Pontifícia Universidade Católica do Paraná- Campus Curitiba Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas- CCET Engenharia Química, 5º Período. Noturno, Turma B
Dibenzalacetona
Professora Maria Cristina Ana Carolina Naomi Omuro Greyce Belem Ribas Luan Fernandes Soares Luísa de Amorim Bueno Nadia Carolina Perez Rodrigo Schmidt
Curitiba 2011
1
Sumário 1. Introdução....................................................... ........................................ ...........2 2. Objetivo.................................................. ........................................ ..................... 4 3. Procedimento experimental................................ ......................................... ....4 4. Resultados e discussões................................................................ ..................4 5. Conclusão......................................................... ....................................... ........... 7 6. Referências bibliográficas............................................................ ....................7
1. Introdução
2
A benzalacetona e os seus derivados têm sido usados como protetor solar: Handayani e Arty sintetizaram 1(E),4(E)-1,5-Difenil-1,4-pentadieno-3-um e seu derivado, conhecido como dibenzalacetona simétrica que, por sua vez, é produzida pela condensação aldólica cruzada entre acetona e benzaldeído (1:2). Esta foi testada como um scavenger de radicais do tipo hidroxila e tem o potencial para ser material de proteção solar. Outra síntese da dibenzalacetona foi reportada por Guofeng et.al com ótimos rendimentos. Tutik D sintetizou dibenzalacetona simétrica com estrutura similar a partir de derivados de ácido cinâmico. De sua estrutura, pode ser estimado que a benzalacetona e a dibenzalacetona, que tem estrutura similar ao ácido cinâmico e seus derivados, têm absorção de UV de mesma ordem. Além disso, as dibenzalacetonas assimétricas têm, também, potencial para uso em protetores solares: A anisalbenzalacetona teve resultados muito satisfatórios (para ultra proteção a concentração mínima é de 15 ppm) enquanto a benzalveratralacetona teve um resultado mais modesto (30 ppm). A reação de ambas tem um rendimento baixo, portanto, o processo ainda está em desenvolvimento. 1 A reação dos aldóis é um método valioso para a formação de ligações carbonocarbono, a partir de aldeídos, cetonas, ou a combinação de ambos. A reação requer um átomo de hidrogênio no carbono alfa de um dos reagentes e catálise ácida ou básica. A última é mais utilizada para remover o hidrogênio alfa, formando o íon enolato. Esse ânion é adicionado a um carbono da carbonila de um segundo reagente, resultando em β-alkoxycarbonyl . A protonação desse intermediário resulta em produto aldólico, um β-hidroxycarbonyl. Quando um aldeído enolato é utilizado, refere-se ao produto como aldol, termo que reúne o nome das duas funções presentes: aldeído e álcool. Quando um enolato cetona reage com outro aldeído ou cetona, o produto chama-se, usualmente, cetol. No entanto, é comum chamá-lo, também, de aldol, devido à natureza geral dessa reação.
