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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PAR INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA QUMICA
Disciplina: Qumica Orgnica Experimental Prof.: Eloisa Andrade
Ana Raquel Oliveira Louzeiro Daniel Nascimento dos Santos Eder Jos Pereira Jnior Henrique Fernandes Figueira Brasil Jssica Maria Morais Costa Raimunda Nonata Consolao e Branco
RELATRIO REFERENTE SNTESE DE ASPIRINA (CIDO ACETILSALICLICO)
Belm, 20 de maio de 2010
1. REVISO BIBLIOGRFICA O uso do cido acetilsaliclico (cido 2-acetoxibenzico), de frmula molecular C9H8O4, tambm conhecido como AAS ou aspirina, tem possivelmente a origem datada no sculo V a.C., onde, segundo os historiadores, Hipcrates 460 a.C. - 337 a.C., considerado como o pai da Medicina escreveu que o p cido da casca do salgueiro-choro (Salix babylonica) aliviava dores e diminua a febre. Este p cido da casca do salgueiro-choro contm salicilatos, que so steres dos cidos saliclicos ou steres de um cido orgnico. Hipcrates provavelmente no conhecia a existncia desses steres presentes no salgueiro-choro, mas evidentemente sabia da capacidade curativa dessa rvore, tanto que em 400 a.C. ele j recomendava folhas de salgueiro para doenas e trabalhos de parto (site 1).
Figura 1 - Salgueiro-choro
A utilizao do p cido da casca do salgueiro tambm mencionada em textos das civilizaes antigas do Mdio Oriente, Sumria, Egito e Assria. Sabe-se tambm que os nativos americanos usavam-no para dores de cabea, febre, reumatismo e tremores. Mas foi o reverendo da Igreja Anglicana, Edmund Stone (1702 - 1768), que redescobriu em 1763 as propriedades antipirticas da casca dessa rvore e as descreveu de forma cientfica. J em 1828, o princpio ativo da casca do salgueiro, a salicilina ou cido saliclico, foi isolado na sua forma cristalina pelo farmacutico francs Henri Leroux, e pelo qumico italiano Raffaele Piria. No entanto, esse princpio ativo (salicilina) amargo e tem efeitos secundrios graves, incluindo, em alguns casos, irritao gstrica aguda. Sendo assim, em 1897, o laboratrio farmacutico alemo Bayer, conjugou quimicamente o cido saliclico com acetato, criando o cido acetilsaliclico ou
aspirina, que descobriram ser menos txico, o que reduziu em grande extenso os efeitos negativos da droga. O cido acetilsaliclico foi o primeiro frmaco a ser sintetizado na histria da farmcia e foi tambm a primeira criao da indstria farmacutica (site 2). A aspirina pode ser designada como um ster actico do cido saliclico ou, como j referido anteriormente, por cido acetilsaliclico. Esta substncia branca, cristalina, solvel na gua, porm, mais solvel no ter e no lcool e possui um sabor levemente cido. A aspirina exerce uma ao antitrmica, analgsica, anti-gripal e anti-reumatismal, que pode ser usada sob a forma de comprimidos e supositrios. Embora tenha um poder extraordinrio, a aspirina mais perigosa do que geralmente se acredita. A sua toxicidade tanta que cerca de 15 g podem ser fatais para uma criana pequena. Ela pode causar hemorragia estomacal e reaes alrgicas em pessoas que dela fazem uso prolongado. Esta substncia considerada o medicamento mais popular em todo o mundo, h mais de um sculo a aspirina usada para aliviar as dores, baixar a febre ou acalmar as inflamaes. Mais recentemente foi descoberta a sua capacidade protetora dos enfartes e h estudos cientficos que revelam os seus aspectos protetores do cancro e da doena de Alzheimer, pois o cido acetilsaliclico inibe o funcionamento de hormnios desencadeadores da dor, que podem ser produzidos por quase todas as clulas do corpo (site 3).
