Síntese: p-nitroanilina a partir da p-nitroacetanilida

Henrique
By Henrique abril 10, 2013 02:53


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Conceitos teóricos

p-nitroanilina: é um composto orgânico de fórmula \ce{C6H6N2O2}, que consiste de um grupo fenila, ligado a um grupo amino que é para a um grupo nitro. É usada como intermediário na fabricação de corantes, antioxidantes, fármacos, gasolina, remédios para aves, e inibidores de corrosão. A p-nitroanilina é tóxica quando inalada, ingerida ou absorvida e deve ser manuseada com cuidado. Sua DL_{50}1 em ratos é de 750 mg/Kg quando administrada oralmente. A p-nitroanilina é particularmente nociva para todos os organismos aquáticos e pode causar danos em longo prazo ao meio ambiente se despejada como poluente.

A p-nitroanilina possui o grupo amino com uma basicidade relativamente alta, o que lhe permite, em pH baixo, agir como um nucleófilo (base), aceitando um próton. No gráfico abaixo podemos ver a representação da quantidade das espécies relativas ao pH da solução:

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Além disso, a p-nitroanilina possui uma estrutura que é fortemente estabilizada por ressonância e isso significa que, a despeito da basicidade conferida pelo grupo amino, esse par de elétrons apresenta certa estabilidade:

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Mecanismo

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Procedimento e observações preliminares

Pesou-se, quantitativamente, 2.0 g de p-nitroanilina e adicionou-se em um balão de fundo redondo juntamente com 10 mL de \ce{H2SO4} 50%. Deixou-se a mistura aquecer, em refluxo, durante aproximadamente 20 minutos. Após este período, com a mistura ainda quente, adicionou-se, com cuidado, sobre a mistura reacional, 50 mL de água fria e neutralizou-se a solução com \ce{NaOH} 20%. Esta neutralização, entretanto, tomou uma quantidade maior que a esperada de \ce{NaOH}, provavelmente devido a variações na composição/concentração do \ce{NaOH} usado no laboratório ou impurezas nos reagentes utilizados. A solução, agora neutralizada, começou a precipitar e deixou-se este precipitado em banho de gelo para acelerar o resfriamento. Após resfriado, filtrou-se o precipitado em funil de Buchner, lavando com 20 mL de água gelada. O sólido filtrado foi transferido para um béquer e recristalizado numa mistura 1:1 de etanol e água que fora previamente preparada.

Reação de confirmação

Na reação de confirmação da p-nitroanilina, colheu-se uma pequena quantidade do produto sólido e seco, solubilizou-se essa pequena quantidade em aproximadamente 1 mL de solução de HCl 10%. Observa-se que a p-nitroanilina é solubilizada, enquanto que o mesmo teste, feito com a p-nitroacetanilida não mostra solubilização. Com base na acidez relativa da p-nitroanilina, pode-se concluir que, em presença do ácido, uma reação de neutralização permite à p-nitroanilina solubilizar-se, enquanto que o mesmo não ocorre com a p-nitroacetanilida, que não apresenta a mesma basicidade.

Conclusão

Apesar de o mecanismo da síntese da p-nitroanilina (descrito e aceito na literatura) ser relativamente simples, o processo experimental passa por diversas etapas que são sensíveis e podem influenciar no resultado empírico do experimento. Neste caso, apesar de se esperar um alto rendimento (cerca de 90%) a prática foi capaz de produzir somente um rendimento de 40%. Esta grande discrepância pode ser resultado da diferença na concentração da base utilizada na neutralização da solução ácida (primeira parte do experimento) ou pode ser resultado de reagentes não suficientemente puros, bem como discrepâncias nos tempos de aquecimento e/ou resfriamento.

Foi possível, todavia, mesmo com rendimento abaixo do esperado, compreender como todas as etapas do experimento refletem o mecanismo da reação e comprovar, através da reação de caracterização, que p–nitroanilina foi produzida.

Bibliografia

MANO, E. B. e SEABRA, A. P. Práticas de química orgânica. Ed. Edgar Blücher, 3ª ed. Pg 163.

SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Craig B. Organic Chemistry, 10ª Ed. Editora Whiley. 2011


Show 1 footnote

  1. Dose letal mediana é a dose necessária de uma dada substância ou tipo de radiação para matar 50% de uma população em teste.
Henrique
By Henrique abril 10, 2013 02:53
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2 Comments

  1. Guilherme março 29, 23:04

    O substituinte da acetanilida está com um carbono a mais após o N na primeira imagem e um a mais antes do N no mecanismo.

    Fonte: SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Craig B. Organic Chemistry, 7ª Ed. Editora LTC.

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    • Henrique Junior junho 15, 10:28

      Obrigado pelo apontamento, Guilherme. Estou fazendo uma revisão no site e espero poder refazer os mecanismos de forma mais didática em breve.

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