da protonação realizada pelo ácido sulfúrico no ácido nítrico, liberando moléculas de água. Este nitrônio é um núcleofilo muito forte sendo então capaz de atacar o anel aromático da acetanilida. Na molécula de acetanilida um grupo substituinte NHOCH3(acetamido) que é grupo ativador frente ao anel aromático, uma vez que o nitrogênio possui um par de elétrons livres que podem ser doados. O fato de o grupo acetamido ser ativante indica que, apesar de uma reduzida doação de elétrons ao anel, de modo geral, ele doa elétrons por ressonância mais fortemente do que retira elétrons indutivamente. Logo, este grupo faz com que o anel reaja mais rapidamente que o benzeno e também faz com que a localização da substituição aromática eletrofílica seja orto e/ou para (Bruice, 2006). Observe a reação a seguir:
A utilização do ácido sulfúrico garante um meio fortemente ácido que irá favorecer a formação do íon nitrônio na adição do ácido nítrico e inclusão deste no anel da acetanilida. Observou-se que ao adicionar o ácido sulfúrico no ácido nítrico, tem-se uma reação exotérmica, portanto para adicionar a acetanilida é preciso resfriar a solução num banho de gelo, que tem finalidade de evitar o aumento exagerado da temperatura, devido ao desprendimento de calor. Pois ao elevar a temperatura aumenta o grau de nitração, dessa forma obtêm-se maior quantidade de produto nitrado e subprodutos. 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, por isso utiliza-se o banho de gelo. Ao adicionar a acetanilida na mistura sulfonítrica, a mesma passou a ter uma coloração marrom escura, como mostra a figura 1.
Figura 1 – solução de acetanilida com ácido sulfúrico e ácido nítrico 
Fonte: (Dados do autor, 2017)
Ao adicionar vagarosamente a mistura na água gelada, observou-se que formou, uma solução com aspecto leitoso e um precipitado grosso, como mostra a figura 2 a seguir.
Figura 2 – Adição da mistura da solução sulfonítrica e acetanilida, na água gelada. 
Fonte: (Dados do autor, 2017)
Para obtenção da p-nitroacetanilida, fez a filtração a vácuo para retirar algumas impurezas e reter o sólido. Essa filtração permite a retenção de impurezas através da passagem de um líquido por um filtro poroso, separando uma fase contínua de uma fase dispersa, empregando uma bomba de vácuo, conectada a um kitassato que possibilita um aceleramento do processo, bem como uma maior eficiência. Observe a figura 3.
Figura 3 – Filtração a vácuo da p-nitroacetanilida
Fonte: (Dados do autor, 2017)
	Após a obtenção da p-nitroacetanilida, esperou a substancia secar e obteve-se XXXg para o seu rendimento real. Visto que o rendimento teórico foi de 3,33g os resultados foram satisfatórios. Observe os cálculos.
Referências 
SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, G. B., Química orgânica, Rio de Janeiro, LTC, 8.ed., v.1, 2005.
BRUICE, Paula Yurkanis. Química Orgânica. 4.ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. v. 2. p. 40- 49.