FACULDADE MAURICÍO DE NASSAU NÚCLEO DE SAÚDE, ENGENHARIA E HUMANAS CURSO: BACHARELADO EM FARMÁCIA DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA II PROFESSOR: ANDRÉ PIMENTEL
Síntese da Acetanilida e extração do Paracetamol Alunos: Lenilton Souza F. de Lima Geysa Gusmão Stephan Levita Wanessa Keila
Recife, Abril de 2010
1. Introdução e objetivos
A acetanilida (C8H9 NO) é uma substância da mesma família do Paracetamol (acetaminofeno ou N-acetil-p-aminofenol) pertencente a função das amidas e está no grupo dos primeiros analgésicos a serem comercializados, a fim de substituir os derivados da morfina. Foi introduzida na medicina em 1886 com o nome de antifibrina por Cahn and Hepp que descobriram acidentalmente a sua ação anti pirética. No entanto, provou-se que a acetanilida é excessivamente tóxica e causa sérios problemas no sistema de transporte de oxigênio, por este motivo sua quantidade é controlada pelo governo. É uma droga utilizada para combater a cefáfeia. Esta substância tem ação analgésica suave (aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). Tem ponto de fusão de aproximadamente 114 a 115 graus Celsius e a temperatura ambiente apresenta-se como cristais bem definidos e uniformes incolor. Na procura de compostos menos tóxicos, o p-aminofenol foi experimentado, acreditando-se que o organismo oxida a acetanilida a p-aminofenol. A toxicidade não era menor, o que levou a que vários derivados químicos do p-aminofenol fossem testados. Dentro dos experimentados, o derivado mais satisfatório foi a fenacetina (acetofenetidina). A fenacetina foi introduzida na terapêutica em 1887 sendo extensivamente usada em misturas analgésicas antes de esta ter estado implicada em casos de nefrotoxicidade provocada por sobredosagens. Esta nunca mais foi usada nos EUA. O acetaminofeno foi primariamente usado em Medicina por Von Mering em 1893. No entanto, ganhou popularidade apenas desde 1949 após ter sido reconhecido como sendo o principal metabolito tanto da acetanilida como da fenacetina.É um fármaco com propriedades analgésicas, mas sem propriedades antiinflamatórias clinicamente significativas. Atua por inibição da síntese da prostaglandinas,
mediadores celulares responsáveis pelo
aparecimento da dor. Esta substância tem também efeitos antipiréticos. É utilizado nas seguintes formas de apresentação: cápsulas, comprimidos, gotas, xaropes e injectáveis. A origem das palavras acetaminofeno e paracetamol tem a ver com a nomenclatura usada em química orgânica: N-acetil-para-aminofenol e para-acetil-aminofenol.Desde 1993, a IUPAC recomenda para este composto o nome sistemático N-(4-hidroxifenil)etanamida. É um pó cristalino branco ligeiramente solúvel na água, facilmente solúvel no álcool, muito pouco
solúvel no cloreto de metileno e no éter. No mercado o Paracetamol pode ser encontrado com o nome comercial de Tylenol, panadol, paramolan, penasorbe entre outros sendo o primeiro o mais comercializado. O Paracetamol, Acetanilida e a Fenacetina são os principais derivados do p-aminofenol e que através de reações enzimaticas são interconvertidas a nível hepático.
Algumas aminas
aromáticas
aciladas
como
acetanilida, fenacetina ( p-etoxiacetanilida) e acetaminofen ( p-hidroxiacetanilida) podem ser obtidos de maneira muito prática com o auxilio do professor para a elaboração deste experimento, pois os reagentes são de fácil obtenção e custo relativamente barato, podendo ser discutido durante a prática os assuntos relacionados à síntese orgânica assim como seus mecanismos reacionais e o conhecimento de técnicas de purificação destes compostos. Entre os objetivos deste trabalho é: •
A síntese da acetanilida a partir da anilina com anidrido acético;
•
Descrição do mecanismo reacional na síntese da acetanilida;
•
Extração do Paracetamol de um comprimido da marca Tylenol;
•
Conhecimento prévio das técnicas de purificação de compostos orgânicos (recristalização e determinação do ponto de fusão)
Em laboratório a Acetanilida por ser uma amida secundária pode ser sintetizada através de uma reação de acetilação da anilina, a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético, seguido de eliminação de ácido acético em sua forma aniônica (acetato), formado como um sub-produto da reação. Após sua sínteze é purificada através de uma recristalização com o uso de um solvente apropriado.
