síntese da acetanilida

Universidade Estadual de Goiás – UEG Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas – UnUCET

Síntese da acetanilida, da p-nitro-acetanilida e da p-nitro-anilina; e determinação do ponto de fusão da acetanilida

D

Acadêmicos: Lucas Rodrigues Ferreira Lucas Sousa Renata Silva Moura Geniara Campos Orientador: Luciana Machado Ramos Disciplina: Química orgânica experimental II J

Anápolis, 25 de maio de 2010.

INTRODUÇÃO SÍNTESE DA ACETANILIDA Algumas aminas aromáticas aciladas como acetanilida, fenacetina fenacetin a (petoxiacetanilida etoxiacetanili da e acetaminofen ( p-hidroxiacetanilida) encontram-se dentro do grupo de drogas utilizadas para combater a dor de cabeça. Estas substâncias têm ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). [1] A acetanilida , uma amida secundária, pode ser sintetizada através de uma reação de acetilação da anilina , a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético , seguido de eliminação de ácido acético , formado como um sub-produto da reação. Como esta reação é dependente do pH, é necessário o uso de uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, pH ~ 4,7). [1] A acetanilida (C 8H9NO) está no grupo dos primeiros analgésicos a serem introduzidos, em 1884, com o nome de febrina, a fim de substituir os derivados da morfina. A quantidade de acetanilida é, no entanto, controlada pelo governo, já que esta é tóxica e causa sérios problemas no sistema de transporte de oxigênio. [2] A acetanilida é uma substância parente do Paracetamol. É uma droga utilizada para combater a dor de cabeça. Esta substância tem ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirética antipirética (reduzem a febre). Tem ponto de fusão de aproximadamente 114 a 115°C. [2]

SÍNTESE DA P-NITRO-ACETANILIDA O processo de nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais grupos nitro (-NO2) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para formar um nitro composto. Utiliza-se comumente o sistema ácido sulfúrico/ácido nítrico, denominado mistura sulfonítrica (MSN) para favorecer a ionização do ácido nítrico, que leva à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO 2+. [3] Porém, a reação é favorecida para que o ataque ocorra no átomo de carbono do anel aromático com a maior densidade eletrônica; se no composto aromático em questão estiver presente algum substituinte, obtêm-se uma mistura de isômeros, dependendo do substituinte. Predomina-se o isômero cuja posição é favorecida pelo substituinte. Logo, os grupos substituintes afetam tanto a reatividade quanto a orientação nas substituições aromáticas eletrofílicas; de acordo com a influência que exercem sobre a reatividade do anel, os grupos substituintes podem ser divididos em duas classes: grupos ativadores (fazem com que o anel seja mais reativo que o benzeno) e grupos desativadores (tornam o anel menos

reativo que o benzeno). De acordo com a maneira com que influenciam a orientação do ataque pelo eletrófilo: orientadores orto-para e orientadores meta. [4] Realiza-se uma reação de nitração, por exemplo, quando se deseja sintetizar a pnitroacetanilida tendo a acetanilida como reagente de partida. A nitração da acetanilida é normalmente feita com ácido nítrico, em presença da mistura ácido acético glacial/ácido sulfúrico, de forma a manter no meio uma mistura do agente nitrante com força média; a pnitro acetanilida sintetizada pode posteriormente ser usada para preparar p-nitro anilina: substância normalmente usada como um intermediário na síntese de corantes, oxidantes, fármacos em veterinária), em gasolina (como um inibidor da formação de gomas) e como um inibidor de corrosão. [4] No caso da síntese da p-nitroacetanilida a partir da acetanilida, temos na molécula de acetanilida um grupo substituinte NHOCH 3 que é grupo ativador do anel aromático uma vez que o nitrogênio tem um par de elétrons livres; conseqüentemente à desativação do anel, este grupo é orto-para orientador; devido à orientação espacial deste grupo substituinte, a síntese da p-nitroacetanilida é favorecida em relação á síntese da o-nitroacetanilida. [5] É necessária especial atenção para 3 fatores principais durante as sínteses orgânicas, especialmente via nitração: agitação, solubilidade e temperatura. A agitação faz com que a velocidade de reação nas fases aquosa e orgânica seja constante. È necessário conhecer a solubilidade dos nitro-compostos no ácido sulfúrico, geralmente se dissolvem melhor em ácido sulfúrico concentrado. E nos processos de nitração a temperatura influencia diretamente o curso da reação, por que na grande maioria, essas são reações exotérmicas. Elevar a temperatura aumenta o grau de nitração, dessa forma obtem-se maior quantidade de produto nitrado e subprodutos (supernitrados). [5]

SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA 4-Nitroanilina, também conhecida como  para-nitroanilina e  p-nitroanilina, é umcomposto químico de fórmula C 6H6N2O2. Pode ser definida como uma anilina acrescida de um grupo funcional nitro na posição 4, ou ainda como um nitrobenzeno acrescido de um grupo funcional amina na posição  para. [6] Nitroderivados, geralmente quando líquidos possuem odores característicos e são insolúveis em água, com grande índice de refração em uma densidade maior que a unidade. São sólidos cristalinos em sua maioria, sendo que a maioria do nitroderivados é ligeiramente colorida, geralmente de um tom amarelado: a intensidade da cor aumenta com o número de radicais nitro. A p-nitro-anilina possui como estado físico: p.f. 149°C; p.e. 332°C; gravidade

específica 1,44; solubilidade de 0,05g/100mL (praticamente insolúvel); densidade do vapor 4,8; e estável sob circunstâncias ordinárias. [7] Esta substância é normalmente usada como um intermediário na síntese de corantes, agentes antisépticos, oxidantes, fármacos (em veterinária, em medicamentos para aves domésticas), em gasolina (como um inibidor da formação de gomas) e como um inibidor de corrosão. [6]

OBJETIVO SÍNTESE DA ACETANILIDA Sintetizar a acetanilida a partir do acetato de sódio anidro, anilina e anidrido acético utilizando o ácido acético glacial como catalisador da reação. Assim, para “proteger” o grupo amino, através do anidrido acético, para a síntese da p-nitro-acetanilida.

SÍNTESE DA P-NITRO-ACETANILIDA Sintetizar a p-nitroacetanilida, a partir da nitração da acetanilida sob presença de ácidos nítrico e sulfúrico concentrados, através da demonstração de uma reação de substituição eletrofílica em aromáticos.

SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA Sintetizar a p-nitro-anilina a partir da p-nitro-acetanilida e do hidróxido de sódio utilizando-se ácido sulfúrico a 70% como catalisador da reação, através de hidrólise em meio ácido.

PARTE EXPERIMENTAL SÍNTESE DA ACETANILIDA 1. Materiais e equipamentos • • • • • • • • •

Béquer de 250mL Balança analítica Pipeta Pró-pipeta Proveta Espátula Frasco de Kitassato Funil de Büchner Bomba a vácuo

• • • • •

• •

Banho de gelo Bastão de vidro Papel de filtro Argola metálica Aparelho digital para medir ponto de fusão Lâmina e lamínula Vidro de relogio

2. Reagentes

Reagentes Ácido acético glacial Anidrido acético

Acetato de sódio anidro

Anilina

Ponto de fusão (°C) 16,5 -73,1

324

-6,3

Ponto de ebulição (°C) 118,1 139,8

> 400

184,13

Massa molar (g/mol) 60,04 102,1

Toxicidade Corrosivo e inflamável

Corrosivo

82,03

Pode causar irritação na pele, olhos e aparelho respiratório.

93,18

Carcinógeno, agente mutagênico e perigoso para o ambiente.

3. Procedimento experimental Inicialmente no experimento foi pesada na balança analítica uma massa de 2,1g de acetato de sódio. Logo após a pesagem foi adicionado ao béquer com o acetato de sódio 7,9 mL de ácido acético glacial. Em seguida, foram adicionados 7,6 mL de anilina em constante agitação, depois foram adicionados 8,5 mL de anidro acético em pequenas porções, constatando-se uma rápida reação. Depois da reação, foi despejado em constante agitação, 200 mL de água destilada, fazendo com que a mistura inicialmente com aparência homogênea adquirisse aspecto heterogêneo com coloração esbranquiçada. A mistura foi resfriada em banho de gelo, sendo perceptível a formação de um precipitado cristalizado (figura 01). A mistura foi filtrada sob pressão reduzida e lavada com água gelada. Sendo obtidos cristais de acetanilida (figura 02).

