UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO CARLOSCentro de Cincias Exatas e de Tecnologia CCETDepartamento de Qumica

Relatrio completoExperimento 7: Bromao da acetanilida.

Data do experimento: 16 de maio de 2011Disciplina: Qumica Orgnica Experimental 1

So Carlos, 30 de Maio de 2011ndice:1 - Resumo do Experimento32 - Introduo33 Atividades Realizadas43.1 - Resultados e discusses43.2 - Anlises do Infra-Vermelho63.3 Anlise do Ponto de Fuso73.4 Questionrio94 - Procedimento Experimental94.1 - Materiais Utilizados94.2 - Procedimento104.3 - Tratamento de resduos104.4 - MSDS115 - Concluso126 - Avaliao sobre o experimento e sugestes127 - Referncias Bibliogrficas12

1 Resumo do ExperimentoNeste experimento foi realizada a bromao da acetanilida, que apresenta um benzeno j com uma substituio, assim, essa molcula orto/para dirigente. Para tal, foi dissolvido a acetanilida em cido actico glacial e, em seguida, adicionado uma soluo de bromo sob agitao, em seguida, ao produto foi adicionado gua gelada e filtrado a vcuo e, deste modo, obtido o produto final.

2 IntroduoOs compostos aromticos so compostos orgnicos que contm pelo menos um anel de benzeno nas suas molculas ou que possuem propriedades qumicas semelhantes s do benzeno. Este possui um comportamento particular quando comparado com outros compostos insaturados. Tambm se encontra um comportamento aromtico em compostos heterocclicos (como a piridina). So fundamentais para a vida, j que formam trs tipos de aminocidos no nosso organismo e, tambm, so parte da estrutura da clorofila.Os compostos aromticos no so saturados; no entanto, eles no sofrem facilmente reaes de adio. Em seu lugar, ocorre a substituio. Isto porque o anel com duplas conjugadas confere a molcula uma grande estabilidade (efeito mesomrico).

J, os aromticos no benznicos so os compostos que tm outros anis alm dos anis de benzeno.A acetanilida um composto aromtico com efeito analgsico, anti-inflamatrio e antipirtico, porm, com importante potencial de toxidade. Trata-se de uma amida aromtica (benzeno substitudo) que possui cadeia fechada e insaturaes.O benzeno torna-se substitudo atravs de uma reao de substituio na qual um tomo de hidrognio substitudo. Ele suscetvel ao ataque eletroflico por causa dos eltrons expostos (stio de ataque). No entanto, diferentemente de alcenos comuns, ele dificilmente sofre reaes de adio. Isto porque o anel bastante estvel e a dupla ligao se regenera aps o ataque eletroflico.Neste experimento, vamos nos ater a reao de substituio num anel aromtico j substitudo (acetanilida). Quando benzenos substitudos sofrem ataque eletroflico, os grupos substituintes afetam tanto a reatividade quanto a orientao do grupo.Em relao reatividade, o grupo substituinte da acetanilida (HNCOCH3) ativa o anel (grupo doador de eltrons), ou seja, ela reage consideravelmente mais rpido que o benzeno em reaes de substituio. Isto porque h uma diminuio da energia do estado de transio, diminuindo tambm a energia de ativao. A etapa determinante da velocidade em reaes de substituio eletroflica de benzenos a etapa que resulta na formao do on arnio (carboction deslocalizado). Assim, para a acetanilida tem-se um estado de transio e um on arnio estabilizados.

Em relao a orientao na qual vai entrar o eletrfilo, trata-se de um composto orto-para dirigente. O efeito orientador do grupo HNCOCH3 com um par no compartilhado causado predominantemente por um efeito de ressonncia doador de eltrons. Esse efeito opera basicamente no on arnio e, consequentemente, no estado de transio.Analisando as estruturas de ressonncia para as diferentes orientaes, nota-se que, no caso da acetanilida, vemos que o carboction se aloja diretamente ligado ao substituinte C2H4NO somente quando o bromo entra nas posies orto e para. Como o esse substituinte (C2H4NO) um doador de eltrons, ele estabiliza esse carboction, consequentemente dando maior estabilidade ao anel. Desta maneira, formado preferencialmente os compostos orto-para dirigidos.

