Química Orgânica Experimental I / Bacharelado – 2013 Docentes: Dicentes: Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira Caroline Priscila Calegari Lemes Prof. Dr. Humberto Marcio Santos Milagre Carla Yuri Uehara Profª. Dra. Isabele Rodrigues Nascimento Débora Moras 1
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Química Orgânica Experimental I / Bacharelado · aparelho de ponto de fusão; ... - Bico de Bunsen 40 . Síntese da acetanilida Cristalização Descoloração Filtração por gravidade
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Química Orgânica Experimental I / Bacharelado – 2013
Docentes: Dicentes:
Prof. Dr. José Eduardo de Oliveira Caroline Priscila Calegari Lemes
Prof. Dr. Humberto Marcio Santos Milagre Carla Yuri Uehara
A acetanilida é uma amida, sólida à temperatura ambiente, de cor branca, praticamente inodora; pouco solúvel em água fria e muito solúvel em água quente e na maioria dos solventes orgânicos .
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A acetanilida foi descoberta acidentalmente em 1886 por Arnold Cahn e Paul Hepp e recebeu o nome de antifebrina por sua ação antipirética (reduz a temperatura do corpo à normalidade fisiológica, em caso de febre);
Tinha como finalidade substituir os derivados da morfina, salicilatos e quininas (havia na época grande demanda de medicamentos deste tipo);
Em 1893, a acetanilida teve o seu uso como analgésico relegado a um segundo plano, devido a sua toxidade e a descoberta do paracetamol;
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Em 1948, Julius Axelrod e Bernard Brodie descobriram que acetanilida provoca metahemoglobulinemia: a hemoglobina não liga-se ao oxigênio e em altas concentrações nas hemácias pode ocorrer uma anemia funcional e hipoxia em tecido; e danos ao fígado e aos rins;
A acetanilida atualmente é usada como um precursor na síntese da penicilina e outros fármacos, incluindo analgésicos e intermediários.
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Características
Fórmula Molecular: C₈H₉NO
Massa Molar : 135,17 g/mol
Aspecto Físico: cristais brancos e inodoros
Densidade: 1,219 g/cm³
Ponto de Fusão: 113~115 °C
Ponto de Ebulição : 304 °C
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Síntese
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A acetanilida , uma amida secundária, pode ser sintetizada através de uma reação de acetilação da anilina , a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético , seguido de eliminação de ácido acético , formado como um sub-produto da reação. Como esta reação é dependente do pH, é necessário o uso de uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, pH ~ 4,7).
Mecanismo - Acilação
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Mecanismo da hidrólise ácida
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Técnicas Pulverização
Agitação Magnética Descoloração
Filtração por gravidade (à quente)
Recristalização
Filtração à pressão reduzida
Determinação do ponto de fusão
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Pulverização Trituramos para dividir o material finamente, aumentando sua superfície de contato.
O material do qual éfeito 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
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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.
Nucleação: Pode ser expresso quantitativamente como o número de novas partículas formadas por unidade de volume e por unidade de tempo. Uma vez que os núcleos estão disponíveis, material adicional é incorporado na sua superfície exterior e os cristais crescem.
Taxa de Crescimento do cristal: É o número de cristais em relação ao volume da solução pelo tempo.
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Ocorrência de impurezas nos cristais
OCLUSÃO OU ABSORÇÃO: São impurezas encontradas no interior do cristal.
ADSORÇÃO: São impurezas encontradas na superfície do cristal.
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Impurezas da acetanilida
Anilina
Anidrido acético
Produtos de oxidação da anilina (coloridos)
Ácido acético
Água
* Considerando a preparação sem uso do tampão acetato
Impurezas coloridas ou resinosas:podem ser removidas pela adição de pequenas quantidades de carvão ativo à solução a ser aquecida
A quantidade ideal é em torno de 1 a 2 % (m/m) do total pesado da amostra. Se não for suficiente vai se adicionando mais 0,5 % até que todas impurezas sejam retiradas.
Deve-se ter o CUIDADO para não colocar carvão ativo sobre a solução em ebulição .
A purificação de substâncias sólidas através de recristalização baseia-se nas diferenças em suas solubilidades em diferentes solventes e no fato de que a maioria das substâncias sólidas é mais solúvel em solventes a quente do que a frio. A solubilidade de um soluto, em condições normais, corresponde à sua quantidade máxima que se dissolve numa dada quantidade de solvente, a uma certa temperatura.
