Reação De Nitração

1. Introdução:

Nitração é definida como a introdução irreversível de um ou mais grupos nitro (-NO2) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para formar um nitro composto (alifático ou aromático), um oxigênio para formar éster nitrado ou nitrogênio para obter N-nitro compostos, em especial nitroaminas.

Utiliza-se comumente o sistema ácido sulfúrico/ácido nítrico, denominado mistura sulfonítrica (MSN) para favorecer a ionização do ácido nítrico, que leva à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO2+.

Porém, a reação é favorecida para que o ataque ocorra no átomo de carbono do anel aromático com a maior densidade eletrônica; se no composto aromático em questão estiver presente algum substituinte, obtêm-se uma mistura de isômeros, dependendo dele. Predomina-se o isômero cuja posição é favorecida pelo substituinte. Logo, esses grupos afetam tanto a reatividade quanto a orientação nas substituições aromáticas eletrofílicas; de acordo com a influência que exercem sobre a reatividade do anel, os grupos substituintes podem ser divididos em duas classes: grupos ativadores (fazem com que o anel seja mais reativo que o benzeno) e grupos desativadores (tornam o anel menos reativo que o benzeno). De acordo com a maneira com que influenciam a orientação do ataque pelo eletrófilo: orientadores orto-para e orientadores meta.

Realiza-se uma reação de nitração, por exemplo, quando se deseja sintetizar a p-nitroacetanilida tendo a acetanilida como reagente de partida.

2. Objetivo:

Sintetizar e purificar via recristalização a p-nitroacetanilida, sintetizada a partir da nitração da acetanilida sob presença de ácidos nítrico e sulfúrico concentrados.

3. Procedimento Experimental:

Síntese da p-Nitroacetanilida

Mistura sulfonídrica: Adicionou-se 2,5 mL de ácido nítrico concentrado e 1,5 mL de ácido sulfúrico concentrado a um becher de 100 mL, previamente seco, em banho de gelo, mantendo-se a mistura refrigerada.

Nitração: Adicionou-se 4,0g de acetanilida seca e pulverizada a um erlenmeyer de 250mL, previamente seco. Em seguida, adicionou-se, em capela, 6 mL de ácido acético glacial. Agitou-se a mistura com o auxílio de um bastão de vidro até que uma boa suspensão fosse obtida. Aos poucos, com cuidado e agitação constante, adicionou-se 12,5 mL de ácido sulfúrico concentrado, operação realizada em capela com exaustão, utilizando resfriamento externo

Resfriou-se a mistura reacional em um banho de gelo, mantendo a tmeperatura entre 0 e 2ºC. Adicionou-se, lentamente e com agitação, a mistura sulfonídrica preparada anteriormente, mantendo a temperatura reacional abaixo de 10 ºC.

Terminada a adição, deixou-se a reação se completar em repouso e à temperatura ambiente por 1 hora. Após esse período, verteu-se com a agitação a mistura reacional em becher de 250 mL, contendo 125 mL de gelo picado e água.

Deixou-se em repouso por 15 minutos, filtrou-se a vácuo em funil de Buchner (conforme mostrado na ilustração abaixo) e lavou-se os cristais com água gelada.

Purificação:

Teste para grupo nitro: Em tubo de ensaio, adicionou-se pequena quantidade da amostra a ser analisada a 1,5mL de solução recém preparada de sulfato ferroso amoniacal a 5%. Adicionou-se 1 gota de H2SO4 6N e 1 mL de solução metanóica de hidróxido de potássio 2N. Arrolhou-se o tubo, agitando bem.

Realizou-se, paralelamente,