Figura 01: Mistura reacional em banho de gelo. Fonte: própria.

Figura 02: Cristais de acetanilida. Fonte: própria.

SÍNTESE DO P-NITRO-ACETANILIDA 1. Materiais e equipamentos •

Béquer de 100 mL

•

Banho de gelo

•

Espátula

•

Piceta

•

Balança analítica

•

Frasco Kitasato

•

2 pipetas 10 mL e 1 pipeta Pasteur

•

Funil de Büchner

•

Pró-pipeta

•

Argola metálica

•

3 béquers de 50 mL

•

Suporte universal

•

Béquer de 100 mL

•

Bomba a vácuo

•

Bastão de vidro

•

Papel de filtro

2. Reagentes Reagentes

Ponto de fusão (°C)

Ponto de ebulição (°C)

Massa molar (g/mol)

Acetanilida

113,7

304

135,17

Ácido acético

16,5

118,1

60,04

10,38

279,6

98,08

-42

83

63,012

glacial

Ácido sulfúrico concentrado

Ácido nítrico concentrado

Toxicidade É nocivo por exposição aguda, apresenta riscos se inalado, ingerido ou em contato com a pele.

Corrosivo e inflamável; pode causar queimaduras na pele, danos permanentes aos olhos, e irritação às mucosas em geral. Corrosivo, causa queimaduras severas à pele e vermelhidão; em contato com o olho causa queimaduras; se ingerido pode causar severas queimaduras na boca, garganta e estômago, levando à morte. Corrosivo, causa queimaduras severas à pele; em contato com o olho causa queimaduras e dano permanente; se ingerido pode causar dor imediata e pode queimar a boca, garganta, esôfago e área de gastrointestinal.

3. Procedimento experimental Em um béquer de 100 mL, adicionou-se 2,5 g de acetanilida seca e 3 mL de ácido acético glacial (figura 03). Agitou-se de modo a obter uma suspensão.

Figura 03: Adição de ácido acético glacial à acetanilida. Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 

Adicionou-se, com agitação constante, 5 mL de ácido sulfúrico concentrado (figura 04).

Figura 04: Adição de ácido sulfúrico à suspensão. Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 

Resfriou-se a mistura a 0-2°C e adicionou-se, vagarosamente e com agitação uma mistura nitrante contendo 1,5 mL de ácido nítrico concentrado e 1 mL de ácido sulfúrico concentrado, previamente resfriada (figura 05). Manteve-se, durante a adição, a temperatura do meio reacional abaixo de 10°C.

Figura 05: Solução nitrante resfriada + acetanilida + ác. acético + H2SO4. Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 

Terminada a adição, deixou-se em repouso, à temperatura ambiente por 40 minutos. Derramou-se, com agitação, o conteúdo do frasco em um béquer contendo 30 mL de gelo picado (figura 06).

Figura 06: Adição da mistura reacional em gelo. Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 

Deixou-se em repouso por 10 minutos (figura 07).

Figura 07: Mistura reacional em repouso antes da filtração a vácuo. Fonte: própria.

Filtrou-se em funil de Buchner (figuras 08 e 09).

Figura 08: Filtração a vácuo da p-nitro-acetanilida. Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 

Figura 09: Filtração a vácuo da p-nitro-acetanilida. Fonte: própria.

Lavou-se com varias porções de água gelada para remoção do resíduo ácido (figura 10).

Figura 10: Lavagem do produto para remoção do resíduo ácido. Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 

SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA 1. Materiais e equipamentos •

Manta elétrica

•

Garra e argola metálica

•

Pipeta e pipeta Pasteur

•

Proveta

•

Pró-pipeta

•

Banho de gelo

•

2 béquers de 50 mL

•

Frasco Kitasato

•

Condensador de bolas

•

Funil de Buchner

•

Balão de findo redondo de 100 mL

•

Bomba a vácuo

•

2 suportes universais

•

Papel de filtro

2. Reagentes

Reagentes

Ponto de fusão (°C)

Ponto de ebulição (°C)

Massa molar (g/mol)

p-nitro-acetanilida

215

___

180,17

8,38

269,6

98,08

Água

0

100

18

Hidróxido de sódio

322

1388

39,9971

Ácido sulfúrico a 70%

Toxicidade Irritante, pode ser prejudicial se ingerido, inalado ou absorvido pela pele. Causa severas queimaduras e vermelhidão à pele; corrosivo. ---Corrosivo, pode ser fatal se ingerido, perigoso se inalado, provoca queimaduras em qualquer área de contato.

