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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-
REI
CAMPUS ALTO PARAOPEBA
ENGENHARIA QUÍMICA – 3º PERÍODO
Síntese da dibenzalacetona
Alisson Marques
Marcus Vinicius
Marcos Vinicius
Nayara Biturini
Tomaz Aprígio
Ouro Branco / MG
(novembro de 2010)
RESUMO
A preparação da Dibenzalacetona trata-se de uma reação aldólica cruzada
prática, também chamada de reação de Claisen-Schimidt por utilizar um grupo cetona
na reação. Nessa pratica utilizou-se Benzaldeído, um componente que não possui
hidrogênio α e acetona como reagente.
Foi utilizado para a obtenção da dibenzalacetona a agitação magnética, filtração
a vácuo e medição do pH do líquido ao final do experimento. O produto formando,
precipitou na forma de um produto amarelo. Um ponto crítico desta experiência é a
lavagem do produto que não poderá conter qualquer traço de NaOH, por isso esta
operação deve ser acompanhada de controle do pH.
Esperado a secagem completo foi pesado o produto obtendo uma massa de
1,2219g, calculando posteriormente o rendimento da reação.
INTRODUÇÃO
A dibenzalacetona é um composto orgânico de formula C17H14O. É um solido
amarelo insolúvel em água porem solúvel em etanol. A dibenzalacetona é usada como
componente em protetores solares e é usada como ligante na química de
organometálicos. O composto pode ser preparado em laboratório por uma condensação
aldólica. (Ferreira, 2010).
Uma reação aldólica que começa com dois compostos carbonilados diferentes é
chamada de reação aldólica cruzada. Reações aldólicas cruzadas, usando soluções de
hidróxido de sódio aquoso, não têm grande importância sintética se ambos os reagentes
possuem hidrogênios α, pois estas reações fornecem uma mistura complexa de produtos.
Nestas condições, para que a condensação aldólica resulte na formação
majoritária de um produto, é necessário que um dos reagentes não condense com ele
mesmo, ou seja, não tenha a possibilidade de formar um íon enolato em meio básico. É
o que acontece com o benzaldeído, dado que não tem carbonos com hidrogênio α
relativamente ao grupo carbonila. (Ferreira, 2010). As reações aldólicas cruzadas são
práticas, utilizando bases como o NaOH e tendo um dos reagente não possuindo o
hidrogênio α e, dessa forma, não pode sofrendo a autocondensação. Podemos evitar
outras reações laterais colocando esse componente em uma base e, então, adicionando-
se lentamente o reagente com um hidrgênio α na mistura. Sob essas condições, a
concentração do regente com um hidrogênio α é sempre baixa e muito do reagente está
presente como um ânion enolato. A reação principal que ocorre é aquela entre esse
ânion enolato e o componente que não tem hidrogênio α. (Solomons & Fryhle, 2008).
Quando as cetonas são usadas como um dos componentes, as reações aldólicas
cruzadas são chamadas de reações de Claisen-Schmidt, em homenagem aos cientistas
alemães J.G. Schmidt (que descobriu a reação em 1880) e Ludwig Claisen (que a
desenvolveu entre 1881 e 1889). Estas reações são práticas quando bases, como o
hidróxido de sódio, são usadas, pois sob estas condições as cetonas não se
autocondensam apreciavelmente. (Solomons & Fryhle, 2008).
Se a mistura básica contendo o aldol é aquecida, ocorre desidratação. A
desidratação ocorre rapidamente por causa da acidez dos hidrogênios α e porque o
produto é estabilizado por possuir ligações duplas conjugadas. (Solomons & Fryhle,
2008).
Em algumas reações aldólicas, a desidratação ocorre tão rapidamente que não
podemos isolar o produto na forma aldólica: obtemos, em vez disso, o derivado enal
(alceno aldeído). Uma condensação aldólica ocorre em vez de uma adição aldólica.
Uma reação de condensação é aquela na qual as moléculas são unidas através da
eliminação intermolecular de uma pequena molécula, tais como a água ou um álcool.
(Solomons & Fryhle, 2008).
OBJETIVO
Demonstrar uma reação de condensação aldólica, ou seja, uma Reação de
Claisen-Schimidt.
METODOLOGIA
Colocou-se em um béquer de 250 mL uma solução de 55 mL de água em
2,5324g de hidróxido de sódio previamente medido com o auxilio da balança de
precisão, após acrescentou-se 20 mL de álcool absoluto em uma proveta de 25ml. Após
misturou-se o álcool absoluto no béquer contendo o hidróxido de sódio e água.
