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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ – UFPI DEPARTAMENTO DE QUÍMICA CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS – CCN DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL PROFESSORA: NILZA CAMPOS DE ANDRADE TURMA: BACHARELADO EM FARMÁCIA MÓDULO: 2º PERÍODO TURNO: MATUTINO E VESPERTINO Síntese do Ácido Acetilsalicílico – Aspirina Alexsandre Barbosa Vieira Silva José Moreira Tavares Neto José Vinícius de Sousa França Larisse Carneiro da Frota Brito Maria Beatriz Leal dos Santos TERESINA-PI NOVEMBRO DE 2018 2 SUMÁRIO Resumo.............................................................................................................3 1 Introdução.........................................................................................................4 2 Objetivo.............................................................................................................6 3 Parte experimental............................................................................................7 3.1Materiais e reagentes...................................................................................7 3.2 Procedimento experimental.........................................................................7 4 Resultados e discussões...................................................................................8 5 Conclusão........................................................................................................11 Referências Bibliográficas...............................................................................12 Anexo..............................................................................................................13 3 Resumo A Aspirina® droga mais usada no mundo inteiro, é um analgésico e antipirético, com propriedades antiinflamatórias. O experimento consistiu na síntese do AAS a partir do processo de acetilação do ácido salicílico com o anidrido acético. Em um béquer foi adicionados anidrido acético e ácido salicílico em proporções iguais e como catalisador, adicionado o ácido sulfúrico. Agitando bem, a mistura foi colocada em banho Maria e após esfriada a temperatura ambiente. Ao béquer foi adicionada água fria, a fim do produto principal melhor recristalizar, e depois de passado por uma filtração e novamente lavado. Visto nisso foi percebida a importância da química orgânica na síntese de variedades de fármacos bem eficazes utilizados no dia - a- dia. 4 1 INTRODUÇÃO A Aspirina® droga mais usada no mundo inteiro, é um analgésico (combate às dores) e antipirético (combate à febre), com propriedades antiinflamatórias (combate inflamações). Ela é um grande exemplo de como um chá caseiro pode se tornar um medicamento sintético com a evolução das pesquisas sobre o seu princípio ativo. No Egito Antigo, combatiam-se as inflamações com um extrato obtido da casca do salgueiro (árvore do gênero Salix). No Brasil ainda é comum a ingestão de chás como o de fedegoso (Cassia occidentalis). Com o passar do tempo, estudos foram feitos sobre esses chás. Em 1838, o químico italiano Raffaele Piria conseguiu obter ácido salicílico da salicina, sendo que esse último era um composto de estrutura complexa, o qual se acreditava ser o princípio ativo da casca do salgueiro. Mas um marco mesmo ocorreu em 1859, quando o químico alemão Adolf Hermann Kolbe (1818-1884) desenvolveu o método de sintetização do ácido acetilsalicílico, a partir do ácido salicílico. O ácido acetilsalicílico é comercializado hoje como Aspirina®, pois Kolbe trabalhava nos laboratórios das Indústrias Bayer, quando fez essa descoberta. Assim, em 1899, as indústrias químicas Bayer patentearam esse medicamento com esse nome de Aspirina®, que veio da reunião da letra a de acetil com o nome acidumspiricum, que é o antigo nome do ácido salicílico. A fórmula do ácido acetilsalicílico é um composto orgânico de funções mistas, sendo que ele possui um grupo funcional ácido carboxílico e um éster presente em sua estrutura. Figura1: estruturado ácido Acetil Salicílico A Aspirina® é um fármaco de fácil acesso sintético, obtida pela reação de acetilação do ácido salicílico, com anidrido acético, catalisado por ácido, conforme ilustrada na Figura 2 (MENEGATTI; FRAGA; BARREIRO, 2001). 