UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁSETOR DE CIÊNCIAS EXATASDEPARTAMENTO DE QUÍMICACQ129-Química Orgânica Experimental III

RELATÓRIO RESUMIDO

Título do Experimento: Síntese da dibenzalacetona

Alunos: Gustavo Karsten Morgana Camargo

Turma: B1 Equipe: D Data do experimento: 11/03/2015

OBSERVAÇÕES EXPERIMENTAIS, RESULTADOS E DISCUSSÃO

Quadro de propriedades químicas, físicas e toxicidade

Nome PF (ºC) PE (ºC) Densidade (g/mL) F. Molecular M. Molar ToxicidadeBenzaldeído -26 178,1 1,0415 C7H60 106,13 Nocivo, irritante.

Acetona -94,9 56,53 0,79 C3H6O 58,08Mod. Tóxico, severo irritante, inflamável.

Sol. Aq. NaOH 322 1388 2,13 NaOH 39,9971Tóxico, corrosivo, severa

irritação/queimadura.Etanol -114,3 78,4 0,789 C2H60 46,06 Inflamável, irritante leve.

Dibenzalacetona 110 359 1,10 C17H14O 234,2975 Nocivo, irritante.

Mecanismo da reação

Mecanismo da síntese da dibenzalacetona. Fonte: SOLOMONS, 2002

A reação global seria:

PesarSolvente adequado

2,45 g de benzaldeído+ 1,15 g de acetona

23,1 mL NaOH 10%+ 18,5 mL etanol

Purificaro restante

Separar 50 mg(RMN, FTIR, PF)

Calcular% produto

impuro

Secar ao arPrecipitado

Descartar nofrasco coletorSobrenadante

T < 20º CBanho geloAgitação

Juntar no béquer

Filtrar no Büchner

Deixar por 15 minutos

Erlenmeyer 125 mL

Béquer 250 mL

Secar ao arPesar

Calcular % globale da etapa de purificação

Separar 50 mg(RMN, FTIR, PF)

Planejamento do experimento

Nome Benzaldeído Acetona Sol. NaOH 10%* Etanol Dibenzalacetona Água

1ª situaçãoMassa (g) 10,6 5,0** 10 63,12 11,70 1,80

Volume (mL) 10,18 6,33 100 80 10,64 1,80n (mol) 0,10 0,086 0,25 1,370 0,050 0,1

2ª situaçãoMassa (g) 2,45 0,67*** 2,31 14,56 2,7 0,42

Volume (mL) 2,35 0,85*** 23,08 18,46 2,45 0,42n (mol) 0,023 0,0115*** 0,058 0,32 0,0115 0,023

OBS: todos os reagentes utilizados na reação foram considerados 100% puros.* Massa e mol são relativos ao soluto, enquanto que volume é relativo a solução.** Foi utilizado 2,9 grama, pois tem excesso de 2,1 grama.*** Se considerarmos o excesso de acetona e a proporção da situação anterior, temos 1,15 gramas de acetona, que resulta em 0,02 mols e 1,43 mL.

Fluxograma da síntese, purificação e identificação da dibenzelacetona

Discussão

Com uma pipeta de Pasteur, foi transferido o benzaldeído + acetona para o béquer que já continha a solução aquosa de NaOH 10% + etanol. A temperatura do meio reacional foi controlada pelo banho de gelo, e ficou na faixa entre 4 ºC e 5 ºC. Começamos a perceber a formação de uma coloração amarela 7 minutos depois de juntar todos os reagentes.

Sob agitação e temperatura constante, a reação foi deixada nestas condições por quase 25 minutos, onde se formou um precipitado amarelo no fundo do béquer.

Todo o sistema foi filtrado à vácuo (Büchner), e o pH inicial do produto, medido por um papel indicador universal através da(s) gota(s) que escorrem pelo filtro de Büchner ficou em torno de 10,5. Foi feito enxagues com água fria, para eliminar traços de substâncias álcali, onde a última análise constatou pH em torno de 7,0.

Analisando a estrutura da dibenzalacetona, existe a previsão de que ela seja apolar, já que apenas o oxigênio presente na molécula é a parte mais polar da molécula, mas tem um tamanho desprezível se compararmos com a molécula inteira. Sendo assim, faz sentido utilizar água, já que esta é polar, pois assim diminuímos a possibilidade de perda de material na etapa de filtração. Além disso, ela está fria, e normalmente a solubilidade do soluto diminui quando temos menores temperaturas para o solvente, e com isso, diminuímos mais ainda a perda de material na etapa de filtração.

Todo o procedimento ocorreu sem maiores problemas, e obtemos um precipitado de coloração amarelo-canário ou amarelo-pálido, deixamos ele sobre o papel-filtro, colocamos sobre um espelho de relógio (já devidamente anotado com o nome da equipe, data e nome do provável composto sobre o espelho do relógio) e colocamos na prateleira, para posterior secagem.

Analisando o mecanismo de reação, é possível que tenha impurezas no meio, como a precipitação de benzalacetona, que é o composto intermediário formado em todo o processo. Para diminuir a possibilidade de isso ocorrer, o meio reacional deve ser básico o suficiente para que a hidroxila reaja com a benzalacetona e com isso possa chegar ao nosso produto alvo, o dibenzalacetona. Além disso, é possível um segundo subproduto, oriundo da condensação aldólica cetona-cetona, onde a acetona pode reagir com a benzalacetona.

A formação da dibenzalacetona é um exemplo de uma condensação aldólica “mista” ou “cruzada” chamada também de condensação de Claisen-Schmidt em homenagem aos químicos alemães Schmidt (que descobriu a reação em 1880) e Ludwig Claisen (que a desenvolveu entre 1881 e 1889), pois estabelece entre dois compostos carbonílicos diferentes (benzaldeído e acetona) em que um desses compostos é uma cetona. Nestas condições, para que não haja a formação de produtos indesejáveis é necessário o uso do benzaldeído que não tem carbonos com hidrogênios alfa relativamente ao grupo carbonila.

A condensação cruzada ocorreu em meio alcalino (OH- é o catalisador), onde houve a remoção de um próton do carbono alfa de uma molécula de acetona através do OH- para a formação do íon enolato que é estabilizado por ressonância. Então o enolato age como nucleófilo (como um carbânion) e ataca o carbono da carbonila da molécula de benzaldeído formando um íon alcóxido que remove um próton de uma molécula de água. A desidratação leva formação da benzalacetona, e esta ainda possui hidrogênios alfa ácido, formando assim um novo íon enolato que condensa com uma nova molécula de benzaldeído e formando assim o dibenzalacetona.