CONDENSAÇÃO ALDÓLICA

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  • 7/22/2019 CONDENSAO ALDLICA

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    Universidade do Estado do Par

    Centro de Cincias Sociais e Educao

    Departamento de Cincias Naturais

    Ncleo de So Miguel do Guam Campus XI

    Curso de Licenciatura Plena em Cincias Naturais Qumica/2008

    Antonio Denilson Leandro da Silva

    Relatrio: REAO DE CONDENSAO ALDLICA

    Trabalho apresentado disciplina Compostos

    Oxigenados e No-oxigenados como requisito de

    avaliao parcial orientado pela Professora M.S.c. Ana

    Jlia de Aquino Silveira.

    So Miguel do Guam PA

    Dezembro/ 2010

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    1- INTRODUO

    No dia 19 de novembro de 2010, os discentes do curso de Licenciatura

    Plena em Cincias Naturais - Qumica realizaram no laboratrio de qumica da

    Universidade do Estado do Par, ncleo de So Miguel do Guam, um experimento

    referente disciplina compostos orgnicos oxigenados, ministrada pela docente Ana

    Jlia de Aquino Silveira, com o intuito de observarmos uma reao de condensao

    aldlica. O experimento tinha como objetivo observar a reao e compreender o

    mecanismo de condensao aldlica entre o aldedo e a propanona.

    Para tal, necessrio compreendermos o que uma reao de

    condensao aldlica,segundo MARTINS (2009, p.186):

    A reao de condensao aldlica uma das ferramentas mais

    importantes da sntese orgnica para a construo de ligao C C. Esta

    ligao formada atravs da reao entre uma substncia carbonlica

    enolizvel que age como nuclefilo e outra substncia carbonlica que age

    como eletrfilo.

    Como podemos perceber essa substncia carbonlica enolizvel

    (propanona) pode ser parcialmente convertido em on enolato por catlise alcalina e

    apresenta em sua estrutura hidrognios terminais acdicos ionizveis que esto

    diretamente ligados a um carbono . Aps a perda desse hidrognio para uma base

    forte, geramos uma carga negativa no carbono , que passa a se ch amar agora de

    carbnion (on enolato). Nesse sentido podemos dizer que a propanona o

    nuclefilo e est pronta para se conectar ao eletrfilo. Vejamos o esquema abaixo:

    O formaldedo (aldedo frmico) ser o eletrfilo na reao, pois ele

    contm um menor impedimento espacial uma metila (CH3) e um hidrognio (H)

    O

    C

    CH3H3C

    Centro de alta densidade eletrnica centro bsico

    No carbono alfa se formar o centronucleoflico atravs da perda de um doshidrognios acdicos ionizveis que permitira conexo no eletrfilo.

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    ligados ao grupo carbonila (C=O), assim permitir a conexo do nuclefilo mais

    facilmente. Em outras palavras podemos dizer que os aldedos so mais reativos

    que as cetonas. Vejamos como se forma o centro eletroflico no formaldedo.

    Ressonncia em aldedo (Metanal)

    Na reao usamos como um dos componentes reacional uma

    acetona/propanona que se condensa com o formaldedo na presena do hidrxido

    de sdio e etanol.

    um mecanismo semelhante ao desenvolvido por Claisen-Schmit na

    sntese da dibenzalacetona (produto amarelado em forma de cristais) que produto

    da reao aldlica entre o benzaldedo e a propanona (acetona) em meio bsico

    (alcalino) e seguimos os mesmos procedimentos experimentais (ver ANEXO), pois

    no h na literatura os procedimentos experimentais da reao de condensao

    aldlica entre o formaldedo (H2C = O) e a propanona (CH3)2C =O).

    2- OBJETIVO

    Observar a reao e compreender o mecanismo de condensao aldlica entre o

    aldedo e a propanona.

    3- MATERIAIS E REAGENTES.

