Relatórios sobre p-nitroanilina

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3. Pr�tica 3-Sintese da p-Nitro-Acetanilida Pollyanna Alves.docx
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE – UFAC
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA NATUREZA – CCBN
QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL II
DOCENTE: DR. CARROMBERTH FERNADES CARIOCA
DISCENTE: POLLYANNA ALVES DO NASCIMENTO
- PRATICA 3 –
SÍNTESE DA P-NITRO-ACETANILIDA
RIO BRANCO/ACRE
FEVEREIRO DE 2013
INTRODUÇÃO
A nitração é a introdução irreversível de um ou mais grupo nitro (NO2) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para formar um nitro composto (alifático ou aromático), um oxigênio para formar éster nitrado ou um nitrogênio para obter N-nitro compostos. [2]
Realiza-se uma reação de nitração, por exemplo, quando se deseja sintetizar a p-nitroacetanilida tendo a acetanilida como reagente de partida. A nitração da acetanilida normalmente é feita com ácido nítrico, em presença da mistura de ácido acético glacial (CH3COOH) e ácido sulfúrico (H2SO4), o ácido sulfúrico por sua vez garante um meio fortemente ácido que irá favorecer a formação do íon nitrônio na adição do ácido nítrico e inclusão deste no anel da acetanilida de forma a manter no meio uma mistura do agente nitrante com força média. A p-nitroacetanilida sintetizada pode posteriormente ser usada para preparar a p–nitroanilina (substância normalmente usada como um intermediário na síntese de corantes, oxidantes, fármacos em veterinária), em gasolina (como um inibidor da formação de gomas) e como um inibidor de corrosão. (Solomons et al , 2005). [3]
É necessário segundo algumas literaturas consultadas, dá uma devida atenção para três fatores principais durante as sínteses orgânicas, especialmente via nitração: 
Agitação: A reação de nitração pode ocorrer tanto na fase aquosa como na fase orgânica. Com agitação é possível que cada fase esteja sempre saturada pela outra, e, nestas condições, a velocidade de reação em cada fase aquosa e orgânica é constante.
Temperatura: Processos de nitração na maioria são reações exotérmicas e a temperatura influencia diretamente o curso da reação. Ao abaixar a temperatura aumenta-se o grau de nitração, obtendo maior quantidade de produto nitrado, principalmente compostos super nitrados.
Solubilidade: Na medida em que se aumenta a temperatura, cresce a solubilidade dos nitro-compostos no ácido sulfúrico, e esta diminui com a diluição do ácido.
Portanto, é necessário ter conhecimento do grau de solubilidade dos nitro-compostos no ácido sulfúrico, geralmente se dissolvem melhor em ácido sulfúrico concentrado. E nos processos de nitração a temperatura influencia diretamente o curso da reação, até por que na grande maioria, essas são reações exotérmicas. Então, se elevar a temperatura, se aumenta o grau de nitração, dessa forma obtem-se maior quantidade de produto nitrado e subprodutos (supernitrados). [4], [2]
OBJETIVO
Sintetização da p-nitro-acetanilida, a partir da nitração da acetanilida sobre presença de ácido nítrico e ácido sulfúrico concentrado, através da demonstração de uma reação de substituição eletrofílica em aromáticos.
METODOLOGIA
MATERIAIS 
Pipeta 10 mL; Balança Analítica; Espátula; Bastão de Vidro; Béquer 50 mL; Béquer 100 mL; Pisseta; Capela; Funil de Buchner; Bomba á vácuo; Papel Filtro; Pêra de borracha; Termômetro.
REAGENTES
Água destilada (H2O); Acetanilida (C8H9NO); Ácido Sulfúrico (H2SO4); Ácido Nítrico (HNO3); Ácido Acético Glacial (CH3COOH) e Gelo.
PROCEDIMENTO
– Em um Becker foi adicionado aproximadamente 2,5 g de acetanilida previamente pulverizada. Em seguida, adicionado cerca de 3,0 mL de ácido acético glacial juntamente ao Becker onde continha a acetanilida, agitou-se com o auxilio de um bastão de vidro, para assim se obter uma suspensão.
– Adicionou-se, sob agitação constante aproximadamente 6,25 mL de acido sulfúrico concentrado. Como consequência a mistura ficou quente e límpida.
– Em seguida, resfriou-se a mistura reacional em banho de gelo. O banho de gelo foi constituído de gelo picado e sal de cozinha. Assim, a temperatura da mistura reacional atingiu 4ºC. Tal temperatura foi medida com o termômetro imerso na mistura.
 - Adicionou-se junto à mistura reacional, ainda em banho de gelo, lentamente e com agitação constante 3,0 mL da mistura nitrante resfriada. Resaltando que, a mistura foi realizada lentamente em pequenas porções para garantir que a temperatura da mistura não ultrapassasse 10 ºC. A mistura nitrante é formada de 1,4 mL de HNO3 concentrado e 0,9 mL de H2SO4 concentrado, já preparado pelo técnico do laboratório.
– Terminou-se a adição da mistura nitrante e retirou-se a mistura reacional do banho de gelo e deixando em repouso.
 - Em outro momento, em um Becker de 100 mL adicionou-se 25,380 g de gelo picado. Sobre o gelo adicionou-se a mistura com agitação constante com um bastão de vidro. Nessa etapa houve precipitacao do produto.
 - Deixou-se em repouso por 5 minutos a mistura reacional e filtrou-se a mesma a vácuo, utilizando papel filtro previamente tarado com massa de 0,6928 g. Lavou-se os cristais varias vezes utilizando pequenas porções, ate que o pH do liquido recolhido no kitassato apresentasse de 6-7 (Não foi feita).
 - Assim finalizando, pesaram-se os cristais de p-nitro-acetanilida para calcular o rendimento da reação.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
p-nitro-acetanilida (Ainda úmida) Fonte: Própria (Laboratório de Química)
Discussões fundamentais:
3.1 - Ao adicionar o ácido acético com a acetalinida, obteve-se uma suspensão que posteriormente foi colocada em banho de gelo. Por outro lado, a adição do ácido acético não só teve o objetivo promover uma suspensão à solução, ele tem uma vasta importância no deslocamento do equilíbrio para os produtos. O ácido acético serve como um doador de prótons para o íon HSO4-, formando o ácido sulfúrico. Este então doa um próton para o ácido nítrico formando o íon nitrônio (reagente que promove o ataque no anel aromático), deslocando então o equilíbrio para os produtos. Além disso, o ácido sulfúrico e o ácido acético glacial têm a função de manter o meio com uma força média.
3.2 – Ao adicionar o acido sulfúrico concentrado juntamente a solução de acetanilida e acido acético glacial, a reação apresentou mudança de coloração passando do incolor para uma coloração escura, e também um aquecimento do béquer, sendo assim uma reação exotérmica, pois, houve liberação de calor.
3.3 - É importante ressaltar que o banho de gelo tem a função de evitar o aumento exagerado da temperatura, devido ao desprendimento de calor [4]. Elevar a temperatura aumenta o grau de nitração, dessa forma obtêm-se maior quantidade de produto nitrado e subprodutos.
3.4 - Adicionou-se juntamente a mistura da solução de acetanilida, acido acético glacial e acido sulfúrico concentrado 3 mL da mistura nitrante, para assim produzir íon nitrônio. O eletrófilo é o íon nitrônio, em que este é formado da protonação realizada pelo ácido sulfúrico no ácido nítrico, liberando moléculas de água. Este nitrônio é um núcleofilo muito forte sendo então capaz de atacar o anel aromático da acetanilida.[4]
3.6 - Derramou-se então, a mistura reacional sobre, aproximadamente, 25, 380 g de gelo picado e água, com agitação vigorosa de modo que a p-nitroacetanilida precipitasse apresentando mudança de cor. E logo após filtrou-se em funil de Büchner, e lavou-se repetidas vezes com água gelada para remover ácidos residuais.
Reação Envolvida:
Reação Geral
Mecanismo
1ª etapa - O ácido nítrico recebe um próton de um ácido mais forte, o ácido sulfúrico. Nesse mecanismo da etapa 1, o oxigênio ligado ao hidrogênio no ácido nítrico se liga
a um hidrogênio do ácido sulfúrico. Assim, o oxigênio ligado aos dois hidrogênios no ácido nítrico rompe a ligação com o nitrogênio ficando com o par de elétrons, posteriormente, o oxigênio (ligado ao nitrogênio)
