Síntese Laboratorial do Para - Nitroanilina

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UNIVERSIDADE AGOSTINHO NETO FACULDADE DE CIÊNCIAS        DEPARTAMENTO DE QUÍMICA[pic 2]

NITRAÇÃO DA ANILINA[pic 3][pic 4]

Integrantes

• Cristino Felgueira
• Edmilson Carlos Gomes da Costa
• Maria Luisa Lopes e silva

3º Ano – Curso de Química

Disciplina: Química orgânica III

Período: Diurno                 

                               

    DOCENTE:

                                                 __________________

Profª Danais

Luanda/2019

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INTRODUÇÃO

        A reacção de nitração dos compostos aromáticos é um dos recursos mais utilizados para introduzir um novo grupo funcional no anel aromático por meio de uma SEA.

        Contudo, o anel aromático da anilina encontra-se muito activado devido a capacidade do par de electrões do N do grupo amino se combinar com a nuvem electrónica  do anel (M+). Por este facto, facilmente forma produtos polissubstituidos. Daí a necessidade de:[pic 8]

        1º Proteger o grupo amino para reduzir a sua reactividade

        2º Reduzir a ocorrência de reacções ácido-base entre a anilina e os agentes de nitração.

        Assim, a protecção da anilina faz-se transformando a anilina numa amida (acetanilida). Esta transformação tem também uma outra vantagem que é: a introdução deste grupo volumoso irá favorecer a substituição na posição para já que é a menos impedida.

        Reacção geral:

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EXPERIMENTAL

        1º Preparação da Acetanilida

Em um balão de fundo redondo munido de um agitador mecânico e condensador de refluxo, introduziu-se o ácido acético glacial. Em seguida adicionou-se a anilina e o anidrido acético. Agitou-se a mistura a temperatura ambiente durante 15min.    Adicionou-se 50 a 100ml de água destilada e extraiu-se o produto por filtração a vácuo. Retirou-se uma pequena porção para ser recristalizada em etanol e determinou-se o ponto de fusão do produto obtido, a acetanilida. O restante produto foi utilizado no procedimento a seguir.

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        Obteve-se como produto, cristais brancos, a acetanilida.

Acetanilida
Ponto de fusão teórico	116 ºC
Ponto de fusão experimental	114 ºC

2º Preparação da p-nitroacetanilida

        Em um erlenmeyer de 50ml e colocou-se a outra parte do produto (1,73g de acetanilida) e um agitador mecânico. Colocou-se em seguida o erlenmeyer em um banho de gelo e com agitação adicionou-se 5ml de ácido sulfúrico concentrado em porções de 1ml/min.

        Paralelamente, preparou-se uma mistura sulfonítrica também em banho de gelo: em um copo de precipitação de 100ml e misturou-se 2ml de ácido sulfúrico concentrado e 2,7ml de ácido nítrico concentrado.

        Sob agitação mecânica e em banho de gelo, adicionou-se gota à gota a mistura sulfonítrica sobre a solução de acetanilida por mais ou menos 20 a 25min (com adição muito rápida ou com temperatura acima dos 10ºC pode ocorrer uma polinitração).

        Após terminada a adição, retirou-se do banho de gelo e manteve-se a agitação por mais 10min.

        A seguir, verteu-se o conteúdo do erlenmeyer sobre um copo de precipitação em que tinha gelo picado, agitou-se com a vareta de vidro até que fundisse todo o gelo, e formou-se um precipitado granular amarelo.

        O produto obtido foi extraído, por filtração a vácuo, em seguida foi recristalizado em etanol, e determinou-se o ponto de fusão.

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Mistura sulfonítrica: HNO3 + H2SO4   NO2+ +  H3O+   +  HSO4-[pic 12]

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p-nitroacetanilida
Ponto de fusão teórico	215ºC
Ponto de fusão experimental	214ºC

3º Preparação da p-nitroanilina

        Num balão de 100ml colocou-se a p-nitroacetanilida e adicionou-se o ácido clorídrico. Colocou-se um condensador em forma de refluxo e aqueceu-se a mistura até a ebulição e dissolução de todo o produto. Manteve-se o aquecimento por mais 10min. Esfriou-se a solução e adicionou-se cuidadosamente o hidróxido de sódio até atingir pH alcalino (para acertar o pH). Separou-se o produto por extracção e recristalizou-se com uma mistura de etanol e água. Determinou-se o ponto de fusão.

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p-nitroanilina
Ponto de fusão teórico	146-149ºC
Ponto de fusão experimental	147ºC

RESULTADOS E DISCUSSÕES

1. Síntese da acetanilida

Houve reação de acetilação, a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre um carbono da carboxila do anidrido acético, seguido de eliminação de ácido acético, formado como um subproduto. Como esta reação é dependente do pH, foi necessário o uso de uma solução tampão (ácido acético / acetato de sódio, pH~4,7).

Reação da síntese:

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No mecanismo da reação o grupo amino da anilina ataca o carbono polarizado do anidrido acético, fazendo com que a ligação sigma C-O se rompa e os elétrons desta ligação formem uma ligação π C-O com o outro carbono. Então, a outra ligação dupla C-O do mesmo carbono se rompe e os elétrons desta ligação π se ligam ao hidrogênio ligado ao oxigênio na molécula de ácido sulfúrico, formando ácido acético e acetanilida com o grupo amido protonado. O hidrogênio que está protonando o grupo amido é capturado pelo HSO4-, assim, recuperando o catalisador da reação e obtendo a acetanilida.