3. Procedimento experimental Aqueceu-se uma mistura de 0,7 g p-nitro acetanilida 3,6 mL de uma solução de ácido sulfúrico a 70% sob o condensador de refluxo por 20 minutos (figura 11).

Figura 11: Mistura reacional de p-nitroacetanilida em meio ácido sob o condensador de refluxo. Fonte: própria.

Em seguida, verteu-se a mistura reacional ainda quente sobre 250 mL de água fria e adicionou-se uma solução de NaOH 40% até que a mistura se tornasse básica.Resfriou-se e filtrou-se o precipitado em funil de Buchner, lavando com água gelada, para remover as impurezas.

RESULTADOS E DISCUSSÃO SÍNTESE DA ACETANILIDA A reação de síntese da acetanilida abaixo descreve a produção de acetanilida. Houve reação de acetilação, a partir do ataque nucleófilo do grupo amino sobre um carbono da carboxila do anidrido acético, seguido de eliminação de ácido acético, formado como um sub-produto. Como esta reação é dependente do pH, foi necessário o uso de uma solução tampão (ácido acético / acetato de sódio, pH~4,7). Reação da síntese:

Figura 12: Reação da síntese da acetanilida. Fonte: http://ube-167.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_acetanilida.htm

1- P-nitro-acetanilida 2- Anilina 3- Anidrido acético 4- Ácido acético No mecanismo da reação o grupo amino da anilina ataca o carbono polarizado do anidrido acético, fazendo com que a ligação sigma C-O se rompa e os elétrons desta ligação formem uma ligação π C-O com o outro carbono. Então, a outra ligação dupla C-O do mesmo carbono se rompe e os elétrons desta ligação π se ligam ao hidrogênio ligado ao oxigênio na molécula de ácido sulfúrico, formando ácido acético e acetanilida com o grupo amido protonado. O hidrogênio que está protonando o grupo amido é capturado pelo HSO 4-, assim, recuperando o catalisador da reação e obtendo a acetanilida. Mecanismo:

Figura 13: Mecanismo da reação da síntese da acetanilida. Fonte: http://ube-167.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_acetanilida.htm

Cálculo do rendimento Foi obtida uma massa de 8,60 g de acetanilida. Para saber o rendimento percentual que foi obtido na prática, precisam-se analisar os dados que as fórmulas e a equação proporcionam e compará-los com o resultado experimental. Cálculo da massa de anilina utilizada no experimento através de sua densidade. •

1,0217g de anilina

1,0 mL de anilina

x

7,6 mL de anilina

x = 7,765 g A reação da síntese (figura 12) indica que ao reagir 1 mol de anilina (93,18 g), forma-se 1 mol de acetanilida (135,17g). Assim, tem-se que:

93,18 g de anilina

135,17 g de acetanilida

7,765 g

x

x = 11,264 g de acetanilida Para um rendimento teórico deveria se formar 11,264 g de acetanilida. Como o rendimento teórico é de 100%, calcula-se o rendimento experimental obtido em laboratório. Para isso, dividi-se a massa do rendimento experimental pela massa do rendimento teórico e multiplica-se o resultado por 100%: , Rend. = . 100% ,

Rend. = 76,35%

SÍNTESE DO P-NITRO-ACETANILIDA A equação geral abaixo descreve a produção da p-nitro-acetanilida, através da substituição eletrofílica em aromáticos. Equação Geral: H

H N

N

CH3

: O:

+

HNO3

+

H2SO4

CH3

+

H2SO4

:O : NO2

Figura 14: Equação geral da síntese da p-nitro-acetanilida. Fonte: própria.