    C

    H H

    O

    C

    O

    H H

    -

    +

    Como o oxignio tem alta densidade eletrnica,ele atrai os eltrons pi da ligao para si , atravsdo processo de ressonncia,gerando uma cargaparcial positiva no carbono.

    Centro eletroflico ou catinico - permitir aconexo do nuclefilo.

    Centro aninico - gerado pela atrao dos eltronspi da dupla ligao - ressonncia.

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    Materiais Reagentes

    Vidro de relgiogua (H2O)

    Proveta (10 ml) Hidrxido de Sdio (NaOH)

    Erlemeyer com rolha (250 ml) Etanol (CH3CH2OH)

    Balana analtica (preciso) Formaldedo ou Metanal (CH2O)

    Esptula de madeira Acetona/ Propanona (CH3)2C = O)

    Pipeta (1 ml e 2 ml)

    Banho frio

    4- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

    Ao iniciarmos o processo experimental em laboratrio, pegou-se um vidro

    de relgio e colocou-se hidrxido de sdio (NaOH) que em seguida foi levado

    balana analtica para que fosse pesado 1g da substncia. Aps a pesagem, pegou-

    se 10 ml de gua (H2O) numa proveta (25 ml) e colocou-se num erlemeyer (250 ml),

    feito isso, acrescentou-se 1g de hidrxido de sdio (NaOH) ao erlemeyer.

    Posteriormente, pipetou-se (pipeta 10 ml) 8 ml de etanol (CH3CH2OH) que foi

    adicionado ao erlemeyer que continha a soluo de hidrxido de sdio (NaOH). Emseguida pipetou-se (pipeta 2 ml) 1 ml de formaldedo/metanal (CH2O)

    acrescentando-os ao erlemeyer que j continha em soluo etxido de

    sdio(CH3CH2ONa), produto da reao entre o etanol (CH3CH2OH) e o hidrxido de

    sdio (NaOH). Aps isso, pipetou-se tambm (pipeta 1 ml) 0,6 ml de

    acetona/propanona (CH3CH3CO), adicionando-as ao erlemeyer. Posteriormente, foi

    colocado em banho frio por cerca de 30 minutos.

    5- RESULTADOS E DISCUSSES

    Aps colocarmos todos os reagentes dentro do erlemeyer, precisamos

    efetuar agitao do recipiente para que pudssemos evidenciar a ocorrncia

    de uma reao qumica. Isto pode ser observado nas fotografias (1 e 2)

    abaixo que demonstram tal fato.

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    Fonte: ar uivo essoal

    Foto 1: mistura inicial de todosos reagentes antes de agitao.

    Ao realizarmos a agitao por trinta minutos e colocarmos o recipiente em

    banho frio, observamos uma mudana final de colorao dos reagentes,

    evidenciando assim, a formao de produtos liqudos com uma cor amarelo-

    alaranjado forte. Observe as fotografias (3 e 4 ).

    A seguir acompanharemos o desenvolvimento do mecanismo da reao,

    fazendo os devidos comentrios com relao ao mesmo.

    Foto 2: mudana de colorao dos

    regentes aps a agitao.

    Fonte: arquivo pessoal

    Fotos 3 e 4 : formao de produto lquido no final da reao.

    Fonte: arquivo pessoal

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    O H+ NaOH ONa+H2OEtanol Hidrxido

    de sdioEtxidode sdio

    gua

    DESENVOLVIMENTO DO MECANISMO DA REAO

    A adio de etanol na soluo de hidrxido de sdio ocasionou a seguinte

    reao:

    Ao adicionarmos etanol que um cido de Lewis (receptor de par de

    eltrons) na soluo de hidrxido de sdio que uma base de Lewis (doador de par

    de eltrons), o oxignio da hidroxila do hidrxido de sdio captura o hidrognio

    ionizvel do lcool com um de seus pares de eltrons livre formando gua e

    liberando o on sdio (Na+,on expectador) para o meio reacional que se liga ao

    oxignio do on etxi (CH3CH2O-) formando o etxido de sdio.

