8-Preparação da Acetanilida LIC 2000 - cempeqc

Síntese
da
Acetanilida
Juliana L. Piteli
Milady A. Silva
A Acetanilida:
É um analgésico , ou seja, uma droga que alivia a dor sem
causar inconsciência significante.
Está no grupo dos primeiros analgésicos a serem
introduzidos, em 1884 , com o nome de febrina, a fim de
substituir os derivados da morfina. Com o surgimento das sulfas,
passou a ser substância fundamental na síntese desses
compostos tendo seu uso como analgésico relegado a um plano
secundário.
Porém a quantidade de acetanilida é controlada pelo
governo, pois esta é tóxica e causa sérios problemas no sistema
de transporte de oxigênio – incluída no grupo de drogas que
viciam.
Um exemplo da utilização da acetanilida é o seu
derivado o acetominofen (N-acetil-p-amino-fenol) que é solúvel
em água e é freqüentemente usado em preparações líquidas
como analgésicos e antipiréticos para crianças.
Acilação
+
Introdução de um grupo acila O = C - em um
composto orgânico. Isto pode ser feito ‘a partir de
derivados de ácidos carboxílicos ou não .
É uma reação Ácido-Base de Lewis
..
-NH2 + O = C
R
+
-NH2 + LG
LG
R-C=O
O Ácido de Lewis pode ser:
1.Ácido
Carboxílico:
2. Haleto de Acila:
Rápida, quantitativa,
utilidade
limitada, porém reage
desidrata
à
alta vigorosamente
temperatura, que gera formando HCl,que
converte metade da
reações paralelas.
amina em sal, o que
Ex.: Ácido Acético
diminui o rendimento.
glacial é
economicamente
favorável, porém
exige longo tempo de
refluxo.
3. Anidrido:
Conduz ao consumo
quantitativo da
amina e é de grande
importância no
preparo de amidas
de diácidos, porém
se houver
aquecimento
prolongado, haverá
diacetilação
Procedimento A – Não será utilizado na prática
1. 14,0g de anilina + 18,0g de anidrido acético em erlenmeyer imerso em cuba de gelo;
2. Agitar e aquecer a 120°;
3. Adicionar 12 gotas de H2SO4 – concentrado;
4. Resfriar para a obtenção de um sólido;
5. À parte, preparar: 240mL de água em ebulição; verter a água sobre o sólido (4);
6. Aquecer até completa dissolução;
7. Resfriar lentamente para a cristalização da acetanilida;
8. Filtrar à vácuo, lavando o ppt várias vezes com água;
9. Passar o ppt para 300,0mL de água;
10. Adicionar 1,0g de carvão ativado;
11. Aquecer até ebulição por 5 minutos;
12. Filtrar em papel pregueado;
13. Resfriamento lento a temperatura ambiente, até cristalizar;
14. Filtrar à vácuo;
15. Secar em estufa a 100°.
Procedimento B - Será utilizado na prática
1. Num béquer de 500 mL, preparar uma suspensão de 4,2g de acetato de sódio anidro
pulverizado em 16,7g (16,0mL) de ácido acético glacial – meio reacional tampão;
2. Adicionar à suspensão, em pequenas porções com agitação constante, 15,5g de
anilina e em seguida 18,3g (17,0mL)de anidrido acético – reação rápida e exotérmica;
3. Adicionar 250,0mL de água – quando não mais liberar calor;
4. Resfriar o sistema (bifásico) em banho de gelo e filtrá-lo à vácuo, lavando o ppt várias
vezes com água gelada;
5. O filtrado deve ser descartado em frasco específico e o sólido deve ser seco ao ar ou
em estufa a 50°( neste caso será utilizado o dessecador a vácuo durante uma semana);
6. Pesar o sólido, determinar o rendimento da reação e, em aparelho específico, determinar
o ponto de fusão da acetanilida.
Trituração de sólido em almofariz
T
É
C
N
I
C
A
S
Agitação Magnética
Filtração a vácuo
Secagem
Determinação do ponto de fusão
1. O objetivo da trituração é dividir o material finamente,
aumentando sua superfície de contato.
2. O material do qual é feito o almofariz deve ser mais duro que a
amostra.Como matéria-prima para sua manufatura temos: ágata –
mais rígido e de menor contaminação, porcelana, alumina e
plástico.
3. A trituração deve ser homogênea.
4. Não deve-se bater com o pistilo no almofariz e sim fazer
movimentos circulares.
5. A fim de não perder material durante a trituração, pode-se
colocar sobre o almofariz um pedaço de papel.