O decréscimo da solubilidade da substância a medida que a temperatura diminui ocasiona a sua precipitação ou cristalização. As impurezas solúveis tendem a permanecer na solução.
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Escolha do Solvente Verificação da polaridade ( "semelhante dissolve
semelhante" ) O solvente deve dissolver grande quantidade da substância
em temperatura elevada e pequena quantidade em temperaturas baixas.
O solvente deve dissolver as impurezas mesmo a frio, ou então, não dissolvê-las, mesmo a quente.
Ao ser esfriado, o solvente deve favorecer a formação de cristais bem formados do sólido purificado, dos quais deve ser facilmente removível
O solvente não deve reagir com o sólido Outros fatores como a facilidade de manipulação, a
volatilidade, a inflamabilidade e o custo também devem ser levados em conta.
Algumas vezes, ocorre separação de uma segunda fase líquida, com aspecto de óleo. Caso ocorra sua formação, deve-se adicionar uma pequena quantidade de solvente e aquecer até solubilizá-lo.
A formação de óleo pode ocorrer devido a presença de impurezas. Se mesmo após o procedimento anterior ainda houver a formação de óleo deve-se adicionar carvão ativo e recomeçar a recristalização.
Só se deve adicionar carvão ativo se o óleo for de cor amarela; se for incolor, a adição de mais solvente e aquecimento são suficientes
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Caso não ocorra a cristalização, podemos tentar os seguintes métodos:
-Atritar a bagueta no fundo do béquer, fazendo com que pequenos fragmentos de vidro se soltem e atuem como o núcleo dos cristais. Tomar muito cuidado para não quebrar a baqueta e ferir a mão.
-Adicionar à solução alguns cristais de acetanilida para iniciar a cristalização. Usar este recurso somente em último caso.
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Cristalização vs. Precipitação
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Cristalização: crescimento dos cristais relativamente lento e seletivo Precipitação: o crescimento do cristal é rápido, levando impurezas no núcleo do cristal
Determinação do Ponto de Fusão Deve-se tomar cuidado para assegurar uma amostra
perfeitamente seca, já que os traços do solvente podem baixar o ponto de fusão.
Para medir essa propriedade, deve-se verificar o ponto de degelo (quando começa haver a fusão do sólido) e o ponto de fusão (quando há a fusão completa do sólido).
abdominais, hipermotilidade intestinal, diarréia, possibilidade de hemorragia gástrica e distúrbios renais (nefrite). Em excesso pode causar a metahemoglobulinemia
- Por inalação: irritação das vias respiratórias, tosse, dispnéia, edemas pulmonares.
-Poder irritante: deve ser considerado de poder irritante primário pela pele e contato comos olhos.
Primeiros socorros:
-Contato com a pele ou olhos: Lavar com água abundante por pelo menos 10 minutos,depois de remover eventuais lentes de contato.
-Ingestão: NÃO induza o vômito. Enxágue a boca com muita água, sem ingerir. Administre óleo de vaselina mineral medicinal, não administre leite ou gorduras.
-Inalação: Areje o ambiente. Remova rapidamente a vítima do local
contaminado.
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Toxicidade - Ácido Acético Características: líquido incolor, de cheiro penetrante. Miscível com água, álcool,
glicerol, éter, tetracloreto de carbono. Incompatível com óxidos, carbonatos, hidróxidos e fosfatos.
Toxicidade: Por ingestão: pode causar corrosão da boca e do aparelho digestório. Por inalação: Exposição contínua a altas concentrações de vapor do ácido pode
produzir irritação no trato respiratório superior e bronquite crônica. Contato com olhos: pode causar sérios danos, culminando com a perda total da
visão Primeiros socorros: Em caso de inalação, conduzir a pessoa a um ambiente arejado. Se a respiração for dificultada ou parar, fornecer oxigênio ou fazer respiração artificial. Não provocar o vômito. Se a vítima estiver consciente, dar clara de ovo batida para beber. Manter as pálpebras abertas e lavar bem os olhos com água. Remover roupas e sapatos contaminados e lavar o local afetado com água corrente
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Toxicidade - Anidrido Acético Características: líquido muito refrativo, odor forte. Pouco solúvel em água,
éter, álcool e clorofórmio.
