Preparação da p-nitrocetanilina

Universidade Federal do Ceará
Química Orgânica Experimental II
Prática 1: Preparação da p-nitroacetanilida
Aluno: Hugo Rodrigues de Sousa Cavalcante Matricula: 335854[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

Resumo da Prática:

Objetivo da prática é preparar a p-nitroacetanilida a partir da acetanilida.

[pic 5]

A p-nitroacetanilida foi obtida através da reação de substituição eletrofílica de um anel aromático mediante a utilização de ácido acético glacial e uma mistura nitrante de ácidos sulfúrico e nítrico concentrados. Utilizou-se, no experimento, 2,51 g de acetanilida, 3mL de ácido acético glacial, 6,2mL de ácido sulfúrico e posteriormente 2,3mL de uma solução nitrante. Houve o rendimento final de 67%.

Na reação realizada, o eletrófilo é o íon nitrônio, em que este é formado 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.  

No caso da síntese realizada neste experimento, temos na molécula de acetanilida um grupo substituinte NHOCH3 (acetamido) que é grupo ativador frente ao anel aromático, por conta do nitrogênio que tem par de elétrons livres, que podem ser doados pra o anel. O fato de o grupo acetamido ser ativante indica ele faz com que o anel reaja mais rapidamente que o benzeno e também orientando a reação de substituição aromática eletrofílica seja orto e/ou 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 entando 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 o substituinte no anel (o eletrófilo) ser uma molécula grande (o NO2), este fenômeno se chama impedimento estérico.

Ao adicionar o ácido acético com a acetalinida, obteve-se uma suspensão que posteriormente foi colocada em banho de gelo. Após adicionando o ácido sulfúrico concentrado à suspensão, observou-se uma mudança na coloração da solução e um aquecimento do béquer, sendo assim uma reação exotérmica. A adição do ácido acéticom também serve como um doador de prótons para o íon HSO4-, para a formação do ácido sulfúrico. Este então doa um próton para o ácido nítrico formando o íon nitrônio deslocando então a equilíbrio para o lado dos produtos. [pic 6]

Os vários banhos de gelo tem a função de evitar o aumento da temperatura, devido reação ser exotérmica. Elevar a temperatura aumenta o grau de nitração, dessa forma obtêm-se maior quantidade de produto nitrado e subprodutos. [pic 7][pic 8][pic 9]

A reação de confirmação da síntese do produto é feita com a adição de sulfato ferro amoniacal com, com ácido sulfúrico e com hidróxido de potássio. Onde houve a reação de Fe²+ para Fe³+, que pode ser percebida com a mudança da coloração da solução.

[pic 10]