sÍntese da acetanilida - cempeqc.iq.unesp.brcempeqc.iq.unesp.br/jose_eduardo/seminários...
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
Instituto de Química
ARARAQUARA / SP
Profº. Dr. José Eduardo de Oliveira
9 - SÍNTESE DA ACETANILIDA
Discentes: Grupo XXV + XIV
Maraina Amaral Machado
Marcelo Alves Fávaro
Natália Tagliacozzi Galvão
Thales Reggiani de Moura
As primeiras observações sobre as propriedades analgésicas e
antipiréticas foram feitas ainda no século XIX, quando muitas drogas
alternativas estavam sendo testadas no combate à febre e no tratamento de infecções. Das folhas da Cinchona
eram extraídos as quininas; os salicilatos* eram extraídos da
casca do Willow(salgueiro). Como as fontes naturais começaram a ser
pequenas para a grande demanda de medicamentos, novos substitutos
sintéticos começaram a ser experimentados.
Quinina (C20H24N2O2) alcalóide de
gosto amargo descoberta pelos
índios Incas, possui
funções antérmicas, antimaláricas
e analgésicas.Cinchona
Ácido Acetilsalicílico:
utilizado como anti-
inflamatório, antipirético,
analgésico e também como
antiplaquetar.
Salix daphnoides
Salicilatos*: àcido acetilsalicílico,
glicosídeos fenólicos, salicortin, salicin,
ésteres de ácido salicílico e seus
derivados, taninos, e outras substâncias
químicas que dependem da espécie do
salgueiro.
Em 1886 a acetanilida e em 1887 a fenacetina (derivado do alcatrão): duasnovas drogas foram introduzidas no mercado. Em 1893 um novocomposto, paracetamol, foi sintetizado: este também tinha notáveis propriedadesantipiréticas e analgésicas. Em 1895 foi constatado a presença de paracetamol empacientes que haviam ingerido fenacetina; em 1889, em pacientes quehaviam ingerido acetanilida. Em 1948 Brodie e Axelrod constataram que paracetamolera o maior metabólito da fenacetina e da acetanilida.
Acetanilida:(C8H9NO)amida.
Nome de mercado: febrina.
Finalidade: substituir os derivados
da morfina.
Fenacetina: ação antipirética e
analgésica. Atualmente quase deixou
de ser usado devido ao seus
efeitos hematológicos e nefrotoxidade.
FENACETINA
PARACETAMOL
ACETANILIDA
Fígado
Fígado
Atualmente, seu derivado, o acetominofen (N-acetil-p-amino-fenol), é
utilizado na preparação de analgésicos e antipiréticos líquidos. Seus efeitos
no organismo são semelhantes ao Paracetamol.
Acetominofen: atualmente é
utilizado pelas indústrias
farmacêuticas.
A acetanilida causa sérios problemas no sistema detransporte de oxigênio, nas funções medulares, hiperglicemia,irritação (erupção na pele ou mucosa nasal), resfriado, peleúmida, pulso fraco, abatimento (depressão geral).
Provoca cianose se for ingerida em doses altas, deprimeo coração. Em 1948, Julius Axelrod e Bernard Brodiedescobriram que acetanilida provoca meta hemoglobulinemia edanos ao fígado e aos rins.
A metahemoglobina é uma forma dehemoglobina que não liga-se ao oxigênio.Quando sua concentração é elevada nashemácias pode ocorrer uma anemia funcionale hipoxia em tecido.
Níveis elevados de metahemoglobinano sangue são causados quando osmecanismos que protegem contra o stressoxidativo no interior das hemácias sãodesarmados e o oxigênio carregado de íonferroso [Fe2+] do grupo hemo da molécula dehemoglobina é oxidado para o estado férrico[Fe3+].
METAHEMOGLOBINEMIA
ANILINA
ACETANILINA
FENACETINA
PARACETAMOL
Pode-se sintetizar a acetanilida através de uma reação de
acetilação (ácido base de Lewis) de uma amina (anilina), a partir do
ataque nucleofílico do grupo amino sobre a carbonila do anidrido
acético, seguido de eliminação do sub-produto ácido acético.
Após sua síntese, a acetanilida pode ser purificada através de
uma recristalização, usando carvão ativo.
De modo geral, a acetilação é uma reação que resulta na
introdução de um grupo acilo (R- C=O) em um composto orgânico.
Nesta reação, pode-se utilizar vários reagentes (ácidos de Lewis),
dentre eles o anidrido acético que é ideal para acetilação em soluções
aquosas, devido à sua baixa velocidade de hidrólise, formando um
produto de alta pureza e bom rendimento.
