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 ácidobase 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 (C 6 H 5 NH 2 ) ou Aminobenzeno ou Fenilamina. Anidrido Acético [(CH 3 CO 2 )O]. Ácido Acético (CH 3 COOH). Acetato de Sódio (CH 3 COONa)
Características dos reagentes utilizados 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. 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.
Características dos reagentes utilizados Perigos: Acetato de Sódio: Cristal incolor, inodoro, eflorescente. 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.
Tabela dos reagentes Reagentes Peso molar (g/mol) Densida de 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.
Fluxograma 4,2g de acetato de sódio anidro 16,7g de ácido acético glacial (16,0 ml) em béquer de 500 ml 1. Triturar em almofariz 2. Adicionar lentamente Suspensão de ácido acético e Acetato de sódio anidro (formação sol. Tampão) 3. Agitação magnética constante 4. Adicionar em pequenas porções 5. Adicionar (reação rápida e exotérmica) 4,2g de acetato de sódio triturado 15,5g de anilina 18,3g (17,0 ml) de anidrido acético E M C A P E L A
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 FILTRADO: Ácido acético + Anilina + impurezas Descartar em frasco específico Acetanilida seca e impura Embalada e corretamente rotulada 8. Filtrar à vácuo SÓLIDO: Acetanilida hidratada + impurezas 9. Lavar o precipitado várias vezes com água gelada 10. Secar em estufa a aprox. 60 C Acetanilida seca + impurezas 11. Pesar e determinar o rendimento 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, 3 a ed., RJ, 1981 www.htp.iq.unesp.br/orgexp1
Reações Envolvidas Anilina + anidrido acético Acetanilida + Ácido acético O NH 2 NH C CH 3 H 3 C + O C O O C CH 3 + H 3 CCOOH
Mecanismo da Reação
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.
Filtração a 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 C 6 H 7 N + C 4 H 6 O 3 C 8 H 9 ON + C 2 H 4 O 2 1mol 1mol 1mol 93.13 g 102.09 g 135.1 g m =15.5 g V = 16.95 ml m =? d = 1.080 g/ml m Anidrido =? Massa Anidrido: 1mol 60.05g d = m Anidrido / V m Anidrido = 1.080 g/ml / 16.95 ml m Anidrido = 18,306 g
Cálculo do rendimento C 6 H 7 N (Anilina) + C 4 H 6 O 3 (Anidrido) 1 mol Anilina 93,17 g n Anilina 15,5 g 1 mol Anidrido 102,3 g n Anidrido 18,306 g n Anilina = 0,166 mols n Anidrido = 0,179 mols Reag. Limitante Reag. Excesso
Cálculo do rendimento n Anilina (C 6 H 7 N) = n Acetanilida (C 8 H 9 ON) 93,13 g anilina 135,1 g acetanilida 15,50 g anilina m Acetanilida m Acetanilida = 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 H 3 O + constante, ou seja, o valor do ph constante, ao se adicionar quantidades relativamente pequenas de íons H 3 O + 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.