Síntese E Purificação Do ácido Acetilsalicílico (AAS)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – CAMPUS ITABIRA

QUI005 – QUÍMICA ORGÂNICA

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

Síntese e purificação do ácido acetilsalicílico (AAS)

ITABIRA

26/04/2012

INTRODUÇÃO

As reações de síntese consistem em uma reação onde duas ou mais substâncias se juntam formando uma única substância ou quando a estrutura de um composto se modifica transformando-se em outro composto. As moléculas formadas podem ser ou não mais complexas que a dos reagentes que as originaram.

Um exemplo de síntese orgânica é a síntese de Wöhler em que o cianato de amônio (NH4OCN), um composto inorgânico, recebe energia em forma de calor e dá origem a ureia, como mostra a seguinte reação:

Outro exemplo de síntese orgânica a partir de compostos inorgânicos é evidenciado na fotossíntese. Nesta síntese, dois compostos inorgânicos (dióxido de carbono e água) geram um composto orgânico (glicose):

Na natureza raramente encontramos substâncias puras. Podemos purificar uma substância através de propriedades físicas como: sublimação, solubilidade e cristalização.

O Ácido Acetilsalicílico (AAS), Este atua como analgésico aliviando a dor, antipirético reduzindo a febre e antiinflamatório. Um comprimido de aspirina tem de aproximadamente 0,32 g de ácido acetilsalicílico.

A síntese da aspirina é possível através de uma reação de acetilação do ácido salicílico 1, um composto aromático bifuncional que possui os grupos funcionais: fenol e ácido carboxílico.

A reação de acetilação do ácido salicílico 1 ocorre através do ataque nucleofílico do grupo -OH fenólico sobre o carbono carbonílico do anidrido acético 2, seguido de eliminação de ácido acético 3, formado como um sub-produto da reação. O de ácido sulfúrico é utilizado como um catalisador desta reação de esterificação.

A purificação de compostos cristalinos impuros é geralmente feita por cristalização a partir de um solvente ou de misturas de solventes. Esta técnica é conhecida por recristalização, e baseia-se na diferença de solubilidade que pode existir entre um composto cristalino e as impurezas presentes no produto da reação.

Um solvente apropriado para a recristalização de uma determinada substância deve preencher os seguintes requisitos:

a) Deve proporcionar uma fácil dissolução da substância a altas temperaturas;

b) Deve proporcionar pouca solubilidade da substância a baixas temperaturas;

c) Deve ser quimicamente inerte ou seja, não deve reagir com a substância;

d) Deve possuir um ponto de ebulição relativamente baixo para que possa ser facilmente removido da substância recristalizada;

e) Deve solubilizar mais facilmente as impurezas que a substância.

O resfriamento, durante o processo de recristalização, deve ser feito lentamente para que se permita a disposição das moléculas em retículos cristalinos, com formação de cristais grandes e puros.

Caso se descubra que a substância é muito solúvel em um dado solvente para permitir uma recristalização satisfatória, mas é insolúvel em um outro, combinações de solventes podem ser empregadas. Os pares de solventes devem ser completamente miscíveis (exemplos: metanol e água, etanol e clorofórmio, clorofórmio e hexano, etc.).

OBJETIVO

Obter, por meio de cristalização e outros processos, a síntese e purificação do ácido acetilsalicílico (AAS) presente na aspirina.

MATERIAIS E PROCEDIMENTOS

Durante o experimento foram utilizados vários materiais, entre eles: béquer, erlenmeyer, funil de Buchner, papel de filtro, pipeta. Os reagentes utilizados foram: ácido sulfúrico

Na síntese do ácido acetilsalicílico, colocou-se 3g de ácido salicílico seco, 5 ml de anidrido acético e 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado em um erlenmeyer. Agitou-se e aqueceu-se a solução em banho-maria mantendo a agitação durante 15 minutos. Em seguida, tirou-se a mistura do banho-maria para que ela esfriasse. Adicionou-se 50 ml de água gelada e esperou-se formar os cristais para filtrar através do funil de Buchner.

Na purificação, dissolveu-se o sólido obtido em de 15 mL de álcool etílico, levando a mistura à ebulição. Despejou-se esta solução em 40 mL de água previamente aquecida. Caso ocorresse a formação de precipitado, a mistura deveria ser aquecida até dissolução completa e deixa-la esfriar lentamente. Após a formação de cristais, filtrou-se a mistura usando o funil de Buchner.