Sua ação fisiológica é de um antipirético, potente analgésico eantiespasmódico, diminui a ação reflexa, contração involuntária damedula espinhal e inibe a sensibilidade dos nervos; aumenta a pressãoarterial e diminui proporcionalmente o ritmo cardíaco.
Também possui uma ação diurética, estimulante cerebral,muscular e vaso-motor, seu efeito analgésico não difere da aspirina,possui apenas fraca atividade antiinflamatória
É um poderoso diaforético (provoca transpiração), sedativocerebral, o pulso se torna lento e frequentemente é seguido de um sonotranquilo. Em alguns casos há tendência para desmaio, calafrios ecianose durante o período de queda da temperatura.
Ela é utilizada nas inflamações de todos os tipos, febreintermitente, enxaqueca e outras formas de neuralgia; coqueluche;influenza, dores lancinantes e contrações musculares da ataxia locomotareumatismo articular e muscular agudo, hipertermia na febre tifóide.
Amina primária
(base de Lewis).
(ácido de Lewis).
ANILINA
ANIDRIDO ACÉTICO
ACETANILIDA
ÁCIDO
ACÉTICO
• bom rendimento (consumo quase que
quantitativo da anilina);
• baixa velocidade de hidrólise;
• diacetilação;
• alto custo.
+ HCl+
• bom rendimento;
• reação rápida;
• Ácido clorídrico como
produto (sal de cloridrato);
• Reação violenta.
+ H2O+
• Menor custo (grande interesse
comercial);
• Longo tempo de aquecimento (devido a
grande energia de ativação);
• Temperatura favorece reações
paralelas;
• Menor rendimento.
(...primeiramente, Química Verde ≠ Química Ambiental.)
Introduzida nos E.U.A, pelo centista Mark Harrison, da
universidade de 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).
Um químico as vezes não observa seu papel nos danos ao meio
ambiente, visto que sua preocupação primordial se dá ao processo –
custo, viabilidade, rendimento etc.
• A sociedade não abre mãos dos
benefícios da química.
• A indústria não abre mão dos
lucros.
Há acordo?
Há um acordo: lidarmos melhor com os resíduos e evitá-los na medida
do possível, sem que ocorra então desperdício.
Geralmente acidentes/poluição são evitados por métodos de controle/segurança
e/ou sistemas de tratamento de resíduos no final do processo.
• Há impacto econômico gerado pelos resíduos?
Sim!
*...lembrar que temos uma força motriz chamada Legislação!
- Gasto indevido de reagentes.
- Gasto no tratamento dos resíduos*;
“80% dos problemas estão em 20%
do processo”
Como químicos, devemos nos preocupar se nossos processos gerarão
resíduos desnecessários, ou até mesmo se podemos reaproveitá-los, se
for necessária essa informação: isso também gera lucros!
1. PREVENÇÃO.É mais barato evitar a formação de resíduos tóxicos do que tratá-los depois que eles
são produzidos;
2.EFICIÊNCIA ATÔMICA.As metodologias sintéticas devem ser desenvolvidas de modo a incorporar o maior
número possível de átomos dos reagentes no produto final;
3.SÍNTESE SEGURA.Deve-se desenvolver metodologias sintéticas que utilizam e geram substâncias com
pouca ou nenhuma toxicidade à saúde humana e ao ambiente;
4.DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS SEGUROS.Deve-se buscar o desenvolvimento de produtos que após realizarem a função
desejada, não causem danos ao ambiente;
5. USO DE SOLVENTES E AUXILIARES SEGUROS.A utilização de substâncias auxiliares como solventes, agentes de purificação e
secantes precisa ser evitada ao máximo; quando inevitável a sua utilização, estas
substâncias devem ser inócuas ou facilmente reutilizadas;
6.BUSCA PELA EFICIÊNCIA DE ENERGIA.Os impactos ambientais e econômicos causados pela geração da energia utilizada em
um processo químico precisam ser considerados. É necessário o desenvolvimento de
processos que ocorram à temperatura e pressão ambientes;
7. USO DE FONTES DE MATÉRIA-PRIMA RENOVÁVEIS.O uso de biomassa como matéria-prima deve ser priorizado no
desenvolvimento de novas tecnologias e processos;
8.EVITAR A FORMAÇÃO DE DERIVADOS.Processos que envolvem intermediários com grupos bloqueadores,
proteção/desproteção, ou qualquer modificação temporária da molécula por
processos físicos e/ou químicos devem ser evitados;
9. CATÁLISE.O uso de catalisadores (tão seletivos quanto possível) deve ser escolhido em
substituição aos reagentes estequiométricos;
10.PRODUTOS DEGRADÁVEIS.Os produtos químicos precisam ser projetados para a biocompatibilidade. Após
sua utilização não deve permanecer no ambiente, degradando-se em produtos
inócuos;
11.ANÁLISE EM TEMPO REAL PARA A PREVENÇÃO DA POLUIÇÃO.O monitoramento e controle em tempo real, dentro do processo, deverá ser
viabilizado. A possibilidade de formação de substâncias tóxicas deverá ser
detectada antes de sua geração;
12. QUÍMICA INTRINSICAMENTE SEGURA PARA A PREVENÇÃO DE
ACIDENTES.A escolha das substâncias, bem como sua utilização em um processo químico,
devem procurar a minimização dos riscos de acidentes, como vazamentos,
incêndios e explosões.
