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Preparação da Acetanilida. Alunos: Dimitri C. F. Lima Marcos Canto Machado. Histórico e Farmacologia.
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Preparação da Acetanilida Alunos: Dimitri C. F. Lima Marcos Canto Machado
Histórico e Farmacologia • Está no grupo dos primeiros analgésicos à serem introduzidos, em 1884 , com o nome de febrina, a fim de substituir os derivados da morfina. Porém a quantidade de acetanilida é controlada pelo governo, pois esta é tóxica e causa sérios problemas no sistema de transporte de oxigênio. • Pode ser indicado para pacientes alérgicos à aspirina; • É muito bem tolerável para pacientes com úlcera péptica. • Nomes comerciais: Acegripe (compr.), Dôrico (compr.), Parenzyme analgésico (drágeas), Sinutab (compr./xarope), Tylenol (compr./gotas), Tylex (compr.), etc.
Introdução • O termo acetilação consiste em reações que resultem na introdução de um grupo acila em um composto orgânico, sendo esta uma reação ácido-base de Lewis, onde o grupo amino básico provoca o ataque no anidrido. • Tem como principal função proteger o grupo amino pertencente a aminas 1ª e 2ª. As amimas acetiladas possuem pouca sensibilidade a reações de oxidação e substituição aromática, sendo a acilação uma reação com baixo rendimento .
Reagentes Utilizados • Anilina (C6H5NH2) ou Aminobenzeno ou Fenilamina. • Anidrido Acético [(CH3CO2)O]. • Ácido Acético (CH3COOH). • Acetato de Sódio (CH3COONa)
Características dos reagentes utilizados • Ácido Acético • Líquido incolor, odor muito picante, seu nome no estado • puro é Ácido Acético Glacial. • Perigos: • Moderado risco de incêndio, tóxico por ingestão e inalação, poderoso irritante da pele e tecidos. • Usos: • Produtos de plástico, farmacêuticos, corantes, inseticidas, produtos para fotografia, aditivos de alimentos, coagulantes de látex. Anilina Uma das bases orgânicas mais importantes, para obtenção de muitos corantes e drogas. Líquido oleoso incolor, escurece rapidamente por exposição ao ar e luz. • Perigos: Tóxico por absorção cutânea, ingestão, inalação e contaminação de alimentos e danos aos tecidos. • Usos: Acelerados e antioxidante de impermeabilizantes, corantes, tinturas para couros, produtos químicos para fotografia, produtos farmacêuticos, explosivos, refinação de petróleo, herbicidas e fungicidas.
Características dos reagentes utilizados Acetato de Sódio: Cristal incolor, inodoro, eflorescente. • Perigos: Não representa risco à saúde. • Usos: Corantes farmacêuticos, fotografia, purificação da glicose, conservação de carne, medicina, desidratante, tampão de alimentos e aditivos. • Anidrido Acético: • Líquido incolor, forte refrigerante, odor penetrante. • Perigos: • Muito irritante e corrosivo, pode causar queimaduras e danos aos olhos. Risco moderado de incêndio. • Usos: • Oxidação catalítica de acetaldeído com ar, decomposição térmica catalítica de ácido acético em acetona, reação de acetato etílico com monóxido de carbono, monóxido de carbono e metanol.
Característica do produto da síntese Acetanilida: Lâminas brilhantes e brancas, pó cristalino, inodoro, estável ao ar, gosto ligeiramente ácido. • Perigos: Tóxico por ingestão • Usos: Sintético de cânfora, produtos quimiofarmacêuticos, corantes, precursor na laboração da penicilina e anti-séptico.
Reagentes Peso molar (g/mol) Densidade g/mL P. F. (°C) P.E. (°C) solubilidade Acetanilida 135,1 1,2105 114-116°C 175 °C Água quente, álcool, éter, clorofórmio, acetona, benzeno Anilina 93,12 1,0235 70-76 °C 615 °C Álcool, éter, benzeno e água Ácido Acético 60,05 1,0492 16,63 °C 118°C Água, álcool, glicerol, éter Acetato de sódio 82,03 1,528 120°C 324°C Água, éter, ligeiramente solúvel em álcool. Anidrido Acético 102,0 1,0830 73°C 139,9°C Álcool, ácido acético, água fria em água quente se decompõem em ácido acético. Tabela dos reagentes
Fluxograma 4,2g de acetato de sódio anidro E M C A P E L A 16,7g de ácido acético glacial (16,0 mL) em béquer de 500 mL 1. Triturar em almofariz 2. Adicionar lentamente 4,2g de acetato de sódio triturado Suspensão de ácido acético e Acetato de sódio anidro (formação sol. Tampão) 3. Agitação magnética constante 4. Adicionar em pequenas porções 15,5g de anilina 18,3g (17,0 mL) de anidrido acético 5. Adicionar (reação rápida e exotérmica)
Acetanilida + Anilina(traços) + Ácido acético + Anidrido acético(excesso) + impurezas 6. Adicionar 250 mL de água Sistema bifásico LÍQUIDO: Ácido acético, anilina, acetanilida SÓLIDO: Acetanilida + impurezas 7. Resfriar 8. Filtrar à vácuo FILTRADO: Ácido acético + Anilina + impurezas SÓLIDO: Acetanilida hidratada + impurezas 9. Lavar o precipitado várias vezes com água gelada Descartar em frasco específico 10. Secar em estufa a aprox. 60°C Acetanilida seca + impurezas 11. Pesar e determinar o rendimento Acetanilida seca e impura Embalada e corretamente rotulada 12. Determinar o ponto de fusão
Bibliografia • Diccionario de Química y de productos químicos, N. Irving Sax / Richard J. Lewis, SR. Nueva Edícion, Barcelona – páginas 10,80 e 81. • Chemical Safety Matters, Cambridge University Pres. 1992 – Parte III – Capítulo 9 – página 171 • The Merck Index, 12º Edição • Allinger, N. L., Cava, M. P., DeJongh, D. C., Johnson, C. R., Lebel, N. A.,Stevens, C. L., Química Orgânica, Guanabara Dias, 2º ed., RJ, 1985 • Vogel, A. I., Química Orgânica, USP, 3a ed., RJ, 1981 • www.htp.iq.unesp.br/orgexp1
Anilina + anidrido acético Acetanilida + Ácido acético Reações Envolvidas
Pulverização (Trituração do sólido em almofariz): • O objetivo da trituração é dividir o material finamente, aumentando sua superfície de contato: • A trituração deve ser homogênea. • Não deve-se bater com o pistilo no almofariz e sim fazer movimentos circulares. • A fim de não perder material durante a trituração, pode-se colocar sobre o almofariz um pedaço de papel.