3 - Atividades Realizadas3.1 - Resultados e discussesAdicionou-se cido actico glacial acetanilida para que este funcionasse como solvente na reao. Como se trata de uma reao bastante violenta, o bromo foi adicionado lentamente. Assim, ocorreu a reao de substituio; como se trata de um anel aromtico (bastante estvel) no ocorre adio e a aromaticidade restaurada ao final da reao (o bromo substitui um hidrognio). Portanto, o mecanismo desta reao :

Clculo do redimento:

Aps filtrar, secar e pesar o produto obteve-se:

Produto:

Reagente:

Rendimento:

Analisando os resultados observa-se que h uma maior quantidade de produto do que de reagente. Considerando que a reao tem estequiometria 1:1, este resultado no coerente, j que fornece um rendimento maior que 100% (136,6%). Provavelmente, esse erro se deve ao fato de o produto no estar completamente seco quando foi pesado; assim, o excesso de peso possivelmente gua.

3.2 - Anlises do Infra-Vermelho

Interpretao do grfico do Reagente (acetanilida):A banda localizada em 761 cm-1 equivale a um anel benzeno monossubstitudo. J a banda em 3294 cm-1 referente a amida secundria presente na estrutura. E, por fim, banda em 1665 cm-1 referente a carbonila.Interpretao do grfico do Produto (p-bromoacetanilida): A banda 3304 cm-1 referente amida. J a banda em 2966 cm-1 referente ao anel benznico. A banda em 692 cm-1 referente ao bromo.3.3 - Anlise do ponto de fusoForam feitas anlises de ponto de fuso para reagente e produto.

Tabela 1 : pontos de fuso (terico e experimental) de reagente e produtoP.F. terico (C)P.F. experimental (C)

Acetanilida113,7110 111

orto-bromoacetanilida96,5 100,5

para-bromoacetanilida165 - 169160 162

Interpretao do ponto de fuso terico:Observando a molcula de orto e para-bromoacetanilida e tambm do produto de partida podemos ver que ela apresenta uma densidade positiva e negativa, j que o oxignio e o nitrognio so mais eletronegativos que o carbono, deixando esse com densidade positiva como vemos a seguir:

Assim, so criados momentos dipolares (um vetor resultante) nessa molcula. Desse modo as interaes intermoleculares da molcula orto e para so diferentes por eles conterem momentos dipolares diferentes. S foi encontrado os momentos dipolares da acetanilida e da p-bromoacetanilica, que so 3,68 e 4,36 respectivamente.Vemos que os momentos dipolares do reagente e do produto paradirigente so bem diferentes e que, pelo produto paradirigente conter o momento dipolar maior, a interao entre suas molculas ser maior e, consequentemente, o ponto de fuso tende a ser maior. Para a molcula o-bromoacetanilida no foi encontrado o momento dipolar na literatura, entretanto, a partir de seu ponto de fuso inferior podemos pressupor que seu momento dipolar o mais baixo, e que, portanto, as interaes intermoleculares de suas molculas so baixas, ou mesmo, que seu empacotamento no seja to ordenado (faz com que haja maior estabilidade, acarretando numa maior dificuldade de mudana de estado fsico) quanto o do reagente ou do produto paradirigente. Assim, a interao entre molculas de p-bromacetanilida maior que a interao entre molculas de acetanilida, que maior que a interao entre as molculas de o-bromoacetanilida.Interpretao do ponto de fuso experimental:Vemos que o ponto de fuso experimental se encontra muito perto do terico para o p-bromoacetanilida, o que evidencia que provavelmente houve a formao do produto esperado e, tambm que h um pequeno grau de impurezas. 3.4. Questionrio

1. Comparar os pontos de fuso dos possveis ismeros (orto e para). Justificar.Vide tpico 3.3 anlise do ponto de fuso interpretao do ponto de fuso terico.

2. Baseando-se no seu resultado experimental de ponto de fuso, qual ismero obtido?O Ismero obtido o para-bromoacetanilida, devido ao seu ponto de fuso observado experimentalmente ser de 160C a 162C, caracterizando-o como para dirigente.

3. Justifique a obteno do produto deste experimento com mecanismos pormenorizados (monte todas as possibilidades de carboction).

4. Procurar os espectros de infravermelho do reagente e do produto e analisar as principais diferenas.Vide tpico 3.2 - anlises do infra-vermelho.

