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Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Curitiba Departamento Acadêmico de Química e Biologia – DAQBi Bacharelado em Química SÍNTESE DA DIBENZALACETONA CURITIBA 18 DE MAIO DE 2022 SÍNTESE DA DIBENZALACETONA Relatório técnico apresentado na disciplina de Práticas de Química Orgânica como forma parcial de avaliação referente ao curso de Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. CURITIBA, 18 DE MAIO DE 2022 RESUMO A preparação da Dibenzalacetona trata-se de uma reação aldólica cruzada, também chamada de reação de Claisen-Schimidt. Utilizou-se benzaldeído, um componente que não possui hidrogênio α e acetona como reagente para a síntese, sob agitação magnética. O produto formado precipitou na forma de um sólido amarelo, ao longo do relatório discutiu-se os principais empregos da dibenzalacetona na indústria de cosméticos devido a sua estrutura. SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO 4 2.OBJETIVOS 5 3. MATERIAIS E MÉTODOS 5 3.1 MATERIAIS 5 3.2 REAGENTES 5 3.3 METODOLOGIA 5 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 6 5. CONCLUSÃO 9 6. QUESTÕES 10 7. REFERÊNCIAS 12 4 1.INTRODUÇÃO A dibenzalacetona é um composto orgânico de formula C17H14O. É um solido amarelo insolúvel em água, porém solúvel em etanol. A dibenzalacetona é usada como componente em protetores solares e é usada como ligante na química de organometálicos. Uma reação aldólica é uma das técnicas mais utilizadas para a construção de ligações C-C. Baseia-se na formação de um íon enolato e na sua subsequente reação com uma molécula de um aldeído ou cetona. Nesses grupos funcionais, a reação pode ocorrer em duas regiões: no oxigênio ligado da carbonila ou no carbono vizinho a este grupo funcional, carbono alfa, formando um alcóxido. O produto formado sofre eliminação por desidratação, formando o composto com sistemas de ligação dupla conjugadas [3]. A dibenzalacetona é facilmente obtida por meio da condensação aldólica cruzada (Reação de Claisen-Schimidt), ocorre entre dois compostos carbonilícos diferentes, é necessário que um dos reagentes não condense com ele mesmo, formando outro íon enolato em meio básico. Como é o caso do benzaldeído, por não possuir carbono alfa ligado ao grupo carbonila. A formação da dibenzalacetona, por uma molécula de acetona com duas de benzaldeído, ocorre espontaneamente sob forte agitação mesmo à temperatura ambiente e em meio básico, a presença de duas ligações duplas e do grupo fenil provoca a estabilização por ressonância [3]. 5 2.OBJETIVOS Sintetizar a dibenzalacetona através da condensação aldólica cruzada (Reação de Claisen-Schimidt) de duas moléculas de benzaldeído e acetona em solução diluída de hidróxido de sódio. 3. MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 MATERIAIS 1. Funil Buchner 2. Gelo 3. Papel de filtro 4. Espátula 5. Balança analítica 6. Tesoura 7. Agitador magnético 8. Peixinho 9. Placa de petri 10. Erlenmeyer 500 mL 11. Proveta 100 mL 12. Proveta 10 mL 13. Bacia para banho de gelo 14. Pisseta de água destilada 15. Pera 16. Pipeta graduada 10 mL 3.2 REAGENTES 1. Acetona 2. Álcool Etílico 3. Hidróxido de Sódio 4. Benzaldeído. 3.3 METODOLOGIA Inicialmente adicionou-se cerca de 100 mL de água deionizada em um erlenmeyer de 500 mL, em seguida adicionou-se 10,06 g de NaOH sob agitação magnética em banho de gelo até o desaparecimento completo da base. Em seguida, ainda sob agitação magnética adicionou-se 80 mL de etanol. Após a adição do etanol, adicionou-se cerca de 11 mL de benzaldeído e 6,3 mL de acetona pura no erlenmeyer, retirou-se o banho de gelo e a mistura foi mantida em agitação magnética por cerca de 30 minutos. Após o tempo decorrido o sólido foi filtrado a vácuo em um funil de buchner e lavado com água deionizada para eliminação total da base e colocado em uma placa de petri para a secagem. 6 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO A formação da dibenzalacetona, se dá por meio uma condensação aldólica cruzada. Nestas condições, para que a condensação aldólica resulte na formação de um produto, é necessário que um dos reagentes não condense com ele próprio, ou seja, não tenha a possibilidade de formar um íon enolato em meio básico. É o que acontece com o benzaldeído, onde este não possui hidrogênios α referente à carbonila, sendo assim não possível à formação de vários produtos. No mecanismo o íon enolato, atuando como nucleófilo, ataca o carbono carbonílico do aldeído, formando o alcóxido. O íon enolato, atuando como base, capta um hidrogênio de uma molécula de água. O produto formado (benzalacetona) sofre eliminação por desidratação (perde água), formando um composto conjugado. Esta reação ocorre espontaneamente mesmo à temperatura ambiente e em meio básico, pois o produto é estabilizado por ressonância devido à presença de duas ligações duplas conjugadas e do grupo fenil. Com excesso de benzaldeído pode ocorrer uma nova reação entre a benzalacetona com uma nova molécula de benzaldeído. Nesta reação a benzalacetona irá atuar como a cetona enolizável, a partir da qual se forma o íon enolato que irá atuar como nucleófilo. O produto formado nesta dicondensação é a dibenzalacetona. 