com carga formal negativa utiliza um par de elétrons para formar uma ligação π com o nitrogênio.
2ª etapa - Depois de protonado, o ácido nítrico pode dissociar-se para formar um íon nitrônio.
3ª etapa - O íon nitrônio (eletrófilo) reage com a acetanilida para formar um íon arênio (estabilizado por ressonância).
4ª etapa - O íon arênio perde um próton para uma base de Lewis e transforma-se na p-nitro-acetanilida. O ácido sulfúrico (catalisador) é regenerado.
Propriedades físicas e toxicológicas dos reagentes e produtos envolvidos: [2]
Acetanilida: MM= 135,17 g/mol; dt= 1,2 mol/l; P.F (oC)=115; P.E (oC)= 304. Causa irritação na pele ou nas mucosas nasais. Pode causar cianose se ingerido.
Ácido acético glacial: MM= 60 g/mol; dt= 1,0520; P.F (oC)= 6,6; P.E (oC)= 255,8; nt= 1,372010. Causa o escurecimento da pele; se inalado é corrosivo e se ingerido causa vômito.
 Ácido sulfúrico: MM= 98,1 g/mol; dt= 1,84; P.F (oC)= 10,31; P.E (oC)= 8337. É tóxico se inalado.
 Ácido nítrico: MM= 63 g/mol; dt= 1,40; P.F (oC)= -41,6; P.E (oC)= 83. Quando em contato com a pele é corrosivo e irritante e se inalado pode causar edema pulmonar.
 P-nitroacetanilida: MM= 180,17 g/mol; dt= 1,08; P.F (oC)= 215. Causa irritação em contato com a pele, é tóxico se inalado e se ingerido causa náusea.
CONCLUSÃO
Ao concluir a síntese do p-nitroacetanilida, reagindo acetanilida, ácido acético, ácido sulfúrico concentrado e mistura nitrante, obteve-se 85,31 % de rendimento.
Tal síntese demonstra uma importante reação que envolve vários princípios da química orgânica estudados anteriormente em sala de aula, e ainda pelo fato de ser uma síntese muito utilizada nas indústrias químicas, devido que com este composto pode ser possível a produção de corantes, oxidantes, fármacos em veterinária, em gasolina (como um inibidor da formação de gomas) e como um inibidor de corrosão [4].
Um fato que pode ter impedido de alcançar o maior rendimento da reação, é que se esperava a temperatura alcançar 2ºC durante o banho de gelo da solução, e não foi assim, a temperatura alcançada foi de 4 ºC, o dobro da determinada no procedimento, pois nesse experimento, a temperatura é um fator muito importante durante a reação como mencionado nos resultados e discussões. Contando também como causa para perdas parciais do produto, no momento a ser filtrado por filtração a vácuo, pois uma pequena quantidade de produto passou pelo papel de filtro pelas bordas e ficou retido no frasco, tendo em vista a questão de manuseio de instrumentos, técnicas e entre outros fatores que alteram no rendimento proveitoso do produto.
QUESTIONÁRIO:
Questão 1. Apresente o mecanismo de substituição eletrofilica do p-nitro-acetanilida.
Respondida nos RESULTADOS E DISCUSSÕES.
Questão 2. Na preparação do p-nitro-acetanilida possibilita a formação de outro isômero. Identifique esse isômero e apresente o mecanismo de formação. Classifique esse isômero como constitucional ou estereoisômero. Justifique
Podemos obter dois isômeros: o p-nitroacetanilida (em maior quantidade) e o-nitroacetanilida.[6]
São isômeros constitucionais (anteriormente denominados isômeros estruturais), pois, são compostos que apresentam a mesma fórmula molecular, mas diferente fórmula de estrutura. Os isômeros constitucionais possuem diferenças nas fórmulas de estrutura, e dividem-se em três categorias: isômeros de posição, de cadeia e de grupo funcional [7].
Questão 3. Qual a função da mistura de ácido nítrico e ácido sulfúrico? A reação ocorreria se usar apenas o ácido nítrico.
O sistema ácido sulfúrico/ácido nítrico é denominado mistura sulfonítrica (MSN), no qual é o reagente mais comum em nitração. Mistura sulfonítrica ou solução sulfonítrica é uma mistura, normalmente de quantidades em volume iguais de ácido nítrico e ácido sulfúrico concentrado, utilizada em síntese orgânica na nitração de compostos orgânicos. [8]
Devido ao caráter higroscópico e exotérmico do ácido sulfúrico a preparação da mistura sulfonítrica realiza-se pela adição do ácido sulfúrico ao ácido nítrico com agitação constante e resfriamento.
HNO3 + H2SO4 → NO2 + H3O+ + HSO4
Ácido Nítrico + Ácido Sulfúrico → íons NO2+
Não ocorreria apenas com o ácido nítrico, pois para uma solução sulfonítrica, e para que as quantidades de volumes sejam iguais, de tal forma tendo um caráter higroscópico e exotérmico, necessita-se de ambos em solução.
Questão 4. Qual a função do ácido acético utilizado no item 3.1?
A adição do ácido acético não só teve o objetivo promover uma suspensão à solução, ele teve também uma vasta importância no deslocamento do equilíbrio para os produtos. O ácido acético serve como um doador de prótons para o íon HSO4-, formando o ácido sulfúrico. Então, doa um próton para o ácido nítrico formando o íon nitrônio (reagente que promove o ataque no anel aromático), deslocando então a equilíbrio para os produtos. Além disso, o ácido sulfúrico e o ácido acético glacial têm a função de manter o meio com uma força média. [1]
Questão 5. Calcular o rendimento da reação do p-nitro-acetanilida.
Foi obtida uma massa de 2,8154 g de p-nitro-acetanilida, já desprezando o peso do papel filtro. Para saber o rendimento percentual que foi obtido na prática, precisou-se analisar os dados que as fórmulas e a equação proporcionam e comparou-se com o resultado experimental.
Massa do Papel filtro = 0,6928 g
Massa do papel filtro + produto = 3,5082 g 
Peso do Produto (subtraindo a massa do papel filtro) = 2,8154 g
Massa Molar de Acetanilida= 135,17 g/mol 
Massa Molar da p-nitro-acetanilida = 180,17 g/mol
Tendo em vista que a reação envolvida é de 1:1. Logo,
1 mol de Acetanilida ― 1 mol de p-nitro-acetanilida
135,17 g/mol de Acetanilida ― 180.17 g/mol de p-nitro-acetanilida
 2,5 g/mol de Acetanilida ― x g de p-nitro-acetanilida
x = 450,42/ 135,17 = 3,33 g de p-nitro-acetanilida (massa teórica)
RENDIMENTO = Rend. Real X 100%
 Rend. Teórico
RENDIMENTO = ~ 2,81 g / 3,33 g X 100% = 85,31 % de p-nitro-acetanilida
Obs. A pesagem do produto foi feita quando o papel de filtro + produto, ainda estavam úmido, consequentemente alterando o rendimento proveitoso do produto, tendo em vista também que no produto ainda se encontrava uma grande quantidade de ácido nítrico, pois se encontrava impuro, para se ter um rendimento favorável e mais certo, seria necessário a purificação do produto para assim se obter um rendimento bom de p-nitro-acetanilida pura, tal purificação que não foi realizada, nesse experimento.
Questão 6. Como explicar a posição 4 do anel aromático (em relação ao nitrogênio da acetanilida) ser preferida na reação de nitração da acetanilida.
	Como o grupo substituinte é considerado um grupo ativador, esse pode se orientar apenas nas regiões “orto” e “para”. Mas a nitração ocorre preferencialmente pela posição “para’’ porque a substituição na posição orto é desfavorecida devido ao impedimento espacial entre os grupos (interações repulsivas)”.
Questão 7. Fazer o mecanismo da reação de formação do íon nitrônio.
Reação
1ª etapa: formação do íon nitrônio.
2ª etapa: reação do eletrófilo NO2 com a acetanilida e ressonâncias.
BIBLIOGRAFIA
[1]. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABTV4AA/sintese-p-nitroacetanilida> Acesso em 07 de Fevereiro de 2013.
[2]. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Nitra%C3%A7%C3%A3o> A Enciclopédia livre. Acesso em 07 de Fevereiro de 2013.
[3]. FIGUEIREDO, Rute C. SÍNTESE DA p-NITRO ACETANILIDA.
Disponível em: <http://www2.iq.usp.br/docente/alcindo/MaterialDisciplinas/qfl0314/modelo_relat_completo.pdf> Acesso em 07 de Fevereiro de 2013.
[4]. FERREIRA, Lucas Rodrigues; SOUSA, Lucas; MOURA, Renata Silva; CAMPOS, Geniara. SÍNTESE DA ACETANILIDA, DA P-NITRO-ACETANILIDA E DA P-NITRO-ANILINA; E DETERMINAÇÃO DO PONTO DE
FUSÃO DA ACETANILIDA.
Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAABNYYAC/sintese-acetanilida-p-nitro-acetanilida-eda-p-nitro-anilina-determinacao-ponto-fusao-acetanilida> Acesso em 07 de Fevereiro de 2013.
[5]. SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, G. B., QUÍMICA ORGÂNICA, Rio de Janeiro, LTC, 9.ed., v.1, 2009.