Com o auxílio de uma espátula colocou-se 2,5444g de belzaldeído em um
béquer de 50mL. Com uma pipeta de Pasteur foi adicionado 1,0mL de acetona ao
benzaldeído. Metade desta mistura foi adicionada ao béquer contendo a solução de
hidróxido de sódio, que foi então colocado em um agitador magnético por 10 minutos,
em freqüência alta. Após esses 10 minutos foi adicionado o resto da solução de acetona
e benzaldeído, permanecendo sobre agitação constante por mais 30 minutos.
Filtrou-se a vácuo, em um funil de Buchner, papel de filtro, uma bomba, suporte
com garras e um erlenmeyer. Lavou-se o precipitado com água gelada para eliminar o
excesso de hidróxido de sódio. Repetiu-se essa lavagem mais duas vezes. Calculou-se
na terceira vez o pH da água para ser devidamente descartada.
Com o auxílio de duas pinças, retirou-se o papel filtro com o precipitado do funil
de Büchner e colocou-se sobre um vidro de relógio. Após alguns dias percebeu-se a
secagem total do precipitado e pesou-se ao final o produto obtido.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A formação da dibenzalacetona, é um exemplo de uma condensação aldólica
“mista” ou “cruzada” chamada também de reação de Claisen-Schimidt, em que a reação
ocorre entre dois compostos carbonílicos diferentes. Nestas condições, para que a
condensação aldólica resulte na formação majoritária de um produto, é necessário que
um dos reagentes não condense com ele próprio, ou seja, não tenha a possibilidade de
formar um íon enolato em meio básico. É o que acontece com o benzaldeído, onde este
não possui hidrogênios “alfa” referente à carbonila, sendo assim não possível à
formação de vários produtos.
Equação Geral:
Mecanismo da Reação:
Na primeira etapa ocorre o ataque da base no hidrogênio α da acetona, formando o íon
enolato.
Na segunda etapa o íon enolato ataca o carbono da carbonila do benzaldeído rompendo
a ligação dupla do carbono oxigênio e deixando o oxigênio com uma carga negativa.
Essa carga negativa do oxigênio irá atacar o hidrogênio da molécula de água formando
um grupo ceto e um grupo alcol na molécula.
Na terceira etapa o íon OH- ataca o hidrogênio α (que possui uma característica muito
ácida) promovendo a desidratação e formando a benzalcetona.
Na quarta etapa o íon OH- ataca novamente o hidrogênio α formando e esse novo íon
formado atacará mais uma molécula de benzaldeído. E repetindo os mesmos
procedimentos chega-se no dibenzalacetona. O desenho do mecanismo é mostrado
abaixo:
O produto formado, a dibenzalacentona, obteve-se uma coloração amarelada. O
fato da cor do dibenzalcetona deve-se pelo fato de possuir ligações duplas e conjugadas,
os maiores números de duplas ligações captam comprimentos de ondas mais largas
(mais para o vermelho). Assim, com somente três ligações conjugadas, só pode captar
luz ultravioleta (sendo, portanto, incolor), e com onze duplas ligações conjugadas,
absorve desde o ultravioleta até o vermelho. À medida que o comprimento do sistema
de duplas ligações conjugadas aumenta, o comprimento de onda de máxima absorção
também aumenta. Por exemplo, enquanto o antraceno (três anéis aromáticos lineares) é
incolor, o naftaceno (4 anéis lineares) é laranja, (porque absorve parte do azul), e o
pentaceno (5 anéis lineares) é azul, pois com um sistema conjugado maior, absorve luz
de comprimentos de onda também maiores, de amarelo a vermelho(Carvalho,2009):
O mesmo acontece com o dibenzalacetona, por obter duplas conjugadas ele
absorve a luz e reflete a luz amarela.
Nessa reação o reagente limitante é o benzaldeídos, isso é concluído através do
calculo de número de moles, onde o que estiver em menos número é o reagente
limitante. Os cálculos são dados abaixo:
Benzaldeído:
Peso molecular: 106,13 g / mol
m = 2, 5444 g
n = m / mol → n = 2,5444/ 106,13
n = 0, 0239 mol
Acetona:
Peso molecular: 58,08 g / mol
d = 0, 79 g / mL
V = 1,0 mL
d = m / V → m = d x V
m = 0, 79 x 1, 2
m = 0, 79 g
n = m /mol → n = 0,79 / 58, 08
n = 0, 0136 mol
Tendo que a reção é 2:1 (duas moléculas de benzaldeído reage com uma
molécula de acetona), e a partir das quantidades de matéria dos reagentes pode-se
verificar o reagente limitante e o reagente em excesso.
