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CONDENSAÇÃO: PREPARAÇÃO 2,4-DINITROFENILPROPANIDRAZO NA Curso de Química Industrial Departamento de Engenharia Química Prof. Maurício Santos Química Orgânica Experimental Alunos: Jonathan Mendes Júlia Maria Maria Júlia Thalyta Rayanne 1. Introdução: Compostos carbonílicos propriamente ditos são os aldeídos e as cetonas, mas são incluídos nessa classe de compostos, os ácidos carboxílicos e seus derivados funcionais que apresentam também o grupo carbonila. O grupo carbonila tem grande reatividade e, ao mesmo tempo, a dupla ligação carbono-oxigênio desse grupo apresenta elevada energia de ligação. A reatividade da carbonila facilita a adição de diversos reagentes polares, tornando-o um grupo muito reativo. Contudo, convém ter em mente que, devido a sua elevada energia de ligação, muitas vezes, a posição do equilíbrio dessas reações não é muito favorável à formação de produtos. Na reação de compostos carbonílicos com reagentes nucleofílicos nitrogenados, quando há reação entre a hidroxilamina, fenilhidrazina e semicarbazida com aldeídos e cetonas à formação de oximas, fenil-hidrazonas e semicarbozanas. 1. Introdução: Esses reagentes nucleofílicos nitrogenados reagem com compostos carbonílicos, formando, intermediariamente, uma carbinolamina. 2. Reagentes e Materiais: ● Água destilada ● Ácido sulfúrico ● Acetona ● Aril-hidrazina ● Diclorometano ● 2,4-dinitrofenil-hidrazina ● Tetra-hidrofurano (THF) ● Balança analítica ● Banho de gelo ● Béquer ● Funil de Büchner ● Placa de Petri ● Pipeta 3. Procedimento Experimental: Em béquer de 50 mL, juntam-se 0,1 g de 2,4-dinitrofenil-hidrazina e 2,0 mL de água destilada. Sob agitação e lentamente, adiciona-se 0,5 mL de ácido sulfúrico concentrado à mistura até que todo o sólido se dissolva. Se necessário, acrescentar algumas gotas a mais do ácido. Em seguida, adiciona-se 0,1 mL de acetona à solução amarela da aril-hidrazina, gota a gota, observando a formação imediata de um sólido amarelo. Completada a adição, juntar mais 2,0 mL de água à mistura reacional e resfria-la em banho de gelo por 10 minutos. Em seguida, filtrar a vácuo e lavar com água gelada em abundância. A pureza do produto deve ser testada por cromatografia em camada fina (CCF). Dissolve-se uma amostra da hidrazona e outra da 2,4-dinitrofenil-hidrazina em tetra-hidrofurano (THF), semeia-se a placa com as duas soluções obtidas e elui-se em diclorometano. Confirmada a pureza do produto, deixa-se secar em dessecador antes de determinar o rendimento e o ponto de fusão. A hidrazona é obtida como sólido amarelo, com rendimento médio de 90-95% e ponto de fusão 132-133 °C (Literatura: 126 °C). 4. Resultados e Discussão: A síntese da 2,4-dinitrofenilpropanidrazona é uma reação de condensação catalisada por ácido, como pode-se observar abaixo: Esquema 1: Equação de obtenção da 2,4-dinitrofenilpropanidrazona. 4. Resultados e Discussão: A primeira etapa da reação consiste na protonação da propanona pelo ácido. O oxigênio da propanona toma para si o par eletrônico que compartilhava com o carbono, o que favorece o ataque do nitrogênio ao carbono. 4. Resultados e Discussão: O nitrogênio, que está positivo, atrai o par eletrônico que compartilhava com o hidrogênio. O oxigênio atrai o hidrogênio, ficando com a carga positiva. A estrutura libera uma molécula de água e isso favorece o ataque do nitrogênio ao carbono, formando uma ligação dupla. 4. Resultados e Discussão: Uma vez que está positivo, o nitrogênio atrai o par eletrônico compartilhado com o hidrogênio. Portanto, há a liberação do íon hidrônio. 4. Resultados e Discussão: A análise Cromatográfica do reagente 2,4-dinitrofenil-hidrazina e de uma amostra do produto 2,4-fenilpropanidrazona mostrou o resultado dado na figura. 1-Observando-se o comportamento das amostras na placa, pode-se concluir que não há presença de impurezas do reagente (1) no produto (2). Eluente: CH2Cl2 Visível: I2 1. 2,4-dinitrofenil-hidrazina 2. 2,4-fenilpropanidrazona 4. Resultados e Discussão: Para determinar o rendimento da reação é necessário determinar o reagente limitante. A estequiometria da reação é de 1:1, portanto basta verificar o número de mols da 2,4-dinitrofenil-hidrazina (1) e da propanona (2). Para (1), divide-se a massa usada pela massa molar. Como a substância (2) é líquida, calcula-se a massa usada por meio da densidade, posteriormente, calcula-se o número de mols. n2 = 0,079/58 = 0,0013 mol Logo, a 2,4-dinitrofenil-hidrazina é o reagente limitante. 4. Resultados e Discussão: Calculamos, então, o número de mols do produto: n3 = 0,091/238 = 0,0003 mol O rendimento é calculado pelo número de mols do produto multiplicado por cem e dividido pelo número de mols do reagente limitante. R = 0,0003/0,0005 = 0,6 x 100 = 60% Por fim, foi determinado o ponto de fusão na faixa de 124-126 ºC, que está de acordo com o valor contido na literatura (126 ºC), confirmando a pureza do produto. 5. Conclusão: O processo de condensação desenvolvido neste trabalho foi conduzido com sucesso, como mostram os dados experimentais obtidos. O ponto de fusão e o resultado da cromatografia em camada fina atestam a pureza e a natureza do produto. Entretanto o rendimento da reação foi de apenas 60% devido a perdas associadas a pequenos erros cometidos no procedimento experimental. 6. Referências de Moura Campos, M. (cordenação), Química Orgânica, vol.3, Editora Edgard Blucher: Ed. da Universidade de São Paulo, 1976-79. Solomons, T.W.G., Fryhle, C.B., Química Orgânica, Vol. 1, LTC Editora, Rio de Janeiro, Brasil
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