Universidade Federal de Santa Catarina

Departamento de ciências farmacêuticas – CCS

Analises de fármacos e medicamentos

CARACTERIZAÇÃO DE GRUPOS FUNCIONAIS E INFRAVERMELHO

IDENTIFICAÇÃO DO FÁRMACO ORGÂNICO

Fernanda Chiodini

Taíza Czornei

Florianópolis

09 de Outubro de 2013

Introdução

Cada grupo funcional apresentam reações características, por isso podem ser utilizadas como reações de identificação. Estas reações são testes qualitativos que permitem caracterizar uma determinada funcionalidade observando-se uma transformação química através de mudanças físicas provocadas por uma reação. Algumas dessas mudanças não são fáceis de serem observadas, mas úteis num determinado instante particular. Com restrições adicionais, os testes de análise funcional devem ser realizados à pressão atmosférica e num intervalo de tempo relativamente pequeno.

A partir da evidência experimental acumulada, deduz-se o grupo funcional, ou os grupos funcionais, que provavelmente estão presentes na amostra desconhecida, e realizam-se os ensaios por meio de reagentes apropriados à classificação.

Diferentemente das radiações nas regiões do ultravioleta e do visível, que ao incidirem sobre uma molécula causam transições eletrônicas, a radiação infravermelha causa alteração nos modos rotacionais e vibracionais das moléculas. Assim, a radiação infravermelha, com numero de ondas entre 10000 e 100 cm-1, ao ser absorvida por um composto é transformada em energia vibracional e aquela com número de ondas menor que 100 cm -1, portanto de menos energia, convertida em energia de rotação molecular.

O espectro na região de 4000 a 400 cm -1, que é a região mais importante do ponto de vista da caracterização de compostos orgânicos, normalmente apresenta bandas de absorção em vez de linhas, isso porque, para cada mudança de nível vibracional, está associada uma série de transições rotacionais.

O espectro é um gráfico em que na ordenada, é geralmente apresentada a porcentagem de transmitância, de 0 a 100%. Muitas vezes se representam na ordenada valores de absorbância. Na abscissa, a posição no ponto de mínima transmitância (ou de máxima absorbância) da banda é apresentada em numero de onda (cm-1), que é o inverso do comprimento de onda em cm.

Procedimento experimental

Cada equipe recebeu uma amostra de um fármaco, que inicialmente não teve sua identidade revelada. A seguir realizaram-se vários testes com a finalidade de caracterizar funções ou grupos químicos presentes no fármaco. Além dos testes baseados em reações químicas, realizou-se uma análise do espectro de infravermelho da amostra orgânica 3C.

Os testes realizados foram:Caracterização do anel aromático:

Esse teste consistiu em adicionar acido nítrico (R) e acido sulfúrico (R) em uma alíquota do fármaco (na capela). Como reagente foi usado o acido nítrico na presença de acido sulfúrico.

Caracterização do grupo carboxílico de ácidos orgânicos: Através da reação de liberação de CO2, que consistiu em adicionar NaHCO3 5% sobre

uma alíquota do fármaco. Na presença de bicabornato de sódio 5% os ácidos carboxílicos reagem liberando dióxido de carbono.

Formação de éster, onde em uma alíquota do fármaco adicionamos 1 ml de metanol e lentamente 1 ml de sulfúrico, aquecemos sobre agitação.

Reação de iodato e iodeto, que consistiu em colocar 50 mg da amostra, algumas gotas de kl 5% e algumas gotas de amido 1%, e colocamos em banho fervente

Caracterização do grupo amina Através da reação de diazotação e copulação, na qual usamos dois tubos. Em um

dissolvemos a amostra em 1 ml de agua e adicionamos 5 gotas de HCL 20% e 1 ml de nitrito de sódio 10% e no segundo tubo adicionamos 2 ml da solução de beta-naftol. Sobre banho de gelo vertemos o tubo 2 sobre o tubo 1.

Reação de simon: adicionamos a 1 alíquota da amostra 1ml de agua, 1ml de acetaldeído 5%, 2 gotas de nitroprusseto de sódio 10%, 5 gotas de bicabornato de sódio e agitamos.

Teste de lignina: Dissolvemos a mostra sobre etanol colocamos a solução sobre papel jornal. Adicionamos uma gota de HCL 20%.

Reação de caracterização de fenol : Esse teste consistiu em colocar 1 alíquota do fármaco em um tubo de ensaio e

adicionamos 2ml de agua destilada, 1 ml de etanol e algumas gotas de cloreto férrico.

Resultados

A partir dos testes realizados com a amostra 3c, obtivemos os seguintes resultados:

TESTES QUIMICOS REALIZADOS PARA A CARACTERIZAÇÃO DOS GRUPOS FUNCIONAIS

POSITIVO NEGATIVO

Anel aromático +Acido carboxílico +Amina aromática primaria -Amina secundária -Aminas aromáticas e alifáticas 1° e 2° InconclusivoFenol -

Testes positivos

Caracterização do núcleo aromático: A reação deu positiva onde observamos a coloração vermelho intenso e liberação de calor. Essa reação consistiu no ataque eletrofilico do íon nitrônio sobre o anel aromático.