5 Figura 2: mecanismo reacional da Aspirina Seus efeitos analgésicos, antipiréticos e antiinflamatórios são devidos às associações das porções acetil e salicilato da molécula intacta, como também a ação do metabólito ativo salicilato. O efeito antiagreganteplaquetário deve-se a sua capacidade de doar do grupo acetil à membrana plaquetária e à inibição irreversível da enzima ciclooxigenase. Inibe a atividade da enzima ciclooxigenase o que diminui a formação de precursores das prostaglandinas e tromboxanos a partir do ácido araquidônico. Embora a maioria de seus efeitos terapêuticos possa dever-se à inibição da síntese de prostaglandinas em diferentes tecidos, existem outras ações que também contribuem. Sua união às proteínas (albumina) é alta, porém, diminui conforme aumenta a concentração plasmática, com baixas concentrações de albumina na disfunção renal e durante a gravidez. A meia-vida é de 15 a 20 minutos (para a molécula intacta), pois se hidroliza rapidamente em salicilato. A concentração plasmática terapêutica como analgésico e antipirético é de 2, 5 a 05 mg por 100 mL, alcançada geralmente com doses únicas. É eliminado por via renal como ácido salicílico livre e como metabólitos conjugados. A excreção de ácido salicílico não metabolizado aumenta com doses elevadas na urina alcalina, e diminui na urina ácida. É excretado, também, pelo leite materno, tendo sido detectadas concentrações máximas de salicilato de 173 a 483mg/ml, após a ingestão de uma dose única de 650 mg (FARMACAM,2004). 6 2 OBJETIVOS Síntese do ácido Acetil Salicílico a partir do processo de acetilação do ácido salicílico com anidrido acético em meio ácido. 7 3 PARTE EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAIS E REAGENTES - Béquer de 250 e 100 mL - Etiquetas - Trompa de Vácuo - Bastão de vidro - Placa de Petri - Funil de Bucher - Papel de filtro - Pisseta - Ácido salicílico (C7H6O3) - Espátula - Proveta de 25 e 10 mL - Ácido sulfúrico (H2SO4) - Pipeta de Pasteur - Kitazato de 250 mL - Anidrido acético (C4H6O3) - Bico de Busen - Tela de amianto - Tripé de ferro 3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL • Primeiramente pesou-se em um béquer de 100 mL, cerca de 3,0 g de ácido salicílico; • Adicionou-se 6 mL de anidrido acético e juntou-se 6 gotas de H2SO4 concentrado (Tendo bastante cuidado no manuseio, pois Anidrido acético e ácido sulfúrico causam graves queimaduras.); • Em seguida, aqueceu-se o béquer em banho-maria, a 50-60o durante 10 minutos, agitando a mistura de vez em quando, com um bastão de vidro. • Remove-se o béquer do banho-maria e adiciona-se 30 mL de água destilada; • Deixou-se o béquer esfriar ao ar para que se formem os cristais. • Resfriou-se em banho de gelo para acelerar a cristalização e aumentar o rendimento do produto; • Concomitantemente, filtrou-se utilizando funil de Buchner e lavou-se duasvezes com 5 mL de água gelada; • Secou-se a aspirina ao ar, pesou-se o produto e se determinou o rendimento percentual da reação. 8 4 RESULTADO E DISCUSSÃO A obtenção do ácido acetilsalicílico (C9H8O4), aspirina, é oriunda da reação do ácido salicílico (C7H6O3) com o anidrido acético (C4H6O3) utilizando ácido sulfúrico (H2SO4) como catalisador da reação, pois o ácido sulfúrico diminui a energia de ativação, aumentando assim a velocidade da reação. A falta do ácido sulfúrico seria inviável, pois a reação iria ocorrer muito lentamente. A reação de síntese de obtenção da aspirina consiste em uma de acetilação do ácido salicílico, na qual compreende uma reação em que o nucleofílo do ácido salicílico (-OH fenólico) ataca o centro catiônico do anidrido acético, seguido de uma migração de hidrogênio e posteriormente uma eliminação do ácido acético, formado como um subproduto da reação. 9 Figura 03: Mecanismo de síntese da Aspirina A reação teve como produto ácido acetilsalicílico e o ácido acético (C2H4O2). Após o aquecimento em banho-maria, adicionou-se água à mistura e pôde-se observar uma libertação de vapores, estes eram o ácido acético perdendo-se na atmosfera. A adição de água destilada na mistura foi utilizada para decompor o excesso de anidrido acético provocando uma rápida efervescência. 