Emprega-se um campo rotativo de força magnética para induzir
velocidade variável à ação de agitação dentro de recipientes abertos
ou fechados
Aplicações:
1. Homogenização completa da solução, afim de evitar gradientes
de concentração;
2. Observar a variação do volume gasoso no meio reacional –
hidrogenação catalítica;
3. Exclusão do ar para evitar oxidação;
4. Reações em meio anidro;
5. Em casos onde a agitação mecânica não se faz conveniente.
Filtração à vácuo
VANTAGENS
¾ Largamente usada na química orgânica, devido ao bom rendimento
quanto ao tempo;
¾ Menor quantidade de impurezas no ppt;
¾ Menos solvente no sólido,
TÉCNICAS
¾Lavar o ppt com solvente frio, antes da filtração, para retirar possíveis
traços da água-mãe (não pode ser quente para não dissolver o ppt);
¾Para remover possíveis compostos não-voláteis (impurezas), deve-se
lavar o ppt. Para que a lavagem seja eficaz:
a) cessar o vácuo, retirando a mangueira da trompa de vácuo
b) encher o funil de Buchner com água-de-lavagem: água gelada
c) ligar o vácuo e esgotar completamente o funil
Repetir as etapas 2 ou 3 vezes
Líquido de lavagem ideal
1. Não ter ação solvente sobre o precipitado, mas dissolver
com facilidade as substâncias estranhas
2. Não ter ação dispersora sobre o precipitado
3. Não formar produto volátil ou insolúvel com o precipitado
4. 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.
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.
Ligar a trompa d’água, umedecer o papel de filtro
com o solvente 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 fechar a
torneira da trompa d’água.
Aparelhos usados para provocar sucção
Trompa d‘água
Deve reduzir a pressão de um sistema a um valor igual à
pressão de vapor d’água à temperatura desta, na fonte de
suprimento. Na prática esta pressão é geralmente de 4-10
mmHg maior do que a esperado, devido a entrada de ar na
aparelhagem, a temperatura do laboratório e a pressão da água.
Bombas a Óleo
Pode atingir 0,1 mmHg mas, vácuo de 5 à 10mmHg é
suficiente para a maioria dos objetivos.
Bomba hidrovac
É uma bomba de difusão de Hg inteiramente de vidro,
barata, que produz vácuo à 2 mmHg.
Ao ar
Colocar o produto em papel de filtro absorvente sobre
um vidro de relógio; cobrir o conjunto com outro vidro,
placa de Petri ou papel absorvente ( proteger de poeira);
deixar em repouso em ambiente seco (pode ser ao sol).
Estufa ou mufla (para p.f. maior que 100°C)
Colocar o sólido em vidro de relógio ou cápsula de
porcelana e levar à estufa; em geral, pequenas
quantidades à 110 °C por 30 min. Para filtração à vácuo,
levar o ppt ainda sobre o papel para a estufa – por opção
pessoal pode-se levar o funil, para evitar contaminação,
já que o produto seco se desgarra mais facilmente das
fibras do papel.
Ponto de Fusão é a temperatura em que uma substância
passa do estado sólido para o líquido, a pressão determinada;
em geral há um intervalo de 0,5 a 1,0°C, para substâncias
puras.
Compostos orgânicos, em geral, possuem ponto de fusão
baixo – o ponto de fusão teórico da acetanilida é em torno de
114 °C, mas tem-se observado valores em torno de 84 °C,
devido a formação de um sistema binário entre água e
acetanilida.
A presença de impurezas também provoca abaixamento do
ponto de fusão, que é observado quando estas são solúveis na
substância fundida e insolúveis em sua fase sólida.
