Orgexp II - Síntese de Corantes

8/16/2019 Orgexp II - Síntese de Corantes

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Sintese do Corante Vermelho Monolite

Orguexp Experimental 2

Introdução

Corantes são um grupo de compostos coloridos capazes de interagir

permanentemente com outros substratos a fim de alterar sua cor. Estes compostos podem

ser um pigmento, tinta ou um composto químico, que se fixam ao material desejado.

Portanto não podem se desprender com lavagem ou degradar com a luz (devem ser

estveis!.

"ubst#ncias corantes possuem, em sua estrutura molecular, duplas liga$%es

conjugadas e el&trons altamente deslocados, capazes de absorver comprimentos

específicos de onda, e assim apresentar determinada colora$ão.

's estruturas presentes nesses compostos capazes de apresentar cor são camadas

grupamentos crom)foros. *entre os grupamentos crom)foros mais comuns, um dos mais

importantes & o azo (+--+/!.

Corantes com o grupo crom)foro azo são camados azo0corantes, e são

compostos obtidos atrav&s de rea$%es entre sais diaz1nicos e aminas aromticas tercirias

ou fen)is, num procedimento denominado acoplamento diaz)ico. Como exemplo de

rea$ão de acoplamento diaz)ico, temos2


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-esta rea$ão, o sal de diaz1nio reage com o composto aromtico em posi$%es definidas.

Em derivados do 30naftol, por exemplo, o acoplamento ocorre na posi$ão 4, mas nunca

nas posi$%es 5 ou 6. -a obten$ão do 7ermelo de 8onolite, por exemplo, temos2

9 7ermelo de 8onolite (40(p0nitro0fenil0azo!0:0naftol! foi descoberto em 4;;<

por von =allois e >llric e foi um dos primeiros corantes a serem sintetizados, portanto

sua rota sint&tica j & conecida muitos anos e & utilizada at& oje.

Objetivo:

A Síntese do Vermelho de Monolite a partir da anilina.

?uscou0se sintetizar o 40(p0nitro0fenil0azo!0:0naftol, o 7ermelo de 8onolite, a

partir da 'nilina atrav&s da rota2

@4A "íntese da 'cetanilida a partir da 'nilina

@:A "íntese p0-itro0'cetanilida a partir da 'cetanilida

@5A "íntese da p0-itro0'nilina a partir da p0 -itro0'cetanilida

@6A "íntese do 7ermelo de 8onolite a partir da p0-itro0 'nilina

esultados e dis!ussão:

" Sintese da #!etanilida a partir da #nilina

' síntese 'cetanilida foi obtida a partir da rea$ão da anilina com cido

ac&tico em meio aquoso. (figura 4!

Para sintetizar a acetanilida & necessrio o controle do pB, que deve estar na faixa cida durante a rea$ão.

-a literatura, encontrou0se muitos trabalos sobre síntese da acetanilida

com cido ac&tico utilizando um tampão de cido ac&ticoacetato de s)dio (figura

:!, que & utilizado para minimizar a diacetila$ão da amina, o acido ac&tico auxilia

no ataque nucleofilico enquanto o acetato de s)dio impede que o cido protone


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toda anilina. -o entanto & sabido que a diacetila$ão da amina sofre decomposi$ão

em presen$a de gua, fornecendo a acetanilida e cido ac&tico.

"egundo Deila 8aria 8erat, :


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M)rmula molecular da 'nilina CKBI -8assa 8olar da anilina L5gmol

M)rmula molecular da 'cetanilida C;BL -98assa 8olar da acetanilida 45Jgmol

• !"lculo do n#mero de mol para anilina$ reaente

4 mol 000000 L5 g de anilina N mol 00000 I,IJ g de anilina x


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ou seja, uma substitui$ão eletrofílica aromtica na qual um idrogSnio do anel aromtico

& substituído por um grupo nitro (-9:!.

' rea$ão para a forma$ão da p0-itro 'cetanilida, deve ser feita com controle de

temperatura, pois & muito exot&rmica, para que não ocorra a forma$ão do produto o0nitro

acetanilida.9 íon nitr1nio (-9:T! & a esp&cie eletrofílica nessa rea$ão, gerado a partir da

protona$ão do cido nítrico seguido da perda de uma mol&cula de gua.