5. Analisar o ponto de fuso do produto com o material de partida.Vide tpico 3.3 anlise do ponto de fuso interpretao do ponto de fuso terico.4 - Procedimento Experimental4.1 - Materiais UtilizadosVidrarias: Pipeta graduada (10 mL) Erlenmeyer (100 mL) Pipeta de Pasteur Tetina Becker (50 mL) Funil de Buchner Kitassato Trompa de vcuo Agitador magntico Barra magntica Vidro relgio PinaReagentes: Acetanilida cido actico glacial Soluo de Bromo gua4.2 - ProcedimentoEm um Ernlenmeyer foi colocar 1,37g de acetanilida e dissolvida com 5 mL de cido actico glacial. Na capela, foi adicionado lentamente, com auxlio de uma pipeta de pasteur, a soluo de bromo enquanto este estava sob agitao magntica. Ao final da adio do bromo, a soluo foi agitada durante cinco minutos manualmente. Em seguida, foi adicionado aproximadamente 40 mL de gua gelada. No houve necessidade de adio de bissulfito de sdio. Aps isso, foi conectado o kitassato na trompa de vcuo e, enfim, encaixado o funil de buchner. A soluo foi filtrada a vcuo durante cerca de 20 minutos e, com auxlio de uma pina foi retirado o papel filtro do funil e transportado para um vidro relgio previamente pesado.4.3 - Tratamento de resduosSolubilizar o bromo a uma proporo de 5 gramas para 1 litro de gua. Em seguida, adicionar uma soluo de bissulfito de sdio at total descolorao. Neutralizar com carbonato de sdio e descartar na pia.

4.4 - MSDS

AcetanilidaMassa Molecular: 135,17Inalao: Seus vapores podem causar irritao no trato respiratrio podendo causar erupes na pele.Ingesto: Pouca quantidade pode causar envenenamento e colapso circulatrio.Contato com a pele: Causa vermelhido na pele e dor.Contato com os olhos: Causa irritao, vermelhido e dor.

BromoMassa Molecular: 159,8Inalao: muito corrosivo, e quando inalado em excesso ocorre os seguintes sintomas: dor de cabea, tosse, sangramento do nariz, edema pulmonar e dor abdominal.Ingesto: vmitos e espasmos abdominais podem ocorrer. Dose letal de 14 mg/kg.Contato com a pele: Descolorao da pele, aparecimento de lceras e dor. Contato com os olhos: viso turva, vermelhido e at danos irreversveis

cido Actico GlacialMassa Molecular: 60,04Inalao: Corrosivo. Pode causar danos na mucosa do nariz, garganta e sistema bronquial.Ingesto: Corrosivo. Pode causar queimaduras na cavidade oral, lbios, esfago e provavelmente no trato digestrio.Contato com a pele: Causa queimadurasContato com os olhos: Causa queimaduras. Pode causar danos dos olhos podendo levar a cegueira.

Bissulfito de SdioMassa Molecular: 104,06Inalao: Causa irritao no trato respiratrio. Seus sintomas so tosses e respirao curta. Pode causar reaes alrgicas.Ingesto: Causa irritao no trato digestivo pela liberao de cido sulfrico. Pode ocorrer reao asmtica. Largas doses podem causas nusea, dor de cabea, vmito, diarreia, dores abdominais e depresso do sistema nervoso. Dose fatal 10mg.Contato com a pele: Irritao na pele. Sintomas so vermelhido, espirros e dor.Contato com os olhos: Causa irritao, vermelhido e dor. Pode causar danos irreversveis.

5 ConclusoO Procedimento simples, requerendo muito cuidado com a manipulao do bromo. Porm no foi possvel verificar sua eficincia para a produo do para-bromoacetanilida j que no houve total evaporao da gua e, consequentemente, no foi possvel o clculo correto do rendimento da reao.6 - Avaliao sobre o experimento e sugestesNenhuma crtica sobre o experimento. 7 Referncias Bibliogrficas[1] http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi acessado em 26 de Maio de 2011 s 17 horas.[2] SOLOMONS, T.W. Graham.Quimica Organica.[Titulo em ingles: Organic Chemistry]. Marilia Ottoni da Silva Pereira (Trad.). Rio de Janeiro: Livros Tecnicos e Cientificos, 1983. v.2. 714 p. ISBN 85-216-0265-0.[3] SKOOG, Douglas Arvid, 1918-; HOLLER, F. James; NIEMAN, Timothy A..Principles of instrumental analysis.5 ed. Philadelphia: Harcourt Brace College, c1998. 849 p. ISBN 0-03-002078-6[4]Rodrigo, Maria M. Analysis of the direction of the dipole moments of some substituted Amides bearing a second polar group. The journal of physical chemistry. Vol 90 n 22, 1986.2