Preparação da Acetanilida

Ana Carolina Gavioli Guerra Flávio Pereira Cardoso

A acetanilida (C8H9NO) é uma amida que foi introduzida no grupo dos primeiros analgésicos em 1884, com o nome de febrina, a fim de

substituir os derivados da morfina. A quantidade de acetanilida é, no entanto, controlada pelo governo, já que é tóxica, pois causa sérios

problemas no sistema de transporte do oxigênio.Com o surgimento das sulfas passou a ser substância fundamental na síntese desses compostos e seu uso como fármaco foi relegado a um

plano secundário.A acetanilida é uma substância parente do Paracetamol. É uma droga

utilizada para combater a dor de cabeça. Esta substância tem ação analgésica suave (alivia a dor) e antipirética (reduz a febre).

O acetominofen (N-acetil-p-amino-fenol) é um exemplo da utilização de um derivado da acetanilida, solúvel em água e freqüentemente utilizado em preparações líquidas analgésicas e antipiréticas para

crianças.A acetanilida pode ser purificada através de uma recristalização,

usando carvão ativo e tem ponto de fusão de aproximadamente 115 a 130 graus Celsius.

Acetanilida

O termo genérico "acilação" cobre todas as reações que resultem na introdução de um grupo acila em um composto

orgânico.A acilação de uma amina é uma reação ácido base de

Lewis, em que o grupo amino básico efetua um ataque nucleofílico sobre o átomo do carbono carboxilíco.As aminas podem ser acetiladas de várias maneiras.

Dentre elas o uso de anidrido acético, cloreto de acetila ou ácido acético glacial (com redução da água formada na

reação).

A acetilação é freqüentemente utilizada para "proteger" grupos funcionais amino primários e secundários.

Acilação

Introdução de um grupo acila em um composto orgânico, podendo isso ser feito a partir de derivados de ácidos

carboxílicos ou não. Sendo esta uma reação de ácido-base de Lewis, o grupo amino básico provoca o ataque sobre o

carbono do ácido carboxílico.

- NH2 + O=C - NH2 + LG

R – C = O

R

LG

.. + -

Resumindo:

O Ácido de Lewis pode ser:

- Ácido Carboxílico: utilidade limitada, a alta temperatura desidrata gerando reações paralelas. O ácido acético glacial é

economicamente favorável, porém exige longo tempo de refluxo.

- Haleto de Acila: Rápida, quantitativa, porém reage vigorosamente formando HCl, que converte metade da amina em

sal, diminuindo o rendimento.

- Anidrido Acético: Preferido nos laboratórios pois conduz ao consumo quantitativo da amina e é de grande importância no preparo de amidas de diácido, porém se houver aquecimento prolongado haverá diacetilação. Sua velocidade de hidrólise ésuficientemente lenta para permitir que a acetilação da amina

seja realizada em soluções aquosas. Este procedimento fornece um produto de alta pureza e com bom rendimento, mas não é

apropriado para reação com aminas desativadas (bases fracas).

Tabela de Reagentes

Procedimento

1. Num béquer de 500ml, preparar uma suspensão de 4,2g de Acetato de Sódio Anidro pulverizado em 16,7g de Ácido Acético Glacial (16,0 ml).

2. Adicionar à suspensão, em pequenas porções com agitação constante (magnética), 15,5g de Anilina e em seguida 18,3g (17,0 ml) de Anidrido Acético (reação rápida e exotérmica).

3. Uma vez terminada a reação, adicionar 250 ml de Água

4. Resfriar e filtrar a vácuo.

5. Lavar o precipitado várias vezes com água gelada

6. Secar ao ar ou em estufa a 50ºC

7. Pesar e determinar o ponto de fusão

Reação Principal:

Anilina +

anidrido acético

Acetanilida+

Ácido acético

Mecanismo da Reação

Hidrólise ÁcidaO

N HCH 3

H

H

H

OH

N HCH 3

..

..

+OH-

2..

..:

+

+

CH3 OH

NHOH

HCH3

OH

OH

NHOHCH3

OHNH2

..

..

:

..:

+

..+

..

..

..

+

Hidrólise BásicaO

N H

CH 3

..:

..

+..

..

:

OHCH 3

N H

O..

::..

..

..

OH-

..:

O-CH3

NHO-..

..

..:

H+_ O-H..

..+

O

-O CH3

NH2

+ + OH

..

..

..:

..