9 íon nitr1nio (-9:T! reage com o anel aromtico rico em densidade eletr1nica, gerando

um carboction intermedirio.

' perda de um pr)ton do intermedirio restabelece a aromaticidade do sistema,

fornecendo o produto nitrado neutro.

Em uma rea$ão de nitra$ão, assim como em todas as demais rea$%es de

substitui$ão eletrofílica aromtica, um substituinte ligado ao anel aromtico tem enorme

influSncia na orienta$ão da posi$ão do anel a ser substituída. =rupos doadores de

el&trons, por resson#ncia ou por efeito indutivo, orientam a entrada do eletr)filo nas

posi$%es orto e para do anel aromtico, relativo sua posi$ão. Uais grupos são conecidos

como ativantes, e doam densidade eletr1nica para o anel aromtico, deixando0o mais

nucleofílico. =rupos retiradores de el&trons, ao contrrio, desativam o anel deixando0o

menos nucleofílico, e orientam a entrada do eletr)filo na posi$ão meta. 9 grupo presentena anilida (-BC9CB5! & um grupo doador de el&trons, e produz um impedimento est&reo

na posi$ão orto, logo & orientador preferencialmente para a posi$ão para.

-a síntese da p0nitro acetanilida, misturou0se a acetanilida com cido sulfFrico,

sob agita$ão constante, em seguida, controlou0se a temperatura utilizando um bano de

gelo, pois a rea$ão & altamente exot&rmica. 9 controle da temperatura & essencial para um

rendimento satisfat)rio. Em seguida, adicionou0se uma mistura de cido nítrico e

sulfFrico concentrados, novamente controlou0se a temperatura por volta de 4


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de maior densidade eletr1nica e menor impedimento est&reo (para!. Entretanto, existe

tamb&m a presen$a de cido sulfFrico, que, em altas concentra$%es e temperatura

elevada, forma um nucle)filo forte (B"960!. Esse nucle)filo tamb&m est apto a reagir

com o anel caso aja aumento da temperatura. Para que isso seja evitado, & necessrio

que a temperatura ambiente seja mantida, evitando assim a forma$ão indesejada de produtos sulfonados. Por isso deixou0se o meio reacional em repouso a temperatura

ambiente por 6< minutos.

7erteu0se o produto da mistura anteriormente citada em IJg de gelo com um

pouco de gua, pois a p0nitro0acetanilida & insolFvel em gua fria, o que for$a a

precipita$ão.

*urante a filtra$ão no sistema a vcuo com funil de ?Wcner, lavou0se o s)lido

repetidas vezes com gua destilada fria para remo$ão completa de cidos residuais,

evitando, assim, a forma$ão de outros produtos como, por exemplo, a p0nitro0anilina, que

& sintetizada a partir do produto obtido nesta rea$ão, a p0nitro0acetanilida, em presen$a de

cido sulfFrico.

>tilizou0se


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4 mol 0000 4;< g de p0nitro acetanilda mol 0000 6,5 g de p0 nitro acetanilda Q


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mas, como o cido nítrico & um forte agente oxidante, ele poderia destruir o anel

benzSnico da anilina, que possui alta densidade eletr1nica. 'l&m disso, nestas rea$%es o

objetivo & a obten$ão da p0nitro0anilina, e a nitra$ão direta acarretaria em nitra$%es nas

orienta$%es orto.

>tilizou0se


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+./) 0eação de acoplamento do sal de diaznio com ) naftol em meio "cido.

Sal de diaznio 2)naftol

Me!anismo

9s corantes são solFveis no meio em que vão ser utilizados, j o pigmento &

geralmente insolFvel (parte s)lida colorida!. *entre os azo compostos (+--+/!,existem os alifticos, que quando aquecidos podem formar iniciadores de polímeros, e os

aromticos, que são os azo corantes 4, estveis, como o alaranjado de metila e o vermelo

de monolite. Este composto poder fazer varias liga$%es, que darão uma tonalidade

diferente, isto ocorre por que uma liga$ão de um azo composto no anel benzSnico. 9s

grupos 09B e 0-B:, em um anel benzSnico direcionam a acoplagem com sal de diaz1nio

para as posi$%es orto e paraG estes efeitos dependem do pB, pois ambos grupos são

ionizveis. ("9D989-"!.

