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l AULA EXPERIMENTAL: SÍNTESE DO ACETATO DE ISOPENTILA (ÓLEO DE BANANA) NAVIRAI/MS Janeiro, 2021 WELITON DOURISBOURE VIANA, 39407 GISELMA CAVALCANTE DE LIMA FERRO, 39391 JAINE DUARTE ROMEIRO, 39393 Aula Experimental: Síntese do Acetato de Isopentila (Óleo de Banana) Prof. Drº. Janaina NAVIRAI/MS Janeiro, 2021 Relatório de atividade experimental exigido para fins de avaliação parcial da disciplina de Química Orgânica experimental, do curso de Licenciatura. Em Química, da Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul-UEMS, Unidade Universitária de Naviraí. SUMÁRIO RESUMO…………………………………………………………………………. 4 1. INTRODUÇÃO………………………………………………………………… 1 2. OBJETIVO……………………………………………………………………… .2 3. MATERIAIS E REAGENTES…………………………………………………...3 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL………………………………………… .4 5. RESULTADO E DISCUSSÕES………………………………………………… 5 6. CONCLUSÃO…………………………………………………………………… 6 7. REFERÊNCIAS………………………………………………………………….. 8. ANEXOS………………………………………………………………………… 1.INTRODUÇÃO Acetato de Isoamila, também manifesto como Isopentil Acetato, é um composto orgânico que é o éster desenvolvido de álcool isoamílico e acido acético. É um fluido incolor levemente solúvel em água, contudo bem solúvel na maior parte dos solventes orgânicos. Acetato de Isoamila tem um aroma grave, que é descrito como parecido a banana e pêra.[3] Acetato de isoamila legítimo, ou misturas de acetato de isoamila, acetato de amila, e diversos flavorizantes podem ser descritos como "óleo de banana"( https://pt.wikipedia.org/wiki/Acetato_de_isoamila Esta página foi editada pela última vez às 15h21min de 26 de dezembro de 2020.) Acetato de isoamila é organizado pela reação catalisada por ácido (Esterificação de Fischer) entre álcool isoamílico e acido acético gelado como apontado na equação de reação abaixo. Caracteristicamente, acido sulfúrico é frequente quando catalisador. Alternativamente, acido p-toluenos sulfônico ou alguma resina de câmbio iônica acídica podem ser utilizados como catalisadores. Os ésteres simples alongam a apresentar um aroma agradável, permanecendo na maioria das vezes unidos com as características organolépticas (aroma e sabor) de produtos e flores. Em muitos acontecimentos, os cheiros e fragrâncias de flores e produtos necessitam a uma combinação difícil de conteúdos, onde há a predominância de um único éster. Em comum, estes aromatizantes são cultivados de óleos naturais ou extratos de plantação, que são ligados com alguns elementos para acrescentar a sua ação. Um fixador de elevado ponto de ebulição, tal como glicerina, é ordinariamente acrescentado para retardar a vaporização dos elementos voláteis (http://nuquiocat.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2015/07 /EXPERIE%CC%82NCIA-06_-Acetato-de-isoamila.pdf). https://pt.wikipedia.org/wiki/Esterifica%C3%A7%C3%A3o_de_Fischer https://pt.wikipedia.org/wiki/Esterifica%C3%A7%C3%A3o_de_Fischer https://pt.wikipedia.org/wiki/3-Metil-1-butanol https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9tico https://pt.wikipedia.org/wiki/Acido_sulfurico https://pt.wikipedia.org/wiki/Catalisador https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_p-toluenossulf%C3%B4nico https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Essigs%C3%A4ureisopentylester_Reaktionsschemata.svg 2.OBJETIVOS Realizar a síntese do etanoato de 3-metil-butila (óleo de banana) através da reação de esterificação de Fischer. 3.MATERIAIS E REAGENTES • Vidrarias e quipamentos • Agitador Magnético • Balão de fundo redondo 50 mL • Condensador de Refluxo • Mangueiras para refluxo • Funil de Separação de 250 mL • Suporte universal com argola • Béquer de 100 mL • Garras • Proveta 10 mL • Pipeta 10 mL • Erlenmeyer 50 mL • Ácido Butanóico • Ácido Etanóico • Reagentes e solventes • 3-metil-butanol isopentílico) • Etanol (álcool Ácido Sulfúrico concentrado • Solução Aquosa de NaCl 50 % (m/m) • Ácido acético 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Adicionou-se ao balão de fundo redondo as respectivas quantidades de cada um dos componentes: ácido carboxílico, álcool e ácido sulfúrico concentrado, conforme apresentado na Tabela 2 (acima). Reflexou-se o sistema por aproximadamente 60-75 minutos e, após esse tempo, deixou-se o sistema resfriando durante 10 minutos. Transferiu-se o conteúdo do balão para o funil de separação e a este adicionou-se água. Agitou-se o sistema e aguardou-se o aparecimento de duas fases. Separou-se a camada orgânica (éster) da fase aquosa. Em seguida, extraiu-se a fase orgânica com 5 mL de bicarbonato de sódio aquoso 5 %, assim como foi feito anteriormente com a água. Extraia a camada orgânica mais uma vez, agora, com a solução saturada de NaCl. A seguir, realizou-se a secagem do éster bruto com sulfato de sódio anidro. A mistura contida no béquer foi transferida para um balão de fundo redondo limpo e seco. Finalmente, um sistema de destilação foi montado e a mistura foi destilada até restar apenas uma ou duas gotas do líquido no balão de destilação. Registre em seu caderno de laboratório o intervalo do ponto de ebulição observado. 