Sintese da Acetanilida

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ENGENHARIA QUÍMICA
ALESSANDRA BOGHI WANDEKOKEN
ARTHUR DOS REIS SILVA
GABRIEL FERREIRA TOLEDO
TAMIRES LIMA LOPES
Prática n° 05(02/10/18):
SÍNTESE E PURIFICAÇÃO DA ACETANILIDA
VILA VELHA
SETEMBRO – 2018
ALESSANDRA BOGHI WANDEKOKEN
ARTHUR DOS REIS SILVA
GABRIEL FERREIRA TOLEDO
TAMIRES LIMA LOPES
SÍNTESE E PURIFICAÇÃO DA ACETANILIDA 
Relatório do Curso de Graduação em 
Engenharia Química apresentado a
 Universidade Vila Velha – UVV, como
 parte das exigências da disciplina 
Orgânica Experimental II sob orientação
 do professor Mário Sérgio da Rocha Gomes. 
VILA VELHA
SETEMBRO– 2018
1. INTRODUÇÃO
Em química, a Recristalização é uma técnica usada para purificar substâncias sólidas que consiste, essencialmente, em dissolver o composto, e as suas impurezas, num solvente apropriado, levando à posterior precipitação do composto ou das impurezas, de forma a promover a sua separação. Normalmente procede-se de forma a ser o composto desejado a precipitar, sob a forma de cristais, os quais são depois filtrados e secos.
Fundamentalmente a cristalização baseia-se em dois factos: a diferença de solubilidades, num determinado solvente, da substância a recuperar e as suas impurezas; a variação de solubilidade dos solutos com a temperatura.
Existem várias técnicas de se purificar o composto.
Recristalização com um único solvente
 Normalmente, a mistura de um composto A é uma impureza B é dissolvida num solvente, aquecendo até à ebulição. Usa-se uma quantidade mínima de solvente, para se obter uma solução saturada a quente. Por arrefecimento, o composto precipita por diminuição da solubilidade. Quanto mais lento for o arrefecimento, maiores serão os cristais formados. Os cristais formados são depois recolhidos por filtração e o filtrado é descartado. Se o produto de solubilidade das impurezas for excedido, algumas irão co-precipitar. No entanto, dada a concentração das impurezas ser baixa, a sua concentração nos cristais será ainda mais baixa do que a concentração na mistura inicial. Repetindo várias vezes este processo consegue-se obter precipitados cristalinos com graus de pureza mais elevados. A sua pureza é depois verificada, a seguir a cada Recristalização, medindo-se o pto de fusão, uma vez que a presença de impurezas leva a um abaixamento do ponto de fusão. A espectroscopia de NMR (nuclear magnetic resonance, ressonância magnética nuclear) também pode ser utilizada para verificar o grau de impurezas. No entanto, recristalizações repetidas levam a perdas de composto, dado que parte dele mantém-se dissolvido no filtrado.
Quando se pretende efectuar uma purificação de um composto sólido usando esta técnica, tem que, em primeiro lugar, se escolher o solvente a usar. Normalmente escolhe-se um solvente que dissolva bem a substância à temperatura de ebulição e mal a frio, que dissolva muito bem (ou muito mal, dependendo do que se pretende cristalizar) as impurezas, que origine cristais bem formados e não gomas, que seja facilmente removível dos cristais por volatilização (baixo pto de ebulição), e que não reaja quimicamente com os compostos. Após a seleção dos vário solventes, procede-se à escolhe daquele que seja o menos tóxico, que seja o menos inflamável e/ou que seja o mais barato.
Recristalização através do uso de um único solvente.
 Recristalização com uma mistura de solventes
 Muitas vezes acontece que não é possível arranjar um solvente único que permita a cristalização . Neste caso tem que se tentar a cristalização por solventes mistos, se se dispuser de dois solventes, X e Y, tais que: A dissolva o composto e B não; A é B sejam miscíveis. Para esta técnica é necessário que ambos os componentes da mistura (o composto A é a impureza B) sejam solúveis no primeiro solvente (solvente X). No entanto, apenas um dos dois componentes pode ser solúvel no segundo solvente (solvente Y), havendo a precipitação de apenas um quando se dá a adição do solvente Y.
Normalmente, a mistura das substâncias A e B é dissolvida no primeiro solvente, X. De seguida, o segundo solvente, Y, é adicionado lentamente até que um dos componentes da mistura (A ou B) comece a precipitar e cristalizar. Depois a solução é arrefecida, para promover a cristalização do segundo componente. Não é obrigatório aquecer a solução da amostra dissolvida no solvente X, mas pode ser usado.
Quando a mistura de solventes dissolvem ambos os solutos, então realiza-se o inverso: a mistura de compostos é dissolvida no mínimo de mistura de solutos possível e, de seguida, faz-se a destilação de um dos solventes e arrefece-se a mistura de solventes final, de forma a promover a cristalização do soluto A, ou do soluto B.
