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Universidade Estadual de Ponta Grossa Química Orgânica Nitração da acetanilida Turma: E Palavras-chave: nitração; acetanilida; substituição eletrofílica; Introdução Os hidrocarbonetos aromáticos são conhecidos como arenos e as reações mais características que estes compostos podem sofrer são conhecidas como substituição eletrofílica aromática (ALVES, 2009). As reações de substituição eletrofílica aromáticas permitem a introdução de uma grande variedade de grupos funcionais no anel aromático e, por isto, são úteis para a síntese de muitos compostos importantes em nossas vidas, como por exemplo, fármacos, defensivos agrícolas, corantes têxteis e alimentícios. As reações de substituição eletrofílica aromáticas mais conhecidas são: halogenação, sulfonação, alquilação de Friedel-Crafts, acilação de Friedel-Crafts e a nitração. Neste experimento realizado utilizamos a mistura de ácido sulfúrico e ácido nítrico como agente de nitração. O uso de ácido sulfúrico é essencial, pois aumenta a velocidade da reação, uma vez que o ácido nítrico em meio ácido se dissocia, formando o íon nitrônio (o eletrófilo envolvido na reação de nitração) e uma molécula de água (ALVES, 2009). O íon nitrônio sofre então o ataque nucleofílico pelo anel aromático formando o derivado do cátion ciclo- hexadienila, que em seguida, perde um próton para formar uma dupla ligação, regenerando assim, a aromaticidade do sistema. Se a reação de substituição eletrofílica aromática ocorrer em um composto aromático contendo um substituinte no anel aromático, o eletrófilo pode ser adicionado em três posições e uma mistura de compostos orto, meta ou para dissubstituidos será obtida. A proporção relativa destes compostos, não depende da natureza do eletrófilo, mas sim da natureza do grupo substituinte originalmente presente no composto aromático (grupos ativantes ou desativantes) (ALVES, 2009). Resultados e discussões Ao misturar a acetanilida com o ácido acético e o ácido sulfúrico foi obtido uma suspensão, que foi resfriada em banho de gelo. O banho de gelo teve a função de regular a temperatura, sem o banho de gelo pode ocorrer a formação de isômeros não esperados para a reação. Em uma segunda etapa foi preparada uma solução sulfonítrica, onde é misturado ácido nítrico (HNO3) com ácido sulfúrico (H2SO4) concentrados para obter-se o eletrófilo envolvido na nitração da acetanilida, o íon NO2+. Esse íon normalmente é gerado a partir do ácido nítrico. Sua formação é catalisada pelo uso de ácido sulfúrico concentrado (BARBOSA, 2012). A mistura sulfonítrica foi adicionada aos poucos a suspensão resfriada, sempre controlando a temperatura, para que a mesma não ultrapasse a temperatura máxima de 10ºC, evitando assim a formação de isômeros e ou a carbonização da acetanilida. Após a adição da mistura sulfonítrica, a solução foi removida do banho de gelo e foi deixada em repouso para que a reação ocorresse. Durante esse tempo aconteceu a formação da p-nitroacetanilida através de uma reação de substituição eletrofílica aromática. O mecanismo da reação é descrito a seguir (figura 1). Nesse tipo de reação, um átomo de hidrogênio do composto aromático é substituído por um eletrófilo (BARBOSA, 2012). O produto final formado nessa reação foi a p- nitro-acetanilida na forma de um sólido de cor amarelada que foi filtrado através da utilização do funil de Buchner. Conclusão A nitração da acetanilida, formando o composto p-nitro-acetanilida ocorreu por meio de uma reação de substituição eletrofílica aromática, onde o grupo -NO2 foi adicionado no anel benzênico com formação do íon arênio, que após a retirada de um próton, reestabelece a aromaticidade da molécula. Apesar de todas as etapas terem sidos realizadas corretamente, não foi possível obter a massa obtida de p-nitro-acetanilida devido ao desenvolvimento de fungos causados por agentes externos (temperatura e umidade). Referências ALVES, R. B; FÁTIMA, A. Apostila de Química Orgânica Experimental II. Universidade Federal de Minas Gerais, 2009. Disponível em: http://www.ufjf.br/quimicaead/files/2013/05/APOSTILA- DE-QUIMICA-ORGANICA-EXPERIMENTAL-II-EADQUI028.pdf. BARBOSA, L. C. Introdução à química orgânica. São Paulo: Ed. Prentice Hall, 2012.
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