Para reagir toda matéria de acetona seria necessário 0,0272 moles de
benzaldeído, no entanto não há essa quantidade na reação, por outro lado para consumir
toda matéria de benzaldeído será necessário 0,0119 moles de acetona e na reação há
essa quantidade, assim afirma-se que o reagente limitante é o benzaldeído e o reagente
em excesso é a acetona.
Sabendo-se da massa molar da dibenzalacetona, pode-se calcular a massa teórica
obtida:
Considerando que:
Massa obtida na prática = 1,2219g
Massa Molar da dibenzalacetona = 234,3g
Número de moles de benzaldeído consumido na reação: 0,0239
Assim da reação global:
2 -------------------------------------------------------------------------------------------1
2 moles de benzaldeído ------------- 1mol de dibenzalacetona
0,0238 moles ---------------------------- x moles
x = 0,01195 moles produzidos de dibenzalacetona
Para encontrar a massa teórica tem-se:
ndibenzalacetona = mdibenzalacetona / MMdibenzalacetona
mdibenzalacetona = ndibenzalacetona x MMdibenzalcetona
mdibenzalacetona = 0,01196 x 234,3
mdibenzalacetona = 2,7998 g (massa teórica)
Para o cálculo do rendimento tem-se que:
Rendimento = massa / massa teórica
Logo,
Rendimento = 1,2219 g / 2,7998 g
Rendimento = 43,65%
Em reações aldólicas cruzadas a adição do reagente com hidrogênio alfa deve
ser adicionada lentamente, pois assim garante a baixa concentração do reagente com
hidrogênio alfa e aumentando a concentração do ânion enolato, evitando assim reações
laterais e assim aumentando o rendimento da reação (Solomons,2005). No caso da
prática seria necessária a adição lenta da acetona (reagente que possui hidrogênio alfa),
e durante a prática isso não foi promovido, tendo um fator a mais para o baixo
rendimento da reação.
Um fator que deve ser observado na prática é a atenção de não guardar hidróxido
de sódio em vidro, isso porque o hidróxido de sódio reage com óxidos ácidos gerando
sal e água e contaminando assim o reagente. O vidro é um óxido ácido, logo o vidro iria
ser corroído. A melhor forma de armazenamento seria em um frasco de polietileno. A
reação entre o vidro e a base é mostrada abaixo.
SiO2 (vidro) + 2 NaOH → Na2(SiO3) + H2O
CONCLUSÃO
O experimento proporcionou aos alunos a maior compreensão das reações
aldólicas cruzadas vistas em salas de aula.
Apesar do baixo rendimento obtido pelo grupo, as reações aldólicas cruzadas são
reações que promovem um altíssimo rendimento, isso pode ser provado que demais
grupos por, talvez, ter tido maiores cautelas e atenção, ter alcançado um rendimento
acima 90%.
Partindo de 2,5444 de benzaldeído, 1mL de acetona e 1,5324 de NaOH obteve-
se 1,2219 de dibenzalacetona que proporcionou 43,65% de rendimento.
Um suposto fator que poderia causar um aumento no rendimento da reação seria
adicionar lentamente (preferencialmente pipetando) a acetona na solução de
benzaldeído com hidróxido de sódio, pois como o benzaldeído não possui hidrogênios
α, ele não se transformaria em um anion, e quando adicionado lentamente a acetona ela
logo se transformaria no anion enolato e reagiria rapidamente com o benzaldeído,
assegurando, assim, apenas a formação de um produto principal e evitando reações
laterais. Da forma em que o procedimento foi realizado poderá ter causado o ataque de
um enolato em uma acetona, formando um produto indesejável.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FERREIRA, L. R.. Síntese da dibenzalacetona. Universidade Estadual de Goiás. Disponível em: < http://www.ebah.com.br/sintese-da-dibenzalacetona-pdf-a79244.html>. Acesso em 31 de outubro de 2010.
SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B.. Química Orgânica. 8.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005, v.2.
CARVALHO, J. C.. O branco e o negro só diferem na luminosidade refletida. UOL Educação. Disponível em: <http://educacao.uol.com.br/quimica/ult1707u72.jhtm>. Acesso em 01 de novembro de 2010.
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