1.1 Reação de Acilação ( Fridel-Crafts)
O termo acilação cobre todas as reações que resultem na introdução de um grupo acila em um composto orgânico. O composto que proverá o grupo alila é chamado agente de acilação.Na acilação podemos utilizar diversos reagentes. Dentre eles estão o ácido acético glacial que possui grande utilização por ter menor custo mas requer longo tempo de aquecimento; o cloreto de acetila (cloreto de etanoíla, CH3COCl), que não é recomendado principalmente por reagir vagarosamente liberando ácido clorídrico, que converte metade do reagente em sal tornando-o incapaz de participar na reação; e o anidrido acético, que é muito utilizado em laboratórios pois sua velocidade de reação é ideal para a acetilação em soluções aquosas, além de formar um produto de alta pureza e com bom rendimento. A acetilação é frequentemente utilizada para "proteger" grupos funcionais primários e secundários, tornando-os menos suscetíveis a oxidações e menos reativos em reações de substituições aromáticas. Por causa dos agentes de acilação formarem um forte eletrófilo quando tratados por alguns metais catalisadores, haletos de acila são comumente usados como agentes de acilação. Por exemplo, na acilação de Friedel-Crafts usa-se cloreto de acetila (cloreto de etanoíla), CH3COCl, como o agente e cloreto de alumínio (AlCl3) como um catalisador para adicionar um grupo etanoíla ( acetila) ao benzeno. Haletos de acila e anidridos de ácidos carboxílicos são também comumente usados como agentes de acilação para acilar aminas para formar amidas ou acilar álcoois para formar éteres. As aminas e álcoois são nucleófilos; o mecanismo é adição-eliminação nucleofílica. O ácido succínico é também comumente usado em um tipo específico de acilação chamada succinação. Um exemplo industrial de acilação está na síntese de aspirina, na qual ácido salicílico é acilado pelo anidrido acético e na síntese da acetanilida em que à anilina atua como um nucleófilo atacando o anidrido acético ou cloreto de ácidos, que será demonstrado neste experimento.
2. Revisão Bibliográfica
Para a elaboração deste relatório foram utilizadas como fontes livros técnicos, artigos cientificos obtidos através de revista eletrônica e sites de Universidades Federais e Estaduais brasileiras.
3. Síntese da Acetanilida
A preparação da acetanilida ocorre através da reação entre a anilina e um derivado de ácido carboxílico, neste caso o anidrido acético, na presença de uma solução tampão de ácido acético/acetato. Como a reação é dependente do pH, este tampão fornece o pH ótimo para que a reação ocorra com maior velocidade e rendimento. A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria. Utilizando-se estes dados de solubilidade, pode-se recristalizar o produto, dissolvendo-o na menor quantidade possível de água quente e deixando resfriar a solução lentamente para a obtenção dos cristais, que são pouco solúveis em água fria. As impurezas que permanecem insolúveis durante a dissolução inicial do composto são removidas por filtração a quente, usando papel de filtro pregueado, para aumentar a velocidade de filtração. Para remoção de impurezas no soluto pode-se usar o carvão ativo, que atua adsorvendo as impurezas coloridas e retendo a matéria resinosa e finamente dividida. O ponto de fusão é utilizado para identificação do composto e como um critério de pureza. Compostos sólidos com faixas de pontos de fusão pequenas (< 2 oC) são considerados puros.
Vidrarias e acessórios
Papel de Filtro Gelo Carvão ativo Béquer 500 mL Tubos de ensaio Pipeta com auxiliar de pipetagem de 3 via Kitassato Funil de Büchner Erlenmeyer 250 mL
Reagentes
Anilina (fenilamina) P.A (C6H7N) Anidrido acético P.A (C4H6O3) Acetato de sódio anidro P.A (C2H3O2Na) Ácido acético glacial (C2H4O2) Solução aquosa a 20% (v/v) de Ácido Cloridríco (HCl) Água destilada (fria e gelada) (H2O)
Equipamentos
Placa de aquecimento com agitador magnético. 78HW – 1 (BIOMYXER) Bomba de vácuo Cuba de Gelo
3.1 Procedimento Experimental
Em um erlenmayaer adicionar 30 mL de água destilada e 4 mL de anilina posteriormente introduzir uma barra magnética e colocar no agitador magnético e deixá-lo em agitação (não é preciso aquecer) e lentamente adicionar 5mL gota-a-gota de anidrido acético observando a
precipitação da acetanilida. Resfriar a mistura em banho de gelo, filtrar em funil de Büchner e purificar por recristalização. Seque e determine o ponto de fusão.
