Prática 1: Síntese da Acetanilida
Os derivados acetilados de aminas aromáticas podem ser preparados por reação destas com o ácido acético ou anidrido acético ou ainda a mistura de ambos. As aminas primárias reagem prontamente com o anidrido acético, formando o derivado monoacetilado. Se o aquecimento for prolongado e um excesso de anidrido for empregado, quantidades variáveis de derivados diacetilados são formadas. A produção de derivados diacetilados é facilitada pela presença de grupos substituintes na posição orto do núcleo aromático. Os derivados diacetilados em geral são instáveis na presença de água, sofrendo hidrólise e formando o composto monoacetilado. Assim, quando o derivado diacetilado ou uma mistura de mono e diacetato é recristalizada em solvente aquoso, apenas o derivado monoacetilado é obtido.
Material necessário:
Procedimento experimental:
No balão de fundo redondo coloque 10 ml de anilina, 10 ml de anidrido acético e 10 ml de ácido acético glacial, encaixando o condensador de refluxo no balão. Deixe a mistura em banho-maria até a fervura, mantendo-a por 30 minutos. Em seguida, transfira a mistura ainda quente, lentamente, para o béquer contendo 250 ml de água fria, sob agitação constante. Depois de frio, filtre o produto em funil de Bucnher (filtração a vácuo).
Transfira o material obtido para o erlenmeyer, adicionando cerca de 30 ml de água (de um total de 100 ml) e aquecendo brandamente a solução sobre uma tela de amianto. Um "óleo" descorado aparecerá. Trata-se de uma solução saturada de água em acetanilida que pode existir como fase separada em contato com a fase aquosa. Continue adicionando pequenas porções da água, mantendo a temperatura da solução no ponto de ebulição até que o último resíduo de óleo desapareça.
Adicione finalmente 5 ml de água à solução. Deixe-a esfriar um pouco e adicione 0,5 a 1,0 g de carvão ativo. A primeira porção do carvão deve ser adicionada com muito cuidado a fim de evitar que o material seja projetado. Finalmente, aqueça a mistura por um ou dois minutos na temperatura de ebulição. Filtre a solução ainda quente com papel de filtro a fim de remover o carvão. A solução filtrada é colocada num erlenmeyer e deixada em repouso, na água fria, para cristalizar. Faça a recristalização do material. Os testes com solventes serão feitos com água, etanol e éter comum.
Mecanismo da reação:
Prática 2: Síntese do 2,4-Dinitrotolueno
Um composto de grande aplicação prática, o 1,2,3 -Trinitrotolueno, ou TNT, é muito utilizado como explosivo. Isso porque tem grande facilidade de se decompor quando aquecido, formando gases que se expandem violentamente, causando o impacto da explosão. A produção deste composto constitui uma sequência de três nitrações do tolueno. Nesta prática iremos produzir o derivado dinitrado do tolueno, por motivos óbvios. Bastaria uma terceira nitração para obtermos o TNT.
Material necessário:
Procedimento experimental:
Trabalhando em capela, coloque no balão 10 ml de ácido nítrico concentrado e adicione lentamente, sob agitação e resfriamento, 12 ml de ácido sulfúrico concentrado. Mantendo a mistura sob resfriamento, junte à mesma, em pequenas porções, 2 ml de tolueno. Prenda o condensador de refluxo ao balão, aqueça a mistura a 90o C em banho-maria por 15 minutos. Em seguida, como a reação libera gases tóxicos de nitrogênio (NO e NO2), de coloração castanho-avermelhada, é necessário manter uma agitação no balão, de modo que esses gases possam escapar (faça isso sempre em capela ou em ambiente aberto). Deixe a mistura esfriar e derrame-a em cerca de 100 ml de água gelada, contida no béquer. Filtre a vácuo e lave o precipitado para retirar o ácido usado em excesso. Faça a recristalização do material. Os testes com solventes serão feitos com água, etanol e tolueno.
Mecanismo da reação:
O eletrófilo NO2+ da reação provém do equilíbrio ácido-base entre os ácidos nítrico e sulfúrico, explicados na nitração do benzeno, e o mecanismo também é muito semelhante ao desta última:
Prática 3: Síntese da Aspirina (AAS)
O ácido acetil salicílico (AAS) é um importante composto do ponto de vista farmacológico, conhecido por aspirina.