Recristalização com recurso a uma mistura de solventes.
 No caso de haver outras impurezas, além de B, que sejam insolúveis em qualquer um Dos solventes usados (impurezas C), estas podem ser removidas por filtração a quente. Nesta técnica usa-se um único solvente – X. Quando A é B se encontram dissolvidos no solvente OU quente, a solução é filtrada para remover toda a matéria insolúvel presente (impurezas C). Para que esta filtração seja realizada com sucesso, todo o material usado na filtração deve ser previamente aquecido e guardado numa estufa para que, aquando a filtração, o composto desejado não cristalize nem nas paredes do funil nem no papel de filtro. No entanto, se ocorrer a cristalização de composto no sistema de filtração, pode corrigir a situação, passando uma pequena quantidade de solvente quente pelo sistema, de forma a ressolubilizar os cristais. A quantidade de solvente que se encontra em excesso deve ser removida por vaporização, mantendo a solução em ebulição até começarem a aparecer os primeiros cristais. O volume de solvente deve depois ser reajustado, adicionando, gota a gota, solvente até todos os cristais se dissolverem.
Remoção de impurezas insolúveis através de um sistema de filtração a quente.
Técnicas de cristalização
Se, no arrefecimento de uma solução saturada, não se observar a cristalização, isso pode ser devido à ausência de núcleos de cristalização, os quais podem ser criados artificialmente por fricção das paredes do recipiente com uma vareta de vidro (“Scratching”), em que as pequenas partículas de vidro produzidas vão servir de núcleos de cristalização! por arrefecimento com misturas refrigerantes (“Cooling”), ou por introdução de um cristal da substância pura (“seeding”), que servirá de núcleo de cristalização.
Após a separação dos cristais, procede-se à secagem dos mesmos. Estes são filtrados por filtração a pressão reduzida, lavados com uma pequena quantidade de solvente frio (para impedir a dissolução dos mesmos) e deixam-se no funil de Büchner por alguns minutos, de forma a remover todo o solvente remanescente.
2. MATERIAIS E REAGENTES
Acetato de sódio;
Ácido acético glacial;
Anilina;
Anidrido acético;
Carvão ativo;
Manta aquecedora;
Funil de Buncher;
Papel filtro;
Erlenmeyer;
Barra magnética;
Pedrinhas de porcelana porosa;
Funil de vidro;
Provetas, pipetas e béqueres.
3. METODOLOGIA
PARTE 1 – Síntese:
Em um erlenmeyer de 125mL, em capela, prepare uma suspensão de 1,1g de acetato de sódio anidro em 4 mL de ácido acético glacial. Adicione, agitando constantemente, coloque 3,6g de anilina (d=1,022g/mL). Em seguida, adicione 4,5mL de anidrido acético, em pequenas porções, sob agitação constante.Terminada a reação, verta a mistura reacional, com agitação, em 120mL de água. A acetanilida separa-se em palhetas cristalinas incolores. Resfrie a mistura em banho de gelo, filtre os cristais usando um funil de Buncher e lave com água gelada.
PARTE 2 – Purificação (Recristalização):
Em um erlenmeyer de 250mL aqueça 100mL de água destilada. Num outro erlenmeyer coloque a acetanilida a ser recristalizada e algumas pedrinhas de porcelana porosa. Adicione, aos poucos, a água quente sobre a acetanilida até que esta seja totalmente dissolvida ( Use a menor quantidade de águapossível). Adicione 0,3 g de carvão ativo (não adicione o carvão ativo à solução em ebulição), ferva por alguns minutos e filtre a solução quente (funil de vidro pré aquecido) através de papel filtro pregueado. Deixe em repouso para permitir a formação de cristais. Filtre novamente usando um funil de buncher, seque os cristais obtidos em estufa (90ºC) e determine o rendimento.
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na etapa 1 que foi a etapa da síntese da acetanilida , ocorre uma reação de acetilação da anilina , após o ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono da carbonila.
A reação de síntese da acetanilida é uma reação que necessita estar em pH ácido, sendo assim explica o motivo da utilização de uma solução tampão ácido acético/acetato de sódio , para que não ocorra a protonação indevida da amina , atrapalhando a reação.
Foi visto logo que a formação da acetanilida sólida ocorre rapidamente com água fria , podendo identificar que a água é um solvente em que a acetanilida é insolúvel a frio e solúvel a quente , onde posteriormente foi realizada a recristalização da acetanilida para a remoção das impurezas, em que a acetanilida foi totalmente solubilizada com água quente juntamente com as impurezas e posteriormente a absorção das impurezas após a adição do carvão ativado , em que sua superfície porosa absorve as impurezas, sendo assim ao resfriar a acetanilida novamente , será possível a formação de cristais mais puros.