Reação de liberação de CO2: A reação deu positiva observamos que o fármaco solubilizou parcialmente e liberou dióxido de carbono isso porque na presença de bicabornato de sódio 5% os ácidos carboxílicos reagem liberando dióxido de carbono.

Análise do espectro de infravermelho Fármaco 3C

Através da leitura do espectro de infravermelho da amostra 3C, verificou-se ausência de bandas na região de 3600-3200 cm-1 sugerindo que o composto não apresenta grupos hidroxilas, (OH de álcool, fenol, ácido) nem grupamento NH, revelando a ausência de aminas primárias e secundárias. Porém, uma banda mais larga foi observada na região de 2831,5cm -1, podendo-se caracterizar OH de ácido carboxílico, que de acordo com a literatura, é geralmente muito larga, estendendo-se de aproximadamente 2500 a 3400 cm-1. Nesse caso, deve-se verificar a presença da banda de estiramento de C=O em torno de 1700-1725 cm -1 que de acordo com o espectro é de aproximadamente 1695,50.

A região compreendia entre aproximadamente 1850 e 1610 cm -1 é de extrema importância para a caracterização da presença ou não de grupos funcionais que possuem carbonila. As bandas de estiramento C=O são na maioria das vezes as mais intensas, apresentando largura média, ou seja, não tão agudas quanto as relativas ao estiramento de ligações C=C, nem tão largas quanto as de estiramento O-H participando de ligação de hidrogênio. A ausência de bandas fortes nessa região é um indicativo de que a amostra não apresenta nenhuma função carbonilada em sua estrutura. Além disso, a distribuição de ácido carboxílico, por exemplo, além da absorção da carbonila, deve-se observar a presença de uma banda larga de estiramento OH.

Para os compostos carbonílicos, os valores são reduzidos pela conjugação da carbonila com ligação dupla, ou aumentados pela presença de grupos retiradores de elétrons no carbono alfa. O ácido carboxílico tem essa característica, em uma faixa 1725-1700 cm -1, em que no espectro do fármaco orgânico 3C é representado por aproximadamente 1693,50 cm-1.

A constatação da presença de anel aromático foi devido a várias bandas, primeiramente a uma faixa de absorção entre 3080-3010 cm -1 caracterizando ligações duplas entre carbonos e ligação carbono-hidrogênio. O número e a posição das bandas permitem a identificação do padrão de substituição do anel aromático, que de acordo com o espectro possui uma banda de 756,10 caracterizando um anel aromático orto substituído (770-735 cm -

1); segundo pela observação de uma banda bastante aguda, na faixa de 1681,93 que é característica de alcenos; e pela presença de três bandas nas regiões próximas de 1600, 1500 e 1450, caracterizando a função aromática.

A faixa de absorção entre 1300-1000 cm-1 é típico de éteres, álcoois, fenóis, ácidos graxos, ésteres e anidridos por possuírem ligações simples entre carbono e oxigênio, contudo, uma banda bastante acentuada na faixa de 1755,22 cm -1 descreve a presença de éster de cadeia aberta saturado.

Dentre os haletos de ácidos carboxílicos comumentes utilizados em laboratórios, os cloretos são os mais comuns, apresentando forte absorção devido ao estiramento da dupla ligação entre carbono e oxigênio em 1815-1790 cm-1. Brometos e iodetos absorvem em número de ondas ligeiramente menores, não sendo representados neste espectro do fármaco.

Os espectros dos tióis (R-SH) apresentam uma banda fraca e aguda devido ao estiramento da ligação S-H, que ocorre em 2600-2550 cm-1. Já os aromáticos ligados a SH absorvem fracamente em 2660-2450 cm-1. No caso dos tiofenóis, a banda é de intensidade média devido ao estiramento da ligação C-S ser geralmente fraca e ocorre em 806-600 cm -1. Os demais compostos sulfurados contendo ligações de S=O exibem uma banda referente a 1220-

990 cm-1. De acordo com o espectro analisado do fármaco 3C, não detectou-se a presença de grupamentos contendo enxofre.Conclusão

Através das reações químicas realizadas, de acordo com os testes positivos e negativos e analisando as bandas que mais se aproximam das características que alguns grupos funcionais apresentam, conclui-se que o fármaco orgânico desconhecido 3C é o Ácido Acetilsalicílico. Apresentando um anel aromático orto substituído com um grupo ácido carboxílico e um éster. Pesquisou-se na literatura as características de infravermelho desses grupos funcionais presentes na molécula para avaliar e confirmar a hipótese do fármaco desconhecido.

Segue em anexo o espectro de infravermelho da amostra 3C, definida como Ácido Acetilsalicílico.

Bibliografia

BARBOSA, L.C.A. Espectroscopia no Infravermelho – Editora UFV 2007

Tabela de RUCKER et.al, 2001

http://sdbs.riodb.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_frame_top.cgi – Acessado em 05/10/2013