Sintese De P-nitroacetanilida

I. Introdução

O processo de nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais grupos nitro (-NO2) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para formar um nitro composto. Utiliza-se comumente o sistema ácido sulfúrico/ácido nítrico, denominado mistura nitrante para favorecer a ionização do ácido nítrico, que leva à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO2+ (íon nitrônio).

Utilizando a acetanilida como reagente de partida, a obtenção da p-nitroacetanilida dá-se através da nitração dessa acetanilida. Esse processo normalmente é realizado com ácido nítrico, em presença da mistura ácido acético glacial/ácido sulfúrico, de forma a manter no meio uma mistura do agente nitrante com força média. O ácido ácetico glacial também atua na reação como agente de tamponação.

O íon nitrônio é então formado através da protonação realizada pelo ácido sulfúrico no ácido nítrico, liberando moléculas de água. Este nitrônio é um núcleofilo muito forte sendo então capaz de atacar o anel aromático da acetanilida. Nessa síntese específica, temos um grupo substitinte NHOCH3 (acetamido), na molécula de acetanilida. Esse grupo é capaz de doar seu par de elétrons livres, presentes no nitrogênio, por efeito de ressonância. Isso o caracteriza como ativante, favorecendo a localização da substituição aromática nas posições orto e para.

Quando observado em questões probabilísticas, espera-se que em uma reação de substituição eletrofílica, a adição ocorra mais de forma orientada em orto do que em para, pois há duas maneiras diferentes para adição em orto, pela esquerda ou pela direita, no entanto nas posições orto há um impedimento estérico, enquanto que na posição para não há esse fato. Desta forma o produto de isomeria para é formado com maior quantidade devido ao substituinte no anel ser uma molécula grande (o NO2).

II. Objetivo

Sintetizar p-nitroacetanilida, utilizando como reagente de partida a acetanilida.

III. Material e Métodos

III.A. Material

Balança Analítica;

Erlenmeyer de 250 mL;

Erlenmeyer de 50 mL;

Provetas;

Bastão de Vidro;

Banho de Gelo e Sal;

Termômetro;

Papel de Filtro;

Kitassato;

Funil de Buchner;

Bomba à Vácuo;

Vidro de Relógio;

Acetanilida seca e pulverizada;

Ácido Acético Glacial;

Ácido Sulfúrico Conentrado;

Ácido Nítrico Concentrado;

Gelo picado e Água.

III.B. Métodos

Em um erlenmeyer seco de 250 mL, adicionou-se 5 g de acetanilida, previamente pesada em um balança analítica. A estes foram adicionados, aproximadamente, 6 mL de ácido acético glacial e procedeu-se com sua agitação, de modo a obter uma boa suspensão. Adicionou-se também, sob agitação constante, 12,5 mL de ácido sulfúrico concentrado e prosseguiu-se com o resfriamento dessa solução em um banho de gelo e sal, de modo a manter a temperatura do meio reacional entre 0 e 2oC.

Em um outro erlenmeyer seco de 50 mL adicionou-se, aproximadamente, 2,7 mL de ácido nítrico concentrado e 1,75 mL de ácido sulfúrico concentrado. Este também foi mantido no banho de gelo e sal até seu resfriamento.

Após o tempo de resfriamento, procedeu-se com a adição lenta e sob agitação constante da mistura nitrante, contida no erlenmeyer de 50 mL, ao erlenmeyer de 250 mL, contendo acetanilida. Durante esta adição a temperatura reacional foi mantida abaixo de 10oC.

Terminada a adição, deixou-se a mistura reacional em repouso a temperatura ambiente por 15 minutos. Transcorrido esse tempo, adicionou-se gelo picado e água na mistura reacional e esta foi mantida em repouso, novamente por 15 minutos, porém, dessa vez, no banho de gelo e sal. Após esse tempo, filtrou-se a solução final em um funil de Buchner, lavando repetidas vezes com água gelada até a completa remoção dos ácidos residuais.

IV. Resultados e Discussão

Ao adicionar ácido sulfúrico concentrado à suspensão de acetanilida e ácido acético glacial, observou-se uma mudança na coloração da solução e um aquecimento do béquer, caracterizando uma reação exotérmica. O ácido acético, adicionado inicialmente, serve como um doador de prótons para o íon HSO4-, formando o ácido sulfúrico. Este então doa um próton para o ácido nítrico formando o íon nitrônio