QUÍMICA ORGÂNICA I EXPERIMENTAL – Nitração do fenol

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS

QUÍMICA ORGÂNICA I EXPERIMENTAL – QUI327-61P

Profa. Viviane

NITRAÇÃO DO FENOL

Ouro Preto/MG

Novembro

1. Objetivo

O presente procedimento permite que se desenvolva, em laboratório, uma aplicação de aspectos importantes da química orgânica de sistemas aromáticos, enfatizando as técnicas básicas para manipulação e purificação de meios de reação, conduzindo, por meio de larga escala, o efeito ativante e dirigente de grupos substituintes doadores de elétrons, nas posições “orto” e “para” nos anéis aromáticos, através da reação de nitração do fenol, isto é, produzindo o-nitrofenol e p-nitrofenol.

2. Introdução

A nitração do fenol é um procedimento bastante utilizado em química orgânica experimental, principalmente pelo fato de demonstrar com relativa simplicidade as forças dirigentes em uma reação de substituição eletrofílica de anéis aromáticos, unindo assim, os fundamentos teóricos com as técnicas utilizadas na prática.

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A reação de nitração do fenol é favorecida quando a reação é conduzida a baixas temperaturas, são obtidos melhores rendimentos e os possíveis subprodutos desta reação como, m-nitrofenol, dinitrados, trinitrados, entre outros não são formados. Isso se deve ao fato da reação ser bastante exotérmica, a grande quantidade de calor dissipado durante a reação favorece a formação de outros produtos. Desta forma, torna-se indispensável o controle constante da temperatura reacional durante todo o tempo reacional, para que se obtenham os produtos desejados nessa síntese em rendimentos bons.

3. Metodologia

3.1 Mecanismo

3.2 Procedimentos

Reação:

Em um balão de três bocas de capacidade de 250 mL são adicionados 20,30 mL de agente nitrante, e assim resfriados até 5°C. Gota a gota, são adicionados 8,79 ml de solução aquosa de fenol (utilizando o mínimo de água possível), e em seguida, a mistura é agitada à temperatura ambiente durante 30 minutos.

Elaboração e Purificação:

A fim de eliminar o excesso de ácido nítrico, a mistura reacional é diluída em 200 mL de água gelada e a fase aquosa é cuidadosamente decantada do óleo.

A separação dos isômeros “orto” e “para” é feita por destilação por arraste a vapor. O resíduo da destilação, de cor avermelhada, contém o isômero “para”, e a solução aquosa de cor amarela contém o isômero “orto”, que assim, é tratado em filtração à vácuo. Nesta, foram retirados os cristais amarelos de o-nitrofenol. Simultaneamente, o “para” foi diluído com diclorometano, e em seguida, posto no funil de separação. Esta última, contendo p-nitrofenol e diclorometano, é colocada no rotavapor até que o solvente seja condensado, e o composto (p-nitrofenol) permaneça no balão, o qual é colocado, a seguir, em um recipiente com gelo, e assim, a substância é solidificada.

Para ambos os compostos “orto” e “para”, é colocada uma pequena quantidade de um deles em um tubo de ensaio, juntamente com um fragmento de sódio metálico e sulfato ferroso. O tubo é aquecido, até que adquira uma coloração vermelho escuro, e, à medida que se libera gases, acrescenta-se água destilada, e então, o tubo é quebrado. O que foi fundido é separado em um funil, e em seguida, posto em um novo tubo de ensaio, adicionando-se, gota a gota, ácido sulfúrico 5%, até que adquira coloração azul, a qual indica a presença de nitrogênio.