Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC Faculdade de Farmcia

Aulas Prticas

Disciplina de Qumica Orgnica II

Profa Dra. Patrcia de Aguiar Amaral

Cricima/2015

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Disciplina de Qumica Orgnica II Prtica

1. Objetivos:

Desenvolver habilidade prtica em construir molculas orgnicas complexas (frmacos) a partir de seus componentes mais simples, atravs de processos de sntese orgnica.

Desenvolver capacitao para:

entender, montar e otimizar tcnicas; utilizar recursos bibliogrficos; fazer uso e disposio adequada de solventes e reagentes ; elaborar frmacos usuais ou novos; executar snteses; gerenciar os rejeitos e resduos gerados.

2. Metodologia:

Tratar os aspectos tericos e prticos das reaes abordadas. 3. Dinmica:

Reviso dos fundamentos de laboratrio Estudo terico da tarefa proposta Planejamento para a execuo prtica Execuo da tarefa Anlise crtica Relatrio final

4. Contedo Programtico: * Introduo/ Planejamento * Obteno da Sulfanilamida:

- Etapa 01: Acetanilida - Etapa 02: Cloreto de p-acetilsulfanililo - Etapa 03: N-acetilsulfanilamida - Etapa 04: Sulfanilamida

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Introduo:

1. Laboratrio de Qumica: Normas de Segurana

O procedimento correto no laboratrio de sntese orgnica condio principal para quem pretende lidar com essa rea. Uma pequena negligncia pode causar srios danos tanto na integridade fsica da pessoa, quanto na manuteno do laboratrio. Para se evitar tais problemas imprescindvel o conhecimento das noes bsicas de segurana.

1.1 Pessoal: Equipamento de Proteo Individual (EPI): avental, luvas, culos, mscaras, pipetadores. Postura: alimentao, fumo, concentrao.

1.2 Instalaes: Exausto, capelas, extintores de incndio, chuveiros, lava-olhos, sada de emergncia.

1.3 Ambiental: Tratamento de efluentes, rejeitos e resduos qumicos.

2 - Trabalho Laboratorial: Operaes

2.1 Pesagem e medio de volume 2.2 Aquecimento 2.3 Arrefecimento e resfriamento 2.4 Mistura 2.5 Filtrao 2.6 Concentrao 2.7 Cristalizao 2.8 Secagem 2.9 Identificao 2.10 Armazenagem

3 - Trabalho Laboratorial: Reagentes Qumicos

3.1 Tipos de reagentes 3.2 Caractersticas fsico-qumicas 3.3 Resduos qumicos 3.4 tratamento dos resduos qumicos

4 - Desenvolvimento:

4.1 Objetivo 4.2 Rota sinttica 4.3 Tcnica de obteno dos intermedirios 4.4 Fluxogramas das tcnicas (operaes, reagentes e condies) 4.5 Execuo da tcnica 4.6 Purificao 4.7 Identificao 4.8 Clculo de rendimento

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I - Obteno da Sulfanilamida (1,2)

NH2 NHCOCH3 NHCOCH3

SO2Cl

NHCOCH3

SO2NH2

NH2

SO2NH2

1 2

3 4

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Etapa 01: Obteno da Acetanilida 1. Reagentes:

cido clordrico concentrado.....................4,5 ml Anilina..........................................................5,0 ml Anidrido actico...........................................6,75 ml Acetato de sdio...........................................8,04 g gua destilada............................................120 ml

2. Tcnica

Em um bquer contendo 120 ml de gua destilada, colocar 4,5 ml de cido clordrico concentrado e 5,0 ml de anilina. Agitar at que a anilina esteja totalmente misturada (caso a soluo esteja corada, adicionar carvo ativo, aquecer sob agitao e filtrar).

Adicionar mistura (ou ao filtrado) 6,75 ml de anidrido actico, agitar at dissolver e introduzir imediatamente 8,04 g de acetato de sdio em 25 ml de gua destilada. Agitar e resfriar em gelo. Os cristais obtidos so separados por filtrao a vcuo e lavados com gua.

A recristalizao, se necessria, feita em gua com 2% de metanol.

