sintese e recristalização da acetanilida

sintese e recristalização da acetanilida

(Parte 1 de 2)

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ

CCET – Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia

Relatório de Química ORGÂNICA I

Curitiba, junho de 2.010

Fernanda Ferraz Barbosa

Sintese e recristalização da acetanilida

Trabalho de Graduação apresentado à

disciplina Química Orgânica I do curso

de Licenciatura em Química, PUCPR

Professor: Nilson

Curitiba, Junho de 2.010

Objetivo:

O presente trabalho tem como objetivo demonstrar que a acetanilida obtida através de processos de síntese e purificação diferentes leva à obtenção de estruturas cristalinas distintas e que apresentam propriedades, no caso solubilidade e faixa de fusão, diferentes. Ademais, podem-se discutir aspectos como a influência dos solventes e temperatura na reação e na obtenção das diferentes formas polimórficas. Importante salientar, que não há, na literatura relatos de padronização para a obtenção dos diferentes polimorfos da acetanilida.

INTRODUÇÃO:

A acetanilida (C8H9NO), e é atualmente um importante intermediário sintético para obtenção de corantes e fármacos como, por exemplo, a sulfonilamida. é uma amida e 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.

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 (reduzem a febre). Tem ponto de fusão de aproximadamente 114 a 115 graus Celsius.

Algumas aminas aromáticas aciladas como acetanilida, fenacetina (p-etoxiacetanilida) 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).

A acetanilida 1, uma amida secundária, pode ser sintetizada através de uma reação de acetilação da anilina 2, a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético 3, seguido de eliminação de ácido acético 4, 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).

Após sua síntese, a acetanilida pode ser purificada através de uma recristalização, usando carvão ativo.

A purificação de compostos cristalinos impuros é geralmente feita por cristalização a partir de um solvente ou de misturas de solventes. Esta técnica é conhecida por recristalização, e baseia-se na diferença de solubilidade que pode existir entre um composto cristalino e as impurezas presentes no produto da reação.

Um solvente apropriado para a recristalização de uma determinada substância deve preencher os seguintes requisitos:

  • Deve proporcionar uma fácil dissolução da substância a altas temperaturas;

  • b) Deve proporcionar pouca solubilidade da substância a baixas temperaturas;

  • c) Deve ser quimicamente inerte (ou seja, não deve reagir com a substância);

  • d) Deve possuir um ponto de ebulição relativamente baixo (para que possa ser facilmente removido da substância recristalizada);

  • e) Deve solubilizar mais facilmente as impurezas que a substância.

O resfriamento, durante o processo de recristalização, deve ser feito lentamente para que se permita a disposição das moléculas em retículos cristalinos, com formação de cristais grandes e puros.

Caso se descubra que a substância é muito solúvel em um dado solvente para permitir uma recristalização satisfatória, mas é insolúvel em um outro, combinações de solventes podem ser empregadas. Os pares de solventes devem ser completamente miscíveis. (exemplos: metanol e água, etanol e clorofórmio, clorofórmio e hexano, etc.).

Reagentes:

- Acetato de sódio anidro

- Ácido acético glacial

- Anilina.

- Anidrido acético

- Carvão ativo

- Água

Materiais:

- Béquer;

- Bastão de vidro;

- Espátulas;

- Funil de Buchner

- Banho de gelo

- Erlenmeyer;

- Suporte para funil

- Funil

- Papel filtro

- Bomba a vácuo

- Pedras de porcelana porosa

MÉTODOS.

A preparação da acetanilida:

1 ocorre através da reação entre a anilina

2 e um derivado de ácido carboxílico, neste caso o anidrido acético

3, na presença de uma solução tampão de ácido acético/acetato. Como a reação é dependente do pH, este tampão fornece o pH ótimo para que a reação ocorra com maior velocidade e rendimento.

A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria. Utilizando-se estes dados de solubilidade, pode-se recristalizar o produto, dissolvendo-o na menor quantidade possível de água quente e deixando resfriar a solução lentamente para a obtenção dos cristais, que são pouco solúveis em água fria.

As impurezas que permanecem insolúveis durante a dissolução inicial do composto são removidas por filtração a quente, usando papel de filtro pregueado, para aumentar a velocidade de filtração. Para remoção de impurezas no soluto pode-se usar o carvão ativo, que atua adsorvendo as impurezas coloridas e retendo a matéria resinosa e finamente dividida.

O ponto de fusão é utilizado para identificação do composto e como um critério de pureza. Compostos sólidos com faixas de pontos de fusão pequenas (< 2oC) são considerados puros.

SÍNTESE DA ACETANILIDA.

Em um béquer de 250 mL, na capela, preparou-se uma suspensão de 2,1 g de acetato de sódio anidro em 7,9 mL de ácido acético glacial. Adicionamos, agitando constantemente, 7,6 mL de anilina. Em seguida 8,5 mL de anidrido acético, em pequenas porções. A reação é rápida.

Terminada a reação, despejou-se a mistura reacional, com agitação, em 200 mL de H2O. A acetanilida separa-se em palhetas cristalinas incolores. Resfriamos a mistura em banho de gelo, filtrou-se os cristais usando um funil de Buchner e o lavou com H2O gelada. Conforme ilustra a figura abaixo.

Filtração a vácuo com funil de Buchner.

RECRISTALIZAÇÃO:

Em um erlenmeyer de 250 mL aqueceu 100 mL de água destilada. Num outro erlenmeyer colocou-se a acetanilida a ser recristalizada e algumas pedras de porcelana porosa. Adicionou-se, aos poucos, a água quente sobre a acetanilida até que esta seja totalmente dissolvida. Então adicionou-se 0,5 g de carvão ativo, ferveu-se por alguns minutos e filtramos a solução quente através de papel filtro pregueado. Deixou-se em repouso para permitir a formação de cristais. Conforme figura abaixo.

Filtração simples a quente.

Como preparar papel filtro pregueado.

REAÇÃO ENVOLVIDA NA ANÁLISE:

CONCLUSÃO

A acetanilida (C8H9NO) se apresenta como um sólido cristalino com faixa de fusão compreendida entre 114º-115ºC. Do ponto de vista sintético, explorou-se diversas condições reacionais, variando os solventes e o pH. Além disso, variou-se processo de resfriamento durante a recristalização. Este foi realizado de forma rápida, com choque térmico em banho de gelo, ou permitiu-se o resfriamento lento. Durante essa etapa, é possível observa a formação de cristais com aspecto macroscópico diferenciado.

Questionário

1- Forneça as reações e os respectivos mecanismos envolvidos no experimento:

Reação já demonstrada no corpo do relatório______________________________________

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