..: -

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

4,2g de acetato de sódio anidro

1. Triturar em almofariz

4,2g de acetato de sódio triturado2. Adicionar lentamente

EM

CAPELA

Suspensão de ácido acético eAcetato de sódio anidro(formação sol. Tampão)

3. Agitação magnética constante

15,5g de anilina4. Adicionar em pequenas porções

18,3g (17,0 mL) de anidrido acético5. Adicionar

(reação rápida e exotérmica)

Fluxograma

FILTRADO: Ácido acético + Anilina + impurezas

SÓLIDO:Acetanilida hidratada + impurezas

Descartar em frasco específico 9. Lavar o precipitado várias vezes com água gelada

10. Secar em estufa a aprox. 60°C

Acetanilida seca + impurezas11. Pesar e

determinar o rendimento

12. Determinar o ponto de fusão

Acetanilida seca e impuraEmbalada 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

Descarte dos Reagentes

SUBSTÂNCIA DESCARTE

Anilina:

Pequenas 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 Sódio

Pode ser jogado na pia, diluído.

C6H7N + C4H6O3 C8H9ON C2H4O2+1mol 93.13g

1mol 102.09g

1mol 137.17g

1mol 60.05g

m =15.5g m = 18.3g m = ?

V = 16.944mLd = 1.080 g/mL

Cálculo do reagentelimitante

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

Massa de acetanilida:

93.13 ------- 135.1715.50 ------- YY = 22.49 g (para 100% de rendimento)

Cálculo de Rendimento

• Trituração de sólido em almofariz:-Trituramos para dividir o material finamente, aumentando sua superfície de

contato. -O material do qual é feito o almofariz deve ser mais duro do que a amostra.

Como matéria-prima para sua manufatura temos: ágata (mais rígido e de menor contaminação), porcelana, alumina e plástico

-A trituração deve ser homogênea, não deve se bater com o pistilo no almofariz e sim fazer movimentos circulares

-Pode-se colocar um pedaço de papel sobre o almofariz afim de não perder material durante a trituração.

• Agitação magnética:Emprega-se um campo rotativo de força magnética para induzir velocidade

variável à ação de agitação dentro de recipientes abertos ou fechados.

Aplicações:-Homogeneização completa da solução, afim de evitar gradientes de

concentração-Observar a variação do volume gasoso no meio reacional – hidrogenação

catalítica-Exclusão do ar para evitar oxidação

-Reações em meio anidro-Em casos onde a agitação mecânica não se faz conveniente

TÉCNICAS UTILIZADAS

• Filtração a vácuo:

ânica, devido ao bom rendimento quanto ao tempo

-Menor quantidade de impurezas no ppt-Menos solvente no sólido

Técnicas:

t com solvente frio (para não solubilizar o ppt), antes da ara retirar possíveis traços da água-mãe

r possíveis compostos não-voláteis (impurezas), devese lavar o ppt. Para que a lavagem seja eficaz:r o vácuo, retirando a mangueira da trompa de vácuo

r o funil de Buchner com água-de-lavagem: água geladaLigar o vácuo e esgotar completamente o funil

Repetir as etapas 2 ou 3 vezes.mpletamente com papel de filtro o funil de Buchner.

Não esquecer de pesar o papel de filtro.

-Largamente utilizado na química org

-Lavar o ppfiltração, p

- Para remove -

a) Cessab) Enche

c)

Cobrir co

Determinação do ponto de fusão:

Ponto de fusão é estado sólido para o líqu á um

intervalo de 0,5 a 1,0ºmiscíveis ou pprimeira form m

causa o início do p ixa.Compostos orgâda acetanilida é o de 84ºC, devido a formaç a.Um composto com alto gcom exceção de ser um mi

estado sólidA presença de impurezas também prov

que é observado quando estas são solúveis

O ponto de fusão éum composto, ou a

a temperatura em que uma substância passa doido, sob a pressão de uma atmosfera; em geral h

C, para substâncias puras. A presença de impurezas arcialmente miscíveis faz com que essa diferença entre a

ação do líquido e a fusão total aumente bastante, tambéonto de fusão a uma temperatura mais ba

nicos, em geral, possuem ponto de fusão baixo – o p.f.téoricoem torno de 114º C, mas tem-se observado valores em torn

ão de um sistema binário entre água e acetanilidrau de pureza tem um ponto de fusão bem definido,

stura eutética onde dois sólidos passam para do o paro o estado líquido ao mesmo tempo.

oca abaixamento do ponto de fusão, na substância fundida e insolúveis

em sua fase sólida.usado como critério para avaliar o grau de pureza de

judar na sua identificação através de comparações com tabelas de pontos de fusão.

