UNESP- Instituto de QuímicaQuímica Orgânica Experimental

(Licenciatura em Química)

Docente:Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira

Discentes:Adriano dos Santos

Dimas Batista Mineiro

Preparação da Acetanilada

Objetivos• Demonstrar breve

histórico, curiosidades e propriedades da acetanilida (figura ao lado)

• Demonstrar a síntese do composto, se preocupando com mecanismos e procedimentosAcetanilida

Conteúdo - Abordagens

• Introdução: O que é a Acetanilida? Aspectos históricos, aplicações e características

• Revisão: Conceitos para entender a síntese

• Preparação da Acetanilida: Procedimento, técnicas e mecanismos

• Segurança e cuidados na síntese

Introdução

• O que é acetanilida?Amida Derivada do para-aminofenolCristais brancos inodorosMM = 135,16 g/mol / PF: 113-116 ºCSolubilidade: 1 g se dissolve em 185 mLde água, 20 mL água em ebulição; 3,4 mLde etanol, 3 mL de metanol, 4 mL acetonaLD50 (gestão): 800 mg/KgPode formar ligações de hidrogênio (Curiosidade -Química Supramolecular)

Molécula da acetanilida

• Aspectos Históricos

• Também conhecido como N-fenilacetamida (IUPAC)• Foi utilizado como analgésico e antitérmico (1886), com

o nome de antifebrina (Curiosidade) • Porém apresentou problemas e foi substituída

(quantidade controlada pelo governo)Problemas no organismo

• Pode ser utilizado como reagente em algumas reações

Introdução

Revisão

Conceitos para entender a síntese

• Envolve todas as reações que resultem na introdução de um grupo acila em um composta orgânico

• Acetilação de amina (produzindo amida)envolve uma reação ácido-base de Lewis:

•Base de Lewis: Amina

•Ácido de Lewis: Molécula que contém carbono carboxílico.

Grupo Acetila ou Etanoila

Acetilação

Conceitos para entender a sínteseAdição nucleofílica-eliminação no carbono acila

Solução Tampão: Sua importância na reação

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-. Essas soluções são preparadas a partir da mistura de ácidos fracos e suas respectivas bases conjugadas ou suas bases fracas e seus ácidos conjugados. Na síntese proposta da acetanilida, o tampão (ácido acético/ acetato de sódio) é utilizado a fim de impedir a protonação da amina reações de hidrólise.

Preperando a Acetanilida

Quem são o ácido e a base de Lewis na preparação da acetanilida ?

Anilina é a base, e o ácido?

O ácido pode ser:

Cloreto de Acetila: Reage vigorosamente, liberando HCl, que converte metade da amina no seu cloridrato (sal), tornando-a incapaz de participar da reação, diminuindo o rendimento.

Anidrido Acético: Preferido nas reações de laboratório devido a sua velocidade de hidrólise ser mais lenta do que a acetilação da anilina (em soluções aquosas)

Podem também ser: Ésteres, Ácidos Carboxílicos e sais carboxílicos

Na síntese proposta, será utilizado o anidrido acético como reagente acilante

Preperando a AcetanilidaReagente Quantidade

Anilina 15,5 g

Ácido Acético Glacial 16,7 g (16 mL)

Acetato de Sódio anidro 4,2 g

Anidrido Acético 18,3 g (17 mL)

UtensíliosDescuido

Segurança e

Propriedades Físicas

16,7g de ácido acético glacial (16,0 mL)em béquer de 500 mL

Fluxograma4,2g de acetato de sódio anidro

1. Triturar em almofariz

4,2g de acetato de sódio triturado

2. Adicionar lentamente

Suspensão de ácido acético eAcetato de sódio anidro

3. Agitação magnética constante

15,5g de anilina4. Adicionar em pequenas porções

18,3g (17,0 mL) de anidrido acético

5. Adicionar

Cuidado!!!!Reação rápida e

exotérmica

FILTRADO: Ácido acético + Anilina + impurezas

SÓLIDO:Acetanilida hidratada + impurezas

Descartar em frasco específico

Acetanilida seca + impurezas11. Pesar e determinar

o rendimento

12. Determinar o ponto de fusãoAcetanilida seca e impura

Embalada e corretamente rotulada

Acetanilida + Anilina(traços) + Ácido acético + Anidrido acético(excesso) + impurezas