[6]. SANTOS, Gelson Tiago dos Tavares; OLIVEIRA Tamires Donizeth; SOUZA, Thaynara de oliveira; MALLMANN, Viviane; CORREIA, Wagner. SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DAP-NITROACETANILIDA
Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeqD4AA/relatorio-organica-p-nitroacetanilida> Acesso em 08 de Fevereiro de 2013.
[7]. Disponível em: < http://wikiciencias.casadasciencias.org/index.php/Is%C3%B3meros_constitucionais> Origem: Enciclopédia Livre. Acesso em 08 de Fevereiro de 2013.
[8]. BARCZA, Prof. Marcos Villela. NITRAÇÃO. Disponivel em: < http://www.dequi.eel.usp.br/~barcza/Nitracao.pdf> Acesso em 09 de Fevereiro de 2013.
[9]. MANO, Eloísa B.; SEABRA, Affonso do Prado. Práticas de química orgânica. 3º Ed. –São Paulo – 1987.
24-ED02194.pdf
Quim. Nova, Vol. 26, No. 5, 779-781, 2003
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*e-mail: rsangil@iq.ufrj.br
# endereço atual: Nucat/PEQ/COPPE, Universidade Federal do Rio de
Janeiro, Bl. G, 21945-970 Rio de Janeiro - RJ
INSERÇÃO DO CONCEITO DE ECONOMIA ATÔMICA NO PROGRAMA DE UMA DISCIPLINA DE QUÍMICA
ORGÂNICA EXPERIMENTAL
Leila Maria Oliveira Coelho Merat# e Rosane Aguiar da Silva San Gil*
Departamento de Química Orgânica, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Bl. A, Ilha do Fundão, 21949-900
Rio de Janeiro - RJ
Recebido em 30/9/02; aceito em 13/12/02
INCLUSION OF ATOM ECONOMY CONCEPT IN AN EXPERIMENTAL ORGANIC CHEMISTRY UNDERGRADUATE
COURSE. In this paper, the atom economy concepts are applied in a series of experiments during an experimental organic chemistry
class, to implement “green chemistry” in an undergraduate course.
Keywords: atom economy; E factor; undergraduate course.
INTRODUÇÃO
Por razões tanto econômicas quanto ambientais a Química tem a
obrigação de otimizar os seus métodos de síntese, de forma a obter-
se o produto desejado com o máximo de conversão e seletividade e
com geração do mínimo de subprodutos e rejeito1. Esse conceito,
denominado “economia atômica” foi formulado na década de 90 por
Trost2 e Sheldon3, e evidencia a importância de uma química limpa,
dentro do conceito de mínima agressão ao meio ambiente (“green
chemistry”). O uso de água como solvente em algumas reações or-
gânicas tradicionalmente executadas na presença de solventes orgâ-
nicos é um exemplo prático da aplicação do conceito de “química
limpa” na minimização do custo e do impacto ambiental4. Nos Esta-
dos Unidos a indústria química é a maior fonte de poluição tóxica, e
essa situação não é diferente em nosso país. Atualmente o conceito
de química ambientalmente aceitável já é tema em disciplinas de
graduação voltadas para o estudo da implementação de tecnologia
de prevenção de poluição5, além de base para grandes modificações
nos processos industriais, de forma que seu conhecimento e aplica-
ção é hoje imprescindível para os profissionais da área.
A execução de experimentos programados nas disciplinas expe-
rimentais das várias áreas da Química é a grande oportunidade que
os alunos dos cursos de graduação têm para consolidar o aprendiza-
do de conceitos teóricos e o desenvolvimento de temas ainda pouco
explorados em sala de aula. O Departamento de Química Orgânica
do Instituto de Química da UFRJ possui um elenco de disciplinas
experimentais, que são oferecidas para os cursos de Química e tam-
bém para os cursos de Engenharia Química e Farmácia. Os conteú-
dos programáticos encontram-se em contínua avaliação e adequa-
ção, visando manter uma atualização constante com os rumos da
química no contexto mundial. Este trabalho foi desenvolvido na dis-
ciplina Química Orgânica Experimental II, que tem como objetivos
gerais6: desenvolver a capacidade do aluno de reconhecer e selecio-
nar utensílios de laboratório a serem empregados nas sínteses pro-
postas, executar com desembaraço os procedimentos utilizados na
preparação de vários compostos orgânicos, reconhecer as caracterís-
ticas gerais das reações realizadas, assim como os ensaios de confir-
mação dos produtos e o cálculo do rendimento do produto obtido
em cada reação. O aluno executa uma série de sínteses, preparando e
caracterizando intermediários para um produto final (um corante), e
também sínteses de produtos em uma única etapa. A preparação de
corantes é um dos temas propostos que envolve uma seqüência de
sínteses partindo da anilina, enquanto a preparação da acetona é uma
das sínteses executadas em uma única aula. As práticas propostas
foram selecionadas principalmente dos livros texto sobre experimen-
tos de química orgânica de Mano e Seabra7 e Vogel8.
O objetivo deste trabalho foi fazer com que os alunos pudessem
vivenciar no laboratório o conceito de economia atômica durante a
síntese de alguns produtos por duas rotas distintas, através do cálcu-
lo da porcentagem de utilização atômica (%A), do rendimento obti-
do e do fator E.
O parâmetro economia atômica ou porcentagem de utilização
atômica (representado nesta comunicação como %A) exprime quan-
to dos reagentes foi incorporado ao produto, segundo a equação
estequiométrica da reação. É portanto um parâmetro de natureza teó-
rica, que não leva em consideração o rendimento da reação ou a
presença de outras substâncias além dos reagentes, tanto durante a
reação (por exemplo solvente) quanto na etapa de purificação do
produto. Entretanto é uma ferramenta bastante útil para uma avalia-
ção rápida da quantidade de rejeitos que serão gerados pela reação
em pauta.
%A = P.M. do produto desejado/Σ P.M. das substâncias produzidas
O fator E, definido como a razão entre a soma das massas dos
produtos secundários e a massa do produto desejado, leva em consi-
deração todas as substâncias utilizadas na reação, incluindo-se os
solventes (exceto água) e a parcela de reagentes não convertidos.
Quanto maior o valor do fator E, maior a massa de rejeito gerada e
menos aceitável o processo, do ponto de vista ambiental.
fator E = Σ massas dos produtos secundários/massa do produto de-
sejado
Recentemente foi definido o parâmetro EQ, denominado quoci-
ente ambiental9, que é calculado conhecendo-se o valor de Q, um
fator arbitrário que define a toxidez (“unfriendliness quotient”) dos
subprodutos obtidos9. O parâmetro EQ exprime a aceitabilidade de
um determinado processo do ponto de vista ambiental, e baseia-se
780 Quim. NovaMerat e San Gil
no fato de que, mais importante do que a quantidade de rejeito gera-
do é o seu impacto sobre o ambiente. Por exemplo, o fator Q do
cloreto de sódio é 1, enquanto sais de metais pesados (como o cromo
por exemplo) tem fator Q na faixa de 100 a 1000.
Neste trabalho os parâmetros %A e fator E foram calculados,
tanto para as rotas tradicionais7,8 quanto para os procedimentos alter-
nativos10,11. Devido à dificuldade em inferir o fator Q de alguns dos
subprodutos gerados durante as sínteses executadas, o produto EQ
não foi determinado. Foram feitas algumas alterações nas quantida-
des de reagentes indicadas originalmente, de forma a empregar a
mesma quantidade do reagente principal nas duas rotas experimen-
tadas em cada síntese, para fins de comparação das eficiências dos
processos propostos.
RESULTADOS
Inicialmente foi estudada a preparação da acetanilida a partir da
acetilação da anilina. No procedimento indicado tanto por Mano e
Seabra7 quanto por Vogel8 (Esquema 1, rota A), o anidrido acético é
o reagente acilante e o tampão ácido acético/acetato de sódio é utili-
zado para minimizar a diacetilação da anilina.
Por outro lado é sabido que o produto de diacetilação da anilina
sofre
decomposição em presença de água, fornecendo acetanilida e
ácido acético. Essa é a base do procedimento proposto por Bell e
colaboradores10: o tampão ácido acético/acetato de sódio é substituido
por água (Esquema 1, rota B). A acetilação inicial da anilina gera
ácido acético, que vai manter o pH da mistura reacional na faixa
ácida, protonando parcialmente a anilina; por outro lado, qualquer
