Universidade Federal Fluminense

GQO - Química Orgânica XII Experimental

Relatório 2

Síntese de p-nitroacetanilida

e corante vermelho de monolite

(1-(p-nitrofenilazo)-2-naftol)

Professora Fernanda Santos

Rafaela Lima Santos de Souza

Niterói, 28 de junho de 2013

Introdução: (1)

Corantes de diazônio foram, metaforicamente, o início do arco-íris no cotidiano da população. Corantes são geralmente compostos orgânicos que formam ligações, covalentes ou não, com as moléculas nos materiais, como cabelo e tecido. Corantes naturais são extraídos de animais, insetos e vegetais, e evidências de seus usos existem desde 2600 A.C.. Entretanto, corantes naturais não são muito variados nem muito duráveis. Até cerca de 150 anos atrás, bons corantes eram caros e eram passíveis de ser obtidos apenas pelos mais ricos. A maioria das pessoas utilizava roupas opacas tingidas com tintas vegetais baratas.

Foi apenas na metade do século XIX que os químicos começaram a preparar tinturas sintéticas e pigmentos. O grande avanço ocorreu quando William Perkin acidentalmente descobriu a primeira tinta sintética ao oxidar a fenilamina (anilina) para formar um complexo sal orgânico chamado “mauve” (em português malva, de cor violeta). Essa descoberta incentivou outros químicos a investigar a preparação de novos corantes.

Azo-compostos contém o grupo funcional azo (-N=N-) e em corantes este grupo está normalmente ligado a dois anéis aromáticos. Azo-compostos são normalmente preparados ao se juntar um sal de diazônio com um composto aromático, por meio de uma substituição eletrofílica aromática. Este é o tipo mais importante de reação para compostos aromáticos.

A parte da molécula do corante que é o principal responsável pela cor é chamada de cromóforo. Em azo-compostos, o cromóforo é normalmente o grupo Ar-N=N-Ar’, onde Ar e Ar’ representam os anéis aromáticos. Ao mudar as estruturas dos anéis aromáticos, ou ao mudar os substituintes dos anéis, é possível preparar novas cores. Por exemplo, enquanto o 1-fenilazo-2-naftol é vermelho, a 4-benzenoazoanilina é amarela.

Recentemente, o uso de certos azo-corantes, como o Sudan I, tem sido restringido pois os mesmos têm potencial de causar câncer. No entanto, boa parte dos azo-compostos é não-carcinogênica e continua sendo amplamente utilizada no século XXI.

Nas práticas incluídas neste texto, primeiro foi sintetizada a p-nitroanilina (1), a partir da p-nitroacetanilida (2) obtida na prática anterior. Na segunda parte da prática, foi sintetizado o corante vermelho de monolite (1-(p-nitrofenilazo)-2-naftol) (3) a partir da p-nitroanilina obtida. Foi então tingido um pequeno pedaço de tecido de algodão com o corante vermelho, demonstrando a eficácia do método de preparação de corante.

Objetivos:

Obtenção da p-nitroanilina a partir da p-nitroacetanilida e obtenção do corante vermelho de monolite (1-(p-nitrofenilazo)-2-naftol) a partir da p-nitroanilina.

Resultados e discussão:

A reação de obtenção da a p-nitroanilina, a partir da p-nitroacetanilida configura-se como substituição nucleofílica no grupo acila (2)

A prática anterior havia resultado na produção com sucesso de 1,335g de p-nitroacetanilida. Retomando esse produto, foram feitos os cálculos para que se ajustasse os demais reagentes às quantidades próprias a essa reação. Tomando a massa molar da p-nitroacetanilida como 180,7g, observou-se que obteve-se 0,0074 mol de produto. Tomando a

estequiometria com os dados da apostila, que forneciam valores para 0,04 mol da mesma, obteve-se a equivalência de 7,40ml de ácido sulfúrico.

Adicionou-se então à um balão de fundo redondo os 1,335g de p-nitroacetanilida e os 7,40 ml de ácido sulfúrico. Submeteu-se então o mesmo à aquecimento. Um condensador de refluxo foi colocado acima do balão para evitar perdas por evaporação. . O aquecimento é necessário para ???????????????????? Os íons hidrônio provenientes da ionização do ácido sulfúrico são os responsáveis pela hidrólise do grupamento acila na p-nitroacetanilida, conforme mecanismo ilustrado a seguir:

Figura 1 - Mecanismo da hidrólise do grupo acila na p-nitroacetanilida

Passados vinte minutos de aquecimento, foi verificado o final da hidrólise pela diluição da amostra e verificação da limpidez da solução.

A mistura foi então vertida sobre 250 ml de água fria. A p-nitroanilina foi então precipitada pela adição de excesso de solução aquosa de hidróxido de sódio, com agitação, tornando imediatamente a solução amarela. Procedeu-se ao resfriamento da amostra, sua filtração em funil de Buchner e lavagem com água fria. Não foi feita recristalização pois havia pouco produto, e portanto o rendimento cairia muito, o que possivelmente não permitiria o sucesso na prática seguinte, de vermelho de monolite.

Ao pesar a p-nitroanilina obteve-se massa de 0,427g. Foram calculadas as quantidades equivalentes de ácido clorídrico e água para guardar-se a proporcionalidade com os dados da apostila, que eram fornecidos para 0,35g de p-nitroanilina. Utilizou-se, portanto, 1,20 ml de água e 1,20 ml de ácido clorídrico concentrado. Adicionou-se a p-nitroanilina, a água e o ácido clorídrico a um béquer. Procedeu-se a ligeiro aquecimento para dissolução. Imergiu-se o béquer em banho de gelo e adicionou-se gelo pilado à mistura. Ao ser atingida a temperatura de 4 °C, aproximadamente, foi vertida a solução gelada de 0,17g de nitrito de sódio em 1 ml de água no béquer. Deixou-se em repouso durante cinco minutos.

Bibliografia:

1-

BURROWS, A., PARSONS, A., PILLING, G., PRICE, G., & HOLMAN, J. (2009). Chemistry3. Nova York: Oxford Press. Páginas consultadas: 996 a 997

2- CUNHA, M. F., SOUZA, N. A., & OLIVEIRA, C. D. (2009). Apostila de Química Orgânica Experimental - GQO - UFF. Niterói. Páginas consultadas: 11 a 12, 29, 34,