Podemos ter uma ideia de qual processo é mais ‘verde’ usando
outras Figuras de Mérito, levando em consideração o rendimento
(que também é uma figura de mérito:
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.
Através da economia atômica e rendimento encontramos a Eficiência
atômica:
efic. atomica = (rendimento (%)/100) x economia
(Environment) E-Factor: Considera resíduos e solvente, porem o
uso de grandes volumes de água compromete o valor.
Deficiências do E-Factor e Economia Atômica: Não consideram toxicidade,
consumo energético e Riscos
EFICIÊNCIA DE CARBONO (EC): Visa o efeito estufa e aquecimento
global.
O tampão realmente evita a protonação parcial da anilina e asubseqüente diacetilação da anilina, mas também é sabido que a diacetilanilina sofre decomposição em presença da água, formando a acetanilidae ácido acético.
Os rendimentos alcançados na rota B foram comparáveis aosobtidos na rota A, no mesmo tempo de reação. Há então economia dereagentes (ácido acético glacial e acetato de sódio) e minimização decompostos no rejeito (prioritariamente ácido acético).
• %A = P.M. do produto desejado/∑ P.M. das
substâncias produzidas. (economia atômica)
• E = ∑ massas dos produtos
secundários/massa do produto desejado.
Quanto maior o fator E, maior a massa de rejeito gerada, e menos aceito oprocesso do ponto de vista ambiental. A% exprime quanto dos reagentes foraincorporado no produto segundo a equação estequiométrica, é também umaferramenta bastante útil para uma avaliação rápida da quantidade de rejeitos queserão gerados pela reação.
Os resultados obtidos indicam que é possível introduzir o conceito deeconomia atômica durante as aulas práticas de orgânica, podendo assimcomparar as rotas de síntese na literatura e o rendimento dos processos.
• Acetanilida
IUPAC: N-fenilacetamida
Fórmula molecular: C8H9NO
Características: Cristais brancos, inodoros, volátil a 95°C. Solúvel em água quente, álcool, éter, clorofórmio, acetona e benzeno.
Toxicidade:Por ingestão: irritação das vias digestivas, náusea, vômito, dores abdominais,hipermotilidade intestinal, diarréia, possibilidade de hemorragia gástrica e distúrbiosrenais (nefrite).Por inalação: irritação das vias respiratórias, tosse, dispnéia, edemas pulmonares.Efeitos no sangue: cianose, metahemoglobinemia, possível ação anticoagulante no sangue.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 entes de contato.Ingestão: NÃO induza o vômito. Enxágue a boca com muita água, sem ingerir. Administreóleo de vaselina mineral medicinal, não administre leite ou gorduras.Inalação: Areje o ambiente. Remova rapidamente a vítima do local contaminado.
• Ácido acético
IUPAC: Ácido etanóico
Fórmula molecular: CH3COOH
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.
• Anidrido acético
IUPAC: anidrido etanóico
Fórmula molecular: C4H6O3
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 ou
parar, dar oxigênio ou fazer respiração artificial.
Ingestão: Não provocar o vômito. Se a vítima estiver consciente, dê um copo d’água.
• Anilina
IUPAC: AminobenzenoFórmula molecular: C6H7N
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, procederimediatamente com ventilação mecânica, eventualmente máscara de oxigênio.Contato com a pele: Lavar imediatamente com água corrente. Limpar com algodãoembebido 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.
SUBSTÂNCIAMASSA MOLAR(g.mol-1)
DENSIDADE(g.mL-1)
PONTO DE FUSÃO
(ºC)
PONTO DE EBULIÇÃO
(ºC)
Acetanilida(C8H9NO) 135,1 1,2105 113-115 304-305
Anilina(C6H7N) 93,13 1,0235 -6 184
Anidrido Acético(C4H6O3)
102,0 1,0830 -73 139
Ácido Acético(CH3COOH) 60,05 1,0492 16,63 118
Tabela - Constantes físicas das substâncias
• Anidrido acético: Deve ser neutralizado e diluído com águaantes de ser descartado na pia.