No mecanismo da etapa 1, o oxigênio ligado ao hidrogênio no ácido nítrico se liga a um hidrogênio do ácido sulfúrico. Assim, o oxigênio ligado aos dois hidrogênios no ácido nítrico rompe a ligação com o nitrogênio ficando com o par de elétrons, posteriormente, o oxigênio (ligado ao nitrogênio) com carga formal negativa utiliza um par de elétrons para formar uma ligação π com o nitrogênio.

Figura 15: Mecanismo da etapa 1 da síntese da p-nitro-acetanilida. Fonte: própria.

No mecanismo da etapa 2, uma ligação π do anel aromático se rompe formando um carbocátion e um carbânion na posição para do anel aromático, para que este se ligue ao grupo nitro na etapa 3.

Figura 16: Mecanismo da etapa 2 da síntese da p-nitro-acetanilida. Fonte: própria.

No mecanismo da etapa 3, o grupo nitro se liga ao carbânion na posição para do anel aromático. Em seguida, o íon HSO 3- se liga ao hidrogênio do carbono ligado ao grupo nitro. Assim, o par de elétrons (da ligação C-H) do carbono na posição para forma um ligação π com o carbocátion na posição meta, estabilizando-o, formando a p-nitro-acetanilida.

Figura 17: Mecanismo da etapa 3 da síntese da p-nitro-acetanilida. Fonte: própria.

Na etapa 4, é mostrado o produto formado depois do último mecanismo da etapa 3, obtendo-se a p-nitro-acetanilida e o catalisador da reação, H 2SO4.

Figura 18: Mecanismo da etapa 4 da síntese da p-nitro-acetanilida. Fonte: própria.

Após a adição da mistura ácida e da acetanilida, inicia-se a etapa lenta da reação. Com a adição da mistura de ácido nítrico concentrado e ácido sulfúrico concentrado, o eletrófilo (NO2+) ataca o anel aromático na região de maior densidade eletrônica e menor impedimento estérico (pára). Entretanto, existe também a presença de ácido sulfúrico, que, em altas concentrações e temperatura elevada, forma um nucleófilo forte (HSO 4-). Esse nucleófilo

também está apto a reagir com o anel caso haja aumento da temperatura. Para que isso seja evitado, foi necessário que a temperatura ambiente fosse mantida por 40 minutos, evitando assim a formação de produto indesejado (produtos sulfonados). Uma temperatura elevada pode ocasionar a formação de produtos multinitrados. Não sendo esse o objetivo do experimento, mantivemos a temperatura controlada. Assim, durante a adição da mistura ácida a temperatura não passou de 10ºC. Inicialmente, o produto adquiriu coloração muito amarelada, o que pode ter indicado grande quantidade de impurezas presentes na mistura. Ao realizar-se a primeira filtração, grande parte da impureza foi eliminada com a água; entretanto, a coloração fortemente amarelada foi conservada. Durante o período de sete dias, a mistura ficou em repouso e secou, adquirindo forma pastosa.

Cálculo do rendimento: Foi obtida uma massa de 2,98 g de p-nitro-acetanilida. Para saber o rendimento percentual que foi obtido na prática, precisam-se analisar os dados que as fórmulas e a equação proporcionam e compará-los com o resultado experimental. Dados: Massa Molar C 8H9ON: 135,17 g Massa Molar C 8H8O3N2: 180,17 g A equação geral mostra que ao reagir 1 mol de C 8H9ON (135,17 g), forma-se 1 mol de C8H8O3N2 (180,17 g). Assim, tem-se que: 135,17 g de C8H9ON 2,5 g de C8H9ON

180,17 g de C8H8O3N2 x

x = 3,33 g de C 8H8O3N2 Para um rendimento teórico deveria se formar 3,33 g de C 8H8O3N2. Como o rendimento teórico é de 100%, calcula-se o rendimento experimental obtido em laboratório. Para isso, dividi-se a massa do rendimento experimental pela massa do rendimento teórico e multiplica-se o resultado por 100%: Rend. =

, ,

Rend. = 89%

. 100%

SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA As reações de síntese abaixo descrevem a produção da p-nitro-anilina, através da reação de hidrólise em meio ácido. Reações da síntese:

Figura 19: Reações da síntese da p-nitro-anilina. Fonte: própria.