COMPOSTO
ÁCIDO ACÉTICO
GLACIAL
ACETATO DE
SÓDIO
CARACTERÍSTICAS
CONSTANTES FÍSICAS
líquido de odor forte, inflamável,
contrai-se ligeiramente em baixa
temperatura (freezer), excelente
solvente; é miscível em água, álcool, glicerol, éter, tetracloreto
de carbono e insolúvel em dissulfeto de carbono
C2H4O2 - MM = 60,05
pKa = 4,74
ponto de fusão: 16,7º
ponto de ebulição: 118º
pó higroscópico; eflorescente
em ar quente; muito solúvel em
água - 1g/0,8mL e pouco solúvel
em álcool - 1g/19mL
C2H3NaO2 - MM = 82,03
ponto de fusão = 58º
ponto de ebulição = 120º (anidro)
pH (0,1M) = 8,9
líquido oleoso, incolor se recém
destilado, escurece em contato
com ar e luz, odor característico
ANILINA
e sabor ardente, combustível,
volatiliza com vapor
solubilidade de 1,0g em água:
fria = 28,6mL e quente = 15,7mL
obtido a partir de acetaldeído ou
ácido acético, forte odor, líquido
muito refrativo, altamente inflamável, lentamente solúvel em
ANIDRIDO ACÉTICO
água, formando o ácido acético;
com álcool forma acetato de
etila; solúvel em éter e clorofórmio
obtido a partir de anilina e ácido
acético, apreciável volatilidade
a 95º, sabor ligeiramente ardente
solubilidade de 1,0g em:
ACETANILIDA
água fria: 185mL; água fervente:
20mL; álcool: 3,4mL; metanol:
3,0mL; álcool fervente: 0,6mL;
clorofórmio: 3,7mL; acetona:
4,0mL; glicerol: 5,0ml
TOXIDADE e CUIDADOS
produz queimaduras na pele;
não ingerir, pois: corrosão na
boca e aparelho digestivo, vômito, colapso circulatório, diarréia,
morte;
exposição crônica: corrosão no
esmalte dos dentes, irritação
nos olhos, bronquite.
USOS
é cáustico e usado para destruir verrugas;
aplicado na manufatura de
acetatos, plásticos, sínteses
orgânicas e farmacêuticas
acetilação (anidro), fotografia
(triidratado), minimizar os efeitos
de ácidos fortes na analítica,
acidulante em alimentos, diálise
usado em corantes
C6H7N - MM = 93,13
ponto de ebulição: 184-186º
ponto de fusão: -6º
pKb: 9,3
pH (0,2M - aq): 8,1
densidade: 1,022
venenoso, tóxico, guardar com
cuidado em frasco bem tampado e longe da luz, se inalado ou
ingerido pode causar intoxicação
vertigens, dor de cabeça, anemia, anorexia.
produção de corantes, medicamentos, resinas, vernizes, perfumes, vulcanização da borracha,
solvente
C4H6O3 - MM = 102,09
ponto de ebulição: 139º
ponto de fusão: 73º
densidade: 1,080
excesso de exposição provoca:
conjuntivite, edemas, fotofobia,
irritação no nariz e faringe, dispineia, bronquite, dermatites.
manufatura de compostos acéticos, celuloses, em sínteses
orgânicas, em nitrações e sulfonações como desidratante,
solvente para glicerina, gorduras
e óleos voláteis
C9H9NO - MM = 135,17
ponto de ebulição: 304-305º
ponto de fusão: 113-115º
pK(28º) : 13,0
densidade: 1,219
manufatura de medicamentos e
corantes, estabilizador de água
oxigenada;
usado como analgésico e antipirético (humano/veterinário)
Reações envolvidas
Síntese da Acetanilida
4,2g de acetato de sódio anidro
16,7g de ácido acético glacial (16,0 mL)
em béquer de 500 mL
2. Adicionar
lentamente
1. Triturar em almofariz
E
M
4,2g de acetato de sódio triturado
Suspensão de ácido acético e
Acetato de sódio anidro
3. Agitação magnética constante
4. Adicionar em pequenas porções
15,5g de anilina
5. Adicionar
(reação rápida e exotérmica)
18,3g (17,0 mL)
de anidrido acético
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
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 dessecador a vácuo
Acetanilida seca e impura
Embalada e corretamente rotulada
11. Pesar e determinar
o rendimento
Acetanilida seca + impurezas
12. Determinar o ponto de fusão
Cálculo do rendimento
C8H9ON +
C6H7N + C4H6O3
1mol
1mol
1mol
93.13g
102.09g
137.17g
m =15.5g m = 18.3g
m=?
V = 16.944mL
d = 1.080 g/mL
Cálculo do reagente
limitante
93.13 ------ 102.09
15.50 ------ X
X = 16.99 g
∴1.3g de excesso
C2H4O2
1mol
60.05g
Massa de acetanilida:
93.13 ------- 135.17
15.50 ------- Y
Y = 22.49 g
(para 100% de rendimento)
Bibliografia
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
Campos. M.M., Química Orgânica, USP, SP, 1976
Vogel, A. I., Química Orgânica, USP, 3a ed., RJ, 1981
Budavari, S., et all, The Merck Index, 12th , USA, 1996
ww.introduction to Maijuana Medical Papers
http:// peele.sas.nl/lib/cultconc
www.druglibrary.org/schaffer/history/szasz1
www.ftp.iq.unesp.br/orgexp1
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