No teste da pureza do produto, para determinar se há algum ácido salicílico remanescente em seu produto, realizou-se o procedimento apresentado na tabela abaixo.

Solução de FeCl3 Controle Positivo Controle Negativo Produto Sintetizado

cristais de fenol - cristais de AAS

2 mL de Etanol +

FeCl3 1% 5 gotas 5 gotas 5 gotas

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Ao colocar 3,1005g de ácido salicílico seco, 5 ml de anidrido acético e 5 gotas de ácido sulfúrico em um erlenmeyer a solução ficou branca. Ao ser aquecida a 60ºC, rapidamente ela se tornou transparente. Foi colocada uma barrinha magnética dentro do erlenmeyer para que ela misture a solução constantemente. Após esfriar a solução, colocou-se 50 ml de água gelada e deixou-se a mistura em repouso até cristalizar. Utilizando o funil de Buchner com um papel filtro, apoiado em outro erlenmeyer, a solução foi filtrada. O líquido passou pelo papel filtro e ficou no erlenmeyer, enquanto o produto cristalizado permaneceu sob o papel.

Purificou-se o sólido obtido em 15 ml de etanol, que devido a diferença de solubilidade, o ácido acetilsalicílico cristalizou-se. Novamente a mistura foi filtrada em funil de Buchner.

O ácido acetilsalicílico deve ser mantido em lugar seco pois em presença de umidade é lentamente hidrolisado, liberando ácido salicílico e ácido acético. A decomposição é detectada pelo aparecimento de uma coloração violeta quando o produto é tratado com cloreto férrico (FeCl3). O ácido salicílico, como a maioria dos fenóis, forma um complexo altamente colorido com FeCl3. A formação de um complexo ferro-fenol com Fe(III) fornece uma coloração indo de vermelho a violeta, dependendo da quantidade de fenol presente.

No teste da pureza, ao fazer a solução de FeCl3, adicionou-se 2ml de etanol e cloreto férrico (FeCl3 1%) a uma pequena amostra do sal purificado (ácido acetilsalicílico cristalizado). O FeCl3 reagiu com o fenol, tornando a solução roxa, pois acetilou completamente devido a presença de fenol.

No controle positivo, a solução ficou escura em uma mistura de marrom e roxo. Porém, ficou mais puro que a solução anterior, pois não tem fenol e, portanto, possui menor colocação roxa.

No controle negativo, o ácido salicílico foi totalmente acetilado e ficou da cor do reagente FeCl3.

O produto sintetizado ficou menos puro, pois foi utilizado o ácido salicílico cristalizado obtido a mais tempo, que ficou em contato com o ar e hidrolisou-se

Depois colocamos na capela e esfriamos o recipiente e cristalização, depois de filtrar, purificar o sólido com 15ml de etanol, dissolveu e cristalizou

(Pela diferença de solubilidade o acido acetilsalicílico ira cristalizar. Os cristais estão no produto inicial)

1 espátula de acido salicílico + 1 pipeta sal

Etanol FeCl3 1% (cloreto férrico)

Sal purificado + FeCl3  acetilou 100%, não ficou roxo por causa do fenol, não teve complexo

1) Teste de identificação de fenol – roxo

2) 70% de acido salicílico – bioleta e mattom

(mistura)

2) nós fizemos, nada de acido salicílico, foi totalmente acetilado

100% aspirina

___________________________-

Colocou o cristal

3) 100% purificado – ficou da cor do reagente (FeCl3) Cloreto férrico

1 o FeCl reagiu com o fenol

2

3

QUESTIONÁRIO

1- Qual é o mecanismo da reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético, em meio ácido?

2- O H+ atua, na reação de preparação do AAS, como um reagente ou como um catalisador? Justifique sua resposta:

O cátion H+ vindo do ácido sulfúrico, atua na reação de preparação do AAS como um catalisador, acelerando a reação, e não é consumido durante o processo, pois é liberado ao final da reação.

3- Qual o reagente limitante usado nesta experiência? Justifique calculando o número de moles de cada reagente.