Figura 2 - Comprimido de aspirina
A sntese da aspirina pode ser realizada a partir de uma reao de acetilao do cido saliclico, que um composto aromtico bifuncional, isto , possui dois grupos funcionais: fenol e cido carboxlico. A acetilao consiste na esterificao da funo fenol do cido saliclico com anidrido actico, em presena de gotas de cido sulfrico como catalisador. Essa reao ocorrer atravs do ataque nucleoflico do grupo -OH fenlico sobre o carbono carbonlico do
anidrido actico, seguido de eliminao de cido actico, formado como um sub-produto da reao.
Figura 3 Mecanismo da reao de sntese da aspirina
A sntese e a purificao da aspirina, assim como a caracterizao fsica da mesma, foram realizadas no Laboratrio de Qumica Orgnica da Universidade Federal do Par, sob superviso da professora Eloisa Andrade, sendo seu procedimento experimental descrito posteriormente. A maioria das reaes qumicas realizadas em laboratrio necessita de uma etapa posterior para a separao e purificao adequadas do produto sintetizado. Sendo a purificao de compostos cristalinos impuros geralmente feita por cristalizao a partir de um solvente ou de misturas de solventes. Esta tcnica chama-se recristalizao e baseia-se na diferena de solubilidade que pode existir entre um composto cristalino e as impurezas presentes no produto da reao (site 4). A etapa seguinte ser a separao dos cristais formados, ou seja, a filtrao, que consistir em remover o material solvel. E por fim dever ser realizada a secagem do material, a qual pode ser efetuada em dessecador ou em estufa, dependendo da amostra. Aps a etapa de purificao, conveniente se realizar o controle fsico, ou seja, a caracterizao da substncia, que consiste na determinao do ponto de fuso, do ponto de ebulio, da densidade, do ndice de refrao, entre outros. A importncia da caracterizao fsica est em verificar a pureza da substncia. Sendo assim, no Laboratrio de Qumica Orgnica, realizou-se apenas a determinao do ponto de fuso da aspirina.
O ponto de fuso designa a temperatura na qual uma substncia passa do estado slido ao estado lquido nas condies normais de presso, coexistindo ambas as fases (slida e lquida) em equilbrio. O ponto de fuso, a uma determinada presso, um valor constante, caracterstico de uma substncia pura, e por isso a sua determinao constitui um mtodo para calcular o grau de pureza da mesma substncia. Com isto, se durante a determinao do ponto de fuso de uma substncia que se pensa ser pura, existirem variaes de temperatura superiores a 2oC em relao ao valor do ponto de fuso terico, a substncia no pode ser considerada pura. Porm existem autores que afirmam que a substncia s pode ser considerada pura se a variao de temperatura for de no mximo 1C. No caso da aspirina, o valor terico do ponto de fuso corresponde a 135C (site 5). A determinao do ponto de fuso da aspirina foi realizada no Laboratrio de Qumica Orgnica Experimental utilizando-se um aparelho com propriedades automticas e a partir de ento a avaliao do seu grau de pureza foi feita por comparao com valores tabelados.
Figura 4 - Aparelho usado para a determinao do ponto de fuso da aspirina
2. MATERIAL E MTODOS Sntese da aspirina Material: cido saliclico, cido sulfrico concentrado, anidrido actico, etanol, erlenmeyer, bquer. Procedimento: Em um erlenmeyer de 125 mL, pesou-se 3,5 g de cido saliclico, acrescentou-se 6 mL de anidrido actico 5 gotas de cido sulfrico concentrado. Agitou-se a mistura e procedeu-se com aquecimento em banho-maria por 20 minutos. Decorrido este tempo, no houve formao do precipitado branco esperado. Portanto, repetiu-se o experimento. Novamente a mistura foi aquecida em banho-maria por 20 minutos e ao final deste tempo, verificou-se a formao de um precipitado branco. O erlenmeyer foi lavado para resfriamento em banho de gua fria e adicionou-se 15 mL de gua destilada gelada para decompor o excesso de anidrido actico. A mistura foi resfriada at completa cristalizao e ento, filtrada vcuo, lavando o slido com pequenas quantidades de gua gelada. O filtrado foi descartado e o slido retido no papel de filtro foi transferido para um bquer de 100 mL e dissolvido em 10 mL de etanol. A mistura foi levada para aquecimento em banho-maria. Aps solubilizao total, acrescentou-se 25 mL de gua aquecida. O recipiente foi coberto e armazenado na capela para resfriamento e precipitao. Aps 6 dias, procedeu-se com filtrao simples, onde o papel de filtro foi levado capela para secagem e pesagem aps 7 dias (1,6 g). Determinao do ponto de fuso da aspirina sintetizada Material: capilar, aparelho de ponto de fuso, aspirina Procedimento: O capilar vedado em uma das pontas usando a chama de uma vela. Transferiu-se para o capilar uma pequena quantidade da aspirina sintetizada (cerca de 2 mm de altura). Colocou-se o capilar no aparelho de ponto de fuso. O intervalo de temperatura foi determinado da seguinte forma: a temperatura inicial foi aquela onde a primeira gota de lquido apareceu e a temperatura final foi aquela em que o ltimo fragmento de slido fundiu. Aps resfriamento do aparelho, o experimento foi realizado novamente.