7 Observou-se uma coloração amarelada no produto final. O fato da cor do dibenzalcetona deve-se pelo fato de possuir ligações duplas e conjugadas, os maiores números de duplas ligações captam comprimentos de ondas mais largas. À medida que o comprimento do sistema de duplas ligações conjugadas aumenta, o comprimento de onda de máxima absorção também aumenta. Isso explica o porque de se usar dibenzalacetona na confecção de protetores solares. Cálculo do rendimento: Benzaldeído: M = 106,12 g/mol d = 1,05 g/mL V = 11 mL Usando m = d x V m = 1,05 g/mL x 11 mL m = 11,55 g n = m/M n = 11,55 g / 106,12 g/mol n = 0,1088 mol de benzaldeído Acetona: M = 58,08 g/mol d = 0,79 g/mL V = 6,3 mL Usando m = d x V m = 0,79 g/mL x 6,3 mL m = 4,97 g n = m/M n = 4,97 g / 58,08 g/mol n = 0,0856 mol de acetona Figura 1 – Reação de formação da dibenzalacetona Fonte: Os autores Tendo que a reação é 2:1 (duas moléculas de benzaldeído reage com uma molécula de acetona), e a partir das quantidades de matéria dos reagentes pode-se verificar o reagente limitante e o reagente em excesso. Para reagir toda matéria seria necessário 0,1712 mol de benzaldeído e apenas 0,0544 mol de acetona, assim afirma- se que o reagente limitante é o benzaldeído e o reagente em excesso é a acetona. 8 Sendo assim, podemos calcular o rendimento da reação: Massa molar da dibenzalacetona (M) = 234,29 g/mol Massa da placa + papel filtro = 45,67 g Massa de dibenzalacetona (me): 63,26 g – 45,67 g = 17,59 g 2 mol de benzaldeido ––––––––––––– 1 mol de dibenzalacetona 0,1088 mol de belzaldeido ––––––––––––– x mol de dibenzilacetona x = 0,0544 mol de dibenzalacetona Para o cálculo da massa teórica (mt) podemos usar: mt = M x n mt = 234,29 g/mol x 0,0544 mol mt = 12,74 g Finalmente podemos calcular o rendimento (R) como: R = me/mt x 100% R = 17,59 g/12,74 g x 100% R = 138,01% 9 5. CONCLUSÃO Foi possível observar a reação de Claisen-Schmidt e evidenciar a existência dos hidrogênios α na cetona. Em resumo, obtivemos uma massa de 17,59g de dibenzalacetona, o que resultou em um rendimento de 138,01%, acreditamos que na massa final de 17,59 g ainda tenha resquícios da base (NaOH) por não termos lavado muitas vezes nem medido o pH do produto final, levando a umaalteração na real massa de dibenzalacetona. 10 6. QUESTÕES 1. Quais as aplicações comerciais da dibenzalacetona? RESPOSTA: A dibenzalacetona é um sólido cristalino amarelo pálido frequentemente usado como ligante na preparação de complexos organometálicos usados como catalisadores em reações de acoplamento. Também é um ingrediente comum em alguns protetores solares, pois absorve a luz UV prejudicial. 2. Escreva o mecanismo reacional completo RESPOSTA: A estrutura da dibenzalacetona e sua reação geral de síntese podem ser vistos na figura 1. Ao analisar o mecanismo da reação podemos identificar 4 etapas notáveis. Na primeira parte temos o grupo OH atacando o hidrogênio alfa da cetona (figura 2) que, por estar diretamente ligado a um carbono alfa que está ligado a um grupo carbonila, possui um caráter ácido podendo assim se envolver em uma reação ácido-base. Figura 2 – equilíbrio ceto enolico Fonte: Os autores E então na segunda etapa devido a carga negativa no carbono alfa este ataca a dupla ligação do oxigênio do benzaldeido, o oxigênio então fica com uma carga negativa que por sua vez ataca e rouba o hidrogênio da água formada anteriormente (figura 3). Figura 3 – Acetona reagindo com o Benzaldeido Fonte: Os autores 11 Logo na terceira etapa uma reação ácido-base ocorre novamente com o hidrogênio do carbono central o que gera uma carga negativa neste carbono, por consequência o carbono negativo então forma uma dupla ligação com o carbono vizinho e o grupo OH é solto da estrutura (figura 4). Figura 4 – Liberação do grupo OH Fonte: Os autores A quarta e última parte é a repetição deste mesmo processo, porém no outro hidrogênio alfa da cetona (figura 5). Figura 5 – Reação de formação da dibenzalacetona Fonte: Os autores 3. Qual a função do álcool etílico na reação? Explique RESPOSTA: O etanol foi adicionado no meio reacional com o intuito de maximizar a interação entre os reagentes, visto que o benzaldeído e alguns produtos da síntese não são solúveis em meio aquoso. Portanto, o etanol tem como função ser o solvente da reação e aumenta a solubilidade dos produtos. 12 7. REFERÊNCIAS [1] Acetona. CETESB. Disponível em: [2] Benzaldeído. CETESB. Disponível em: [3] Cotta, G. Magueta, L.; Tomaz, L.; Schettine, M.; Aguiar, F. R. Aplicação de Rotas Sintéticas no Desenvolvimento e Caracterização de Moléculas Potencialmente Bioativas. ETEC São Paulo. Disponível em: (2018).