Massa molecular do ácido Salicílico (C6H4COOHOH) = 138 g/mol

Massa utilizada = 2,5g N = m / MM = 2,5g / 138g/mol = 0,018 mols

Massa molecular do anidrido acético (CH3CO)2O = 102 g/mol

Densidade do Acido Salicílico = 1.44 g/cm³ 5mL = 5cm3

D = m/V1.44 g/cm³ x 5cm = m Massa utilizada = 7,2g N = m / MM = 7,2g / 102g/mol = 0,070 mols

138 g de Ácido Salicílico ________ 102 g de Anidrido Acético

2,5 g de Ácido Salicílico_________ X

X= 1,85 g de Anidrido Acético (massa teórica)

O ácido salicílico é o reagente limitante, pois tem o menor numero de mols. O Anidrido acético é o reagente em excesso, com 5,35g de massa em excesso

4- Ao purificar um composto por recristalização, é aconselhável esfriar a solução lenta ou rapidamente? Explique. Cite outras(s) técnicas(s) utilizadas para iniciar a formação de cristais.

Lentamente, pois assim os cristais serão melhor formados.

Esfriando rapidamente o grão pode cristalizar com alguma impureza dentro de sua estrutura, logo a recristalização não será totalmente eficiente. Outras técnicas de para iniciar a formação de cristais são: adição de solvente em que a substância é pouco solúvel e adição de germe de cristalização, que é um pequeno cristal da substância que se deseja cristalizar.

5- Na etapa de filtração a vácuo, os cristais formados são lavados com água gelada. Por quê?

O ácido acetilsalicílico é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria; por isso, a lavagem dos cristais formados deve ser feita em água fria, caso contrário, ocorrerá uma solubilização dos mesmos.

6- Pesquise sobre a ação farmacológica do ácido acetilsalicílico e seus efeitos colaterais.

Analgesia - Analgésico moderado. Seu efeito máximo é inferior ao dos hipnoanalgésicos, porém com toxicidade inferior ao da maioria dos analgésicos mais potentes. O alívio da dor se dá por ação periférica e central. No primeiro caso inibindo a síntese e liberação das Prostaglandinas (PGs), por bloqueio da cicloxigenase, impedindo a sensibilização dos receptores da dor ao estímulo mecânico ou à ação de substâncias químicas (ex: bradicinina). No Sistema Nervoso Central (SNC), atua em sítio hipotalâmico para produzir ação analgésica como antipirética.

Ação Antipirética- Efeito rápido e eficaz em pacientes febris ao nível do hipotálamo, por inibição da síntese e liberação de PGE1, consistindo em aumento da dissipação do calor através da intensificação do fluxo sangüíneo periférico e da sudorese.

Ação Antiinflamatória- Inibe covalentemente a enzima ciclo-oxigenase (COX) dos tipos 1 e 2 e a produção de PGs.Embora essas ações sejam bem estabelecidas, outros mecanismos ainda não elucidados completamente, contribuem para a ação antiinflamatória do Ácido Acetilsalicílico.

4. Ação Anti-reumática- Embora elimine os sinais clínicos e melhore o quadro histológico na Febre Reumática Aguda, os danos teciduais subseqüentes não são afetados com o uso do Ácido Acetilsalicílico.

CONCLUSÃO

REFERÊNCIAS

http://www.lafepe.pe.gov.br/medicamento_detalhes.php?id_med=2

Síntese Orgânica. Disponível em: <http://www.infoescola.com/quimica/sintese-organica/> Acesso em: 9 mai. 2012

Síntese, análise e deslocamento dupla-troca. Disponível em: <http://educacao.uol.com.br/quimica/reacoes-quimicas-tipos-sintese-analise-e-deslocamento-dupla-troca.jhtm> Acesso em: 9 mai. 2012

Purificação de Substâncias Orgânicas. Disponível em: <http://www.coladaweb.com/quimica/quimica-organica/purificacao-de-substancias-organicas> Acesso em: 9 mai. 2012

Métodos comuns de purificação de substâncias. Disponível em: <http://www.coladaweb.com/quimica/fisico-quimica/metodos-comuns-de-purificacao-de-substancias> Acesso em: 9 mai. 2012

http://rafaelengpro.reis.me/sintese%20aspirina.pdf