SÍNTESE DE CORANTES: ALARANJADO DE METILA E ALARANJADO II _______________________ ___________________________________ _______________________ _______________________ _______________________ ____________ _ OBJETIVO Sintet Sintetiza izarr os corant corantes es alaran alaranjad jadoo de metila metila e alaran alaranjad jadoo II atravé atravéss de reaçõ reações es de acoplamento de sais de arenodiazônio. arenodiazônio.
_______________________ ___________________________________ _______________________ _______________________ _______________________ ____________ _ 1 – INTRODUÇÃO As arilaminas primárias reagem com o ácido nitroso, HNO 2 para formar os sais de arenodiazônio estáveis. A reação de diazotização é compatível com a presença de uma variedade de substituintes no anel aromático.
Os sais de arenodiazônio sofrem reação de acoplamento com os anéis aromáticos ativados como fenóis e arilaminas dando origem a um produto colorido de muito brilho, denominado composto azo. As reações de acoplamento dos sais de diazônio são tipicamente de substituição aromática em que o íon diazônio positivamente carregado carregado é o eletrófilo que reage com o anel rico em elétrons de um fenol ou de uma arilamina. A reação geralmente ocorre na posição para, embora a reação na posição orto possa ocorrer se a posição para for bloqueada. Os produtos de acoplamento azo são largamente empregados como corantes, por causa da conjugação estendida do sistema aromático π, que faz que esses compostos absorvam
luz
na
região
visível
do
espectro
eletromagnético.
O
p-
(dimetilam (dimetilamino)a ino)azobe zobenzen nzeno, o, por xemplo, xemplo, é um composto composto amarelo amarelo brilhante brilhante uilizado uilizado antigamente como corante em magarina. Os corantes azo são os maiores e mais importantes grupos de corantes sintéticos. Eles são usados em roupas, alimentos e como pigmentos de pinturas. São também empregados nas tintas para impressão colorida.
Os corantes azo possuem a estrutura básica Ar-N=N-Ar 1, onde Ar e Ar 1 designam grupos aromáticos quaisquer. A unidade contendo a ligação -N=N- é chamada de grupo azo, um forte grupo cromóforo que confere cor brilhante a estes compostos. Na formação da ligação azo, muitas combinações de ArNH 2 e Ar 1 NH2 (ou Ar 1OH) podem ser utilizadas. Estas possíveis combinações fornecem uma variedade de cores, como amarelos, laranjas, vermelhos, marrons e azuis.
2 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.1 – Equipamentos, vidrarias e reagentes
Equipamentos: manta aquecedora.
Vidrarias: balão de fundo redondo, proveta, pipeta, funil de separação, condensador de serpentina.
Reagentes: ácido acético glacial, álcool isoamílico, ácido sulfúrico concentrado, água destilada, bicarbonato de sódio saturado.
2.2 – Procedimento
Adicionamos em um balão de fundo redondo 17 mL de ácido acético glacial, 15 mL de álcool isoamílico e 1 mL de ácido sulfúrico concentrado;
Agitamos o balão levemente e adicionamos as pedras de porcelana;
Colocamos o balão em uma manta aquecedora e deixamos em refluxo por uma hora, como mostra a figura 1;
Terminado o refluxo, deixamos a mistura esfriar e fizemos a separação utilizando um funil de separação. A separação foi realizada com uma porção de 50 mL de água destilada e em seguida duas porções de 20 mL de bicarbonato de sódio saturado.
3 – RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 – Determinação do reagente limitante
Determinação do nº de mols do Ác. Acético e álcool Isoamílico: n = m / MM
n = m / MM
n = 17,85g / 60,05 g.mol
n = 12,195 g / 88,15 g.mol
n = 0, 297 mol de Ác. Acético
n = 0, 138 mol de Álcool Isoamílico
Como os coeficientes estequiométricos dos dois compostos é 1, não precisa dividir pelos seus respectivos coeficientes. O reagente limitante é aquele que estiver em menor quantidade, nesse caso, o álcool isoamílico (0,138 mol).
OBS.: As massas do ácido acético (17,85 g) e do álcool isoamílico (12,195 g) foram determinadas a partir da fórmula d = m/v, onde a densidade, obtida na literatura, foi de 1,05 g.cm-3 (ácido acético) e 0,813 g.cm -3 (álcool isoamílico).