6. Adicionar250 mL de água

Sistema bifásico LÍQUIDO: Ácido acético, anilina, acetanilida

SÓLIDO: Acetanilida + impurezas

7. Resfriar

8. Filtrar à vácuo

9. Lavar o precipitado várias vezes com água gelada

10. Secar em dessecador a vácuo

Mecanismo da reação

• Mecanismo Principal

• Mecanismo de Hidrólise

• Há necessidade da utilização do tampão ácido acético/acetato de sódio ?

Calculando o RendimentoC6H7N + C4H6O3 C8H9ON C2H4O2+1mol93.13g

1mol102.09g

1mol137.17g

1mol60.05g

m =15.5g m = 18.3g m = ?V ~ 17 mLd = 1.080 g/mL

Cálculo do reagentelimitante

93.13 ------ 102.0915.50 ------ XX = 16.99 g∴1.3g de excesso

Massa de acetanilida:

93.13 ------- 137.1715.50 ------- YY = 22.83 g (para 100% de rendimento)

• Trituração (maceração)• Agitação Magnética

• Lavagem de precipitado• Filtração à vácuo

Secagem de precipitados• Medição de ponto de fusão

Técnicas

Bibliografia• Vogel, A. I., Química Orgânica, USP, 3a ed.,

RJ, (1981)• The Merck Index, 12º Edição• Soares, B. G. et al, Química Orgânica,

Guanabara, RJ, (1988)• Merat, L. M. O. C. e Gil, R. A. S. S, Química

Nova, 5, 779, (2003)• Aakeroy, C. B. et al, Dalton Trans., 3956 (2003)• www.wikpedia.com.br

FIM

Obrigado

pela

atenção

Derivados do p-aminofenol

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NH

O

CH3

Acetanilida

NH

O

CH3

OH

NH

O

CH3

OCH3

paracetamol fenacetinaNH2

OH

p-aminofenol

Química SupramolecularQuímica “além da molécula”Ex: Cu(Ac)2(Iso)2].2 CH3OH (Ac= íon acetato, Iso =

isonicotinamida) – Moléculas da Iso interagindo via ligações de hidrogênio do tipo N-H··O=C

Estrutura Monomérica do composto Cu(Ac)2(Iso)2].2CH3OH

Química Supramolecular• Molécula da Isonicotinamida e suas interações de

hidrogênio do tipo N-H··O=C

Química Supramolecular

Estrutura Polimérica do Composto Cu(Ac)2(Iso)2].2CH3OH

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Calendário do Produto químico da Companhia Antikamnia de St Louis (Missouri-EUA), um almanaque singular porque em todas as ilustrações os protagonista são esqueletos. Os calendários publicados companhia entre 1897 e 1901, com as aquarelas do doutor e do artista local Louis Crucius. O Antikamnia (” contra a dor ") era a base de acetanilida, bicarbonato do sódico, ácido cítrico e outros.

Curiosidade

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Efeitos adversos da Acetanilida no Organismo

• Metahemoglobinemia

• Anemia Hemolítica

• Nefrite

A acetanilida é metabolizada no organismo a paracetamol(acetaminofen), causando:

Metahemoglobina

Condição clínica originada pela conversão excessiva da hemoglobina em metahemoglobina, que é incapaz de ligar-se e transportar oxigênio.

Fe(II) → Fe(III) (Ferro da molécula de heme)

Anemia HemolíticaUma anemia devido à hemólise, que é a quebra anormal de hemácias nos vasos sanguíneos(hemólise intravascular) ou em outro lugar do corpo (extravascular)

Hemólise: Tubo da esquerda e central sem hemólise, tubo da direita com hemólise

Nefrite

Nefrite (também chamada glomerulonefrite) é um termo usado para descrever enfermidades renais, nas quais a parte filtrante do rim (glomérulo) está inflamada.