Toxicidade:Irritante para nariz, garganta e olhos.Causa náusea, vômito e dificuldade respiratória.
Primeiros socorros:
Contato com pele ou olhos: Lavar imediatamente por 15 minutos. Remover
roupas, sapatos contaminados e, se possível, eventuais lentes de contato. Inalação: conduzir a pessoa a um ambiente arejado. Se a respiração for dificultada
ouparar, dar oxigênio ou fazer respiração artificial. Ingestão: Não provocar o vômito. Se a vítima estiver consciente, dê um copo
d’água.
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Toxicidade - Anilina Características: Líquido oleoso, entre incolor e ligeiramente amarelo, ardente,
de odor característico e volátil. Não se evapora facilmente à temperatura ambiente, sendo facilmente inflamável.É levemente solúvel em água e miscível com álcool, benzeno e clorofórmio.
Toxicidade:Irritante em contato com a pele e os olhos.Venenoso se ingerida ou inalada, podendo causar náuseas e vômitos.
Primeiros Socorros:
Inalação: Remover para local arejado. Em caso de parada respiratória, proceder imediatamente com ventilação mecânica, eventualmente máscara de oxigênio.
Contato com a pele: Lavar imediatamente com água corrente. Limpar com
algodão embebido em polietilenoglicol 400. Retirar as roupas contaminadas. Contato com os olhos: Lavar imediatamente com água corrente por 15 min. Ingestão: beber muita água, provocar o vômito.
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EPI’s e EPC’s
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Descarte de Resíduos
Acetanilida
Anilina
Ácido Acético
Anidrido Acético
Para descarte final: diluir em solvente inflamável e encaminhar
para inceneração
Descarte em frasco
específico, não podendo ser misturado
com outras substâncias
Ácidos orgânicos
com menos de 5 carbonos
podem ser descartados diretamente
na pia
Deve ser neutralizado
com água antes de ser
descartado na pia
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Cálculo do Rendimento
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Determinação da massa de acetanilida 𝑛𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 = 𝑛𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑛𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎
introduzida nos E.U.A, pelo cientista Mark Harrison, da universidade Lehigh (Bethlehem-PA). Tem como objetivo a não degradação da natureza por substâncias químicas (gerada principalmente pela indústria química) e portanto, a interferência da sociedade (antrosfera).
Lidar melhor com os resíduos e evitá-los na medida do possível, sem que ocorra então desperdício.
Impacto econômico:- Gasto indevido de reagentes.
-Gasto no tratamento dos resíduos
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Mudança na prática... Economia atômica: desenvolvida de modo a incorporar o maior número possível de átomos dos reagentes no produto final. Ela concentra-se em diminuir a formação de resíduos, porem não leva em conta fatores como o solvente, riscos, consumo energético, excesso de reagentes (deslocamento do equilíbrio) e a toxicidade.
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efic. atomica= (rendimento (%)/100) x economia
Mudança na prática Necessidade do tampão?
O tampão realmente evita a protonação parcial da anilina e a subseqüente diacetilação da anilina, mas também é sabido que a diacetilanilina sofre decomposição em presença d’água,formando a acetanilida e ácido acético.
27/10/2013 às 16:47 http://pt.scribd.com/doc/51758680/relatorio-sintese-acetanilida
acesso em: 29/10/2013 às 20:30 http://www.cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Recristalizacao_
da_%20Acetanilida.pdf acesso em 27/10/2013 http://cempeqc.iq.unesp.br/Jose_Eduardo/Semin%C3%A1rios%
202010/P09_GRUPOS14e25_BAC_2010.pdf VOGEL, A. I.. Química Orgânica. 3.ed. Rio de Janeiro: USP, 1981. The Merck Index, 12º Edição. PAVIA, D. L., LAMPMAN, G. M., KRIZ, G. S. Introduction to
LaboratoryTechniques : a microscale approach. 2nd ed. Philadelphia : Saunders College, 1995
UNESP -FACULDADE DE CIENCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS. Indexação de substancias, suas periculosidades e disposição final. Disponível em <http://www6.fcav.unesp.br/intralab/substancias.php> acessado em 22/10/2013