No mecanismo da etapa 1, o par de elétrons da amina ligada ao anel aromático se liga ao hidrogênio do ácido sulfúrico, assim, o par de elétrons da ligação H-O vai para o oxigênio formando o íon bissulfato. Em seguida, um par de elétrons do oxigênio de uma molécula de água ataca o carbono da carbonila, fazendo com que os elétrons da ligação π da carbonila migrem para o oxigênio, assim, mantendo a tetravalência do carbono. Etapa 1

Figura 20: Mecanismo da etapa 1 da síntese da p-nitro-anilina. Fonte: própria.

No mecanismo da etapa 2, é evidenciado o deslocamento do hidrogênio ligado ao oxigênio protonado para o oxigênio com carga formal negativa. Em seguida, ocorre a clivagem da ligação N-C, onde o par de elétrons da ligação migra para a amina. Assim, a ligação O-H é clivada e o par de elétrons da mesma forma a ligação π entre o oxigênio e o carbono, formando o ácido acético. Posteriormente, o par de elétrons da amina se liga ao

hidrogênio liberado pela clivagem da ligação O-H, assim, o íon bissulfato se liga a este hidrogênio, como é evidenciado na etapa 3. Etapa 2

Figura 21: Mecanismo da etapa 2 da síntese da p-nitroanilina. Fonte: própria.

No mecanismo da etapa 3 ao colocar hidróxido de sódio na mistura reacional, a hidroxila ataca o hidrogênio ligado à amina e ao bissulfato formando uma molécula de água. Assim, o par de elétrons da ligação H-O se liga ao sódio formando o bissulfato de sódio e o par de elétrons da ligação N-H migra para a amina, enfim formando a p-nitro-anilina, como é mostrado na etapa 4. Etapa 3

Figura 22: Mecanismo da etapa 3 da síntese da p-nitro-anilida. Fonte: própria.

Etapa 4

Figura 23: Mecanismo da etapa 4 da síntese da p-nitro-anilida. Fonte: própria.

Cálculo do rendimento: Foi obtida uma massa de 0,37 g de p-nitro-anilina. Para saber o rendimento percentual que foi obtido na prática, precisam-se analisar os dados que as fórmulas e a equação proporcionam e compará-los com o resultado experimental. Dados: Massa Molar C 8H8O3N2: 180,17 g Massa Molar C 6H6O2N2: 138,12 g As reações de síntese (figura19) mostram que ao reagir 1 mol de C 8H8O3N2 (180,17 g), forma-se 1 mol de C 6H6O2N2 (138,12 g). Assim, tem-se que: 180,17 g de C8H8O3N2

138,12 g de C 6H6O2N2

0,7 g de C8H8O3N2

x

x = 0,54 g de C 6H6O2N2 Para um rendimento teórico deveria se formar 0,54 g de C 6H6O2N2. Como o rendimento teórico é de 100%, calcula-se o rendimento experimental obtido em laboratório. Para isso, dividi-se a massa do rendimento experimental pela massa do rendimento teórico e multiplica-se o resultado por 100%: Rend. =

, .

. 100%

Rend. = 68,5%

CONCLUSÃO SÍNTESE DA ACETANILIDA Em suma, a síntese da acetanilida a partir da anilina foi bem sucedida. Sendo obtido um rendimento de 76,35%. Assim, foi possível a observação do procedimento em suas diferentes etapas, possibilitando as análises necessárias e aplanando os conhecimentos a cerca das técnicas e teorias utilizadas, atingindo o objetivo da aula prática. Obteve-se no experimento 8,60 g das 11,264 g do rendimento teórico. Assim, de acordo com o desenvolvimento dos raciocínios, o rendimento da reação foi de 76,35%, resultado que pode ter sido provocado pelos fatores: •

•

Ao transferir a mistura reacional do frasco para o béquer contendo 200 mL de água uma pequena quantidade da solução ficou retida nas paredes do frasco. Pela perda parcial do produto ao ser filtrado na filtração a vácuo, pois parte do produto passou pelo papel de filtro e ficou retido no frasco Kitasato.

