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Síntese e Purificação do Ácido Acetilsalicílico (Aspirina), Esquemas de Química Orgânica

Relatório da síntese e preparação ASS

Tipologia: Esquemas

2024

Compartilhado em 08/12/2024

sheila-santos-89
sheila-santos-89 🇧🇷

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I- IC 357
Professores: Rosane Nora e Marco Edilson
SÍNTESE DO ÁCIDO ACETILSALICÍLICO (AAS)
1. INTRODUÇÃO: Reação de Substituição Nucleofílica em Carbono Acílio
O ácido acetilsalicílico (AAS
, aspirina
ou melhoral
) de nome sistemático ácido 2-
acetoxibenzóico é uma droga com propriedades analgésicas, antipiréticas e antinflamatórias e
antireumática. Adicionalmente uma vez que a aspirina inibe a agregação de plaquetas e a
coagulação do sangue, é também usada em doses baixas para tratar doentes em risco de ataque
cardíaco. Pertence ao grupo dos medicamentos antinflamatórios não-esteróides (NSAIDs), os quais
também incluem o ibuprofeno e o naproxeno. Esse ácido é um sólido branco cristalino encontrado
na forma de agulhas ou escamas. É inodoro, mas frequentemente, quando exposto ao ar, hidrolisa
parcialmente ao ácido salicílico e ácido acético. Em 1828 o farmacêutico francês Henri Leroux, e
o químico italiano Raffaele Piria isolaram a salicina (um composto de glicose e um derivado de
ácido salicílico) na sua forma cristalina da casca do salgueiro e de uma outra planta, a ulmária
(rainha-dos-prados). No entanto, esse princípio ativo era amargo e tinha efeitos secundários graves,
incluindo, em alguns casos, irritação gástrica aguda. Em 1897, Felix Hoffmann e Arthur
Eichengrün, da empresa alemã Friedrich Bayer & Co., conjugou o ácido salicílico com acetato
criando o ácido acetilsalisílico – que descobriu ser menos tóxico. E assim foi o primeiro fármaco a
ser sintetizado na história da farmácia, e com isso tornou-se o analgésico mais popular do mundo.
John Vane, em 1971, Prêmio Nobel de Medicina em 1982: descreveu o mecanismo da ação do
AAS (inibir a síntese das prostaglandinas). A aspirina continua sendo extensivamente pesquisada:
pode prevenir ataques cardíacos, alguns tipos de câncer e até mesmo o mal de Alzheimer. Efeitos
colaterais da aspirina: agressão ao estômago (problemas digestivos); zumbido nos ouvidos; feridas
na pele; pessoas alérgicas (2 a 3 % da população) podem vir a ter ataques de asma; extremamente
desaconselhável para gestantes e devido ao seu efeito anticoagulante, é desaconselhável em estado
pós-operatório. A preparação do ácido acetilsalicílico (AAS) se dá através da reação de acetilação
do ácido salicílico utilizando-se anidrido acético como agente acilante e ácido sulfúrico como
catalisador. A maior impureza no produto final é o próprio ácido salicílico, que pode estar presente
devido a acetilação incompleta ou a partir da hidrólise do produto durante o processo de
isolamento. Este material é removido durante as várias etapas de purificação e na recristalização do
produto.
Segurança no laboratório: A indicação de Risco e Segurança para os reagentes e solventes
usados na prática: Anidrido acético – irritante e corrosivo; ácido acético - irritante; ácido sulfúrico
– corrosivo; ácido salicílico – nocivo por ingestão e irritante e Etanol - inflamável e nocivo
2. PARTE EXPERIMENTAL
H
2
SO
4
O
OH
O
CH
3
O
OH
OH
O
PM =
C
7
H
6
O
3
Ácido salilico
138,12 g/mol
Anidrido acético
p.f = 159
0
C
O
O O
C
4
H
6
O
3
PM= 102,09 g/mol
d = 1,08 g/mL
Ácido acetilsalicílico
C
9
H
8
O
4
PM = 180,14 g/mol
p.f.= 135
0
C
CH
3
CO
2
H
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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I- IC 357

Professores: Rosane Nora e Marco Edilson

SÍNTESE DO ÁCIDO ACETILSALICÍLICO (AAS)