diacetil anilina porventura formada será decomposta pela água pre-
sente no meio reacional. Os rendimentos alcançados na rota B (Ta-
bela 1) foram comparáveis aos obtidos na rota A, na presença do
tampão, no mesmo tempo de reação. A economia atômica (%A) não
foi alterada, porém o fator E foi menor, evidenciando ser a rota B
preferencial (Tabela 2): há economia de reagentes (ácido acético gla-
cial e acetato de sódio) e minimização de compostos no rejeito, cons-
tituído prioritariamente pelo ácido acético formado estequiometri-
camente. Como a purificação do produto desejado envolve apenas
lavagens com água destilada gelada, não há incorporação de solventes
que devam ser incluídos no cálculo do fator E.
A acetanilida é reagente de partida para a preparação de p-nitro
acetanilida, através da nitração da acetanilida. A nitração da acetanilida
é normalmente feita com ácido nítrico, em presença da mistura ácido
acético glacial/ácido sulfúrico, de forma a manter no meio uma mis-
tura do agente nitrante com força média7,8 (Esquema 2, rota A). O
procedimento alternativo10 não utilizou o ácido acético glacial, e foi
acompanhado do controle rigoroso do tempo de reação (Esquema 2,
rota B).
A modificação do procedimento, excluindo o ácido acético e
controlando a adição de ácido sulfúrico e do tempo de nitração, pro-
piciou a formação do produto nitrado de interesse em rendimentos
comparáveis aos obtidos utilizando ácido acético glacial (diminui-
ção do fator E). Além disso, o tempo de reação pode ser diminuido
de 60 para 20 min (Tabela 1).
A p-nitro acetanilida é usada para preparar p-nitro anilina, que
em uma aula posterior será o reagente da síntese de um corante (via
geração do sal de diazônio correspondente, seguido de reação com
β-naftol). A hidrólise da p-nitro acetanilida com ácido sulfúrico 70%
gera o sulfato ácido correspondente como produto intermediário, que
numa etapa posterior é hidrolisado com emprego de base. A literatu-
ra sugere que essa hidrólise pode ser conduzida tanto com solução
de hidróxido de sódio (rota A) quanto com hidróxido de amônio con-
centrado (rota B)7,8,10 (Esquema 3).
A necessidade de conduzir a hidrólise com NH4OH em capela
pode ser um fator limitante para o uso desse reagente em laboratório.
O fator E, por outro lado, poderia ser favorecido, porém os rendi-
mentos alcançados não foram comparáveis (Tabela 1) com
consequente aumento no fator E com o uso do NH4OH. Dessa for-
ma, a substituição de hidróxido de sódio pelo hidróxido de amônio
não se mostrou vantajosa.
Uma das sínteses em uma única etapa proposta na disciplina é a
preparação de acetona a partir de 2-propanol. Reações de oxidação
de álcoois são executadas usualmente com emprego da mistura de
dicromato de sódio ou de potássio e ácido sulfúrico7 (Esquema 4,
rota A). Esse experimento gera soluções ácidas contendo sais de cro-
mo para descarte, o que torna desejável sua substituição por agentes
oxidantes menos agressivos ao meio ambiente.
Hipoclorito de sódio em solução aquosa a 5% apresentou boa
atividade na reação de oxidação de cicloexanol a cicloexanona, em
meio de ácido acético glacial10, com formação de cloreto de sódio
como subproduto. Resultados similares foram obtidos por Mirafzal
e Lozeva11, em presença de um agente de transferência de fase. Com
base nesses bons resultados, a oxidação do 2-propanol foi tentati-
vamente executada substituindo-se a mistura dicromato de sódio/
ácido sulfúrico por hipoclorito de sódio 4-6% (Esquema 4, rota B).
O resultado obtido evidenciou a necessidade de otimização do pro-
cedimento, já que os rendimentos foram inferiores a 10% (Tabela 1).
Por outro lado a substituição do agente de oxidação é prioridade na
disciplina, na medida em que a porcentagem de economia atômica
Esquema 1. Preparação da acetanilida
Esquema 2. Preparação de p-nitro acetanilida
Esquema 3. Preparação de p-nitroanilina
Esquema 4. Preparação de acetona
781Inserção do Conceito de Economia AtômicaVol. 26, No. 5
(Tabela 2) e o fator Q (impacto ambiental) favorecem sobremaneira
a substituição da mistura oxidante contendo sal de cromo (que gera
descarte com fator Q entre 100 e 1000) pelo hipoclorito de sódio
(que gera descarte com fator Q igual a 1), ou por outros agentes
oxidantes menos agressivos ao meio ambiente.
CONCLUSÃO
Os resultados evidenciaram ser possível introduzir o conceito de
economia atômica durante as aulas práticas de química orgânica, em
experimentos de rotina, de forma a incentivar os alunos a compara-
rem as rotas de síntese existentes na literatura e os rendimentos dos
processos empregando esse conceito. Essa nos parece ser uma
metodologia vantajosa, porque permite que os alunos vivenciem
durante a graduação a necessidade de minimizar ao máximo a gera-
ção de subprodutos durante um processo químico e o descarte de
subprodutos poluentes, de forma que possam aplicar estes conceitos
no futuro, como profissionais conscientes das vantagens e da neces-
sidade de preservação do meio ambiente.
Tabela 2. Resultados de rendimento atômico (%A) e fator E das
rotas estudadas
% A fator E
Produtos Rota A Rota B Rota A Rota B
acetanilida 69 69 1,7 0,7
p-nitro acetanilida 91 91 6,3 5,6
p-nitro anilina 70 70 12,7 21,6
acetona 20 43 10,6 >30
Tabela 1. Condições experimentais e rendimentos obtidos nas rotas testadas
ROTA A ROTA B
tempo tempo
Produtos reagentes quant. reação rend.* reagentes quant. reação rend.*
(min) (%) (min) (%)
acetanilida anilina 7,75 g anilina 7,75 g
anidrido acético 9,15 g anidrido acético 9,7 g
ácido acético glacial 8,4 g 10 90 ácido acético glacial - 10 85
acetato de sódio 2,1 g acetato de sódio -
água 60 mL
p-nitro acetanilida acetanilida 5g acetanilida 5g
ácido nítrico 3,8 g ácido nítrico 3,9 g
ácido sulfúrico conc. 26,2 g 60 84 ácido sulfúrico conc. 31,3 g 20 90
ácido acético glacial 6,25 g ácido acético glacial -
p-nitro anilina p-nitro acetanilida 3,75 g p-nitro acetanilida 3,75 g
ácido sulfúrico 70% 20 mL 20 80 ácido sulfúrico 70% 20 mL 20 50
NaOH-20% 20 mL NH4OH conc. 20 mL
acetona isopropanol 6 g isopropanol 7 mL
dicromato de potássio 11,6 g dicromato de potássio -
ácido sulfúrico conc. 18 g 30 53 ácido sulfúrico conc. - 30 <10
água 90 mL água -
hipoclorito de sódio 4-6% 150 mL
(*) média de pelo menos três experimentos independentes.
AGRADECIMENTOS
As autoras agradecem à Profa E. R. Lachter, pioneira na divulga-
ção do conceito de economia atômica no âmbito do IQ/UFRJ e ao
Prof. J. A. P. Bonapace, pela cessão de amostras do reagente
hipoclorito de sódio 4-6%; aos funcionários E. C. Cruz e L. S.
Benevides pelo apoio técnico e aos alunos A. C. Carelli, A. L. M.
Oliveira, A. R. Oliveira Filho, C. B. Conceição, C. N. Santana, D. G.
Polck, D. T. Tavares e F. R. Neves, da Escola de Química da UFRJ,
que cursaram a disciplina Química Orgânica Experimental II duran-
te o primeiro semestre de 2002 e participaram ativamente na execu-
ção dos experimentos descritos nessa comunicação.
REFERÊNCIAS
1. Dupont, J.; Quim. Nova 2000, 23, 825.
2. Trost, B. M.; Science 1991, 254, 1471.
3. Sheldon, R. A.; Chem. Ind. 1992, 23, 903.
4. Silva, F. M. da; Jones Jr., J.; Quim. Nova 2001, 24, 646.
5. Brennecke, J. F.; Stadtherr, M. A.; Comput. Chem. Eng. 2002, 26, 307.
6. Faria, H. E. S. V. T.; Apostila de Práticas da Disciplina de Química Orgânica
Experimental II, Departamento de Química Orgânica, Instituto de Química
da UFRJ, 1998.
7.
Mano, E. B.; Seabra, A. P.; Práticas de Química Orgânica, 3a ed., Ed.
Edgard Blücher Ltda, 1987.
8. Vogel, A. I.; Química Orgânica. Análise Orgânica Qualitativa, Ed. Ao
Livro Técnico S. A., 1982.
9. Sheldon, R. A.; C. R. Acad. Sci., Ser. IIc: Chim. 2000, 3, 541.
10. Bell, C. E.; Clark, A. K.; Taber, D. F.; Rodig, O. R.; Organic Chemistry
Laboratory, Saunders College Publishing, 1997.
11. Mirafzal, G. A.; Lozeva, A. M.; Tetrahedron Lett. 1998, 39, 7263.
modelo_relat_completo.pdf
SÍNTESE DA p-NITRO ANILINA 
Rute C. Figueiredo 
Disciplina: QFL 0314 – Experimento 1 / Prof. Dr. Alcindo A. Santos e Leandro H. Andrade 
São Paulo, 06 de março de 2012 
 