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Exemplo de Reação com Acetanilida

• Obtenção da p-bromoanilina

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Utensílios

Béquer de 500 mL

Proveta graduada

Kitassato

Funil de Büchner

Trompa de água

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Almofariz e pistilo

Mecanismo Principal

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Hidrólise (meio ácido)

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HNC

O

CH3

H+

HNC

O+

CH3

H

OH2

HNC

OH2+

OH

CH3 - H+

H+

HNC

OH

OH

CH3

- H+

H+

NH+

COH

OH

CH3

HNH

+C

OH

OH

CH3

H

- H+

H+

NH2

+ CH3 C

OH

O+

H- H

+

H+

CH3 C

OH

O

Há necessidade do tampão ?

Porcentagem de utilização atômica (%A) :

%A = P.M. do produto desejado / Σ P.M. das substâncias produzidas

Permite avaliação rápida da quantidade de rejeitos da operação

Não considera os solventes utilizados e o rendimento

Fator E:

Fator E = Σ massas dos produtos secundários / massa do produto desejado

Considera todas as substâncias utilizadas na reação, incluindo os solventes (exceto água) e a parcela de reagentes não convertidos.

Quanto maior E → maior é a massa de rejeito utilizada (menos aceitável é o processo do ponto de vista ambiental)

Há necessidade do tampão ?

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MELHOR RESULTADO

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.

Pulverização (Trituração do sólido em almofariz)

Almofariz e pistilo

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Agitação Magnética

• Emprega-se um campo rotativo de força magnética para induzir velocidade variável a ação de agitação dentro de recipientes abertos e fechados

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Filtração à Vácuo

Importante: Lava-se o precipitado, ates da filtração, com pequena quantidade de solvente frio, para remover traços da solução mãe (solvente quente pode dissolver alguma quantidade de cristal)

Vantagens: Aumenta a velocidade de filtração e deixa menor quantidade de impurezas e de solvente no sólido (devido á sucção provocada pelo vácuo)

Filtração a vácuo

• 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.

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Aparelhagem: Um kitassato,

provido de um funil de Buchner,

é ligado à um frasco de segurança – vazio-,

que por sua vez está conectado àuma trompa d’água.

• Antes da filtração a vácuo, os cristais devem ser lavados com uma pequena quantidade de solvente frio, para remover qualquer traço da solução água-mãe que pode ter ficado aderida na superfície do cristal.

• O volume do líquido de lavagem, necessário para remover o material estranho, deve ser o menor possível, pois nenhum composto é completamente insolúvel.

• A lavagem é mais eficaz quando se lava com diversas parcelas de líquido de lavagem

Lavagem de Precipitado

O líquido de lavagem deve seguir as seguintes condições:

• Não dissolver quantidades apreciáveis do precipitado;• Não formar produto volátil ou insolúvel com o

precipitado;• Ser facilmente volatilizado na temperatura de secagem

do precipitado.• Em geral não se deve usar água pura

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Secagem do precipitado• 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).

• Em estufa ou mufa (para p.f. maior que 100°C) coloca-se o sólido em vidro de relógio ou cápsula de porcelana e leva-se à estufa; em geral, pequenas quantidades à 110 °C por 30 min. Para filtração àvácuo, leva-se o precipitado ainda sobre o papel para a estufa.

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Medição do ponto de fusão• Uma pequena porção do material é aquecida vagarosamente em

um aparato especial equipado com um termômetro. • Temperaturas a serem anotadas: A primeira é o ponto de degelo

(a amostra começa a se liquefazer), e a segunda é o ponto de fusão (amostra totalmente fundida)

• O ponto de fusão de substâncias cristalinas puras é uma propriedade física da substância, sendo usualmente insensível a mudanças de pressão (dentro de limites razoáveis), isto é, a fusaoocorre a uma faixa estreita de temperatura (0,5-1,0ºC) – Por isso éusada como critério de avaliação de pureza.

• A presença de impurezas acarreta, geralmente, um alargamento na faixa de fusão, além de abaixar a temperatura de fusão.

• O ponto de fusão da acetanilida: 113º-116º C (Verifica-se valores em torno de 84 °C devido à formação de um sistema binário entre água e acetanilida).

