síntese da acetanilida

(1)

Universidade Estadual de Goiás –

Universidade Estadual de Goiás – UEGUEG

Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas –

Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas – UnUCETUnUCET

Síntese da acetanilida, da p-nitro-acetanilida e

da p-nitro-anilina; e determinação do ponto

de fusão da acetanilida

Acadêmicos:

Acadêmicos: Lucas Rodrigues FerreiraLucas Rodrigues Ferreira Lucas Sousa

Lucas Sousa

Renata Silva Moura Renata Silva Moura Geniara Campos Geniara Campos Orientador

Orientador: Luciana Machado Ramos: Luciana Machado Ramos D

D DisciplinaDisciplina: Química orgânica experimental II: Química orgânica experimental II JJ

Anápolis, 25 de maio de 2010. Anápolis, 25 de maio de 2010.

(2)

INTRODUÇÃO

SÍNTESE DA ACETANILIDA SÍNTESE DA ACETANILIDA

Algumas

Algumas aminas aminas aromáticas aromáticas aciladas aciladas como como acetanilida, acetanilida, fenacetinfenacetina a (p- (p-etoxiacetanili

etoxiacetanilida da e e acetaminofen acetaminofen (( p p-hidroxiacetanilida) encontram-se dentro do grupo de-hidroxiacetanilida) encontram-se dentro do grupo de

drogas utilizadas para combater a dor de cabeça. Estas substâncias têm ação analgésica suave drogas utilizadas para combater a dor de cabeça. Estas substâncias têm ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). [1]

(aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). [1]

A acetanilida , uma amida secundária, pode ser sintetizada através de uma A acetanilida , uma amida secundária, pode ser sintetizada através de uma reação

reação de de acetilação acetilação da da anilina anilina , , a a partir partir do do ataque ataque nucleofílico nucleofílico do do grupo grupo amino amino sobre sobre oo carbono carbonílico do anidrido acético , seguido de eliminação de ácido acético , formado 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

como um sub-produto da reação. Como esta reação é dependente do pH, é necessário o uso denecessário o uso de uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, pH ~ 4,7). [1]

uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, pH ~ 4,7). [1] A acetanilida (C

A acetanilida (C88HH99NO) NO) está está no no grupo grupo dos dos primeiros primeiros analgésicos analgésicos a a seremserem

introduzidos, em 1884, com o nome de febrina, a fim de substituir os derivados da morfina. A 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 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]

sérios problemas no sistema de transporte de oxigênio. [2]

A acetanilida é uma substância parente do Paracetamol. É uma droga utilizada 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 para combater a dor de cabeça. Esta substância tem ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirétic

antipirética (reduzem a febre). Tem a (reduzem a febre). Tem ponto de fusão de aproximadamente 114 a 115°C. [2]ponto de fusão de aproximadamente 114 a 115°C. [2]

SÍNTESE DA P-NITRO-ACETANILIDA SÍNTESE DA P-NITRO-ACETANILIDA

O processo de nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais O processo de nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais grupos nitro (-NO

grupos nitro (-NO22) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para) 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, 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 denominado mistura sulfonítrica (MSN) para favorecer a ionização do ácido nítrico, que leva à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO

à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO22++. [3]. [3]

Porém, a reação é favorecida para que o ataque ocorra no átomo de carbono do 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 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 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 substituinte. Predomina-se o isômero cuja posição é favorecida pelo substituinte. Logo, os grupos substituintes afetam tanto a reatividade quanto a orientação nas substituições 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, 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 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 que o anel seja mais reativo que o benzeno) e grupos desativadores (tornam o anel menos

(3)

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 p-nitroacetanilida 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 p-nitro acetanilida sintetizada pode posteriormente ser usada para preparar p-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 NHOCH3 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 C6H6N2O2. 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

(4)

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.

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

(5)

2. Reagentes

Reagentes Ponto de fusão(°C) Ponto de ebulição(°C) Massa molar(g/mol) Toxicidade Ácido acético glacial 16,5 118,1 60,04 Corrosivo einflamável

Anidrido acético -73,1 139,8 102,1 Corrosivo

Acetato de sódio anidro 324 > 400 82,03 Pode causar irritação na pele, olhos e aparelho respiratório. Anilina -6,3 184,13 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.