1. INTRODUÇÃO: Reação de Substituição Nucleofílica em Carbono Acílio

O ácido acetilsalicílico (AAS, aspirina^ ou melhoral) de nome sistemático ácido 2- acetoxibenzóico é uma droga com propriedades analgésicas, antipiréticas e antinflamatórias e antireumática. Adicionalmente uma vez que a aspirina inibe a agregação de plaquetas e a coagulação do sangue, é também usada em doses baixas para tratar doentes em risco de ataque cardíaco. Pertence ao grupo dos medicamentos antinflamatórios não-esteróides (NSAIDs), os quais também incluem o ibuprofeno e o naproxeno. Esse ácido é um sólido branco cristalino encontrado na forma de agulhas ou escamas. É inodoro, mas frequentemente, quando exposto ao ar, hidrolisa parcialmente ao ácido salicílico e ácido acético. Em 1828 o farmacêutico francês Henri Leroux , e o químico italiano Raffaele Piria isolaram a salicina (um composto de glicose e um derivado de ácido salicílico) na sua forma cristalina da casca do salgueiro e de uma outra planta, a ulmária (rainha-dos-prados). No entanto, esse princípio ativo era amargo e tinha efeitos secundários graves, incluindo, em alguns casos, irritação gástrica aguda. Em 1897, Felix Hoffmann e Arthur Eichengrün , da empresa alemã Friedrich Bayer & Co., conjugou o ácido salicílico com acetato criando o ácido acetilsalisílico – que descobriu ser menos tóxico. E assim foi o primeiro fármaco a ser sintetizado na história da farmácia, e com isso tornou-se o analgésico mais popular do mundo. John Vane, em 1971, Prêmio Nobel de Medicina em 1982: descreveu o mecanismo da ação do AAS (inibir a síntese das prostaglandinas). A aspirina continua sendo extensivamente pesquisada: pode prevenir ataques cardíacos, alguns tipos de câncer e até mesmo o mal de Alzheimer. Efeitos colaterais da aspirina: agressão ao estômago (problemas digestivos); zumbido nos ouvidos; feridas na pele; pessoas alérgicas (2 a 3 % da população) podem vir a ter ataques de asma; extremamente desaconselhável para gestantes e devido ao seu efeito anticoagulante, é desaconselhável em estado pós-operatório. A preparação do ácido acetilsalicílico (AAS) se dá através da reação de acetilação do ácido salicílico utilizando-se anidrido acético como agente acilante e ácido sulfúrico como catalisador. A maior impureza no produto final é o próprio ácido salicílico, que pode estar presente devido a acetilação incompleta ou a partir da hidrólise do produto durante o processo de isolamento. Este material é removido durante as várias etapas de purificação e na recristalização do produto.

Segurança no laboratório : A indicação de Risco e Segurança para os reagentes e solventes usados na prática: Anidrido acético – irritante e corrosivo; ácido acético - irritante; ácido sulfúrico

  • corrosivo; ácido salicílico – nocivo por ingestão e irritante e Etanol - inflamável e nocivo

2. PARTE EXPERIMENTAL

H 2 SO 4 O

OH

O

CH 3

O

OH

OH

O

PM =

C 7 H 6 O 3

Ácido salicílico

138,12 g/mol

Anidrido acético

p.f = 159 0 C

O

O O

C 4 H 6 O 3 PM= 102,09 g/mol d = 1,08 g/mL

Ácido acetilsalicílico C 9 H 8 O 4 PM = 180,14 g/mol p.f.= 135 0 C

CH 3 CO 2 H

Em um erlenmeyer de 250 mL seco adicionar, rigorosamente nessa ordem, 3,0 g de ácido

salicílico, 6 mL de anidrido acético e 6 gotas de H 2 SO 4 concentrado. Agite a mistura

vigorosamente durante 15 minutos, acompanhando a dissolução do ácido salicílico e o aumento da

temperatura do meio reacional. Após este tempo adicionar 30 mL de água destilada gelada, agitar

bem a suspensão e filtrar o sólido obtido em funil de Büchner e lavar com 3 porções de 10 mL de

água gelada. Deixe secar bem os cristais antes de recristalizar (reserve uma pequena quantidade

para teste de confirmação).

Purificação do AAS Dissolver o produto bruto em béquer usando 10 mL de álcool etílico á quente. Verter a

solução alcoólica quente sobre 22 mL de água quente contida em outro béquer. Caso haja

precipitação, dissolver por aquecimento. Deixar a solução esfriar sem filtrar á quente. Cristais

sobre a forma de agulha serão obtidos. Filtrar em Buchner, lavar com alguns mL de água gelada e

depois com alguns de álcool gelado. Secar em estufa a 80o. Pesar e determinar o rendimento e o

ponto de fusão (138º - 140 ºC) do AAS.

3. TESTE DE CONFIRMAÇÃO DA HIDROXILA FENÓLICA:

Pode-se fazer um teste bastante eficaz para verificar se o ácido salicílico foi totalmente consumido, ou seja, se não existem resíduos desse ácido junto ao produto (AAS). Separe três tubos de ensaio, coloque 0,5 mL de etanol em cada um deles. Dissolva uma pequena quantidade de ácido salicílico no primeiro tubo, coloque uma quantidade semelhante do seu produto AAS no segundo tubo. O terceiro tubo, que contém apenas o etanol servirá de controle. Adicione a cada tubo uma gota de uma solução 5% de cloreto férrico (FeCl 3 ) e registre a cor após a agitação. A formação de um complexo ferro-fenol com Fe(III) dá cor entre vermelho e violeta, indicando a presença de hidroxila fenólica. Repita a experiência com o material após recristalização e anotar os resultados.

4. QUESTÕES

1. Qual é o mecanismo da reação entre o ácido salicílico e o anidrido, em meio ácido? 2. O H+^ atua, na reação de preparação do AAS, como um reagente ou como um catalisador? Justifique sua resposta.

3. Qual o reagente limitante usado nesta experiência? Justifique calculando. 4. Ao purificar um composto por recristalização, é aconselhável esfriar a solução lenta ou rapidamente? Explique.

Referências:

1. Dias, A. G.; da Costa, M. A. e Guimarães, P. I C. Guia Prático de Química Orgânica. Vol.II: Síntese Orgânica – Executando experimentos. Ed. Interciências, RJ, 2008. 2. Mano, E. B.; Seabra, A. P. Prática de Química Orgânica , 3ª Ed., Editora Edgard Blucher LTDA: São Paulo, 2002. 3. Soares, B. G.; Souza, N. A.; Pires, D. X. Química Orgânica – Teoria e Técnicas de Preparação, Purificação e Identificação de Compostos Orgânicos , 1ª Ed., Editora Guanabara: Rio de Janeiro, 1988.