5. QUESTIONÁRIO
PARTE 1
1. A prática em questão tinha por objetivo a preparação da acetanilida. A ue grupo funcional pertence esse composto. Que tipo de reação foi utilizada para a sua preparação?Apresente o mecanismo.
A acetanilida pertence ao grupo funcional amida – por apresentar um grupo acila ligado a um átomo de nitrogênio. Para preparação deste composto foi utilizada reação de acetilação (reação Ácido-Base).
Mecanismo:
2. Qual a função da mistura CH3COONa /CH3COOH durante o processo de síntese? Considerando-se o pKa da anilina, discuta qual deve ser o pH do meio reacional.
A mistura é importante para tamponar a reação, ou seja, manter o pH da anilina para que ela possa reagir por completo. A anilina é uma base fraca que possui o pKb 9,4 e o pH de aproximadamente 8,8. O pH da solução deve estar nesse valor.
3. Qual a importância de se lavar o sólido obtido com água? E por que esta deve ser especificamente gelada? 
É preciso lavar o sólido para evitar que impurezas da solução que encharcam os cristais fiquem aderidas nos cristais quando o solvente evaporar. A água gelada produz cristais bem formados do sólido e é fácilmente removida.
Na preparação da acetanilida, que outros reagentes poderiam ser utilizados em substituição ao anidrido acético?.
Cloretos de acila, anidridos acéticos, ésteres, sais carboxílicos e outros ácidos carboxílicos.
A acetanilida é um composto orgânico pertencente à classe das acetilamidas. Apresente exemplos de fármacos que tem por princípio ativo derivados da acetanilida destacando sua função farmacológica. 
A acetanilida tem a mesma função do paracetamol atuando como analgésico e antipirético. Ela foi descoberta acidentalmente por Cahn and Hepp em 1886 quando foi utilizada pela primeira com o nome de antifibrina. Estes cientistas concluíram que a acetanilida é tóxica, por isso foram em busca de um composto menos tóxico, porém com o mesmo efeito analgésico e antitérmico descobriram o paracetamol.
PARTE 2
1- Qual é o solvente usado na recristalização da acetanilida? Por que é recomendável utilizar apenas uma quantidade mínima de solvente no processo de recristalização?
O solvente utilizado é a água. É utilizado uma quantidade mínima para garantir uma solução saturada à quente que irá permitir maior quantidade de cristais puros dissolvidos na solução.
2- Por que se usou o carvão ativo na etapa de recristalização?
Para remover impurezas do soluto, pois o carvão atua adsorvendo as impurezas colorida e retendo a matéria resinosa.
3- Quando e por que se deve utilizar a filtração a quente?
É usada quando o produto desejado está na solução quente, utilizando essa técnica é possível eliminar as impurezas insolúveis e obter um filtrado mais puro.
4- Por que se usa o papel filtro pregueado na filtração?
Para aumentar a superfície de contato do filtro e realizar uma filtração mais rápida.
5- A partir dos resultados de massa obtidos ( produto bruto isolado e produto recristalizado) e das quantidades de material de partida utilizados, calcule o rendimento (bruto e purificado) da reação, bem como o rendimento do processo de recristalização.
Proporção anilina e acetanilida 1:1 Rendimento da acetanilida pura
Anilina ---- Acetanilida 5,08 g ---- 100%
93,13 g ---- 135,16 g 0,9861 g ---- y
3,5 g ---- x y = 19,41%
x = 5,08 g
6.CONCLUSÃO
Através deste experimento foi possível estudar a reação de síntese e a
purificação da acetanilida através da recristalização , visto que a acetanilida é
solúvel em água quente e insolúvel a frio. Observou-se que a reação gerou 
19,41% do rendimento que foi bem abaixo do esperado, devido a erros 
experimentais no decorrer do processo, em que ocorreram perdas do produto
 devido a transferência de vidrarias.
7.REFERÊNCIAS
Disponível em<< http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Aula_14_06/9%20-Recristaliza%C3%A7ao%20acetanilida%20LIC.pdf>> acessado em 20/10/2018
Disponível em >>http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/APRESENTA%C3%87%C3%95ES%20ANOS%20ANTERIORES%20V%201.5%2011_08_2010/Semin%C3%A1rios%20Bac%202009%20pdf/10_02_BAC_2009_vers%C3%A3ofinal.pdf >>acessado em 20/10/2018
Disponível em >>http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Blog2013/Aula_07_06/8-Prepara%C3%A7%C3%A3o%20da%20Acetanilida%20BAC%202007%20G4.pdf >>Acessado em 20/10/2018
https://www.fciencias.com/2013/10/10/purificacao-substancia-recristalizacao-laboratorio-online/