    O nion etxi formado acima vai agir como uma base de Lewis (doador de

    par de eltrons), reagindo com a propanona (substrato) que um cido de Lewis (

    receptor de par de eltrons) que foi adicionada ao meio reacional. O oxignio do

    nion etxi captura o hidrognio acdico terminal da cetona, formando o carbnion

    (on enolato - carbono com carga negativa) e o lcool etlico (etanol) de acordo com

    a reao abaixo.

    O carbnion (on enolato - nuclefilo) formado acima, agora vai atuar

    como base de Lewis (receptor de par de eltrons) e atacar o carbono da carbonila

    do metanal que um cido de Lewis (doador de par de eltrons). Isto feito atravs

    H3C CH2

    H

    O

    O-+ H3C CH2-O

    +

    Propanona nion etxi Carbnioncido de Lewis base de Lewis

    OH

    Etanol

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    O

    EtanolOH

    cido de Lewis

    O- +

    O

    + O-nion etxi

    OH4-Hidrxibutan-2-ona

    Produto formado

    do processo de ressonncia dos eltrons do carbono da carbonila para o oxignio,

    deixando-o com carga parcial negativa e por conta disso o carbono fica com carga

    parcial positiva para que o carbnion possa se conectar. Com isso temos a formao

    o on alcxido que vai atuar como uma base de Lewis que ao reagir com o etanol

    que atuar como um cido de Lewis captura o hidrognio ionizvel do lcool atravs

    do oxignio aninico do on alcxido, gerando como produtos o4-Hidrxibutan-2-ona

    e o nion etxi. Observe a reao abaixo:

    Entretanto, o nion etxi atuando como uma base de Lewis poder atacar

    novamente e capturar o hidrognio do carbono ao grupo cetona do 4-Hidrxibutan-

    2-ona, isso, porm, ocorrer atravs da quebra da ligao covalente C H que

    deslocar o par de eltrons formando uma dupla ligao e tambm ocorrer aquebra

    da ligao covalente C OH, produzindo cetona insaturada: 3- buten-2-

    ona, etanol e a recuperao do hidrxido de sdio que estava agindo como

    catalizador na reao. Veja a reao abaixo:

    H H

    O

    H3C

    O

    CH2-

    +

    Carbnion

    base de Lewis

    Metanal

    cido de Lewis

    O

    OH O-+

    OH

    +OH + NaOH4-Hidrxibutan-2-ona nion

    etxicido de Lewis

    base de Lewis

    Cetona Etanol Hidrxidode sdio

    on alcxidobase de Lewis

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    importante ressaltar, que ao prepararmos a soluo de hidrxido de

    sdio pudemos observar a liberao de calor (reao exotrmica), ou seja, entalpia

    (H) de soluo menor que zero (negativo).

    Aps, a mistura de todos os reagentes no erlemeyer, houve agitao para

    que pudssemos observar a ocorrncia de reao qumica e produo de dois

    possveis produtos:4-Hidrxibutan-2-ona e 3- buten-2- ona, com aproximadamente

    03 minutos observamos a mudana de colorao de incolor para amarelo claro

    significando que a reao comeava a ocorrer lentamente. Depois de 30 minutos de

    agitao pudemos perceber a formao de um produto lquido amarelo alaranjado,

    ento paramos de agitar e colocamos o erlemeyer fechado com uma rolha em banho

    - maria (gelo).

    Vale ressaltar que a agitao foi realizada para que houvesse um maior

    choque entre as molculas, pois de acordo com a teoria das colises quanto maior

    forem s frequncias dos choques entre as molculas, maiores ser o nmero de

    molculas reagindo e, portanto, maior a velocidade da reao permitindo assim um

    maior rendimento da reao.

    A finalidade desse procedimento experimental era para que pudssemos

    perceber se haveria a formao de cristais ou no no produto final, nesse caso no

    evidenciamos formao de cristais e sim a formao de um produto lquido amarelo

    alaranjado, pois para que houvesse formao de cristais teramos que ter usado o

    benzaldedo como fizeram Claisen Schmidt. No nosso caso usamos formaldedo.