Rendimento: 6,0 g PF: 113-114C

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3. Reao:

NH2(CH3CO)2O/CH3COO-Na+

H2O/HCl

NHCOCH3

4. Caracterizao:

4.1 Caracteres organolpticos 4.2 Ponto de fuso 4.3 Solubilidade 4.4 Espectro IV 4.5 Cromatografia

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Etapa 02: Obteno do Cloreto de p-acetilsulfanililo

1. Reao:

NHCOCH3

HSO3Cl

NHCOCH3

SO2Cl

2. Reagentes: cido clorossulfnico.....................25 g Acetanilida................................ .....6,0 g

3. Tcnica:

Em um balo de fundo redondo so colocados 25,77 g de cido clorossulfnico e o sistema esfriado com gelo a 12-15C. Com agitao mecnica so adicionados pouco a pouco 6,0 g de acetanilida, em mais ou menos 10 minutos, sem permitir que a temperatura ultrapasse os 15C.

Depois da adio de toda a acetanilida, a mistura aquecida a 60C (banho de vaselina) durante uma hora para completar a reao (quando no houver mais desprendimento de HCl). O lquido xaroposo obtido vertido em gelo picado, lentamente e com agitao ocorre decomposio do excesso de cido clorossulfnico. O cloreto de cido slido que precipita filtrado em funil de buchner e lavado com gua destilada.

* Recristalizao: O produto bruto e seco dissolvido em acetona a frio, filtrado e precipitado com excesso de gua. Entretanto, para a maioria dos casos, pode ser utilizado o produto bruto e inclusive mido.

Rendimento: 8,0 - 8,5 g PF: 143-147C

CUIDADO! cido clorossulfnico explosivo em contato com a gua!

4. Caracterizao: 4.1 Caracteres organolpticos 4.2 Ponto de fuso 4.3 Espectro IV 4.4. Cromatografia

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Etapa 03: Obteno da N-acetilsulfanilamida 1. Reao:

NHCOCH3

SO2Cl

NHCOCH3

SO2NH2

2NH3NH4Cl

2. Reagentes

Cloreto de p-acetilsulfanililo............8,0 g Amnia concentrada.........................70 ml

3. Tcnica:

Colocar o cloreto de p-acetilsulfanililo (pode ser utilizado em estado bruto, sem purificao) em um balo de 100 ml e adicionar 70 ml de amnia concentrada, agitando fortemente a mistura, para desfazer os grumos que se formam.

Aquecer a mistura sob refluxo por 1 hora. Resfriar e separar o precipitado por filtrao, lavando-o com pouca gua (gelada).

Purificao: cristalizao - EtOH 95

Rendimento: 6,0 - 7,0 g. PF: 219C

4. Caracterizao: 4.1 Caracteres organolpticos 4.2 Ponto de fuso 4.3 Solubilidade 4.4 Espectro IV 4.5 Cromatografia (Acetato de etila/Ciclohexano 6:4)

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Etapa 04: Obteno da Sulfanilamida 1. Reao :

NHCOCH3

SO2NH2

NH2

SO2NH2

H2O CH3COOH NH4ClH2O/HCl

2. Reagentes:

N-acetilsulfanilamida...........................6,0 a 7,0 g HCl concentrado................................30 ml gua destilada ...................................30 ml Hidrxido de amnio gua destilada

2. Tcnica:

Aquecer a N-acetilsulfanilamida (bruta e mida), sob refluxo, com 30 ml de HCl concentrado e 30 ml de gua destilada por 30 minutos.

Ao final desse tempo, adicionar um pouco de carvo ativo, aquecer novamente a mistura e filtr-la a quente. O filtrado neutralizado com amnia concentrada e forma um precipitado de sulfanilamida que resfriado e separado por filtrao, sendo lavado com pouca gua.

Rendimento: aproximadamente 4 g. PF: 163-164C

3. Caracterizao: 3.1 Caracteres organolpticos 3.2 Ponto de fuso 3.3. Espectro IV 3.4. Cromatografia

Principais tcnicas utilizadas em aula prtica

APARELHAGEM PARA REFLUXO

Em sntese orgnica comum a necessidade de manter uma reao a temperatura constante durante um longo tempo, sem que haja perda de material. A tcnica usual envolve o aquecimento da mistura at a temperatura de ebulio do solvente, com posterior condensao do vapor de volta ao frasco de reao. Esta operao comumente chamada de aquecimento sob refluxo.