Líquido de lavagem ideal • Não ter ação solvente sobre o precipitado, mas dissolver com facilidade as substâncias estranhas; • Não formar produto volátil ou insolúvel com o precipitado; • Ser facilmente volatilizado na temperatura de secagem do ppt; • Importante : Só lava-se o ppt com água pura se houver certeza de que o ppt não será dissolvido, caso contrário, adicionar íon comum.
Filtração a vácuo Filtração a vácuo: velocidade maior, menor quantidade de impurezas e solvente no sólido(ppt), lavagem mais eficaz. • Aparelhagem: Um kitassato, provido de um funil de Buchner, é ligado à um frasco de segurança – vazio- que por sua vez está conectado à uma trompa d’água. • Cortar um círculo de papel de filtro, cujo diâmetro deve ser de 1 à 2 mm menor que o diâmetro interno do funil; coloca-se o papel no funil à cobrir os orifícios do funil. • Umedecer o papel de filtro com o solvente, ligar a bomba de vácuo e iniciar a filtração. Terminada a filtração, abrir a torneira do frasco de segurança ou a entrada de ar entre o kitassato e o frasco de segurança, antes de desligar a bomba de vácuo.
Secagem do preciptado: • Em estufa ou mufla: coloca-se o sólido em vidro de relógio ou cápsula de porcelana e leva-se à estufa; em geral, pequenas quantidades à 60 °C por 30 min. Para filtração à vácuo, leva-se o precipitado ainda sobre o papel para a estufa. (cuidado para não calcinar a amostra.) • ao ar: coloca-se o produto em papel de filtro absorvente sobre um vidro de relógio; cobre-se o conjunto com outro vidro, placa de Petri ou papel absorvente (para proteger de poeira); deixa-se em repouso em ambiente seco (pode ser ao sol).
Medida do ponto de fusão: • Uma pequena porção do material é aquecida vagarosamente em um aparato especial equipado com um termômetro. • Duas temperaturas são anotadas. A primeira é o ponto onde há a formação da primeira gota do líquido entre os cristais, chamado de ponto de degelo; a segunda temperatura é onde toda a massa dos cristais se tornaram um líquido límpido, chamado de ponto de fusão. • O ponto de fusão teórico da acetanilida é em torno de 114 °C, mas tem-se observado valores em torno de 84 °C, devido as impurezas.
Cálculo do rendimento C8H9ON C6H7N + C4H6O3 + C2H4O2 m =15.5 g m = ? 1mol 93.13 g 1mol 102.09 g 1mol 135.1 g 1mol 60.05g V = 16.95 mL d = 1.080 g/mL mAnidrido = ? Massa Anidrido: d = mAnidrido / V mAnidrido = 1.080 g/mL / 16.95 mL mAnidrido = 18,306 g
Cálculo do rendimento C6H7N (Anilina) + C4H6O3 (Anidrido) 1 mol Anilina 93,17 g n Anilina 15,5 g n Anilina = 0,166 mols 1 mol Anidrido 102,3 g nAnidrido 18,306 g nAnidrido = 0,179 mols Reag. Limitante Reag. Excesso
Cálculo do rendimento nAnilina (C6H7N) = nAcetanilida (C8H9ON) 93,13 g anilina 135,1 g acetanilida 15,50 g anilina mAcetanilida mAcetanilida = 22,5 g Valor Teórico Rendimento: valor real / 22,5 g x 100% = X %
Solução Tampão Solução que tem a propriedade de manter a concentração do íon H3O+ constante, ou seja, o valor do pH constante, ao se adicionar quantidades relativamente pequenas de íons H3O+ou OH-. Na síntese proposta da acetanilida o tampão (ácido acético/ acetato de sódio) é utilizado a fim de impedir a protonação da amina e reações de hidrólise.