Material necessário:
Procedimento experimental:
Coloque no balão seco 2 g de ácido salicílico e 4 ml de anidrido acético. Adicione à mistura 2 gotas de ácido sulfúrico concentrado, que servirá como doador de próton, para processar a reação mais rapidamente. Agite a mistura e aqueça-a em banho-maria à temperatura de 50-60o C durante 15 minutos. Retire a mistura do banho-maria e deixe-a esfriar até a temperatura ambiente, agitando ocasionalmente. Adicione 20 ml de água destilada fria e agite bem. Filtre a vácuo e lave com água gelada. Faça a recristalização do material. A aspirina pode ser recristalizada com uma mistura de etanol e água (proporção 3:7). OBS: A acetilação do ácido salicílico pode ser feita com cloreto de etanoíla (haleto de ácido), em vez de anidrido acético.
Mecanismo da reação:
Identificação e hidrólise da aspirina:
Pode-se fazer um teste bastante eficaz para verificar se o ácido salicílico foi totalmente consumido, ou seja, se não existem resíduos desse ácido junto ao produto (aspirina). Isso pode ajudar a determinar o grau de pureza do composto sintetizado. Transfira a aspirina, previamente triturada, e dissolva-a em um tubo de ensaio contendo 3 ml de etanol. Com uma pipeta, pegue 3 gotas dessa solução e coloque num outro tubo de ensaio, misturando com 1 ou 2 gotas de cloreto férrico (FeCl3), que possui uma coloração amarelada: Se a cor da solução permanecer amarela, significa que a síntese teve um bom rendimento. Uma coloração violeta indicará a presença de hidroxilas fenólicas, ou seja, o ácido salicílico ainda existe na mistura, o que significa que o rendimento foi baixo.
Considerando que a aspirina esteja pura, adicione ao tubo que contém o restante dela 2 ml de hidróxido de sódio (NaOH) a 10% e aqueça por 5 ou dez minutos em banho-maria (60 - 70o C). Esta é a reação de hidrólise da aspirina. Depois de retirar o tubo, acidifique com 3 ml de ácido sulfúrico a 10% e resfrie a mistura introduzindo o tubo em água gelada. Separa por filtração em funil de Buchner o sólido formado. Nesta etapa, muitas vezes obtém-se apenas pequena quantidade de sólido. Se isto acontecer, filtre novamente. teste o sólido obtido quanto à presença de fenóis.
Veja abaixo o esquema do mecanismo da reação de hidrólise da aspirina:
As gorduras mais importantes (glicerídeos) ão ésteres de ácidos graxos (ácidos com mais de 12 carbonos na cadeia) com glicerina. Se a gordura for líquida à temperatura ambiente é convencionalmente denominada óleo. Os ácidos que ocorrem mais frequentemente são o ácido palmítico, CH3(CH2)14COOH, o ácido esteárico, CH3(CH2)16COOH, e o ácido oléico, CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH.
Sofrendo hidrólise, as gorduras produzem glicerina e sais alcalinos destes ácidos graxos - são os sabões. A ação do sabão está ligada às propriedades coloidais, em solução aquosa, dos ânions de elevado peso molecular. Tais soluções coloidais possuem a propriedade de provocar a formação de emulsões de outras substâncias (graxa, gorduras, óleo etc).
Material necessário:
Procedimento experimental:
Misture 3 ml de gordura a 3 ml de hidróxido de potássio (KOH) e 3 ml de etanol no balão de fundo redondo e prenda o condensador de refluxo. Leve em banho-maria a deixe ferver por 30 minutos. Depois resfrie o balão e adicione, sob agitação, cerca de 25 ml de solução saturada de cloreto de sódio. Isso fará precipitar o sabão (os íons do cloreto de sódio quebram a emulsão que se forma e solidifica o sal formado). Proceda com a filtração em funil de buchner.
Utilizaremos três tubos de ensaio para as próximas etapas. No tubo 1, dissolva uma pequena parte do precipitado em 3 ml de água, agite bem e verifique a espuma que se forma. Coloque o restante do precipitado num béquer e acidifique com 10 ml de ácido sulfúrico diluído. Filtre o produto orgânico insolúvel (ácido salicílico) e adicione uma pequena porção dele no tubo 2. Agite bem e observe que não haverá formação de espuma. Por fim, adicione ao restante deste precipitado no tubo 3 10 ml de hidróxido de sódio (NaOH). Agite bem e veja que a espuma se forma novamente. Resumindo:
Química 2000 - Wagner Xavier Rocha, 1999