UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

INSTITUTO DE TECNOLOGIA

FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

Disciplina: Química Orgânica Experimental

Profª: Eloisa Helena de Aguiar Andrade

RELATÓRIO REFERENTE À SÍNTESE DA DIBENZALACETONA (1,5-DIFENIL-(E,E)-PENTA-1,4-

DIEN-3-ONA) E TESTE DE PUREZA POR PONTO DE FUSÃO.

Belém, 17 de junho de 2010

Ana Raquel Oliveira Louzeiro

Daniel Nascimento dos Santos

Eder José Pereira Júnior

Henrique Fernandes Figueira Brasil

Jéssica Maria Morais Costa

Raimunda Nonata Consolação e Branco

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1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Os compostos carbonílicos são aqueles que possuem como grupo funcional a

carbonila (C=O). Estes compostos diferem entre si pela posição do grupo carbonila,

dividindo-se em aldeídos e cetonas. Quando o grupo carbonila está na extremidade da

cadeia temos a função aldeído, quando este estiver entre átomos de carbono teremos a

função cetona (site 1).

O grupo carbonila é um dos mais importantes da química orgânica. Este possui

um átomo de carbono sp² ligado a um átomo de oxigênio que também possui

hibridização sp². Como o átomo de carbono é trigonal os substituintes se encontram no

mesmo plano do oxigênio e seus pares de elétrons disponíveis. A carbonila apresenta

uma ligação sigma e uma ligação pi. Então apesar da ligação carbono-oxigênio ser forte,

há uma reatividade considerável na carbonila devido a diferença de eletronegatividade

entre o carbono e o oxigênio. Este ultimo é mais eletronegativo possuindo, então, uma

região de maior densidade eletrônica.

O centro reativo é a ligação entra o hidrogênio e o carbono α. A posição α é a

que se encontra ao redor do grupo carbonila.

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As bases fortes são capazes de remover o hidrogênio α dos compostos

carbonilados resultando em uma espécie rica em elétrons denominada íon enolato ou

simplesmente enolato. Este íon é estabilizado pela deslocalização da carga em direção

ao oxigênio eletronegativo representado pelas estruturas de ressonância.

Estas estruturas de ressonância do enolato contribuem para a reatividade dos

compostos carbonílicos. O híbrido de ressonância possui uma carga parcial negativa no

carbono e no oxigênio. Ambos são nucleófilos (ricos em elétrons e podem atacar um

sítio eletrofílico (pobre em elétrons) (site 2 ).

Portanto há vários tipos de reação com compostos carbonílicos. Como por

exemplo a halogenação, a reação aldólica, reação, ciclização via condensação alcoólica,

selenação α e a reação aldolica cruzada. Uma reação aldólica que começa com dois

compostos carbonilados diferentes é chamada reação aldólica. Ela é própria de aldeídos

ou cetonas com átomos de hidrogênio em posição α. Sendo dividida em reações

aldolicas cruzadas práticas, condensação com nitroalcano, condensação com nitrila e a

reação de Claisen-Schmidt.

Quando as cetonas são utilizadas como um dos reagentes, as reações aldólicas

são denominadas reação de Claisen Schimidt. O cientista alemão J.G. Schmidt

descobriu a reação em 1880 e Ludwing Claisen a desenvolveu entre 1881 e 1889.

Nessas reações são constantemente utilizadas bases como o hidróxido de sódio para

evitar que as cetonas se autocondensem (SOLOMONS,2002).

Nas práticas experimentais que foram realizadas no Laboratório de Química

Orgânica da Universidade Federal do Pará, sob supervisão da professora Eloisa

Andrade, foi realizada a síntese da dibenzalacetona através da reação de condensação

aldólica de Claisen Schmidt a partir de um aldeído aromático, o benzaldeído, com uma

cetona, a acetona.

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O nome da dibenzalacetona segundo a IUPAC é 1,5-difenil-(E,E)-1,4-pentadien-

3-ona com fórmula molecular C17H14O. Este composto é utilizado como um dos

componentes de protetores solares e sua síntese ocorre através de uma reação de

condensação. Uma reação de condensação ocorre quando ao se unir duas moléculas da

substância, produz-se uma molécula de água.

Na síntese da dibenzalacetona a acetona sofre uma dupla condensação aldólica

com duas moléculas de benzaldeído. Utiliza-se como catalisador o hidróxido de sódio

(NaOH). A primeira etapa da condensação aldólica é a formação do íon enolato acetona

pela remoção do próton mais ácido. Aldeídos e cetonas dissolvidos existem num

equilíbrio que possui uma mescla de duas formas isoméricas, ceto e enol.