(6)

Figura 02: Cristais de acetanilida. Fonte: própria. SÍNTESE DO P-NITRO-ACETANILIDA 1. Materiais e equipamentos • Béquer de 100 mL • Espátula • Balança analítica

• 2 pipetas 10 mL e 1 pipeta Pasteur • Pró-pipeta • 3 béquers de 50 mL • Béquer de 100 mL • Bastão de vidro • Banho de gelo • Piceta • Frasco Kitasato • Funil de Büchner • Argola metálica • Suporte universal • Bomba a vácuo • Papel de filtro

(7)

2. Reagentes

Reagentes Ponto de fusão(°C) Ponto de ebulição(°C) Massa molar(g/mol) Toxicidade

Acetanilida 113,7 304 135,17 _{aguda, apresenta riscos se}É nocivo por exposição

inalado, ingerido ou em contato com a pele.

Ácido acético glacial

16,5 118,1 60,04

Corrosivo e inflamável; pode causar queimaduras na pele, danos permanentes

aos olhos, e irritação às mucosas em geral.

Ácido sulfúrico concentrado

10,38 279,6 98,08

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. Ácido nítrico concentrado -42 83 63,012 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

(8)

Figura 04: Adição de ácido sulfúrico à suspensão.

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.

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.

(9)

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.

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

(10)

Figura 10: Lavagem do produto para remoção do resíduo ácido.

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

• Manta elétrica

• Pipeta e pipeta Pasteur • Pró-pipeta

• 2 béquers de 50 mL • Condensador de bolas

• Balão de findo redondo de 100 mL • 2 suportes universais

• Garra e argola metálica • Proveta • Banho de gelo • Frasco Kitasato • Funil de Buchner • Bomba a vácuo • Papel de filtro 2. Reagentes

Reagentes fusão (°C)Ponto de ebulição (°C)Ponto de

Massa molar

(g/mol) Toxicidade p-nitro-acetanilida 215 ___ 180,17 Irritante, pode serprejudicial se

ingerido, inalado ou absorvido pela pele. Ácido sulfúrico a 70% 8,38 269,6 98,08 Causa severas queimaduras e vermelhidão à pele; corrosivo. Água 0 100 18 ----Hidróxido de sódio 322 1388 39,9971

Corrosivo, pode ser fatal se ingerido, perigoso se inalado, provoca queimaduras em qualquer área de contato.

(11)

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

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.

(12)

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:

(13)

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: N H CH₃ O NO 2 H 2SO4 N H CH 3 O H 2SO4 HNO 3 : : : : + + +

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.

(14)

No mecanismo da etapa 3, o grupo nitro se liga ao carbânion na posição para do anel aromático. Em seguida, o íon HSO3- 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.

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, H2SO4.

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 (HSO4-). Esse nucleófilo

(15)

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 C8H9ON: 135,17 g

Massa Molar C8H8O3N2: 180,17 g

A equação geral mostra que ao reagir 1 mol de C8H9ON (135,17 g), forma-se 1

mol de C8H8O3N2(180,17 g). Assim, tem-se que:

135,17 g de C8H9ON 180,17 g de C8H8O3N2

2,5 g de C8H9ON x

x = 3,33 g de C8H8O3N2

Para um rendimento teórico deveria se formar 3,33 g de C8H8O3N2. 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%

(16)

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

(17)

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.

(18)

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:

As reações de síntese (figura19) mostram que ao reagir 1 mol de C8H8O3N2

(180,17 g), forma-se 1 mol de C6H6O2N2 (138,12 g). Assim, tem-se que:

180,17 g de C8H8O3N2 138,12 g de C6H6O2N2

0,7 g de C8H8O3N2 x

x = 0,54 g de C6H6O2N2

Para um rendimento teórico deveria se formar 0,54 g de C6H6O2N2. 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

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

(19)

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.

passou pelo papel de filtro e ficou retido no frasco Kitasato.

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 NO2 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

(20)

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 FÁCIL, Química Orgânica experimental. Disponível em: < http://ube-167.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_acetanilida.htm>. ACESSO: 12/05/10 às 11hs.

[2] WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Disponível em:

<http://pt.wikipedia.org/wiki/Acetanilida>. 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).