Métodos para determinação do ponto de fusão

Há vários métodos de determinar o ponto de fusão, entre eles alguns são via experimentos de aquecimentos da solução em banho de aquecimento com

substância de ponto de ebulição maior, ou aparelhos de resistência elétrica equipados com termômetros.

Um método comum é o de aquecer uma pequena quantidade de substância que está num tubo capilar, próximo a um termômetro dentro de

um banho num líquido que tenha um ponto de ebulição maior que o ponto de fusão da substância.

Este aparelho aquecido eletricamente é utilizado como um método alternativo

Determina até 2 capilares simultaneamente, um bloco de cobre com buracos para capilares e o termômetro enrolado por um fio de resistência elétrica coberto por um vidro. Pode-se manter vários velocidade de aquecimentos.

Há um aparato para se observar o momento em que ocorre o ponto de fusão, onde os capilares são iluminados por um luz de 6V.

No caso da nossa experiência utilizaremos um outro aparelho que não utiliza capilares para determinar o ponto de fusão, e sim lamínulas de vidro.

EFEITO DE UMA IMPUREZA SOBRE A FAIXA DE FUSÃO

s de impurezas em um composto ma acentuada depressão no ponto de fusão deste, e

á a faixa de fusão por vários graus.

Exemplo: p.f. de A puro 133 - 134°Cp.f. de A + 10% de impureza 98 - 110°C

em química orgânica. O prestreita faixa de fusão de u

ser tomada como medida de pureza deste composto. Por e fusão deve ser sempre reportado como u

na qual o surgimento de uma fase te observado e terminando com a temperatura na qual

rna líquida. O segundo uso, éa identidade do composto orgânico por meio de ponto de

fusão de uma mistura.

A presença de pequenas quantidadesólido irá produzir u

também, estender

Dois usos deste fenômeno são feitos imeiro é que, como mencionado anteriormente, a m dado sólido orgânico pode

esta razão, o intervalo d m intervalo, começando com a temperatura líquida é primeiramen

a última fração do sólido se to no estabelecimento d

• Secagem:

Para realizar a evaporação do solvente

-Na estufa ou mufla (p.f. maiores que 100ºC)Colocar o sólido em um vidro de relógio ou cápsula de porcelana e

levar à estufa; em geral, pequenas quantidades à 110º C por 30min. Para filtração à vácuo, levar o ppt ainda sobre o papel para a estufa – pode-se levar o funil, para evitar contaminação, já que o

produto seco se desgarra mais facilmente das fibras do papel.

Tomar cuidado para não calcinar a amostra.

-Ao arColocar 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).

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 e reações de hidrólise.

Solução Tampão

Líquido de lavagem ideal:

- Não ter ação solvente sobre o precipitado, mas dissolver com facilidade as substâncias estranhas

- Não ter ação dispersora sobre o precipitado

- Não formar produto volátil ou insolúvel com o precipitado

- Se facilmente volatilizado na temperatura de secagem do ppt

- 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 a uma trompa

d’água.

Cortar um circulo de papel de filtro, cujo diâmetro deve ser de 1 a 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 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´águaDeve reduzir a pressão de um sistema a um valor igual àpressão de vapor d´água à temperatura desta, na fonte de suprimento. Na prática esta pressão é geralmente de 4-

10mmHg maior do que o esperado, devido a entrada de ar na aparelhagem, a temperatura do laboratório e a pressão

da água.

- Bombas a óleoPode atingir 0,1mmHg mas, vácuo de 5-10mmHg é suficiente

para a maioria dos objetivos.

-Bomba hidrovacÉ uma bomba de difusão de Hg inteiramente de vidro, barata,

que produz vácuo à 2mmHg

• http:labjeduardo.iq.unesp.br• SOLOMONS, G. T. W., FRYHLE, C. B., Química

Orgânica, Sétima edição, vol 1 e 2.• THE MERCK INDEX.• Chemical Safety Matters, Cambridge University

Pres. Cambridge.• http://pt.wikipedia.org/wiki/Acetanilida• GONÇALVES, D., Química Orgânica Experimental,

Quinta edição.

Bibliografia