Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Universidade Federal São João del-Rei CAMPUS CENTRO-OESTE DONA LINDU - CCO Química Orgânica Experimental II Curso de Farmácia Relatório da prática n°1: Síntese da acetanilida Prof.: Dr. Jefferson Princival Grupo 11: Lorena de Paula Martins Lucas dos Santos Ribeiro Maria Eduarda Teixeira Silva Ricardo Silva Pereira Divinópolis, MG Junho 2021 Resumo (Lorena Martins/ Maria Eduarda Teixeira) Síntese da acetanilida a partir da reação da anilina (C6H8ClN, 0.035 mol), empregando-se o ataque nucleofílico do grupo amina sobre a carbonila do anidrido acético (C4H6O3, 0.05 mols) e o uso do ácido sulfúrico (H2SO4, 10 gotas) como catalisador. Após a síntese, a acetanilida é purificada, por meio da recristalização e filtração à pressão reduzida. Como consequência, obteve-se acetanilida (0,018 mols, 2.401 g), na forma de um sólido cristalino branco com rendimento de 50,76%. Introdução (Lorena Martins/ Maria Eduarda Teixeira) A acetanilida é empregada através da reação de acetilação da anilina, a qual possui grande importância na produção de analgésicos, a fim de substituir os derivados da morfina. O produto formado é sólido, que se apresenta em forma de flocos, em temperatura ambiente. O composto é caracterizado por ser cristais brancos com um ponto de fusão de 113 ° -115 ° e um ponto de ebulição de 304 ° -305 °. Além disso, é solúvel em água quente, etanol, acetona, glicerina, éter, benzeno e clorofórmio. (referência infoescola) A síntese da acetanilida ocorre, por meio da acetilação da anilina, composto orgânico presente na reação. Essa pode ser facilmente recristalizada, devido ao ponto de fusão ser constante. A primeira etapa emprega-se o ataque nucleofílico do grupo amina, sobre a carbonila do grupo acético, a fim de obter o subproduto. Após a síntese, essa é purificada, por meio da recristalização. Objetivos (Lorena Martins/ Maria Eduarda Teixeira) Sintetizar a acetanilida, por meio da acetilação da anilina, utilizando-se da mistura de ácido sulfúrico e anidrido acético. Promover a purificação dessa, através da recristalização e da filtração à pressão reduzida. No fim, determina o rendimento da reação analisada. Fonte: Apostila de aulas práticas da matéria Materiais e Métodos (Lucas Ribeiro/ Ricardo Pereira) Anilina (0,035M) Anidrido acético (0,05M) Ác sulfúrico (10 gotas) Água destilada Erlenmeyer 50 mL Pipeta volumétrica 2 mL Chapa de agitação e aquecimento Barra magnética de agitação Béquer 250 mL Pisseta de polietileno Proveta Funil de buchner Papel filtro Kitassato Mangueira Espátula Bastão Termômetro Banho de gelo Cristalização e recristalização Filtração a vácuo Procedimento experimental (Lucas Ribeiro/ Ricardo Pereira) Sob banho de gelo foi adicionado lentamente em um erlenmeyer, utilizando pipeta volumétrica, 0,035 mol de anilina e 0,05 mol de anidrido acético, ativando a agitação adicionou-se 10 gotas de ácido sulfúrico, após 30 minutos retirou-se do banho de gelo e foi colocado sob a chapa de aquecimento a 120ºC por 30 minutos após a temperatura chegar aos 120ºC, utilizando como auxílio um termômetro. Introduziu-se na reação com auxílio de um béquer 50 mL de água fria, mantido sob agitação por 10 minutos até a cristalização da acetanilida. Utilizando-se da filtragem a vácuo por 10 minutos, após a cristalização, foram coletados os cristais com auxílio de um funil de buchner e papel filtro. Transferiu-se os cristais coletados para um béquer com 40 mL de água quente e colocado sob aquecimento por 1 hora até a solubilização total da mistura. Após a solubilização colocou-se a mistura em repouso sem aquecimento por 2 horas até a recristalização da solução. Utilizando-se da filtragem a vácuo, com auxílio de um funil de buchner e papel filtro, foram coletados 2,401 g de cristais de acetanilida. Resultados e Discussão (Lucas Ribeiro/ Ricardo Pereira) As substâncias são misturadas em um erlenmeyer sob banho de gelo, para impedir o aumento elevado da temperatura, e dificultar a formação do o-nitroacetanilida, conforme a figura 1. Após ficar sob aquecimento necessário para a solubilização, adicionou-se 50 mL de água gelada, onde ocorre a formação de um floculado em suspensão com os cristais, uma reação