Se o produto de uma reação aldólica tem, pelo menos, um hidrogênio alfa remanescente entre a carbonila e o grupo β-hidroxy , a desidratação gerando um α, βcarbonila insaturada é possível. A síntese de um α, β-carbonila insaturada a partir de uma reação aldólica entre duas carbonilas, seguida de uma desidratação do produto β-hidroxycarbonyl, é chamada de reação de condensação aldólica. Ambas as reações aldólica e condensação aldólica são reversíveis e, portanto, deve-se ter o cuidado de remover a catálise ácida ou básica antes da purificação do produto. 2
3
Condensações aldólicas cruzadas ocorrem com seletividade química, somente, se algumas opções precedentes não puderem ser realizadas: 1) Cetonas geralmente reagem, somente, como nucleofílicas nas reações de adição aldólicas, pois a adição de um enolato à sua ligação C=O é termodinamicamente desvantajosa. 2) Benzaldeído, aldeído cinâmico e seus derivados não têm átomos de hidrogênio alfa, portanto, podem participar de adições aldólicas cruzadas, somente, como elétrofílicos. 3) Formaldeído também não contém átomos de hidrogênio alfa. No entanto, formaldeído é um eletrófilo tão reativo que tende a sofrer múltiplas adições aldólicas, ao invés de, apenas, uma condensação aldólica. 3
Reação da dibenzalacetona:
Na reação, bezaldeído (agente eletrofílico) reage com a acetona (agente nucleofílico), na presença de hidróxido de sódio, para produzir ,a qual se desidrata para formar
. Como a acetona
possui dois grupos de átomos de hidrogênio ácidos, após a primeira condensação, a mesma reação ocorre do lado oposto da molécula e a dibenzalacetona é isolada. 2
4
2. Objetivo
Produção de dibenzalacetona. 3. Procedimento Experimental
Em um béquer de 500 mL, provido de agitador mecânico, adicionou-se uma solução de 10 g de hidróxido de sódio em 100 mL de água destilada e 80 mL de álcool etílico. O béquer foi colocado em banho de gelo até que atingisse uma temperatura entre 20 e 25ºC. Em seguida, a solução foi submetida à agitação constante e, aos poucos, acrescentou-se metade da solução de 10 mL de benzaldeído e 3,7 mL de acetona. Após 15 minutos, adicionou-se, também aos poucos, através de gotejamento por funil, o restante da solução. Após 30 minutos de agitação, a solução foi filtrada, à vácuo, lavando o produto, com água destilada. Em seguida, o produto foi seco e, por fim, pesado.
4. Resultados e discussões
5
Mecanismo de reação:
A dibenzalacetona é um sólido cristalino, de cor amarelo canário. Possui ponto de fusão entre 110 e 111ºC. É, praticamente, insolúvel em água, pouco solúvel em álcool e éter etílico e solúvel em acetona e clorofórmio. 6
Segue tabela com informações para os cálculos: Informações sobre as substâncias Reagentes Massa Molar (g/mol) Densidade (g/ml) Volume utilizado (ml) Benzaldeído 106,13 1,0415 10 Acetona 58,08 0,788 3,7 Dibenzalacetona 234,2975 A massa de benzaldeído foi calculada, através da densidade, com a utilização do volume fornecido:
Quantidade molar do benzaldeído: .
Na reação, a proporção de benzaldeído e de acetona é de 2:1. Segundo o resultado obtido, anteriormente, considerou-se a proporção e foi encontrado o valor de ocorrer.
de acetona. Nessas condições, a reação pôde
Calculou-se a massa de acetona, através da densidade, utilizando o volume fornecido:
Quantidade molar de acetona:
Nessas condições e, sabendo que a proporção é de 2:1, encontraram-se os valores de e Dessa forma, afirmou-se que o benzaldeído foi o reagente limitante e a acetona, o em excesso. Cálculo da massa teórica do dibenzalacetona: 7
2x 106,13 g ______________ 234,2975g 10,415g ______________ Massa teórica Massa teórica=11,49632 g de dibenzalacetona Como o produto não foi purificado no experimento, não houve meios de obtenção da massa isolada da dibenzalacetona e, consequentemente, não foi possível a realização do cálculo de rendimento. 5. Conclusão
Através do cálculo de massa e de quantidade molar, afirmou-se que o reagente limitante da reação foi o benzaldeído e o em excesso, a acetona. Não houve a purificação do produto no experimento e, por esse motivo, o cálculo do rendimento não pôde ser realizado.
6. Referências bibliográficas
1- Kai, L. – Proceedings of the 2009 International Conference on: Chemical, Biological and Environmental Engineering – 2009 – Word Scientific Publishing Co. – p.119
2- Myers, A.; Pedersen, S. – Understanding the Principles of Organic Chemistry – A Laboratory Course – 2010- Cengage Learning Inc. – p326-327 3- Bruckner, R. – Organic Mechanisms: Reactions, Stereochemistry and Sythesis – 2010 – Springer-Verlag Berlin Heidelberg – p.568 4- Sethi, A. – Systhematic Laboratory Experiments in Organic Chemistry -2003 – Revised 1st edt. – New age International publishers p. 699-700
8