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES O experimento sugerido foi alcançado partindo-se do excesso de um dos reagentes, a fim de mexer a estabilização da reação na definição de desenvolvimento do éster. O tempo de reação comprovar certo para que sejam examinados, após o afastamento das fases, os aromas dos ésteres etanoato de 3-metil-butila e butanoato de etila. Com o alvo de que a experiência possa ser agregada no Ensino Médio, não se fez indispensável abrir o tempo reacional. Na fase de afastamento dos produtos, a ocupação do recurso salina atentou o acrescentamento da força iônica do meio, gerando a desenvolvimento de intercâmbios intermoleculares entre o sal, os reagentes em exagero, o catalisador e a água desenvolvida na reação, uma vez que se abordam de substâncias polares. Como os ésteres são compostos de baixa polaridade, eles ofereceram uma menor solubilidade no meio, promovendo seu isolamento. O fato das reações foi simplesmente confirmado através da grandeza entre os perfumes dos reagentes e produtos 6. CONCLUSÃO A partir da analise do produto final conclui-se que o procedimento para que ocorresse a reação de esterificação utilizando o ácido acético com um álcool (isopentilico) foi realizado com sucesso apesar do tempo de demora e o óleo, evidenciando pela mudança de cor mais clara e o aroma obtido dos nossos produtos. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS "(https://pt.wikipedia.org/wiki/Acetato_de_isoamila Esta página foi editada pela última vez às 15h21min de 26 de dezembro de 2020.) (http://nuquiocat.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2015/07/EXPERIE%CC%82NCIA- 06_-Acetato-de-isoamila.pdf) Pesquise e responda às questões: 1) Na síntese proposta, qual reagente foi empregado como reagente limitante e qual reagente foi o reagente em excesso? O reagente que se utiliza em excesso é o ácido acético, pois o ácido é de fácil obtenção, tem custo baixo em relação ao álcool isopentilico e é facilmente removido da mistura reacional. Sendo o álcool isopentilico o reagente limitante. 2) Como se distinguiu a fase orgânica da fase aquosa durante as extrações? Ao se isolar compostos orgânicos de soluções aquosas, leva-se em conta o fato que a solubilidade de muitas substâncias orgânicas na água diminui consideravelmente pela presença de um sal inorgânico (Cloreto de Sódio, sulfato de âmonia, cloreto de cálcio, etc.). Com isso diminui-se a perda de solventes nas extrações. 3) Porque a reação foi extraída com uma solução de bicarbonato de sódio (5 %)? Neutraliza-se a primeira fase orgânica obtida com uma base fraca, o bicarbonatode sódio, pois além de não elevar muito o pH da solução ( pH ~ 9 ), não temos presença de um nucleófilo, que seria no caso de usarmos um hidróxido, e não acontecerá reações indesejáveis. 4) Como o excesso de ácido carboxílico afeta o equilíbrio da reação? A adição de um ácido como catalisador permite que o ácido carboxílico permaneça em sua forma ácida (impedindo a presença do íon carboxilato, que apresenta- se estável devido a ressonância na estrutura) e também promove um aumento na velocidade da reação. O aumento do rendimento da reação se dá com excesso de álcool pois na reação temos a formação de um intermediário tetraédrico com dois grupos potenciais de saída e de mesma basicidade, e o álcool direciona a reação no sentido dos produtos. 5) Qual a finalidade da extração com a solução salina (NaCl)? Pode-se dizer que a presença do sal diminuirá a solubilidade do éster formado em água pois as moléculas do sal (no experimento será utilizado o NaCl) serão solvatadas pelas moléculas de água, aumentando a força iônica da solução e liberando as moléculas do éster para a fase orgânica. 6) Por ser um processo reversível, as condições em que a reação de esterificação é realizada são fundamentais para a maximização do rendimento desta reação. Discuta os fatores que podem ser alterados em um processo industrial visando o aumento da produção do éster. A reação de esterificação é um processo reversível, obtendo como produto principal um éster específico. Entre os diversos métodos que podem ser utilizados para sintetizar os ésteres, um bom exemplo é a reação de esterificação de Fischer (1895), na qual, sob aquecimento, um ácido carboxílico reage com um álcool (produzindo éster e água). Esta reação, quando processada em temperatura ambiente, é lenta, mas pode ser acelerada com o emprego de aquecimento e/ ou catalisador (exemplo, o ácido sulfúrico H2SO4). O processo de esterificação é utilizado na obtenção de ésteres de interesse comercial, sobretudo os solventes, diluentes, plastificantes, surfactantes, polímeros, essências e fragrâncias sintéticas, intermediário químico para indústrias, de herbicidas e de pesticidas. É um processo bastante difundido, muito utilizado especialmente pelas indústrias farmacêuticas e de perfumarias. 7) Discuta possíveis diferenças quando se compara o mesmo composto químico obtido por duas vias diferentes: natural (extração) e artificial (reação química). Em uma extração simples é a separação ou isolamento de um componente por meio dos solventes em única etapa. Os solventes devem ser imiscíveis, o componente a ser extraído deve ser mais solúvel no solvente adiciona o e não ser reativo com o mesmo. Na extração química, quando uma misturada reacional não pode ser sarada através de extração passiva utiliza-se a extração quimicamente ativa. Dessa forma, composto é alterado quimicamente mudando seu coeficiente de participação entre os dois solventes.