Acetanilida

Introdução

Reações de substituição nucleofílica:

Nas reações de substituição, o substrato tem um de seus ligantes substituído por outro. No caso da reação de substituição nucleofílica, típica dos haletos, em sua primeira etapa um dos grupos do substrato é substituído por um reagente nucleófilo.

Existem 2 tipos de reações de substituição nucleofílica, uma é a Substituição Nucleofílica bimolecular ou de 2o ordem (SN2) e a outra é Substituição Nucleofílica monomolecular ou de 1o ordem (SN1). Neste relatório para a síntese da acetanilida vamos visar a substituição nucleofílica SN2.

 Substituição Nucleofílica bimolecular ou de 2o ordem (SN2):

Nesse mecanismo ocorrem dois fatos importantes: ataque nucleofílico, formando um estado de transição (etapa lenta) e eliminação do grupo abandonador (etapa rápida). Nesse mecanismo, a velocidade da reação depende da concentração dos dois reagentes - o nucleófilo e o substrato. Isso porque a primeira etapa, que é lenta e por isso determina a velocidade da reação, depende dos dois reagentes para ocorrer - a formação do estado de transição. A reação por SN2 origina um produto cuja configuração absoluta é oposta à inicial (inversão total de configuração). Isso porque a entrada do nucleófilo se dá em lado contrário ao grupo anbandonador devido às repulsões entre pares eletrônicos dos grupos ligantes. O carbono, incialmente tetraédrico, adquire uma estrutura radial, no estado de transição. Em seguida, após a saída do halogênio o carbono reassume a forma tetraédrica, mas em configuração invertida à original.

Veja abaixo alguns fatores que favorecem o mecanismo SN2:

• Pressão - Como o mecanismo SN2 depende da concentração de ambos os reagentes, é fundamental um grande número de choques entre eles para que a reação ocorra. Por isso, quanto maior a pressão mais intensas serão as colisões intermoleculares.

• Solvente apolar - Como o estado de transição (complexo ativado) no mecanismo SN2 é uma estrutura sem carga elétrica, um solvente polar poderia desestabilizar a estrutura, por distorcer a nuvem eletrônica dessa estrutura. Nesse caso, um solvente apolar seria o ideal para manter o estado de transição durante a reação.

• Cadeia pequena - Se a cadeia carbônica for pequena, sem ramificações, será mais fácil a aproximação do nucleófilo, para efetuar a ligação com o substrato e formar o estado de transição, sem a necessidade de eliminar antes o grupo abandonador. O mecanismo SN2, portanto, é favorecido.

• Efeito indutivo -I - Quando a cadeia carbônica apresenta grupos elétron-atraentes, que "puxam" elétrons para eles, esses elétrons "parcialmente retirados" contribuirão para desestabilizar o carbocátion que possivelmente se forme. Portanto, o mecanismo mais favorecido será o SN2, que não forma carbocátion.

Algumas aminas aromáticas aciladas como acetanilida, fenacetina (p-etoxiacetanilida) e acetaminofen (p-hidroxiacetanilida) encontram-se dentro do grupo de drogas utilizadas para combater a dor de cabeça. Estas substâncias têm ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). A acetanilida (C8H9NO) está no grupo dos primeiros analgésicos a serem introduzidos, em 1884, com o nome de febrina, a fim de substituir os derivados da morfina. A quantidade de acetanilida é, no entanto, controlada pelo governo, já que esta é tóxica e causa sérios problemas no sistema de transporte de oxigênio.

A preparação da acetanilida ocorre através da reação entre a anilina e um derivado de ácido carboxílico, neste caso o anidrido acético, na presença de uma solução tampão de ácido acético/acetato. Como a reação é dependente do pH, este tampão fornece o pH ótimo para que a reação ocorra com maior velocidade e rendimento.

A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria. Utilizando-se estes dados de solubilidade, pode-se recristalizar o produto, dissolvendo-o na menor quantidade possível de água quente e deixando resfriar a solução lentamente para a obtenção dos cristais, que são pouco solúveis em água fria. A acetanilida pode ser purificada através de uma recristalização, usando carvão ativo.

O ponto de fusão é utilizado para identificação do composto e como um critério de pureza. Acetanilida tem ponto de fusão de aproximadamente 113 a 115 graus Celsius.

Podemos observar a seguir a reação de síntese da acetanilida:

1- acetanilida

2- anilina

3- anidrido acético

4- ácido acético

Objetivo

Síntese e caracterização da acetanilida, propondo um possível mecanismo para a mesma.

Materiais e Métodos

I. Materiais

Bécher de 500mL

Proveta

Funil de Buchner

Kitassato

Tubos de ensaio

II. Reagentes

Acetato de sódio anidro

Ácido acético glacial

Anilina

Anidrido acético

Reação

Em um béquer de 500 mL, na capela, preparou-se uma suspensão de 4,2 g de acetato de sódio anidro em 15 mL de ácido acético glacial. Adicionou-se lentamente, agitando constantemente, 15 mL de anilina. Em seguida adicionou-se 17 mL de anidrido acético, em pequenas porções. A reação foi rápida.

Terminada a reação, adicionou-se a mistura reacional, com agitação, 250 mL de H2O. A acetanilida separou-se em palhetas cristalinas incolores. Resfriou-se a mistura em banho de gelo, os cristais foram filtrados usando um funil de Buchner e lavou-se com H2O gelada. Secou-se a amostra e o ponto de fusão foi determinado.

Caracterização

Ensaio para amidas: Dissolveu-se em um tubo de ensaio, uma