exotérmica, pode-se observar nas figuras 2 e 3. A mistura foi filtrada 2 vezes utilizando a filtragem a vácuo, onde pode-se observar no papel filtro os sólidos captados, cristais gerados devido a reação das substâncias, conforme as figuras 4 e 5. Logo após a primeira filtragem a mistura é transpassada para um béquer com 40 mL de água quente e colocada sob aquecimento até sua solubilização, e após, deixada em arrefecimento até a sua recristalização, onde observa-se na figura 6 e 7. Nota-se que o reagente em excesso foi o 0,05 mol de anidrido acético e o reagente limitante 0,035 mol anilina. Obteve-se 50,76% de rendimento do produto, e sua massa final de 2,401 g de cristais de acetanilida. Figura 1: Sob banho de gelo Figura 2: Sob aquecimento Fonte: Vídeo aula da disciplina Fonte: Vídeo aula da disciplina Figura 3: Floculação com cristais Figura 4: Filtração a vácuo Fonte: Vídeo aula da disciplina Fonte: Vídeo aula da disciplina Figura 5: Cristais de acetanilida Figura 6: Mistura solubilizada em arrefecimento Fonte: Vídeo aula da disciplina Fonte: Vídeo aula da disciplina Figura 7: Formação dos cristais na mistura Fonte: Vídeo aula da disciplina Conclusão (Lucas Ribeiro/ Ricardo Pereira) O processo de síntese da acetanilina ocorre pela reação de hidrólise, onde foi empregado o ácido sulfúrico como composto catalisador, o anidrido acético como reagente em excesso e a anilina como reagente limitante. Ao final do experimento, obteve-se um sólido cristalino (cristais) de cor branca com rendimento de 50,76% (2,401g). Pôde-se observar como possíveis fontes de perdas do material os processos de aquecimento e filtração, que poderiam ser diminuídas com uso de outros métodos no processo de recristalização, como a evaporação dos solventes ou a liofilização. REFERÊNCIA INFO ESCOLA. Acetanilida. Disponível em: https://www.infoescola.com/quimica/acetanilida/. Acesso em: 2 jun. 2021. MARQUES, J A. Praticas de Química Orgânica. 1. ed. São Paulo: Editora Átomo, 2007. p. 222. SOLOMONS, T. W. G.; FRYLE, C. B. Química Orgânica. 8. ed. [S.l.]: Livros técnicos e científicos editora S.A, 2004. p. 542. Resolução de Questões Pergunta do vídeo: 1) Por que essa etapa deve ser resfriada? Pois se trata de uma reação exotérmica, e o choque térmico logo após ajudará na cristalização do produto Questões da apostila: Reagentes MM (g/mol) Quantidade em mol Quantidade em gramas Densidade (g/mL) Volume (mL) Anilina 0.035 93.13 3.26 1.022 3.19 Anidrido acético 0.05 102.09 5.105 1.08 4.73 H2SO4 0.0094 98 1.84 0.5 1) Proponha um mecanismo para a reação. A acetanilida pode ser sintetizada através da reação de acetilação da anilina. O carbono carbonílico do anidrido acético é atacado nucleofilicamente pelo grupo amino, e então o ácido acético é eliminado como um subproduto da reação. 2) Pela estequiometria da reação, mostre se um dos reagentes está em excesso. C6H5NH2 + C4H6O3 CH3COOH + C8H9NO 1 mol ANILINA - 1 mol ANIDRIDO ACÉTICO 93,13 g 102,09 g 3,26 g x 93,13 x = 102,09 x 3,26 93,13 x = 332,81 x = 332,81/93,13 x = 3,57 g 1 mol ANILINA - 1 mol ANIDRIDO ACÉTICO 93,13 g 102,09g 102,09 x = 474,96 x 5,10 g x = 474,96/102,09 102,09 x = 93,13 x 5,10 x = 4,65 g O reagente que está em excesso é o Anidrido Acético. 3) Descreva os métodos de purificação da anilina e do anidrido acético. Para a purificação da anilina e do anidrido acético, pode usar o método de destilação ou recristalização em metanol. 4) Discuta os efeitos do aquecimento prolongado do produto em meio ácido. Em meio ácido os efeitos do aquecimento prologado é a formação de um produto desejável que é ele o monoacetilado, e produtos indesejáveis, sendo eles obtidos através do excesso do anidrido acético e da diacetilaçaõ da anilina. 5) Apresente pelo menos um método alternativo para preparar a acetanilida com pelo menos um reagente diferente. Um método alternativo para a preparação da acetanilida é usar cloreto de acila como o reagente diferente. 6) Qual o rendimento da reação? 1 mol ANILINA - 1 mol ACETANILIDA 93,13 g 135,1 g 3,26 g x 93,13 x = 135,1 x 3,26 93,13 x = 440,42 x = 440,42/93,13 x = 4,73 g 4,73 g ACETANILIDA - 100% de rendimento 2,40 g ACETANILIDA - x 4,73 x = 240 x = 240/4,73 x = 50,73% O rendimento da reação foi de 50,73%.
Compartilhar