A segunda etapa é a adição nucleofílica do íon enolato acetona ao benzaldeído.

O íon é um bom agente nucleofílico (solicitante de área positiva) e ataca o carbono da

carbonila que possui carga parcial positiva.

Figura 1 - Dibenzalacetona

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A seguinte etapa é a reação de condensação em duas partes, primeiro se forma

uma dupla ligação carbono-carbono e depois se produz uma molécula de água.

A acetona dá lugar a uma reação aldólica com outra molécula de benzaldeído

para formar o produto fina, a dibenzalacetona.

Um problema da reação com aldol é que todos os grupos carbonila que contém

um hidrogênio α conduziram a reações com outras carbonilas e com si mesmo, o que

provocará a formação de vários produtos. No procedimento realizado não há

hidrogênios α na molécula de benzaldeído, portanto a a cetona forma somente um

enolato, assim observa-se a formação de apena um produto (site 3).

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É conveniente se realizar o controle físico, ou seja, a caracterização da

substância, que consiste na determinação do ponto de fusão, do ponto de ebulição, da

densidade, do índice de refração, entre outros. A importância da caracterização física

está em verificar a pureza da substância. Sendo assim, no Laboratório de Química

Orgânica, realizou-se apenas a determinação do ponto de fusão da dibenzalacetona.

O ponto de fusão designa a temperatura na qual uma substância passa do estado

sólido ao estado líquido nas condições normais de pressão, coexistindo ambas as fases

(sólida e líquida) em equilíbrio. O ponto de fusão, a uma determinada pressão, é um

valor constante, característico de uma substância pura, e por isso a sua determinação

constitui um método para calcular o grau de pureza da mesma substância. Com isto, se

durante a determinação do ponto de fusão de uma substância que se pensa ser pura,

existirem variações de temperatura superiores a 2oC em relação ao valor do ponto de

fusão teórico, a substância não pode ser considerada pura. Porém existem autores que

afirmam que a substância só pode ser considerada pura se a variação de temperatura for

de no máximo 1°C. No caso da dibenzalacetona, o valor teórico do ponto de fusão

corresponde a 142°C. A determinação do ponto de fusão da aspirina foi realizada no

Laboratório de Química Orgânica Experimental utilizando-se um aparelho com

propriedades automáticas e a partir de então a avaliação do seu grau de pureza foi feita

por comparação com valores tabelados.

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2. MATERIAL E MÉTODOS

Síntese da dibenzalacetona

Material: benzaldeído, metanol, acetona, solução de hidróxido de sódio 30%,

erlenmeyer.

Procedimento: Em um erlenmeyer, dissolveu-se 3 mL de benzaldeído, 1,2 mL

de acetona e 30 mL de metanol. Em outro erlenmeyer, diluiu-se 6 mL de NaOH 30%

em 25 mL de água destilada. Adicionou-se esta solução à mistura contida no primeiro

erlenmeyer. Procedeu-se com agitação vigorosa por 30 minutos, aliviando a pressão

quando necessário e imergindo o erlenmeyer em banho de água fria eventualmente pra

que a temperatura se mantivesse entre 20°C e 25°C. Após este tempo, o erlenmeyer foi

deixado em repouso por 15 minutos em banho de água fria e a mistura foi passada a um

frasco e armazenada por 6 dias. Realizou-se uma filtração à vácuo, lavando os cristais

com água para eliminar os traços de álcali.

Os cristais formados foram recristalizados com metanol (quantidade suficiente

para a total solubilização a temperaturas elevadas): a mistura foi aquecida em banho-

maria e após solubilização, realizou-se uma filtração simples à quente. O filtrado foi

resfriado em banho de água fria e submetido a uma filtração a vácuo. O filtrado foi

descartado e o papel de filtro com os cristais recristalizados foi levado a capela para

secagem e depois pesado (2,5 g).

Determinação do ponto de fusão da dibenzalacetona sintetizada

Material: capilar, aparelho de ponto de fusão, dibenzalacetona

Procedimento: O capilar é vedado em uma das pontas usando a chama de uma

vela. Transferiu-se para o capilar uma pequena quantidade da dibenzalacetona

sintetizada (cerca de 2 mm de altura). Colocou-se o capilar no aparelho de ponto de

fusão. O intervalo de temperatura foi determinado da seguinte forma: a temperatura

inicial foi aquela onde a primeira gota de líquido apareceu e a temperatura final foi

aquela em que o último fragmento de sólido fundiu. Após resfriamento do aparelho, o

experimento foi realizado novamente.