Introdução 
A p-nitro-anilina é um composto 
químico de fórmula C6H6N2O2, que encontra-se 
dentro da classe das aminas aromáticas. As 
anilinas apresentam um átomo de nitrogênio 
ligado a dois átomos de hidrogênios e um anel 
aromático, sendo assim uma amina primária. O 
átomo de nitrogênio contém elétrons não 
ligantes, fazendo com que estes compostos 
tenham propriedades básicas e nucleofílicas. As 
aminas, de maneira geral, encontram-se em 
plantas e animais.1 Como exemplo, a 
trietilamina é responsável pelo odor 
desagradável de vários tipos de peixes, e a 
quinina um importante fármaco anti-malária 
encontrado no sul da América nas árvores do 
gênero Cinchona. Por outro lado, as nitro-
anilinas são utilizadas principalmente na 
indústria de tintas, mas também são usadas 
como intermediários na síntese de fármacos e 
inseticidas.2 
 
Objetivo 
Realizar a síntese da p-nitroanilina a 
partir da acetanilida por reação com acido 
nítrico catalisada com acido sulfúrico. 
 
Resultados e Discussão 
Na primeira etapa foi realizada a reação 
de nitração (Esquema 1). Para isto, a acetanilida 
foi dissolvida em H2SO4 (conc.). Neste 
experimento trabalhou-se na capela devido à 
liberação de vapores ácido. Em seguida, a 
mistura de ácidos (HNO3(conc.) e H2SO4(conc.)) foi 
previamente resfriada e deveria ser adicionada 
lentamente no erlenmeyer contendo a 
acetanilida evitando-se assim o aumento da 
temperatura do meio. Contudo, ao realizar este 
procedimento, a mistura foi adicionada de forma 
rápida, sendo observado o aquecimento do 
erlenmeyer e a liberação de um gás castanho, 
que possivelmente é o NO2. Esta ocorrência 
pode levar a formação de outros isômeros (orto 
e 
 
 
meta) em quantidades significativas, diminuindo 
o rendimento da reação. 
 
Esquema 1 
 
Após adicionar a mistura de ácidos, a 
reação foi deixada em repouso por cerca de 10 
minutos. Ao adicionar água gelada foi 
observada a precipitação da p-nitroacetanilida 
com a presença da o-nitroacetanilida. Para 
purificação da mistura de isômeros foi utilizada 
a técnica de recristalização utilizando etanol. A 
p-nitro-acetanilida recristaliza em etanol, 
enquanto que a o-nitroacetanilida permanece 
solubilizada. Pode-se observar que a p-
nitroacetanilida é sólida enquanto que a o-
nitroacetanilida é líquida. Este fato ocorre 
devido à maior simetria da molécula, o que leva 
a um aumento no ponto de fusão e ebulição. O 
rendimento indicado na literatura3 para esta 
preparação é de 80%, no entanto, foi obtido 
apenas 45% em conseqüência da adição rápida 
da mistura de ácidos à acetanilida. 
A segunda etapa consistiu na hidrólise 
da p-nitroacetanilida (Esquema 2). Para isto, 
adicionou-se ácido sulfúrico (50%) a p-nitro- 
acetanilida. A mistura foi deixada sob refluxo 
durante 20 minutos. O meio foi neutralizado 
com uma solução de NaOH 20 %, ocorrendo a 
formação de um precipitado branco. Deve-se 
fazer esta neutralização para que a anilina fique 
desprotonada e assim se possa isolar o produto. 
Caso contrário, a anilina continuará protonada e 
permanecerá no meio aquoso. Para purificação 
da p-nitroanilina foi utilizada também a técnica 
de recristalização, utilizando como solvente 
uma mistura de etanol/água (1 : 1). O 
rendimento citado na literatura3 para esta etapa é 
de 90 % e foi obtido um rendimento de 78 % em 
virtude das perdas.2 
 
 
Esquema 2 
Para a determinação da estrutura da p-
nitroanilina foram utilizadas técnicas de 
ressonância magnética nuclear de hidrogênio 
(RMN 1H) e de carbono (RMN 13C) e 
espectrometria de massas. Pode-se observar que 
no espectro de RMN 1H os sinais 
correspondentes aos hidrogênios aromáticos 
(7,9 e 6,6 ppm), apresentam dois dubletos 
aparentes (sistema AA’ BB’) de integrais de 
valor 2 devido a simetria da molécula e pela 
presença de um hidrogênio vizinho. Os 
hidrogênios ligados ao nitrogênio apresentam 
um deslocamento químico de 2,8 ppm com 
integral de valor 2; contudo este deslocamento 
pode variar de acordo com a concentração e 
temperatura. No espectro de RMN 13C observa-
se 4 sinais de carbono característico da região 
aromática. Apesar de a molécula apresentar 6 
átomos de carbono aromáticos, temos apenas 4 
sinais, devido a coincidência de sinais devido a 
simetria. Para a caracterização da p-nitroanilina 
também foi realizada a análise por 
espectrometria de massas, sendo observados 
picos de massa 138, sendo este o pico 
molecular, e de massa 55, sendo este o pico 
base, referente à quebra do anel aromático. 
 
Conclusão 
A p-nitro-anilina foi obtida e assim, a 
reação mostrou-se eficiente. Contudo, foi obtido 
um rendimento baixo para a obtenção da p-
nitro-anilina, que se deve aos erros cometidos 
durante a execução do experimento. 
 
Procedimento Experimental 
 
Primeira Etapa: Nitração 
Em um erlenmeyer colocou-se a 
acetanilida(X mmol, Xg) e 5 mL de H2SO4 
conc.. A mistura foi resfriada em banho de gelo 
e adicionou-se uma mistura de 2 mL de HNO3 e 
5 mL de H2SO4 previamente resfriados. A 
mistura de ácidos deve ser adicionada 
lentamente e em pequenas porções de 0,5 mL. O 
tempo de adição varia de 5-10 minutos 
mantendo a temperatura o meio reacional 
abaixo de 10°C. A mistura foi deixada em 
repouso durante 10 minutos e então adicionou 
20 mL de água gelada. Observou-se a formação 
de uma suspensão de isômeros da p-
nitroacetanilida e o-nitroacetanilida. O sólido 
em funil de Buchner e lavado com pequenas 
porções de água gelada. Para purificare, foi feita 
a recristalização usando EtOH. (OBS: Na 
recristalização, a o-nitroacetanilida obtida fica 
na fase líquida, enquanto que a p-
nitroacetanilida fica em forma de cristais) 
Rend.: 80 %. 
 
Segunda Etapa: Hidrólise 
Em um balão de fundo redondo, 
provido de condensador de refluxo, e agitação 
magnética, adicionou-se p-nitroacetanilida (X 
mmol, 2g) e 10 mL de solução aquosa de H2SO4 
50%. Aqueceu e deixou em refluxo por 20 
minutos. Logo em seguida, adicionou à mistura 
reacional ainda quente 50 mL de água fria, a 
qual foi neutralizada com 20 mL de uma 
solução de NaOH 20%. Esperou esfriar e em 
seguida o precipitado foi filtrado em funil de 
Buchner, lavando com água gelada. Foi feita a 
recristalização em etanol aquoso 1:1. 
Rend.: 90 %. 
 
Dados analíticos da p-nitroanilina: 
RMN 1H (CDCl3 – 200 MHz): δ 7,9 (dubleto 
aparente, J = 6,7 Hz, 2H), 6,6 (dubleto aparente, 
J = 6,9 Hz, 2H) e 2,8 (singleto largo, 2H). 
RMN 13C (CDCl3 – 200 MHz): δ 158,7; 147,5; 
126,3 e 112,6. 
CG-MS – m/z (intensidade relativa): 138 
(M+77), 92 (43), 55 (100). 
 
Materiais e Métodos 
Os solventes e reagentes utilizados 
foram purificados de acordo com a literatura.4 
As soluções foram evaporadas em um rota-
evaporador marca Büchi modelo R-205, com 
banho para aquecimento marca Büchi modelo 
B-490, operando sob pressão reduzida. As 
purificações em coluna cromatográfica foram 
realizadas utilizando-se um gel de sílica 60 (230 
– 400 mesh). A análise de ressonância 
magnética nuclear de 1H e 13C foram registradas 
em um espectrômetro da marca Varian modelo 
INOVA 300. O
espectro de massas foi obtido 
por um cromatógrafo gasoso acoplado a um 
espectrômetro de massas (CG/MS) marca 
Shimadzu modelo CG-17A/QP5050A. 
 
• Reagentes Utilizados: Acetanilida (5 mmol, 
0,675 g), HNO3 (2 mL), H2SO4 (15 mL), EtOH 
(recristalização), pnitroacetanilida (X mmol, 2g) 
e NaOH(aq) 20 % - 20 mL. 
• Materiais Utilizados: Erlenmeyer de 50 mL, 
Funil de Buchner - Kitassato de 100 mL, papel 
filtro, balão de fundo redondo de 100 mL e 2 
Beckers de 100 mL. 
 