    6- CONCLUSES

    A formao de dois possveis produtos4-Hidrxibutan-2-ona e 3- buten-2-

    ona, nos levou a concluir que no houve formao de resduos slidos

    (cristais) como ocorreria se estivssemos usado o benzaldedo e, sim a

    formao de um produto lquido.

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    7- REFERNCIAS

    MARTINS, Daniela de L. Reaes aldlicas. Rev. Virtual Quim. |Vol 1| |No. 3|

    |186

    211|.www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/.../35. Acesso em 20/11/2010.

    SILVEIRA, Ana Jlia de Aquino. Qumica Orgnica Terica. 22 ed. Belm: UFPA,

    2010.

    http://www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/.../35http://www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/.../35http://www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/.../35
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    ANEXO

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    SNTESE DA 1,5-DIFENIL-(E, E)-1,4-PENTADIEN-3-ONA

    (DIBENZALACETONA)

    1- INTRODUO

    A condensao aldlica envolve a reao de um on enolato de um

    composto carbonlico com outra molcula de composto carbonlico. As cetonas e

    aldedos formam o grupo de compostos orgnicos designados por compostos

    carbonlicos devido ao fato de conterem na sua estrutura o grupo carbonilo. Neste

    grupo funcional pode ocorrer reao em trs regies:

    No oxignio ligado ao carbono carbonlico: por possuir dois pares de

    eltrons no partilhados pode sofrer ataque de um eletrfilo.

    No carbono carbonlico: pode sofrer adico nucleoflica devido a sua

    eletrofilia.

    No carbono alfa: por estar diretamente ligado ao carbono carbonlico e

    a um tomo de hidrognio, pode participar em um equilbrio ceto-

    enlico, do qual resulta um on enol ou enolato.

    A reao aldlica realizada tradicionalmente misturando duassubstncias carbonlicas diferentes em um solvente prtico na presena de cidos

    ou bases como catalisadores.

    A catlise bsica fundamentase na acidez acentuada apresentada pelos

    hidrognios alfa carbonila, devido formao de uma espcie enolato estabilizada

    por ressonncia e gerada pela abstrao do H por uma base apropriada.

    Na catlise cida, o tautomerismo cetoenlico responsvel por gerar o

    nuclefilo para a etapa de adio nucleoflica. A essncia da catlise cida est naprotonao do oxignio da carbonila, tornandoa mais eletroflica para a etapa de

    adio do enol. O enol um nuclefilo fraco, diferentemente do enolato gerado na

    catlise bsica. A reao de desidratao facilitada na reao sob catlise cida,

    pois o grupo de sada na fase de eliminao a gua.

    Uma sntese que muito realizada principalmente nas aulas de Qumica Orgnica

    Experimental em todo o Brasil a da Dibenzalacetona (1,5-difenil-(E,E)-1,4-pentadien-3-ona),

    atravs da condensao aldlica cruzada de duas molculas de benzaldedo e uma molcula de

    acetona em meio bsico, tambm conhecida como reaes de Claisen-Schmit.

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    2- OBJETIVO

    Mostrar os passos para obteno da Dibenzalacetona, cetona insaturada, queenvolve uma reao de adio nucleoflica e de desidratao.

    3- MATERIAIS E REAGENTES UTILIZADOS-Erlenmeyer;

    - Pipeta; - Papel de Filtro;

    - Funil de Bchner; - Funil;

    - Bquer; - Basto de Vidro;

    - Frascos de Vidro; - Capilares;

    - Benzaldedo; - Acetona;

    - Metanol; - Hidrxido de Sdio;

    - gua destilada; - Banho Maria;

    - Banho frio.

    4- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

    Dissolva 4,0g de hidrxido de sdio (caustico!) em 40 mL de gua em um bquer

    de 100 ml. Adicione 30 mL de etanol resfriando a soluo a 20 C.