9s corantes azo são azo compostos referentes a compostos químicos que

carregam o grupo funcional 03*'*304, em que 0 e 04 podem ser tanto uma arila ou

alquila. 9 grupo *'* & camado de azo. 8uitos dos derivados mais estveis contSm

duas ou mais arilas devido ao deslocamento de el&trons. Y por causa desse deslocamento

que muitos azo compostos possuem colora$ão típica, sendo então usados como tinturas.

("9D989-"!. ' versatilidade desta classe (azo!, deve0se grandemente facilidade com

que os compostos azo podem ser sintetizados, e ao fato de que quase todas as aminas

aromticas diazotizadas podem ser acopladas com qualquer sistema nucleofílico

insaturado para fornecer o produto azo colorido

-a primeira etapa, 6.4, & formado o íon nitr1nio (-9:T! com a rea$ão entre o

cido clorídrico e o nitrito de s)dio, e o íon & atacado pela amina aromtica, originando o

sal de diaz1nio. 9 nitrito de s)dio & adicionado ao cloreto de p0nitro benzeno diaz1nico

lentamente, com agita$ão constante e controle de baixa temperatura, formando0se o sal de


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diaz1nio. 9 controle de temperatura & necessrio para que não ocorra satura$ão, ou sobra

de residos, como amina ou cloreto de s)dio.

-essa rea$ão busca0se o produto líquido, o s)lido ser resíduo da rea$ão.

-a segunda etapa, 6.:, misturou0se de 30naftol e etanol, mantendo0se o controle

da temperatura, por volta de JV C. =otejou0se lentamente a solu$ão preparada sobre o

cloreto de p0nitro benzeno diaz1nico, agitando continuamente. 9bteve0se uma solu$ão

vermela de colora$ão forte.

Solução de Vermelho de Monolite

+ealizou0se o teste de confirma$ão com idr)xido de potssio e cristais do corante, oaparecimento da colora$ão violeta intensa confirma a obten$ão do corante.

5este de confirmação do Vermelho de Monolite

>tilizou0se


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8assa 8olar do 7ermelo de 8onolite X :L5gmol

• !"lculo do n#mero de mol da p) nitro Anilina 4 mol 000 45; g de anilina

N mol 000 4,IJ g de anilina x


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concentrado, gelo picado.

Partindo de J g da acetanilida sintetizada anteriormente em ErlenmeQer de :J<

mD, adicionam0se ;,J mD de B:"96 concentrado sob agita$ão constante. Em seguida,

ainda mantendo o ErlenmeQer em bano de gelo e sal, prepara0se uma solu$ão com ;,JmD de B:"96 concentrado e :,; mD de B-95 concentrado para que seja lentamente

adicionada ao frasco ErlenmeQer contendo a amostra com cido sulfFrico.

' solu$ão preparada com cido sulfFrico e cido nítrico & então adicionada

lentamente ao ErlenmeQer ainda em bano de gelo e sal, pois a rea$ão & muito exot&rmica

e a temperatura não pode ultrapassar os 4


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decanta$ão, ErlenmeQer de :J< mD, pipeta.

+eagentes2 p0nitro anilina, BCl concentrado, 30naftol, -a-9:, gua gelada, etanol.

Como finaliza$ão da síntese, adicionou0se em b&cer de :J< mD 4,I g da p0nitro0anilina obtida na aula anterior, com 5,; mD de gua e 5,; mD de BCl concentrado e a

mistura deixada em aquecimento at& dissolu$ão total. Em seguida, adicionam0se algumas

pedras de gelo picado mistura (j não mais em placa de aquecimento! e o b&cer &

deixado em bano de gelo. Enquanto isso, prepara0se uma solu$ão de -a-95 com


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8'-9, Eloisa ?iasottoG "E'?+', 'ffonso do Prado. Prticas de uímica9rg#nica. 5 edi$ão X "ão Paulo2 Edgard ?lWcer, 4L;I.

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