Referências Bibliográficas 
 
1. McMurry, J. Organic Chemistry, 15 ed., 
Capítulo 24, Ed. Brooks/Cole, 1999, USA. 
2. Gil, R. A. S.; Merat, L. M. O. Quim. Nova, 
2003, 26, 779 – 781. 
3. T. Fleming, Comprehensive Organic 
Synthesis 1991, vol. 4, Ed. Oxford, USA. 
4. Perrin, D. D.; Amarego, W. L. F. Purification 
of Laboratory Chemicals; Pergamon Press; 
London, 1980. 
S1600536806040608.pdf
organic papers
o5048 Qian et al. � C6H6N2O2 doi:10.1107/S1600536806040608 Acta Cryst. (2006). E62, o5048–o5049
Acta Crystallographica Section E
Structure Reports
Online
ISSN 1600-5368
4-Nitroaniline: a redetermination
Heng-Yu Qian, Zhi-Gang Yin,*
Jia Jia, Na Zhou and Ling-Qin
Feng
School of Materials and Chemical Engineering,
Zhengzhou University of Light Industry,
Zhengzhou 450002, People’s Republic of China
Correspondence e-mail:
hengyuqian@yahoo.com
Key indicators
Single-crystal X-ray study
T = 298 K
Mean �(C–C) = 0.002 A˚
R factor = 0.033
wR factor = 0.095
Data-to-parameter ratio = 14.7
For details of how these key indicators were
automatically derived from the article, see
http://journals.iucr.org/e.
Received 1 October 2006
Accepted 2 October 2006
# 2006 International Union of Crystallography
All rights reserved
The occurrence of N—H� � �O and C—H� � �O hydrogen bonds
in the title compound, C6H6N2O2, results in the formation of
two-dimensional sheets parallel to the (101) plane.
Comment
While attempting to synthesize the phenylhydrazone deriva-
tive from p-nitrophenylhydrazine and 2-chloro-1-acet-
aldehyde, the title compound, (I), was obtained as the major
product without any evidence of the expected hydrazone
derivative.
The structure of the title compound was reported a long
time ago (Abrahams & Robertson, 1948; Donohue & True-
blood, 1956), but the quality of the refinement was poor and
therefore we decided to redetermination the structure.
The molecule is perfectly planar (Fig. 1). The most inter-
esting feature is the occurrence of N—H� � �O and C—H� � �O
hydrogen-bonding interactions, which link the molecules to
form a sheet parallel to the (101) plane (Table 1, Fig. 2). The
sheets are interconnected through weak C—H� � �� inter-
actions (Steiner et al., 1995), leading to a three-dimensional
network (Table 1).
Experimental
4-Nitrophenylhydrazine (1 mmol, 0.153 g) was dissolved in anhy-
drous ethanol; H2SO4 (98% 0.5 ml) was added to this, the mixture
was stirred for several minutes at 351 K, 2-chloro-1-acetaldehyde
(1 mmol, 0.078 g) in ethanol (5 ml) was added dropwise and the
mixture was stirred at refluxing temperature for 3 h. The product was
separated and recrystallized from dichloromethane. Colourless single
crystals of (I) were obtained after 4 d.
Crystal data
C6H6N2O2
Mr = 138.13
Monoclinic, P21=n
a = 8.601 (1) A˚
b = 6.043 (1) A˚
c = 12.352 (2) A˚
� = 91.43 (3)�
V = 641.81 (17) A˚3
Z = 4
Dx = 1.430 Mg m
�3
Mo K� radiation
� = 0.11 mm�1
T = 298 (2) K
Block, colourless
0.30 � 0.23 � 0.18 mm
Data collection
Bruker SMART CCD area-detector
diffractometer
! scans
Absorption correction: multi-scan
(SADABS; Sheldrick, 1996)
Tmin = 0.968, Tmax = 0.980
4953 measured reflections
1334 independent reflections
1010 reflections with I > 2�(I)
Rint = 0.038
�max = 26.5
�
Refinement
Refinement on F 2
R[F 2 > 2�(F 2)] = 0.033
wR(F 2) = 0.095
S = 1.07
1334 reflections
91 parameters
H-atom parameters constrained
w = 1/[�2(Fo
2) + (0.041P)2
+ 0.0481P]
where P = (Fo
2 + 2Fc
2)/3
(�/�)max = 0.001
��max = 0.14 e A˚
�3
��min = �0.12 e A˚�3
Table 1
Hydrogen-bond geometry (A˚, �).
D—H� � �A D—H H� � �A D� � �A D—H� � �A
N2—H2A� � �O1i 0.86 2.43 3.1290 (17) 139
N2—H2B� � �O2ii 0.86 2.23 3.0765 (17) 168
C6—H6� � �O2iii 0.93 2.56 3.3229 (17) 139
C3—H3� � �Cg1iv 0.93 2.81 3.5103 (15) 133
Symmetry codes: (i) xþ 12;�y� 12; z� 12; (ii) xþ 12;�yþ 12; z� 12; (iii)�xþ 1;�yþ 1;�zþ 2; (iv) �xþ 12; y� 12;�zþ 32.
H atoms were placed in calculated positions and treated as riding
on their parent atoms with C—H = 0.93 A˚, N—H = 0.86 A˚ and
Uiso(H) = 1.2Ueq(C,N).
Data collection: SMART (Bruker, 1998); cell refinement: SAINT
(Bruker, 1998); data reduction: SAINT; program(s) used to solve
structure: SHELXS97 (Sheldrick, 1997a); program(s) used to refine
structure: SHELXL97 (Sheldrick, 1997a); molecular graphics:
SHELXTL (Sheldrick, 1997b) and PLATON (Spek, 2003); software
used to prepare material for publication: SHELXTL.
The authors express their deep appreciation to the Startup
Fund for PhDs in Natural Scientific Research of Zhengzhou
University of Light Industry (grant No. 2005001) and the
Startup Fund for Masters in Natural Scientific Research of
Zhengzhou University of Light Industry (grant No. 000455).
References
Abrahams, S. C. & Robertson, J. M. (1948). Acta Cryst. 1, 252–259.
Bruker (1998). SMART (Version 5.628) and SAINT (Version 6.02). Bruker
AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA.
Donohue, J. & Trueblood, K. (1956). Acta Cryst. 9, 960–965.
Sheldrick, G. M. (1996). SADABS. Version 6.10. University of Go¨ttingen,
Germany.
Sheldrick, G. M. (1997a). SHELXS97 and SHELXL97. University of
Go¨ttingen, Germany.
Sheldrick, G. M. (1997b). SHELXTL. Siemens Analytical X-ray Instruments
Inc., Madison, Wisconsin, USA.
Spek, A. L. (2003). J. Appl. Cryst. 36, 7–13.
Steiner, T., Starikov, E. B., Amado, A. M. & Teixeira-Dias, J. J. C. (1995). J.
Chem. Soc. Perkin Trans. 2, pp. 1321–1326.
organic papers
Acta Cryst. (2006). E62, o5048–o5049 Qian et al. � C6H6N2O2 o5049
Figure 1
The molecular structure of the title compound, with the atom-labelling
scheme. Displacement ellipsoids are drawn at the 30% probability level
and H atoms are shown as small spheres of arbitrary radii.
Figure 2
Partial packing view of (I), showing the N—H� � �O and C—H� � �O
hydrogen-bonding interactions. H atoms not involved in hydrogen bonds
have been omitted for clarity. Hydrogen bonds are shown as dashed lines.
[Symmetry codes: (i) 12 + x, �12 � y, z � 12; (ii) 12 + x, 12 � y, z � 12; (iii) 1 � x,
1 � y, 2 � z.]
s�ntese da acetanilida.pdf
 
Universidade Estadual de Goiás – UEG 
Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas – UnUCET 
 
 
 
Síntese da acetanilida, da p-nitro-acetanilida e 
da p-nitro-anilina; e determinação do ponto 
de fusão da acetanilida 
 
 
 
 Acadêmicos: Lucas Rodrigues Ferreira 
 Lucas Sousa 
 Renata Silva Moura 
 Geniara Campos 
 Orientador: Luciana Machado Ramos 
D Disciplina: Química orgânica experimental II J
Anápolis, 25 de maio de 2010. 
INTRODUÇÃO 
SÍNTESE DA ACETANILIDA 
 
Algumas aminas aromáticas aciladas como acetanilida, fenacetina (p-
etoxiacetanilida e acetaminofen (p-hidroxiacetanilida) encontram-se dentro do grupo de 
drogas utilizadas para combater a dor de cabeça. Estas substâncias têm ação analgésica suave 
(aliviam a dor) e antipirética (reduzem a febre). [1] 
 A acetanilida , uma amida secundária, pode ser sintetizada através de uma 
reação de acetilação da anilina , a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o 
carbono carbonílico do anidrido acético , seguido de eliminação de ácido acético , formado 
como um sub-produto da reação. Como esta reação é dependente do pH, é necessário o uso de 
uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, pH ~ 4,7). [1] 
A acetanilida (C8H9NO) está no grupo dos primeiros analgésicos a serem 
introduzidos, em 1884, com o nome de febrina, a fim de substituir os derivados da morfina. A 
quantidade de acetanilida é, no entanto, controlada pelo governo, já que esta é tóxica e causa 
sérios problemas no sistema de transporte de oxigênio. [2] 
A acetanilida é uma substância parente do Paracetamol. É uma droga utilizada 
para combater a dor de cabeça. Esta substância tem ação analgésica suave (aliviam a dor) e 
antipirética (reduzem a febre). Tem ponto de fusão de aproximadamente 114 a 115°C. [2] 
 