• Anilina: Descarte em frasco específico, não podendo sermisturado com outras substâncias.
• Acetanilida: Descartar em um frasco especial. Para reuso emlaboratório use a recristalização para purificação. Para descartefinal, misture com solvente inflamável e encaminhe paraincineração.
ATENÇÃO
Filtração à pressão reduzida* Utilizada no experimento de Extração com Solventes II
Secagem
VANTAGENS:• Mais eficiente que a filtração simples, devido à maior velocidade Melhor
rendimento
• Lavagem mais eficaz Precipitado com menos impurezas e menos solvente
PROCEDIMENTO:
• Lavar o precipitado com o menor volume possível de solvente frio (evitar solubilização) para remover possíveis traços da solução-mãe
• Terminada a filtração e antes de desligar a bomba de vácuo, abrir a torneira do frasco de segurança ou a entrada de ar entre o kitassato e o frasco de segurança.
• Cortar um círculo de papel de filtro(diâmetro 1 a 2 mm menor que o diâmetro interno do funil).
• Colocar o papel no funil para cobrir os orifícios e umedecê-lo com o solvente;
• Ligar a bomba de vácuo e iniciar a filtração.
• Levar o sólido no vidro de relógio,
ainda sobre o papel, a uma estufa ou
mufla (para P.F. maior que 100°C) por
30 minutos.
• Colocar o precipitado em papel de filtro absorvente sobre um vidro derelógio e cobri-lo com outro vidro, placa de Petri ou papel absorvente(para proteger de poeira). Deixar em repouso em ambiente seco (podeser ao Sol).
• vagarosamente uma pequena porção do material emum aparato especial equipado com um termômetro.
• Anotar duas temperaturas: a primeira é o (aamostra começa a se liquefazer) e a segunda é o(amostra totalmente fundida).
• Ponto de fusão substâncias cristalinas puras: faixa estreita detemperatura (0,5-1,0ºC) Usada como critério de avaliação depureza.
• Presença de impurezas alargamento dessa faixa, além deabaixar a temperatura de fusão.
120 mL de água e 15,50 g de Anilina ( em béquer de 500 mL)
Agitação magnética
constante19,40 g ( 18,00 mL ) de Anidrido Acético
Líquido: Acetanilida (traços) + Ácido acético + Anilina (traços)
Sólido : Acetanilida + impurezas
Adicionar
Resfriar e filtrar à vácuo
*CUIDADO
Reação
muito
exotérmica
e rápida!!!
NA
CAPELA
Sólido:Acetanilida e Impurezas
Filtrado:Ácido Acético, Anilina e
água
*Descartar em frasco
específico• Lavar o precipitado várias vezes
com água gelada e/ou água mãe.
• Secar em estufa a 60 C
(aproximadamente).
Acetanilida seca + impurezas
Pesar , determinar o rendimento e o ponto de fusão.
MM = 93,13 g/mol
m = 15,50 g
MM = 102,09 g/mol
V = 18,00 mL
d = 1,08 g/mL
MM = 135,1 g/mol
m = ?
MM = 60,05 g/mol
Cálculo da massa de anidrido
acético:
d = m / V
m = 1,08 x 18,00
m = 19,44 g
Reagente limitante:
93,13 g ------- 1 mol de
Anilina
15,50 g ------ nanilina
nanilina = 0,166 molReagente em excesso:
102,09 g -------- 1 mol de Anidrido
19,44 g -------- nanidrido
nanidrido = 0,190 mol
Cálculo do rendimento:
n acetanilida = n anilina
Para 100% de rendimento:
n acetanilida = 0,166 mol
macetanilida = n x MM
macetanilida = 0,166 x 135,1
macetanilida = 22,43 g
22,43 g ----- 100%
Massa pesada ----- x
x = % rendimento
• VOGEL, A. I.. Química Orgânica. 3.ed. Rio de Janeiro: USP, 1981.
• The Merck Index, 12º Edição.
• Quím. Nova, Vol. 26, No. 5, 779-781, 2003 - INSERÇÃO DO CONCEITO DE ECONOMIA ATÔMICA NO PROGRAMA DE UMA DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL.
• www.pt.wikipedia.org
• Seminários dos anos anteriores;
• Morrison, R. T.; Boyd, R. N. Química Orgânica, 13. ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 1996.
• http://www.qmc.ufsc.br/organica/exp7/paracetamol.html
• labjeduardo.iq.unesp.br
• Merck Index – 14ª ed