SÍNTESE DO P-NITRO-ACETANILIDA Em suma, a síntese da p-nitro-acetanilida a partir da acetanilida foi bem sucedida. Sendo obtido um rendimento de 89%. Assim, foi possível a observação do procedimento em suas diferentes etapas, possibilitando as análises necessárias e aplanando os conhecimentos a cerca das técnicas e teorias utilizadas, atingindo o objetivo da aula prática. Obteve-se no experimento 2,98 g das 3,33 g do rendimento teórico. Assim, de acordo com o desenvolvimento dos raciocínios, o rendimento da reação foi de 89%, resultado que pode ter sido provocado pelos fatores: •

•

Ao transferir a mistura reacional do frasco para o béquer contendo gelo picado uma pequena quantidade da solução ficou retida nas paredes do frasco. Pela perda parcial do produto ao ser filtrado na filtração a vácuo, pois parte do produto passou pelo papel de filtro e ficou retido no frasco Kitasato.

SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA A partir dessa prática conclui-se que a produção da p-nitro-anilina, a partir da anilina, requer uma sequência de etapas de reações intermediárias a fim de fornecer condições necessárias (a exemplo: grupos ligados ao anel aromático) para tal obtenção. Foi necessário realizar a proteção do grupo amino da anilina, através do anidrido acético (sintetizando a acetanilida) para realizar a reação com a solução nitrante (ácido nítrico concentrado + ácido sulfúrico concentrado) sintetizando a p-nitro-acetanilida. Caso não houvesse a proteção do grupo amino o par de elétrons da amina poderia ligar-se ao NO 2 gerando outro produto. Assim, com a proteção do grupo amino foi realizada a substituição eletrofílica no anel aromático, como o agrupamento amido é orientador orto-para o grupo nitro ataca nestas posições no anel aromático, porém sintetiza-se majoritariamente a p-nitro-acetanilida, enquanto que a o-nitro-acetanilida é formada em pouquíssima quantidade devido ao impedimento estérico causado pelo agrupamento amido e pelo volume do grupo nitro (grupo volumoso), o que torna inviável a ligação deste grupo ao anel aromático na posição orto. Para a obtenção da p-nitro-anilina foi realizado a desprotonação no grupo amido da p-nitro-acetanilida, através da reação de hidrólise em meio ácido. Assim, converteu-se o grupo amido em grupo amino com a liberação do ácido etanóico. Em suma, a síntese da p-nitro-anilina a partir da p-nitro-acetanilida foi bem sucedida. Sendo obtido um rendimento de 68,5%. Assim, foi possível a observação do procedimento em suas diferentes etapas, possibilitando as análises necessárias e aplanando os conhecimentos a cerca das técnicas e teorias utilizadas, atingindo o objetivo da aula prática. Obteve-se no experimento 0,37 g das 0,54 g do rendimento teórico. Assim, de acordo com o desenvolvimento dos raciocínios, o rendimento da reação foi de 68,5 %, resultado que pode ter sido provocado pelos fatores: •

Ao transferir a mistura reacional do balão de fundo redondo para o béquer contendo 25 mL de água uma pequena quantidade da solução ficou retida nas paredes do balão.

•

Pela perda parcial do produto ao ser filtrado na filtração a vácuo, pois parte do produto passou pelo papel de filtro e ficou retido no frasco Kitasato, mesmo através do uso de água gelada durante as lavagens para evitar a solubilização do produto.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] QUÍMICA FÁCI L, Química Orgânica experimental. Disponível em: < http://ube167.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_acetanilida.htm>. ACESSO: 12/05/10 às 11hs. [2] WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Disponível em: . ACESSO: 12/05/10 às 11:30hs. [3] WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Disponível em: < http://pt.wikipedia.org/wiki/Nitração>. ACESSO: 19/05/10 às 22:35hs. [4] SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Graig B. Química orgânica. 8.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. v.1. [5] UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Escola de Engenharia de Lorena. Processos Unitários Orgânicos –Nitração. Documento desenvolvido pelo Prof.Msc. Marcos Villela Barcza. Disponível em: (http://www.dequi.eel.usp.br/~barcza/Nitracao.pdf ). Acesso em 19 de maio de 2010. [6] WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Disponível em: < http://pt.wikipedia.org/wiki/4-

Nitroanilina>. ACESSO: 19/05/10 às 23:10hs. [7] VOGEL, I. Arthur – Química Orgânica: “Análise Orgânica”, Editora ao livro Técnico S. A (1971).