 
SÍNTESE DA P-NITRO-ACETANILIDA 
 
O processo de nitração é definido como a introdução irreversível de um ou mais 
grupos nitro (-NO2) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para 
formar um nitro composto. Utiliza-se comumente o sistema ácido sulfúrico/ácido nítrico, 
denominado mistura sulfonítrica (MSN) para favorecer a ionização do ácido nítrico, que leva 
à formação do eletrófilo ou agente de nitração, NO2+. [3] 
Porém, a reação é favorecida para que o ataque ocorra no átomo de carbono do 
anel aromático com a maior densidade eletrônica; se no composto aromático em questão 
estiver presente algum substituinte, obtêm-se uma mistura de isômeros, dependendo do 
substituinte. Predomina-se o isômero cuja posição é favorecida pelo substituinte. Logo, os 
grupos substituintes afetam tanto a reatividade quanto a orientação nas substituições 
aromáticas eletrofílicas; de acordo com a influência que exercem sobre a reatividade do anel, 
os grupos substituintes podem ser divididos em duas classes: grupos ativadores (fazem com 
que o anel seja mais reativo que o benzeno) e grupos desativadores (tornam o anel menos 
reativo que o benzeno). De acordo com a maneira com que influenciam a orientação do 
ataque pelo eletrófilo: orientadores orto-para e orientadores meta. [4] 
Realiza-se uma reação de nitração, por exemplo, quando se deseja sintetizar a p-
nitroacetanilida tendo a acetanilida como reagente de partida. A nitração da acetanilida é 
normalmente feita com ácido nítrico, em presença da mistura ácido acético glacial/ácido 
sulfúrico, de forma a manter no meio uma mistura do agente nitrante com força média; a p-
nitro acetanilida sintetizada pode posteriormente ser usada para preparar p-nitro anilina: 
substância normalmente usada como um intermediário na síntese de corantes, oxidantes, 
fármacos em veterinária), em gasolina (como um inibidor da formação de gomas) e como um 
inibidor de corrosão. [4] 
No caso da síntese da p-nitroacetanilida a partir da acetanilida, temos na molécula 
de acetanilida um grupo substituinte NHOCH3 que é grupo ativador do anel aromático uma 
vez que o nitrogênio tem um par de elétrons livres; conseqüentemente à desativação do anel, 
este grupo é orto-para orientador; devido à orientação espacial deste grupo substituinte, a 
síntese da p-nitroacetanilida é favorecida em relação á síntese da o-nitroacetanilida. [5] 
É necessária especial atenção para 3 fatores principais durante as sínteses orgânicas, 
especialmente via nitração: agitação, solubilidade e temperatura. A agitação faz com que a 
velocidade de reação nas fases aquosa e orgânica seja constante. È necessário conhecer a 
solubilidade dos nitro-compostos no ácido sulfúrico, geralmente se dissolvem melhor em 
ácido sulfúrico concentrado. E nos processos de nitração a temperatura influencia diretamente 
o curso da reação, por que na grande maioria, essas são reações exotérmicas. Elevar a 
temperatura aumenta o grau de nitração, dessa forma obtem-se maior quantidade de produto 
nitrado e subprodutos (supernitrados). [5] 
 
SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA 
 
4-Nitroanilina, também conhecida como para-nitroanilina e p-nitroanilina, é 
umcomposto químico de fórmula C6H6N2O2. Pode ser definida como uma anilina acrescida de 
um grupo funcional nitro na posição 4, ou ainda como um nitrobenzeno acrescido de um 
grupo funcional amina na posição para. [6] 
Nitroderivados, geralmente quando líquidos possuem odores característicos e são 
insolúveis em água, com grande índice de refração em uma densidade maior que a unidade. 
São sólidos cristalinos em sua maioria, sendo que a maioria do nitroderivados é ligeiramente 
colorida, geralmente de um tom amarelado: a intensidade da cor aumenta com o número de 
radicais nitro. A p-nitro-anilina possui como estado físico: p.f. 149°C; p.e. 332°C; gravidade 
específica 1,44; solubilidade de 0,05g/100mL (praticamente insolúvel); densidade do vapor 
4,8; e estável sob circunstâncias ordinárias. [7] 
Esta substância é normalmente usada como um intermediário na síntese de 
corantes, agentes antisépticos, oxidantes, fármacos (em veterinária, em medicamentos para 
aves domésticas), em gasolina (como um inibidor da formação de gomas) e como um inibidor 
de corrosão. [6] 
 
 
OBJETIVO 
SÍNTESE DA ACETANILIDA 
Sintetizar a acetanilida a partir do acetato de sódio anidro, anilina e anidrido 
acético utilizando o ácido acético glacial como catalisador da reação. Assim, para “proteger” 
o grupo amino, através do anidrido acético, para a síntese da p-nitro-acetanilida. 
 
SÍNTESE DA P-NITRO-ACETANILIDA 
Sintetizar a p-nitroacetanilida, a partir da nitração da acetanilida sob presença de 
ácidos nítrico e sulfúrico concentrados, através da demonstração de uma reação de 
substituição eletrofílica em aromáticos. 
 
SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA 
Sintetizar a p-nitro-anilina a partir da p-nitro-acetanilida e do hidróxido de sódio 
utilizando-se ácido sulfúrico a 70% como catalisador da reação, através de hidrólise em meio 
ácido. 
 
PARTE EXPERIMENTAL 
SÍNTESE DA ACETANILIDA 
1. Materiais e equipamentos 
• Béquer de 250mL 
• Balança analítica 
• Pipeta 
• Pró-pipeta 
• Proveta 
• Espátula 
• Frasco de Kitassato 
• Funil de Büchner 
• Bomba a vácuo 
• Banho de gelo 
• Bastão de vidro 
• Papel de filtro 
• Argola metálica 
• Aparelho digital para medir ponto 
de fusão 
• Lâmina e lamínula 
• Vidro de relogio 
 
 
2. Reagentes 
 
Reagentes 
Ponto de fusão 
(°C) 
Ponto de ebulição 
(°C) 
Massa molar 
(g/mol) Toxicidade 
Ácido acético glacial 16,5 118,1 60,04 
Corrosivo e 
inflamável 
Anidrido acético -73,1 139,8 102,1 Corrosivo 
Acetato de sódio 
anidro 324 > 400 82,03 
Pode causar 
irritação na 
pele, olhos e 
aparelho 
respiratório. 
Anilina -6,3 184,13 93,18 
Carcinógeno, 
agente 
mutagênico e 
perigoso para 
o ambiente. 
 
3. Procedimento experimental 
Inicialmente no experimento foi pesada na balança analítica uma massa de 2,1g de 
acetato de sódio. Logo após a pesagem foi adicionado ao béquer com o acetato de sódio 7,9 
mL de ácido acético glacial. Em seguida, foram adicionados 7,6 mL de anilina
em constante 
agitação, depois foram adicionados 8,5 mL de anidro acético em pequenas porções, 
constatando-se uma rápida reação. 
Depois da reação, foi despejado em constante agitação, 200 mL de água destilada, 
fazendo com que a mistura inicialmente com aparência homogênea adquirisse aspecto 
heterogêneo com coloração esbranquiçada. 
A mistura foi resfriada em banho de gelo, sendo perceptível a formação de um 
precipitado cristalizado (figura 01). A mistura foi filtrada sob pressão reduzida e lavada com 
água gelada. Sendo obtidos cristais de acetanilida (figura 02). 
 
 
Figura 01: Mistura reacional em banho de gelo. 
Fonte: própria. 
 
 
Figura 02: Cristais de acetanilida. 
Fonte: própria. 
 
 
SÍNTESE DO P-NITRO-ACETANILIDA 
1. Materiais e equipamentos 
• Béquer de 100 mL 
• Espátula 
• Balança analítica 
• 2 pipetas 10 mL e 1 pipeta Pasteur 
• Pró-pipeta 
• 3 béquers de 50 mL 
• Béquer de 100 mL 
• Bastão de vidro 
• Banho de gelo 
• Piceta 
• Frasco Kitasato 
• Funil de Büchner 
• Argola metálica 
• Suporte universal 
• Bomba a vácuo 
• Papel de filtro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Reagentes 
Reagentes 
Ponto de fusão 
(°C) 
Ponto de ebulição 
(°C) 
Massa molar 
(g/mol) Toxicidade 
Acetanilida 113,7 304 135,17 
É nocivo por exposição 
aguda, apresenta riscos se 
inalado, ingerido ou em 
contato com a pele. 
Ácido acético 
glacial 
16,5 118,1 60,04 
Corrosivo e inflamável; 
pode causar queimaduras 
na pele, danos permanentes 
aos olhos, e irritação às 
mucosas em geral. 
Ácido sulfúrico 
concentrado 
10,38 279,6 98,08 
Corrosivo, causa 
queimaduras severas à pele 
e vermelhidão; em contato 
com o olho causa 
queimaduras; se ingerido 
pode causar severas 
queimaduras na boca, 
garganta e estômago, 
levando à morte. 
Ácido nítrico 
concentrado 
-42 83 63,012 
Corrosivo, causa 
queimaduras severas à 
pele; em contato com o 
olho causa queimaduras e 
dano permanente; se 
ingerido pode causar dor 
imediata e pode queimar a 
boca, garganta, esôfago e 
área de gastrointestinal. 
 