10 OH OH O H3C O CH3 OO H2SO4 OH O O O CH3 HO CH3 O AAS Figura 04: Equação geral da Aspirina Com o resfriamento gradual da solução foi possível observar a formação de cristais de ácido acetilsalicílico. Isso acontece devido a solubilidade do ácido acetilsalicílico na água à determinada temperatura, assim a medida que resfriava a solução formava mais cristais, ou seja, os cristais que estavam dissolvidos na água passaram ao estado sólido, processo conhecido com recristalização. Em seguida filtrou-se a fim de reter os cristais e posteriormente lavá-los com água fria para evitar que eles se dissolvessem novamente, como já foram mencionados. Em seguida descobriu-se o número de mols de cada reagente para se determinar qual era o limitante: O seu rendimento pode ser constatado logo abaixo: • Massa molar da anilina (C6H5NH2) = 93,13g/mol 1 mol de anilina ---------- 93,13 g X ---------- 2,325 g X ~= 0,024 mol de anilina • Massa do produto formado (acetanilida) = 2,612 g 1 mol de C8H9NO (acetanilida) ---------- 135,16 g 0,024 mol de anilina ---------- y Y ~= 3,24 g de acetanilida • Rendimento 3,24 g de C8H9NO ---------- 100% 2,612 g de C8H9NO --------- W W ~= 80,61% Diante do rendimento obtido, o experimento foi satisfatório, pois ainda que não seja muito elevado, foi maior do que o esperado, devido ao desperdiço de uma 11 quantidade significativa de cristais na filtração simples, ou a solução não esfriou o bastante e possibilitando assim a existência de cristais dissolvidos na solução que foram desprezados, pois não ficaram retidos no papel de filtro. Se não ocorresse este desperdício de cristais que é possível de evitar o rendimento seria francamente positivo. Este processo não permite, no entanto, sintetizar ácido acetilsalicílico puro visto que os cristais podem ter impurezas, assim os cristais sintetizados tal como foi descrito não podem ser utilizados sem que antes se recorra à purificação dos mesmos. 12 5 CONCLUSÃO Em geral o experimento teve como objetivo a obtenção da reação entre o sulfato de salicílico e o anidrido acético obtendo como resultado o ácido acetilsalicílico e ácido acético. Além disso, o ácido acetilsalicílico obteve-se na forma de cristais e sua coloração é branca; o ácido acético encontrou-se no estado gasoso à temperatura ambiente; a reação é exotérmica, devido à subida da temperatura; há a presença de um cheiro de vinagre que é justificada pelo fato do ácido acético formado na reação, encontrar-se no estado gasoso; e com a evaporação da água, faz com que os cristais fiquem mais rígidos. Assim, com êxito, obteve-se um rendimento de 60, 33%. Devido às perdas durante o aquecimento, a filtração, a transferência dos reagentes ou outra causa podem ter afetado a pureza dos reagentes e com isso, influenciado no resultado alcançado. 13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Ácido Acetilsalicílico (AAS)"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/Acido-acetilsalicilico-aas.htm>. Acesso em 26 de maio de 2016. MENEGATTI, Ricardo; FRAGA, Carlos Alberto Manssour; BARREIRO, Eliezer J. Importância na síntese de fármacos. Química Nova na Escola, Santa Catarina, v. 3, p.19-22, maio 2001. VOGEL, A. I. Química orgânica: análise orgânica qualitativa. 2. ed, Rio de janeiro Ao Livro Técnico S. A, 1981. v. 1. 14 ANEXOS 1. Escrever a equação da reação de obtenção da ASPIRINA. 2. Que tipo de reação se verifica na obtenção da ASPIRINA? Reação de acetilação de fenóis ou reação de substituição cíclica. OH OH O H3C O CH3 OO H2SO4 OH O O O CH3 HO CH3 O AAS A síntese da aspirina é possível através de uma reação de acetilação do ácido salicílico (1), um composto aromático bifuncional. A reação de acetilação do ácido salicílico (1) ocorre através do ataque nucleofílico do grupo – OH fenólico sobre o carbono carbonílico do anidrido acético (2), seguido de eliminação de ácido acético (3), formado como um subproduto da reação. 3. Qual a finalidade da adição de ácido sulfúrico concentrado? O ácido sulfúrico age como catalisador também e ainda, descarboxila o anidrido acético. 15 4. Por que, na determinação do ponto de fusão da ASPIRINA, não se encontra um valor real? Porque os compostos utilizados podem conter impurezas, as quais estas podem aumentar ou diminuir o ponto de fusão, mas sempre ficando próximo do real. 5. Quais as principais mudanças observadas no espectro de infravermelho do ácido salicílico quando comparado ao espectro do ácido acetilsalicílico? A principal mudança entre os espectros de infravermelho desses compostos está relacionada à pureza de cada um e assim, relacionam-se seus pontos de fusão. Figura 01 Espectro do Ácido Acetilsalicílico
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