3. RESULTADOS E DISCUSSO Clculo do rendimento da sntese de aspirina. Como o anidrido actico foi a espcie em excesso, o clculo do rendimento deve ser feito em relao ao cido saliclico. 1 mol de c. saliclico (C7H6O3) 1 mol de c. acetilsaliclico (C9H8O4) 138,1207 g 180,1574 g 3,5 g X
X = 4,57g (rendimento de 100%)
4,57 g 100% 1,6 g Rendimento
Rendimento = 35,01% Anlise da pureza da aspirina sintetizada, pela determinao do ponto de fuso. Temperatura inicial Experimento 1 Experimento 2 122C 124C Temperatura final 126C 127C Temperatura mdia 124C 125,5C
De acordo com a literatura consultada, o ponto de fuso da aspirina corresponde aos 135C. Este valor no foi confirmado nos experimentos realizados. Conclui-se, portanto, que o composto sintetizado no a aspirina, ou que o produto ainda apresenta quantidade significativa de impurezas.
4. REFERNCIAS Site 1: www.qmc.ufsc.br, acessado em 19 de maio de 2010. Site 2: www.quimica.seed.pr.gov.br, acessado em 19 de maio de 2010. Site 3: www.projecto-aspirina.blogspot.com, acessado em 19 de maio de 2010. Site 4: www.ube-167.pop.com.br, acessado em 20 de maio de 2010. Site 5: www.notapositiva.com, acessado em 20 de maio de 2010. www.cantoverde.org, acessado em 19 de maio de 2010.
ANEXO I RESOLUO DAS QUESTES DO ROTEIRO DE QUMICA ORGNICA EXPERIMENTAL PG 38 1) orgnicos. Os fatores que afetam o ponto de fuso de compostos orgnicos so o tamanho da molcula, sua geometria, e as foras intermoleculares que atuam sobre ela. Para uma mesma funo orgnica (hidrocarbonetos, por exemplo), quanto maior o peso molecular do composto (maior cadeia carbnica) maior ser a temperatura na qual ele fundir. Quanto maior a superfcie de contato do composto, ou seja, menor nmero de ramificaes, maior ser o ponto de fuso. Para funes orgnicas diferentes, deve-se atentar para as foras intermoleculares. Ligaes fortes como pontes de hidrognio aumentam a interao entre molculas, portanto aumentam seu ponto de fuso. Pesquisar sobre os fatores que afetam os pontos de fuso de compostos
PG 50 1) Calcular o rendimento da reao. Como apresentado anteriormente, o clculo para o rendimento foi feito em relao espcie limitante (cido saliclico). A reao da sntese da aspirina apresentou um rendimento de 35,01%.
2) Classificar o(s) mecanismo(s) da(s) reao(es). A reao ocorrer atravs do ataque nucleoflico do grupo -OH fenlico sobre o carbono carbonlico do anidrido actico, seguido de eliminao de cido actico, formado como um subproduto da reao.
3) Escrever o mecanismo da reao.