Sintese do SALICILATO DE METILA RELATORIO

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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS
EXA 454 – Química Orgânica Experimental II
Professor - Clayton Queiroz
ANA PAULA SILVA OLIVEIRA
DANIANE DOS SANTOS DA CRUZ
JOSEVALDO DA COSTA DA SILVA
SÍNTESE DO SALICILATO DE METILA (ÓLEO DE WINTERGREEN) 
FEIRA DE SANTANA – BA
2019
SÍNTESE DO SALICILATO DE METILA (ÓLEO DE WINTERGREEN) 
ANA PAULA SILVA OLIVEIRA
DANIANE DOS SANTOS DA CRUZ
JOSEVALDO DA COSTA DA SILVA
FEIRA DE SANTANA – BA
2019
SUMÁRIO
01 – OBJETIVOS ---------------------------------------------------------------------------------- 4
02 – INTRODUÇÃO ------------------------------------------------------------------------------ 5
03 – MATERIAIS E REAGENTES ------------------------------------------------------------- 7
04 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL -------------------------------------------------- 8
05 – RESULTADOS E DISCUSSÕES --------------------------------------------------------- 9
06 – CONCLUSÃO ------------------------------------------------------------------------------ 12
07 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -------------------------------------------------- 13
08 – QUESTIONÁRIO-------------------------------------------------------------------------- 14
OBJETIVOS
Preparar o salicilato de metila a partir do ácido salicílico;
Separar o metil sintetizado salicilato pela técnica de extração;
Construir e nomear moléculas orgânicas: principalmente estruturas isoméricas;
Determinar as diferenças nos isômeros.
INTRODUÇÃO
O ácido salicílico é um ácido fenólico, indicando que possui dois grupos funcionais no benzeno anel, um grupo -OH e um grupo -COOH enquanto os ácidos carboxílicos reagem com álcoois na presença de um catalisador ácido para produzir ésteres.
Ésteres são classes de compostos orgânicos com cheiro e sabor fortes e agradáveis. Eles comprometem um ácido, no qual os grupos hidroxila são substituídos por um grupo álcoois. Eles são geralmente produzidos através de uma reação de condensação de um álcool e um ácido carboxílico, na presença de um forte catalisador ácido.
Figura 1 - Esta reação mostra a esterificação, uma vez que o produto da reação é um éster, um composto que contém o grupo CO2R
A esterificação de Fischer ocorre quando um ácido carboxílico reage com excesso de álcool e um ácido forte para produzir um éster. A reação é reversível, mas a produção de éster é favorecida com uma grande presença de álcool. Este mecanismo é um método comum usado para produzir ésteres e é essencial em processos como o envelhecimento do vinho. Durante o envelhecimento do vinho, os ácidos orgânicos e o etanol do vinho passam pela Esterificação Fischer para criar ésteres que contribuem para o aroma e sabor finais do vinho.
Nesta reação, os reagentes sofrem uma transesterificação que é quando um éster reage com um álcool para formar um novo éster. A transesterificação é um mecanismo crucial na formação de vários produtos, como o biodiesel, que é uma fonte alternativa de combustível. A gordura animal ou o óleo vegetal contém triglicerídeo, um éster, que é submetido à transesterificação para formar glicerol, o subproduto e éster metílico.
O salicilato de metila é um éster orgânico facilmente reconhecido por seu odor e é conhecido como óleo de verdura de inverno e envolve uma reação do grupo -COOH do ácido salicílico. Pode ser utilizado comercialmente como antipirético, analgésico ou anti-inflamatório não esteróide (AINE). O salicilato de metila tem uma cor amarela pálida e produz um odor de menta; assim, também pode ser usado como fragrância para linimentos, bem como agente aromatizante para gomas de mascar e balas.
O salicilato de metila pode ser produzido através da esterificação do ácido salicílico com metanol na presença de um catalisador ácido, particularmente o ácido sulfúrico, fornecendo uma grande quantidade de íons hidrogênio e acelerando a taxa de reação.
Síntese Salicilato de metila (óleo de Wintergreen)
Salicilato de metila é o ingrediente ativo do óleo de Wintergreen; sua reação de síntese é mostrada na reação 2. Tem um odor de menta muito distinto. Como um derivado do ácido salicílico, é comumente usado em pomadas para o alívio dos músculos.dor e cólicas porque pode penetrar na pele. O óleo de wintergreen também é usado como agente aromatizante em produtos alimentícios.
Durante esse experimento, dois ésteres orgânicos, ácido acetilsalicílico (aspirina) e salicilato de metila será sintetizado. O percentual de rendimento da aspirina será então calculado usando a equação abaixo.