CROMATOGRAFIA Princpio Terico: A cromatografia um processo de separao ou purificao de substncias baseado no princpio de distribuio diferencial em fases. Cromatografia lquido-slido: A adsoro de uma substncia em uma superfcie slida est relacionada com as mesmas foras de interao utilizadas em consideraes de solubilidade, isto , atraes eletrostticas, complexao, pontes de Hidrognio, foras de Van der Waals, etc.. Um tipo de cromatografia lquido-slido a cromatografia em camada delgada. Nesse tipo de cromatografia, utilizada uma camada fina e uniforme de slido espalhada em uma lmina de vidro. A mistura a ser analisada aplicada na base da lmina e esta colocada verticalmente em um recipiente contendo uma pequena quantidade de solvente. O solvente sobe por capilaridade, arrastando a soluo. Esse mtodo bastante utilizado na identificao qualitativa de componentes de uma mistura, devido a sua boa resoluo e facilidade de manipulao.

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Tabela 1 - Constantes de Dissociao de algumas Bases(6)

Base PKa pKb

NH2

10,64 3,36

NH2

4,58 9,42

NH2

Me

5,08 8,92

NH2NH2

8,0 6

CH3NH2

10,64 3,36

CH3CH2NH2

10,75 3,25

CH3CH2CH2CH2NH2

10,67 3,33

NH

2,5 11,5

N

5,2 8,8

NH2OH

6,0 8,0

N

N

H

7,0 7,0

NH3

9,5 4,5

Kb : capacidade de aceitar prtons oferecidos pela gua.

RNH2 + H2O RNH3

+ + OH-

QUANTO > Kb > FORTE A BASE.

Kb = NH3+ OH-______________RNH2

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Referncias Bibliogrficas

1. VOGEL, A. Qumica Orgnica: Anlise Orgnica Qualitativa. Rio de Janeiro: Livro Tcnico, 1980. 3v.

4. SOARES, Bluma Guenther. Qumica Orgnica: Teoria e Tcnicas de Preparao, Purificao e Identificao de Compostos Orgnicos. Rio de Janeiro: Guanabara, 1988.

5. EICHER, T. & ROTH, H. Synthese, Gewinnung und Charakterisierung von Arzneistoffen. Stuttgart; New York: Thiewe, 1986.

6. The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals. 12.ed. Rahway: Merck, 1996.

VII - Bibliografia Recomendada:

ASSUMPAO, R.M.V. e MORITA, T. Manual de Solues, Reagentes e Solventes. So Paulo: Edgard Blucher, 1968.

ATLAS. Manuais de Legislao: Segurana e Medicina do Trabalho. So Paulo: Atlas, 1992.

BAUMGARTEN, H. Organic Synthesis Collective. New York: John Wiley, 1975, 5v.

BECKER, H. et. alii. Organikum: Qumica Orgnica Experimental. Lisboa: Calouste Gulbenkian, 1965.

BERNADEI, D. Seguridad: Manual para el Laboratrio. Darmstad: Merck, 1994.

KIRK-OTHMER. Encyclopedia of Chemical Technology . 3.ed. New York: Wiley Interscience, 1978-84. 24v.

LIDE, D.R. Handbook of Chemistry and Physics: A ready reference book of chemical and physical data. 72.ed. Boca Raton: CRC, 1992.

MELO, M.S. Livros da CIPA: Manual de Segurana e Sade no Trabalho. So Paulo: Fundacentro, 1993.

SCHRAMM, W. Laboratrios Qumicos y Biolgicos: Proyecto, Construccin, Instalaciones. Barcelona: Blume, 1973.

VIII - Sites recomendados

http://www.geocities.com/vienna/choin/9201/quimica_organical.htlm

http://www.owlnet.rice.edu/~chem217/prozac.pdf

http://www.chemweb.com/databases/patents