RELATÓRIO SEPARAÇÃO ENANTIOMÉRICA DA α- DIFENILETILAMINA

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Química - Departamento de Química Orgânica

QUI02004 - Química Orgânica Experimental I

Alunos: Camila Ângela Gonzatti 289905

João Vogt 182024

Taís Klein 258831

Professor: Dennis Russowski

RELATÓRIO SEPARAÇÃO ENANTIOMÉRICA DA α- DIFENILETILAMINA

1. Introdução

Uma ampla gama de funções físicas e biológicas depende do reconhecimento da assimetria molecular. Funções responsáveis pelo metabolismo e por numerosas respostas biológicas ocorrem porque as enzimas e outros sítios ativos naturais reconhecem subtratos com determinada quiralidade, podendo atuar com enantiômeros de maneiras totalmente distintas.

        Sempre que uma reação é conduzida sob condições aquirais, os produtos obtidos são aquirais. Se as moléculas do produto são quirais, obtêm-se quantidades iguais dos enantiômeros, isto é, uma mistura racêmica. Em geral, é possível obter uma separação parcial, quando um enantiômero fica em excesso com relação ao outro. Pasteur desenvolveu no século passado a separação enantiomérica de uma mistura racêmica deixando a mesma reagir com um auxiliar quiral. Essas moléculas convertem os dois enantiômeros em dois diastereoisômeros que, por sua vez, podem ser separados através de técnicas como cristalização fracionada ou cromatografia. Essa separação é eficiente visto que, ao contrário dos enantiômeros, os diastereoisômeros possuem propriedades  diferentes entre si, permitindo o isolamento entre eles.

        É preciso fazer uma escolha cuidadosa do auxiliar quiral. Ele deve reagir quantitativamente, os diastereoisômeros obtidos devem ser separáveis por algum método prático, os diastereoisômeros devem ser facilmente reconvertidos aos enantiômeros de partida. A reação mais utilizada é a do tipo ácido-base, que se processa rapidamente e usualmente origina sais capazes de serem facilmente separáveis por cristalização fracionada.

        Desta forma, o objetivo do presente experimento foi realizar a separação enantiomérica da α-feniletilamina em R(+)-α-feniletilamina e S(-)-α-feniletilamina utilizando como auxiliar quiral o ácido tártárico (enantiomero natural - 2R, 3R).

1. Parte experimental

Para a realização da separação enantiomérica da α-feniletilamina, foram realizados os procedimentos descritos a seguir.  Uma mistura de 6 g de ácido tartárico (enantiômero natural – 2R, 3R) e 85 mL de metanol foram colocados em um Erlenmeyer de 500 mL e aquecidos até a ebulição. Então, foram adicionados lentamente (3 a 5 minutos) 5 mL de α-feniletilamina racêmica, mantendo-se o sistema aquecido. A solução resultante foi tampada e armazenada até a próxima semana.

Após o período de repouso, observou-se a formação de cristais do sal (-)-amina(+)-hidrogenotartarato, que é menos solúvel e forma cristais prismáticos. Este sal (S) foi armazenado.  

Para a recuperação da R(+)-α-feniletilamina, a fase líquida (Solução R), foi submetida à evaporação no evaporador rotatório, a fim de retirar o metanol presente na fase líquida. Adicionou-se, então, 15 mL de água ao sal obtido e 5 mL de solução de NaOH 50%. A mistura resultante foi agitada por 5 minutos e depois colocada em um funil de separação. A amina dissolvida foi extraída com 3 porções de 15 mL de éter etílico. Reuniram-se, então as frações orgânicas e lavou-se com 15 mL de solução de cloreto de sódio para eliminar a água associada ao éter. A fase orgânica foi seca com sulfato de magnésio, filtrada e o éter etílico foi retirado no evaporador rotatório.

Já para a recuperação da S(-)-α-feniletilamina, em um Erlenmeyer de 250 mL são colocados os cristais do sal (-), juntamente com 15 mL de água, aos quais foi adicionado 5 mL de solução de NaOH 50 %. A mistura resultante foi agitada por 5 minutos e depois colocada em um funil de separação. A amina dissolvida foi extraída com 3 porções de 15 mL de éter etílico. Reuniram-se, então as frações orgânicas e lavou-se com 15 mL de solução de cloreto de sódio para eliminar a água associada ao éter. A fase orgânica foi seca com sulfato de magnésio, filtrada e o éter etílico foi retirado no evaporador rotatório.

As aminas obtidas em ambos os processos foram pesadas e analisadas em um polarímetro para a determinação da pureza óptica.

1. Resultados e discussões

Após a separação enantiomérica, a partir dos 5ml de α-feniletilamina racêmica, foi obtida a seguinte massa em termos de R(+)-α-feniletilamina e S(-)-α-feniletilamina.  O cálculo foi realizado a partir das quantidades remanescentes no balão, da seguinte forma:

Para S(-)-α-feniletilamina:

Massa do balão com S(-)-α-feniletilamina – massa do balão vazio= massa obtida de S(-)-α-feniletilamina

(45,896g – 44,011g)= 1,885g de S(-)-α-feniletilamina recuperada.

Para R (+)-α-feniletilamina

Massa do balão com Para R (+)-α-feniletilamina – massa do balão vazio = massa R (+)-α-feniletilamina

(115,716g -112,079g)= 3,617g de R (+)-α-feniletilamina recuperada.

Para a determinação da pureza óptica os resultados foram os seguintes:

Para S(-)-α-feniletilamina:

[α]= -2,082/0,1*0,97

[α]=-21,46

Para R (+)-α-feniletilamina:

[α]= -1,156/0,1*0,97

[α]= 11,92

Com base no valor do deslocamento da amina pura (38),pôde-se calcular a proporção de cada enantiômero e seu excesso, através da relação:

38    ----   100%

21,46  --     x

x=73,7% do enantiômeroS(-)-α-feniletilamina

Assim, 26,3% correspondem R (+)-α-feniletilamina.

Para estimar o excesso enantiomérico, temos que lembrar que 26,3% da R (+)-α-feniletilamina anulam na mesma proporção o enantiômeroS(-)-α-feniletilamina, logo restam 47,4% de excesso enantiomérico.

A caracterização da amina foi realizada também através do teste de Rimini  (via úmida). O resultado positivo indica presença de aminas primárias alifáticas, quando há o aparecimento da coloração vermelha/roxo, como foi o caso da amostra analisada, coo pode ser visto na figura 1.