03. MATERIAIS E REAGENTES
Bastão de vidro 
Manta de aquecimento 
Funil de vidro 
Papel de filtro 
Béquer
Balão de fundo chato 50 mL 
Condensador de refulxo
Magnetos 
Pipeta graduada 5 mL 
Funil de separação 
Ácido salicílico 
Ácido sulfúrico concentrado 
Metanol 
Água destilada 
Diclorometano 
Hexano 
Solução aquosa 5% de NaHCO3 
Sulfato de Magnésio 
Pêra 
Vidro relógio
04.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Transferir 1,4g de ácido salicílico e 4 mL de metanol para um balão de 25 mL. Agite cuidadosamente o balão para dissolver o ácido salicílico. Então, enquanto agitando, adicione gota a gota cautelosamente 1,5 mL de ácido sulfúrico concentrado. Adicionar pedras de porcelana porosa e colocar um condensador no topo do balão. Aquecer a mistura em banho Maria ou em manta de aquecimento até temperatura de refluxo e manter por 1,5 h. Após término do período de refluxo, permitir a mistura reacional atingir a temperatura ambiente, para isso, coloque um recipiente com água fria abaixo em contato com o balão. Verter o conteúdo do balão para um funil de separação pequeno contendo 50 mL de H2O. Adicione 20 mL de diclorometano para o funil de separação para a extração do produto. Separe as fases removendo a fase orgânica e aquosa. A fase orgânica deve ser recolocada no funil de separação e extraída com uma solução de bicarbonato de sódio. Repita a operação até que não se observe a liberação de gás CO2. A fase orgânica contendo o salicilato de metila é seca sob MgSO4 (ou Na2SO4) durante alguns minutos. Filtrar usando papel filtro pregueado e eliminar o CH2Cl2 em rota evaporador para fornecer o produto bruto salicilato de metila como um óleo. Salicilato de metila tem ponto de ebulição de 222 °C e é difícil de destilar pequena quantidade do material com um ponto de ebulição elevado como esse. Ele pode ser facilmente caracterizado, no entanto por análise de seu espectro de IV e RMN de 1H. Além disso, possui a fragrância característica do Gelol®.
05.RESULTADOS E DISCUSSÕES
Iniciou-se o experimento transferindo para um balão de destilação de 250 mL 1,4g de ácido salicílico a 4mL de metanol. De forma cuidadosa agitou-se a solução até que o solido fosse totalmente dissolvido, e em seguida adicionou-se lentamente cerca de 1,5 mL de ácido sulfúrico concentrado, que desempenha a função de catalisador da reação. Adicionou-se também porcelana porosa para evitar a ebulição tumultuosa. Houve a formação de precipitado que se dissolveu durante o refluxo praticado com intuito de não perder reagentes durante o aquecimento controlado. 
Abaixo segue o mecanismo:
Nesse mecanismo o par de elétrons do oxigênio carboxílico ataca o meio ácido onde está acontecendo a reação, deixando o oxigênio protonado, nesse momento a dupla ligação se desfaz quando o nucleófilo ataca o carbono carbonílico, liberando pares de elétrons para o oxigênio, o para de elétrons do oxigênio do álcool ataca o carbono carbonílico, formando um intermediário tetraédrico. Em seguida o grupo hidroxila do ácido ataca o H da molécula do metanol fazendo uma transferência de prótons intermolecular, nesse momento há formação de água que sai da molécula porque é um bom grupo abandonador. O par de elétrons dessa molécula de água ataca o hidrogênio do grupo hidroxila ligado ao carbono carbonílico desfazendo-se a ligação e liberandoum par de elétrons para o oxigênio. Esse par de elétrons volta a se ligar com o carbono carbonílico formando uma dupla ligação, novamente formando o salicilato de metila e liberando água para o meio reacional onde ácido e água ficam em equilíbrio.
Após a destilação retirou-se o balão da manta aquecedora deixando o mesmo em temperatura ambiente por um determinado tempo e depois resfriou em banho de água fria.
Em seguida a mistura foi transferida para um funil de separação que continha 50mL de água, com o objetivo de separar as fases orgânica e aquosa utilizando 20mL de DCM para extrair o salicilato de metila da fase aquosa, pois o mesmo possui baixa polaridade. Após a separação das fases a fase orgânica foi recolhida e a fase aquosa foi descartada.
Depois de toda a fase orgânica separada e retirada da fase aquosa colocou-se novamente a fase orgânica no funil e foi realizada uma extração com bicarbonato de sódio que é um composto básico, para neutralizar os resquícios de acido presente na fase orgânica formando sal, água e liberando CO2.