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3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Cálculo do rendimento da síntese de dibenzalacetona.

Para calcular o rendimento do processo, deve-se conhecer se algum dos

reagentes estava em excesso para que o rendimento possa ser feito em relação à espécie

limitante.

Sabendo que o volume de benzaldeído (C7H6O) usado no processo foi de 3 mL,

sua massa molar é 106.13 g/mol e que sua densidade é 1.0415 g/mL, faz-se os cálculos

para realização da massa que reagiu:

Massa de benzaldeído = 3,1245 g

Agora, calcula-se a massa de acetona que reagirá com esta massa de

benzaldeído, obedecendo a estequiometria da reação:

2 moles de benzaldeído (C7H6O3) 1 mol de acetona (CH3COCH3)

2 x 106,13 g 58,08 g

3,1245 g massa acetona

Massa de acetona = 0,8549 g

Tendo conhecimento das propriedades da acetona, como massa molar (58.08

g/mol) e densidade (0.788 g/ml), encontra-se o volume que reagiria com 3 mL de

benzaldeído:

Volume de acetona = 1,08 mL

Como o volume de acetona usado para proceder com a reação foi de 1,2 mL,

logo, a acetona é a espécie em excesso e o rendimento deve ser calculado com base no

benzaldeído.

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2 moles de benzaldeído (C7H6O3) 1 mol de dibenzalacetona (C17H14O)

2 x 106,13 g 234,31 g

3,1245 g Massa

Massa de dibenzalacetona = 3,45 g (rendimento de 100%)

3,45 g 100%

2,50 g Rendimento

Rendimento = 72,46%

Análise da pureza da dibenzalacetona sintetizada, pela determinação do

ponto de fusão.

Temperatura inicial Temperatura final Temperatura média

Experimento 1

Experimento 2

De acordo com a literatura consultada, o ponto de fusão da dibenzalacetona

corresponde aos 135°C. Este valor não foi confirmado nos experimentos realizados.

Conclui-se, portanto, que o composto sintetizado não é a dibenzalacetona, ou que o

produto ainda apresenta quantidade significativa de impurezas.

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4. REFERÊNCIAS

Site 1: www.quimica10.com.br, acessado em 16 de junho de 2010

Site 2: www.pucrs.br, acessado em 16 de junho de 2010

Site 3: www.prepa8.unam.mx, acessado em 16 de junho de 2010

CARDOSO, B. D.; ALMEIDA, L. ,M.; PERES, V. Investigação dos

mecanismos das reações dos ativos e implantação de um programa de gestão de

resíduos químicos no Unipam.

MANO, E.B.; SEABRA, A.P. Práticas de Química Orgânica. 3. ed.; São Paulo:

Edgard Blucher, 1987. 246 p.

SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química Orgânica. 7. ed. Rio de Janeiro:

LTC, 2002. 474 p.

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ANEXO I – RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES DO ROTEIRO DE

QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL

PAG 54

1. Calcular o rendimento da reação.

Fazendo todas as considerações apresentadas anteriormente temos que:

2 moles de benzaldeído (C7H6O3) 1 mol de dibenzalacetona (C17H14O)

2 x 106,13 g/mol 234,31 g/mol

3,1245 g Massa

Massa de dibenzalacetona = 3,45 g (rendimento de 100%)

3,45 g 100%

2,50 g Rendimento

Rendimento = 72,46%

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2. Escrever o mecanismo da reação.

O aduto formado por condensação de uma molécula de acetona e uma molécula

de benzaldeído em meio básico é a E-4-fenilbut-3-en-2-ona (benzalacetona), a qual

possui ainda átomos de hidrogênio acídicos, pelo que assim forma um novo íon enolato,

que condensa com uma nova molécula de benzaldeído. Dá-se, assim, uma nova

condensação aldólica para originar o produto final

3. Citar outro teste de caracterização que pode ser utilizado para o

produto obtido

Toma-se uma pequena amostra da dibenzalacetona, a qual é dissolvida em CCl4.

Em seguida, adicionou-se uma gota de solução a 25% (v/v) de bromo em ácido acético a

80%, observando-se o descoramento do bromo, o que constitui teste positivo para

dibenzalacetona (MANO, 1987).