    Junte 4,2g de benzaldedo (CUIDADO: pode causar dermatites) e 1,2g de acetona

    em frasco Erlenmeyer de 125 ml. Agite o frasco Erlenmeyer para homogeneizar a

    soluo.

    Adicione aproximadamente a metade da soluo benzaldedo (soluo do

    Erlenmayer) soluo do hidrxido (soluo do Bquer) sob agitao vigorosa

    (um agitador magntico tambm pode ser usado). Agite a mistura por 10 min.Aps este perodo adicione o restante da soluo benzaldedoacetona.

    Continue agitando por mais 30 min.

    Filtre a vcuo o slido amarelo pressionando os cristais. Em seguida transfira os

    cristais para um Becker limpo. Adicione 100 ml de gua e agite at a formao de

    uma pasta.

    Verifique o pH da soluo amarelada pastosa caso esteja fortemente alcalina, filtre vcuo

    lavando o precipitado com gua. O produto cristaliza com etanol ou acetato de etila.

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    5- MECANISMO DA REAO

    A formao da 1,5-difenil-(E,E)-1,4-pentadien-3-ona (dibenzalacetona),

    um exemplo de uma condensao aldlica mista ou cruzada chamada tambm

    de reao de Claisen-Schimidt, pois estabelece-se entre dois compostos

    carbonlicos diferentes. Nestas condies, para que a condensao aldlica resulte

    na formao majoritria de um produto, necessrio que um dos reagentes no

    condense com ele prprio, ou seja, no tenha a possibilidade de formar um on

    enolato em meio bsico. o que acontece com o benzaldedo, dado que no tem

    carbonos com hidrognio a relativamente ao grupo carbonila. Vejamos a reao

    global abaixo:

    Reao global da sntese da dibenzalacetona (Fonte: http://www.ebah.com.br).

    O produto formado por condensao de uma molcula de acetona e uma

    molcula de benzaldedo em meio bsico a E-4-fenilbut-3-en-2-ona (benzalacetona), a

    qual possui ainda tomos de hidrognio acdicos, pelo que assim forma um novo on

    enolato, que condensa com uma nova molcula de benzaldedo. D-se, assim, uma

    nova condensao aldlica para originar o produto final. Observe o mecanismo

    desenvolvido abaixo:

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    Mecanismo da sntese da Dibenzalacetona (Fonte: http://www.ebah.com.br).

    6. REFERNCIAS

    LIMA, Carolina Almeida de et al. Sntese da 1,5-Difenil-(E,E)-1,4-Pentadien-3-ona(Dibenzalacetona) seguida da determinao de seu ponto defuso. Disponvel em: http://www.ebah.com.br/sintese-da-1-5-difenil-e-e-1-4-pentadien-3-ona-dibenzalacetona-seguida-da-determinacao-de-seu-a82710.html. Acesso em: 03 de dez. de 2010.

    http://www.ebah.com.br/sintese-da-1-5-difenil-e-e-1-4-pentadien-3-ona-dibenzalacetona-seguida-da-determinacao-de-seu-a82710.htmlhttp://www.ebah.com.br/sintese-da-1-5-difenil-e-e-1-4-pentadien-3-ona-dibenzalacetona-seguida-da-determinacao-de-seu-a82710.htmlhttp://www.ebah.com.br/sintese-da-1-5-difenil-e-e-1-4-pentadien-3-ona-dibenzalacetona-seguida-da-determinacao-de-seu-a82710.htmlhttp://www.ebah.com.br/sintese-da-1-5-difenil-e-e-1-4-pentadien-3-ona-dibenzalacetona-seguida-da-determinacao-de-seu-a82710.htmlhttp://www.ebah.com.br/sintese-da-1-5-difenil-e-e-1-4-pentadien-3-ona-dibenzalacetona-seguida-da-determinacao-de-seu-a82710.htmlhttp://www.ebah.com.br/sintese-da-1-5-difenil-e-e-1-4-pentadien-3-ona-dibenzalacetona-seguida-da-determinacao-de-seu-a82710.html