3.2
Recristalização e determinação do ponto de fusão
A acetanilida sintetizada é solúvel em água quente, mas pouco solúvel em água fria. Utilizando-se estes dados de solubilidade, pode-se recristalizar o produto, dissolvendo-o na menor quantidade possível de água quente e deixando resfriar a solução lentamente para a obtenção dos cristais, que são pouco solúveis em água fria. As impurezas que permanecem insolúveis durante a dissolução inicial do composto são removidas por filtração a quente, usando papel de filtro pregueado, para aumentar a velocidade de filtração. Para remoção de impurezas no soluto pode-se usar o carvão ativo, que atua adsorvendo as impurezas coloridas e retendo a matéria resinosa e finamente dividida. O ponto de fusão é utilizado para identificação do composto e como um critério de pureza. Compostos sólidos com faixas de pontos de fusão pequenas (< 2 oC) são considerados puros.
Etapas da Recristalização
1- Dissolver o sólido, adicionado pequena quantidades de solvente quente 2- Filtrar a quente, removendo alguma impureza insolúvel (toda a vidraria deve estar preaquecida) 3- Esfriar lentamente, formando cristais puros Coletar os cristais, filtrar em funil de büchner
4. Extração do Paracetamol a partir do Tylenol
Vidrarias
Pipeta e pêra Kitassato Funil de Büchner Erlenmeyer 250 mL Almofariz e pistilo
Reagentes
Acetato de Etila P.A (C4H8O2) 2 envelopes de Tylenol® (Paracetamol) 750mg
Equipamentos
Aparelho de ponto de fusão ( fusiômetro) PFMII - TECNAL Evaporador Rotativo (Rotaevaporador) TE 211 - TECNAL Placa de aquecimento com agitador magnético. 78HW – 1 (BIOMYXER) Bomba de vácuo
4.1 Procedimento Experimental
Triturar dois comprimidos de Tylenol® (750 mg/ cada) em um almofariz e transferi-los para um erlenmayer de 125mL. Adicionar o acetato de etila e agitar a suspensão vigorosamente. Manter a solução sob agitação por aproximadamente 5min e em seguida filtrar para um balão tarado. Lavar o resíduo com mais 10 mL de acetato de etila e remover o solvente sob pressão reduzida. O produto é caracterizado pelo seu ponto de fusão.
5. Resultados e Discussões
A síntese da Acetanilida a partir da anilina com anidrido acético acontece por um mecanismo descrito a baixo, através de uma reação de acetilação da anilina com a saída do grupo acetato por ser um grupo de partido bom devido a sua baixa basicidade. Reação global:
Mecanismo reacional:
Na extração do paracetamol verificou o principio ativo presente no comprimido do Tylenol presente em 750 mg da fórmula farmacêutica.
6. Conclusão
Com os conhecimentos adquiridos em sala de aula e uma prévia apresentada pelo respectivo professor da disciplina realizamos a síntese a Acetanilida, o qual a intenção principal seria mostrar aos alunos o uso das reações orgânicas, entre ela a reação de substituição nucleofílíca que é verificada nesta reação. Um conhecimento das técnicas de purificação de compostos orgânicos como a recristalização e determinação de ponto de fusão foram explicados no laboratório, salientando os equipamentos e técnicas utilizadas que são imprescindíveis aos profissionais desta área. Pode-se verificar a extração de um principio ativo presente numa formula farmacêutica da marca Tylenol conhecida como Paracetamol, assim também como a sua semelhança química com a substancia a qual foi sintetizada, verificando os seu efeitos farmacológicos parecido com a acetanilida a qual pertence ao mesmo grupo.
7. Referências Bibliográficas ube-167.pop.com.br/repositorio/.../ sintese _acetanilida.htm BAPTISTELLA, Lúcia H. B.; GIACOMINI, Rosana A. and IMAMURA, Paulo M.. Síntese dos analgésicos paracetamol e fenacetina e do adoçante dulcina: um projeto para química orgânica experimental. Quím. Nova [online]. 2003, vol.26, n.2, pp. 284-286. ISSN 0100-4042.
www.qmc.ufsc.br/organica
SHRINER, R.L; FUSON, R.C.; CURTIN, D.Y.; MORRIL, T.C. Identificação sistemática de compostos orgânicos. Rio de Janeiro. Guanabara Dois, sexta ed. 1983. P517
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8. Anexos
