Curso de Engenharia Química

QMC 1023-Química Orgânica C – UFSM / Prof. Dr. Arci Dirceu Wastowski

Síntese de 4-Nitroanilina. Obtenção de 4-Nitroacetanilida a partir de Acetanilida (Reação de Nitração da Acetanilida)

Matheus H. Brincker

Curso de Engenharia Química, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil. (letra Arial 9, em itálico).

Palavras Chave: Acetanilida, nitração, 4-Nitroacetanilida, recristalização.

Introdução

      Neste experimento, realizou-se a segunda etapa para a obtenção da p-Nitroanilina. A partir da acetanilida, obtida no experimento anterior, fez-se a sua nitração com os seguintes reagentes: ácido sulfúrico, o ácido nítrico e a acetanilida, para por fim obter a p-Nitroacetanilida. Na reação, também, em menor proporção, forma-se a o-Nitroacetanilida.

O procedimento tem por objetivo a produção de 4-Nitroacetanilida, que será usada no próximo experimento a fim de obter a 4-Nitroanilina.

Metodologia

     A partir de 20g (14,8 mmol) de acetanilida seca, adicionou-se, a um béquer de 50mL, 2,4 mL ácido acético e agitou-se a solução até obter uma boa suspensão, bem como adicionou-se 5,0 mL de ácido sulfúrico concentrado. Na sequência, utilizando-se banho de gelo, resfriou-se a mistura a 2°C. Enquanto a mistura esfriava, foi preparado a solução nitrante: 1,1 mL de ácido nítrico e 0,7 mL de ácido sulfúrico, a qual, após a mistura ter atingido os 2°C, foi adicionada lentamente a fim de manter a temperatura reacional até 10°C. Feito isso, aguardou-se 60 minutos para que a reação fosse completada. Completado o tempo de repouso, adicionou-se 25 mL de água e gelo e, novamente deixou-se em repouso por mais 10 minutos. Aguardado o tempo, percebe-se a formação dos isômeros nitrados, uma suspensão. Em um funil de Büchner filtrou-se o sólido formado, e lavou-se com água gelada com o intuito de remover o resíduo ácido. Finalmente, utilizando-se 30mL de etanol recristalizou-se o sólido resultante da filtração, o qual foi armazenado a temperatura ambiente para a secagem da p-Nitroacetanilida e determinado o ponto de fusão.

Resultados e Discussão

    As reações de substituição eletrofílica aromáticas mais conhecidas são: halogenação, sulfonação, alquilação e acilação de Friedel-Crafts e a nitração. No experimento utilizou-se ácido sulfúrico e ácido nítrico para conduzir a nitração. O ácido sulfúrico, aumenta a velocidade da reação, já que o ácido nítrico em meio acido se dissocia, formando o íon nitrônio e água. Na sequência, o íon nitrônio sofre o ataque nucleofílico pelo anel aromático, formando o cátion ciclo-hexadienila, que perde um próton para formar uma dupla ligação, regenerando a aromaticidade do sistema.

Vale ressaltar que em uma reação de substituição eletrofÍlica aromática pode ser adicionada nas orientações orto, meta e para. Sendo de interesse em nosso experimento a orientação para, que está em maior proporção. Lembrando que o produto final desejado é a 4-Nitroacetanilida, conforme figura 1.

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Tabela 1. Dados e resultados

Compostos	Massa (g)	N° de mols (mmol)	Rendimento (%)
Acetanilida	2,0	14,8	-
4-Nitroacetanilida	0,944	5,24	35,41

     Analisando os resultados percebe-se um rendimento de 35,41%, sendo o valor fornecido pela literatura próximo a 80%. Tal rendimento tem como consequência direta, erros experimentais, como: perda de produtos nas vidrarias e no papel filtro, bem como a aferição incorreta da temperatura, ultrapassando os 10°C ao adicionar à solução nitrante.