Relatório Síntese de Corante AZO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE

Escola de Química e Alimentos

Curso de Química Bacharelado e Licenciatura

Disciplina de Química Orgânica Experimental II

SÍNTESE DO CORANTE VERMELHO “MONOLITE”

Acad. Denise Marques Elias – 129897

Acad. Michele Tornatore  – 73917

Acad. Quelly Lima de Oliveira – 55622

Acad. Williane dos Santos Francisco – 86728    

Profª Drª Rosilene Maria Clementin

Rio Grande

2019

1 INTRODUÇÃO

        Até meados do século XIX, os corantes eram derivados de produtos naturais extraídos de plantas ou animais. Devido às limitações estabelecidas pela flora e fauna de cada local, além da baixa estabilidade e falta de padronização, tornou-se cada vez maior a necessidade de se desenvolver métodos de obtenção de compostos corantes. Assim, em 1856, William Henry Perkin sintetizou o primeiro corante sintético, comercializado com o nome de púrpura tiriana, sendo posteriormente chamado de mauveína (GOMES, 2009; OLIVEIRA, 2009).

        Os corantes sintéticos podem ser classificados de acordo com a estrutura química ou pelo tipo de interação que fazem com a fibra têxtil. Com relação a estrutura química, as principais classes de corantes são: azo, nitrofenol, nitrosofenol, trifenilmetano, antraquinona, ftalocianina, vinilsulfônico, pirimidina e triazina (SOUZA, 2006). Corantes azo são formados através de um mecanismo de substituição eletrofílica aromática (SEAr) entre um sal de diazônio e um anel aromático ativado, que pode ser uma anilina ou um fenol, sendo a reação também chamada de acoplamento diazóico. O sal de diazônio é formado mediante uma reação chamada de diazotação, na qual uma amina aromática reage com nitrito de sódio, em meio ácido, formando o sal que será acoplado a uma amina aromática ou um fenol. A função azo se caracteriza, então, pela presença de dois átomos de nitrogênio conectados por uma dupla ligação -N=N- e solúveis em água. O esquema da reação e de um mecanismo genérico podem ser observados nas figuras 1 e 2.

Figura 1. Reação de formação de corante Azo

[pic 2]Fonte: CUNHA, 2013

        

        Figura 2. Mecanismo de formação de um diazocomposto

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        Fonte: SANCHES, 2012

        Nesse mecanismo de SEAr, o eletrófilo efetivo é o cátion diazônio e a reação de diazotação inicia na formação do íon nitrosônio: o ácido clorídrico é desprotonado pelo ânion nitrito formando o ácido nitroso. O par de elétrons da hidroxila resultante ataca outra molécula de HCl gerando uma espécie iônica que ao perder água gera o nitrosônio. A seguir, ocorre a etapa de formação do diazônio, o responsável pela reação SEAr. O par de elétrons livres do nitrogênio na alcooxianilina ataca o nitrogênio positivamente carregado do nitrosônio, formando um cátion que terá o hidrogênio capturado pela base do meio, resultando na formação da nitrosamina. A espécie resultante sofre um ataque nucleofílico por parte da base, levando a formação do N-hidroxiazocomposto e gera o diazônio pela expulsão de uma molécula de água. O íon arenodiazônio é um elétrofilo muito fraco e por isso só consegue atacar espécies aromáticas muito reativas como o fenol, ou seja, que apresentem grupos doadores de elétrons. A terceira etapa na reação de acoplamento azo é, então, o ataque do íon arenodiazônio ao fenol. O átomo de oxigênio do fenolato doa densidade eletrônica para a ligação C-O, criando uma carga negativa na posição para do anel. Assim, o anel ativado sofre ataque do diazônio formando uma dienona, que será desprotonada, reestabelecendo a aromaticidade e levando ao composto azo desejado. O acoplamento sempre ocorre na posição menos impedida do fenol (SANCHES, 2012).

        Corantes azo são amplamente empregados na indústria têxtil, por conferirem aos artigos cores intensas e variadas. Estima-se que 70% dos corantes utilizados nesse setor sejam do tipo azo (GEADA, 2006).         Um exemplo de corantes azo é o chamado vermelho de monolite, também conhecido por para-red ou 1-(p-nitro-fenil-azo)-2-naftol. Esse corante é produto da diazotação da p-nitroanilina e do subsequente acoplamento do sal de diazônio resultante com o 2-naftol, como pode ser observado na figura 3. As estruturas bi e tri dimensionais do corante podem ser observadas nas figuras 4 e 5.

        Figura 3. Reação de formação do vermelho “monolite” ou para-red.

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Fonte: GOMES, 2010

Figuras 4 e 5. Estrutura do para-red 1-(p-nitro-fenil-diazo)-2-naftol [pic 7][pic 8]

        Fonte: PUBCHEM, 2019

        

        Três partes funcionais na molécula do corante são importantes para a determinação da cor: o cromóforo, grupo de átomos com uma ou mais ligações insaturadas; o auxocromo, grupos funcionais que são substituintes doadores ou aceptores de elétrons e que determinam a solubilidade da substância, intensificando a ação do cromóforo e consequentemente a coloração do produto; e o cromógeno, a própria estrutura colorante. Nos corantes azo, então, a ligação dupla entre os dois átomos de nitrogênio (-N=N-), é o cromóforo, que se apresenta ligado aos anéis aromáticos na presença de grupamentos amino, que constituem os auxocromos (SOUZA, 2006).

        Os grupos cromóforos são os principais responsáveis por determinar a cor da substância. São estes grupos que absorvem radiação eletromagnética conferindo cor às substâncias que os contém. A radiação eletromagnética absorvida fornece a energia necessária para que os elétrons sejam promovidos dos orbitais moleculares de menor energia para os de maior energia. Quando os elétrons retornam aos orbitais de menor energia, ocorre à liberação de parte da energia absorvida no inicio do processo. Esta energia, quando na região visível do espectro eletromagnético, fornece a cor do composto (MCMURRY, 2005). Já os auxocromos associados aos núcleos aromáticos atendem a finalidade da utilização do corante. Por exemplo, na indústria de bebidas, o corante requer grupos polares, como hidroxilas, carboxilas ou grupamentos sulfônicos em sua estrutura. A produção de óleos e margarinas exige grupos pouco polares ou lipofílicos. O tingimento de lã requer grupos ácidos, enquanto a tintura de tecidos de algodão, principal alvo dos corantes azo, requer auxocromos de caráter básico, como os grupos amino.