Após realizar todos os procedimentos anteriores citados adicionou-se Sulfato de magnésio na fase orgânica para reter resquícios de água evitando perdas do material e consequentemente seu baixo rendimento, pois o salicilato de metila obtido é instável em solução aquosa. Por fim a fase orgânica foi colocada para evaporar em um rotoevaporador. Obtivemos um produto oleoso de cheiro forte característico de metanol.
Para o cálculo do rendimento, calculamos o número de mols dos reagentes, para analisar quem é o reagente limitante e quem está em excesso. Tomaremos então a massa molar do ácido salicílico e do metanol respectivamente igual a 138g e 32g e a densidade do metanol 0,79 g/ml :
1mol-- --138g 1mol-----32g 
X mol--- 1,4g Y mol ---- 4ml X (0,79) 
X= 0,010 mols Y= 0,098 mols 
Sabendo que a reação é de 1:1, concluímos que o reagente limitante é o ácido salicílico. 
Massa do balão vazio: 55,959g
Massa do béquer após receber o produto: 62,515g
 -- de produto final que para cálculo de rendimento é preciso achar seu número de mols
1 mol-----152g 
Z mol----- 6,556 g 
Z= 0,043 mols
Sendo o ácido salicílico o reagente limitante e a proporção 1:1, o valor ideal seria produzir um rendimento de 100% (0,070 mols – teórica), mas como produzimos apenas 0,043 mols o valor de rendimento seria: 
0,070mols----------100%
0,043 mols ---------- W
W = 61,42%
06. C ON C LUS ÃO 
O procedimento realizado, obteve um produto de forma oleosa, incolor de cheiro forte característico do mentol. É bom salientar e lembrar que o ácido salicílico também apresenta propriedades analgésicas e antipiréticas. O salicilato de metila pode ser administrado oralmente e quando absorvido pela pele provoca um leve formigamento e sensação de frescor provavelmente devido à presença de grupos hidroxílicos fenólicos. Este éster também a presenta um odor muito agradável e em pequenas quantidades pode ser utilizado como agente flavorizante. Conclui -se que o procedimento se mostrou eficiente para a realização dos objetivos didáticos, como a esterificação de Fisher são práticas na preparação de ésteres pois na maioria dos casos dispõe -se de álcool em excesso, podendo render assim uma maior massa do produto.
07. REFERENCIAS
BRUICE, Paula Y. Química Orgânica vol 1, 4ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006.
FELTRE, Ricardo. Química Orgânica. 4. ed. São Paulo, SP: Moderna, 1995, p 261 a 269
HARRIS, Daniel C. Analise Química Quantitativa. LTC, 6ªed., 2005.
SOLOMONS, T. W.; F RYHLE, C. B. Química Orgânica. 8 ª E d. Vol. 2. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 
08. QUESTIONÁRIO 
1) Como se remove o ácido sulfúrico e metanol depois que a esterificação está completa?
- A remoção é feita através de lavagens com porções de diclorometano e bicarbonate de sódio. O methanol é separado atraves de destilação fracionada.
 2) Por que se usa excesso de metanol nessa reação? 
- Utilizamos excess de um dos reagents para deslocar o equilibrio químico em direção á formação do produto e aumentar assim o rendimento da reação ( Le Chatelier).
3) Um aluno(a) por descuido lavou a fase orgânica na etapa de isolamento com solução aquosa de hidróxido de sódio ao invés de bicarbonato de sódio. Ao concentrar a fase orgânica, ele(a) obteve baixíssimo rendimento de produto. Explique o que pode ter ocorrido.
- Se o NaOH fosse utilizado poderia ocorrer uma reação de hidrolise de éster e por ser uma base forte também poderia reagir com o produto.
4) Nesse experimento usamos ácido sulfúrico como catalisador. Como o catalisador torna a carbonila mais reativa? Proponha um mecanismo para a síntese realizada.
- No decorrer do relatório
5) Procure na literatura as principais bandas de estiramento no IV (infravermelho) do salicilato de metila.
6) Qual o reagente limitante nesse procedimento? Mostre com cálculos (lembre-se você irá precisar do valor da densidade do metanol). 
- Sabendo que a reação é de 1:1, concluímos que o reagente limitante é o ácido salicílico. Ver cálculo do rendimento no relatório.
7) Um outro método de esterificação bastante eficiente para ésteres, principalmente quando as substâncias são sensíveis ao meio ácido ou básico, ou ainda quando o uso em excesso de um dos reagentes é inviável, trata da reação de um ácido carboxílico e o respectivo álcool na presença de DCC (diciclohexilcarbodiimida), um agente desidratante. Qual a estrutura química do DCC? 
8) Ésteres também estão presentes na química dos lipídeos. Forneça a estrutura geral dos óleos vegetais e gordura animal.
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