3.2 – Cálculo do rendimento do Acetato de Isoamila O rendimento da reação é determinado a partir do reagente limitante, através de uma regra de três simples.
nº de mols do reagente limitante (Álcool Isoamílico) ----------- 100% nº de mols do produto (Acetato de isoamila) -------------- x Logo, 0,138 mol --------- 100% 0,12 mol
--------- x
x = 87,16 % A massa do Acetato de Isoamila foi obtida, também, pela fórmula da densidade e o volume utilizado foi o volume coletado após a extração realizada no funil de separação com as porções de água e de bicarbonato de sódio saturado. O volume do acetato de isoamila recuperado foi 18 mL e sua densidade é 0,87 g.cm -3.
3.3 – Observações
Na reação de síntese do acetato de isoamila foi utilizado excesso de ácido
acético, com base no princípio de Le Chatelier que diz que: "quando um sistema em
equilíbrio é submetido a uma força, ele tenderá a se reajustar, reagindo de maneira a minimizar o efeito desta força" ou seja, à medida que é adicionado ,
excesso de ácido acético (reagente) o sistema reage com a formação de acetato de isoamila (produto) para que o sistema volte ao equilíbrio.
A escolha do ácido acético como reagente em excesso foi feita por ser o reagente
mais barato e abundante no laboratório (em relação ao álcool isoamílico).
3.4 – Mecanismo da reação de síntese do Acetato de isoamila
O ácido acético recebe um próton do catalisador (H 2SO4);
O álcool isoamílico ataca o grupo carbonila protonado e forma o intermediário tetraédrico;
Um átomo de oxigênio perde um próton e o outro ganha um próton;
A perda de uma molécula de água forma um éster protonado;
A transferência de um próton para a base conjugada do catalisador (HSO 4-) leva ao éster e a recuperação do catalisador.
4 – CONCLUSÃO Vimos que é possível realizar a síntese do acetato de isoamila a partir do ácido acético e do álcool isoamílico e, que a adição de excesso de ácido acético para garantir a formação de uma quantidade apreciável do acetato de isoamila foi bem sucedida, tendo em vista que o rendimento obtido (87,16%) pode ser considerado um bom rendimento, mas tendo que ser levado em conta que o produto final da reação não foi purificado.
5 – BIBLIOGRAFIA [1] -
[2]http://ube164.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_m etil_orange.htm
[3] - Solomons, T.W. Graham; Química Orgânica, 6ª ed.. Vol. 2, Rio de Janeiro: 1996, LTC.
PÓS-LABORATÓRIO 1) No mecanismo da reação primeiro ocorre a protonação do ácido carboxílico pelo catalisador, em seguida o álcool ataca o grupo carbonila protonado do ácido carboxílico e forma um intermediário tetraédrico. No intermediário tetraédrico há a transferência de um próton de um oxigênio para outro, após a transferência ocorre a liberação de uma molécula de água formando um éster protonado. O éster protonado transfere o próton para a base conjugado do catalisador ácido e ocorre a formação do éster e a recuperação do catalisador. O ácido sulfúrico nesta reação tem a função de catalisador e é recuperado no final da reação. 2) Através de uma filtração com um funil de separação, utilizando água e bicarbonato de sódio saturado como solventes remove-se o excesso de água e com uma destilação pode-se remover o H 2SO4 e o álcool isoamílico. 3) Para garantir um bom rendimento da reação. 4)
5) O acetato de isoamila pode ser sintetizado pela reação de um cloreto de acila com um álcool. 6)
Acetato de benzila
Acetato de n-octila
7) a) Propionato de isobutila
b) Butanoato de etila
c) Fenilacetato de metila
8) O reagente limitante neste experimento foi o álcool isoamílico. Os cálculos estão demonstrados no item 3, subitem 3.1, página 3 do relatório em questão. 9) O rendimento da reação foi 87,16%, também demonstrado na página 3, subitem 3.2. O rendimento da reação pode ser considerado bom, mas temos que levar em conta que o acetato de isoamila não foi purificado. 10) Metanoato e heptanoato de etila – Uva Etanoato de benzila – Jasmim Butanoato de metila – Pinha Butanoato de etila – Morango Butanoato de butila – Damasco Formato de isobutila – Framboesa Etanoato de benzila – Gardênia Heptanoato de etila – Vinho Acetato de etila – Menta 11)
Se
os radicais R’s forem hidrocarbonetos saturados a estrutura é uma gordura, se forem insaturados a estrutura é um óleo.
12) Porque à medida que o álcool passa de primário para secundário e para terciário aumenta o impedimento estérico em relação à hidroxila e, quanto mais ramificada é a cadeia carbônica e mais perto estiverem as hidroxilas dessas ramificações (terciário) e dos hidrogênios (secundário), o processo será mais lento e com baixo rendimento.