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Anilina

• Sinônimos: aminobenzeno; fenilamina; óleo de anilina. • Aparência: líquido oleoso; sem coloração ou marrom;

odor fraco; afunda lentamente na água.

Estado Sintomas Tratamento

Líquido VENENOSO, SE EXPOSTO ÀPELE. IRRITANTE PARA OS OLHOS. VENENOSO, SE INGERIDO.

REMOVER ROUPAS E SAPATOS CONTAMINADOS E ENXAGUAR COM MUITA ÁGUA. MANTER AS PÁLPEBRAS ABERTAS E ENXAGUAR COM MUITA ÁGUA.

Ácido Acético Glacial

Estado Sintomas Tratamento

Vapor IRRITANTE PARA O NARIZ E A GARGANTA. SE INALADO, CAUSARÁTOSSE, NÁUSEA, VÔMITO OU DIFICULDADE RESPIRATÓRIA.

MOVER PARA O AR FRESCO. SE A RESPIRAÇÃO FOR DIFICULTADA OU PARAR, DAR OXIGÊNIO OU FAZER RESPIRAÇÃO ARTIFICIAL.

Líquido PREJUDICIAL, SE INGERIDO. QUEIMARÁOS OLHOS. QUEIMARÁ A PELE.

NÃO PROVOCAR O VÔMITO. MANTER AS PÁLPEBRAS ABERTAS E ENXAGUAR COM MUITA ÁGUA. REMOVER ROUPAS E SAPATOS CONTAMINADOS E ENXAGUAR COM MUITA ÁGUA.

• Sinônimos: ácido etanóico, ácido acético, ácido de vinagre.

• Aparência: líquido aquoso, sem coloração, odor forte de vinagre, afunda e mistura com água, produz vapores irritantes.

Acetato de Sódio Anidro• Sinônimos: sal anidro;• Aparência: composto cristalino incolor

Estado Sintomas TratamentoSólido Dor de garganta se

inalado. Vermelhidão e irritação se em contato com a pele e com os olhos. Causa irritação no trato digestivo se ingerido

inalação: Remover para local arejado e repousar. Se cessar a respiração, aplicar método de reanimação cardiopulmonar. contato com os olhos: Lavar imediatamente com muita água por, pelo menos, 15 minutos. contato com a pele: Lavar imediatamente com muita água e sabão até que toda a substância seja removida da pele. ingestão: Se a vítima estiver consciente, beber de 2 a 4 copos de água ou leite. Chamar auxílio médico.

Anidrido Acético• Sinônimo: Anidro Etanóico;• Aparência: líquido aquoso, sem coloração, odor forte de vinagre,

afunda e reage lentamente com água, produz vapores irritantes

Estado Sintomas Tratamento

Vapor IRRITANTE PARA O NARIZ E GARGANTA. SE INALADO, CAUSARÁ NÁUSEA, VÔMITO E DIFICULDADE RESPIRATÓRIA. QUEIMARÁ OS OLHOS.

MOVER PARA O AR FRESCO. SE A RESPIRAÇÃO FOR DIFICULTADA OU PARAR DAR OXIGÊNIO OU FAZER RESPIRAÇÃO ARTIFICIAL. MANTER AS PÁLPEBRAS ABERTAS E ENXAGUAR COM MUITA ÁGUA.

Líquido PREJUDICIAL, SE INGERIDO. QUEIMARÁ OS OLHOS. QUEIMARÁ A PELE.

MANTER AS PÁLPEBRAS ABERTAS E ENXAGUAR COM MUITA ÁGUA. REMOVER ROUPAS E SAPATOS CONTAMINADOS E ENXAGUAR COM MUITA ÁGUA

Atenção no Descarte

SUBSTÂNCIA DESCARTE

AnilinaPequenas quantidades, devem ser na forma diluída e nunca pura, nunca ser misturado com outros rejeitos químicos

Anidrido Acético, Ácido Acético

Devem ser neutralizados e diluídos com água antes de serem descartados na pia

Acetato de SódioPode ser jogado na pia, diluído.

Propriedades Físicas

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