3. Procedimento experimental 
Em um béquer de 100 mL, adicionou-se 2,5 g de acetanilida seca e 3 mL de ácido 
acético glacial (figura 03). Agitou-se de modo a obter uma suspensão. 
 
Figura 03: Adição de ácido acético glacial à acetanilida. 
Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 
 
Adicionou-se, com agitação constante, 5 mL de ácido sulfúrico concentrado (figura 04). 
 
Figura 04: Adição de ácido sulfúrico à suspensão. 
Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 
 
Resfriou-se a mistura a 0-2°C e adicionou-se, vagarosamente e com agitação uma 
mistura nitrante contendo 1,5 mL de ácido nítrico concentrado e 1 mL de ácido sulfúrico 
concentrado, previamente resfriada (figura 05). Manteve-se, durante a adição, a temperatura 
do meio reacional abaixo de 10°C. 
 
Figura 05: Solução nitrante resfriada + acetanilida + ác. acético + H2SO4. 
Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 
 
 
Terminada a adição, deixou-se em repouso, à temperatura ambiente por 40 
minutos. Derramou-se, com agitação, o conteúdo do frasco em um béquer contendo 30 mL de 
gelo picado (figura 06). 
 
Figura 06: Adição da mistura reacional em gelo. 
Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 
 
Deixou-se em repouso por 10 minutos (figura 07). 
 
Figura 07: Mistura reacional em repouso antes da filtração a vácuo. 
Fonte: própria. 
 
Filtrou-se em funil de Buchner (figuras 08 e 09). 
 
Figura 08: Filtração a vácuo da p-nitro-acetanilida. 
Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 
 
 
 
Figura 09: Filtração a vácuo da p-nitro-acetanilida. 
Fonte: própria. 
 
Lavou-se com varias porções de água gelada para remoção do resíduo ácido (figura 10). 
 
 Figura 10: Lavagem do produto para remoção do resíduo ácido. 
 Fonte: http://www.unifor.br/hp/disciplinas/n307/pratica_03_sintese_da_p_nitro_acetanilida.pdf 
 
SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA 
1. Materiais e equipamentos 
• Manta elétrica 
• Pipeta e pipeta Pasteur 
• Pró-pipeta 
• 2 béquers de 50 mL 
• Condensador de bolas 
• Balão de findo redondo de 100 mL 
• 2 suportes universais 
• Garra e argola metálica 
• Proveta 
• Banho de gelo 
• Frasco Kitasato 
• Funil de Buchner 
• Bomba a vácuo 
• Papel de filtro 
 
2. Reagentes 
Reagentes 
Ponto de 
fusão (°C) 
Ponto de 
ebulição (°C) 
Massa 
molar 
(g/mol) Toxicidade 
p-nitro-acetanilida 215 ___ 180,17 
Irritante, pode ser 
prejudicial se 
ingerido, inalado ou 
absorvido pela pele. 
Ácido sulfúrico a 
70% 
8,38 269,6 98,08 
Causa severas 
queimaduras e 
vermelhidão à pele; 
corrosivo. 
Água 0 100 18 ---- 
Hidróxido de sódio 322 1388 39,9971 
Corrosivo, pode ser 
fatal se ingerido, 
perigoso se inalado, 
provoca 
queimaduras em 
qualquer área de 
contato. 
 
3. Procedimento experimental 
Aqueceu-se uma mistura de 0,7 g p-nitro acetanilida 3,6 mL de uma solução de 
ácido sulfúrico a 70% sob o condensador de refluxo por 20 minutos (figura 11). 
 
 Figura 11: Mistura reacional de p-nitroacetanilida em meio ácido sob o condensador de refluxo. 
 Fonte: própria. 
 
 Em seguida, verteu-se a mistura reacional ainda quente sobre 250 mL de água fria 
e adicionou-se uma solução de NaOH 40% até que a mistura se tornasse básica.Resfriou-se e 
filtrou-se o precipitado em funil de Buchner, lavando com água gelada, para remover as 
impurezas. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
SÍNTESE DA ACETANILIDA 
A reação de síntese da acetanilida abaixo descreve a produção de acetanilida. 
Houve reação de acetilação, a partir do ataque nucleófilo do grupo amino sobre um carbono 
da carboxila do anidrido acético, seguido de eliminação de ácido acético, formado como um 
sub-produto. Como esta reação é dependente do pH, foi necessário o uso de uma solução 
tampão (ácido acético / acetato de sódio, pH~4,7). 
Reação da síntese: 
Figura 12: Reação da síntese da acetanilida. 
Fonte: http://ube-167.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_acetanilida.htm 
 
1- P-nitro-acetanilida 
2- Anilina 
3- Anidrido acético 
4- Ácido acético 
 
No mecanismo da reação o grupo amino da anilina ataca o carbono polarizado do 
anidrido acético, fazendo com que a ligação sigma C-O se rompa e os elétrons desta ligação 
formem uma ligação π C-O com o outro carbono. Então, a outra ligação dupla C-O do mesmo 
carbono se rompe e os elétrons desta ligação π se ligam ao hidrogênio ligado ao oxigênio na 
molécula de ácido sulfúrico, formando ácido acético e acetanilida com o grupo amido 
protonado. O hidrogênio que está protonando o grupo amido é capturado pelo HSO4-, assim, 
recuperando o catalisador da reação e obtendo a acetanilida. 
 
Mecanismo: 
 
Figura 13: Mecanismo da reação da síntese da acetanilida. 
Fonte: http://ube-167.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_acetanilida.htm
Cálculo do rendimento 
Foi obtida uma massa de 8,60 g de acetanilida.
 
Para saber o rendimento percentual 
que foi obtido na prática, precisam-se analisar os dados que as fórmulas e a equação 
proporcionam e compará-los com o resultado experimental.
 
• Cálculo da massa de anilina utilizada no experimento através de sua densidade. 
 
1,0217g de anilina 1,0 mL de anilina 
 x 7,6 mL de anilina 
x = 7,765 g 
 
A reação da síntese (figura 12) indica que ao reagir 1 mol de anilina (93,18 g), 
forma-se 1 mol de acetanilida
 
(135,17g). Assim, tem-se que:
 
 
 
93,18 g de anilina 135,17 g de acetanilida 
7,765 g x 
x = 11,264 g de acetanilida
 
Para um rendimento teórico deveria se formar 11,264 g de acetanilida. Como o 
rendimento teórico é de 100%, calcula-se o rendimento experimental obtido em laboratório. 
Para isso, dividi-se a massa do rendimento experimental pela massa do rendimento teórico e 
multiplica-se o resultado por 100%: 
Rend. = �,��
��,���
. 100% 
Rend. = 76,35% 
 
SÍNTESE DO P-NITRO-ACETANILIDA 
 
A equação geral abaixo descreve a produção da p-nitro-acetanilida, através da 
substituição eletrofílica em aromáticos. 
Equação Geral: 
 
N
H
CH3
O
NO2
H2SO4
N
H
CH3
O
H2SO4HNO3
:: ::
+++
 
 Figura 14: Equação geral da síntese da p-nitro-acetanilida. 
 Fonte: própria. 
No mecanismo da etapa 1, o oxigênio ligado ao hidrogênio no ácido nítrico se liga 
a um hidrogênio do ácido sulfúrico. Assim, o oxigênio ligado aos dois hidrogênios no ácido 
nítrico rompe a ligação com o nitrogênio ficando com o par de elétrons, posteriormente, o 
oxigênio (ligado ao nitrogênio) com carga formal negativa utiliza um par de elétrons para 
formar uma ligação π com o nitrogênio. 
 
 Figura 15: Mecanismo da etapa 1 da síntese da p-nitro-acetanilida. 
 Fonte: própria. 
No mecanismo da etapa 2, uma ligação π do anel aromático se rompe formando 
um carbocátion e um carbânion na posição para do anel aromático, para que este se ligue ao 
grupo nitro na etapa 3. 
 
 Figura 16: Mecanismo da etapa 2 da síntese da p-nitro-acetanilida. 
 Fonte: própria. 
 
No mecanismo da etapa 3, o grupo nitro se liga ao carbânion na posição para do 
anel aromático. Em seguida, o íon HSO3- se liga ao hidrogênio do carbono ligado ao grupo 
nitro. Assim, o par de elétrons (da ligação C-H) do carbono na posição para forma um ligação 
π com o carbocátion na posição meta, estabilizando-o, formando a p-nitro-acetanilida. 
 
 Figura 17: Mecanismo da etapa 3 da síntese da p-nitro-acetanilida. 
 Fonte: própria. 
 
Na etapa 4, é mostrado o produto formado depois do último mecanismo da etapa 
3, obtendo-se a p-nitro-acetanilida e o catalisador da reação, H2SO4. 
 
 Figura 18: Mecanismo da etapa 4 da síntese da p-nitro-acetanilida. 
 Fonte: própria. 
 
Após a adição da mistura ácida e da acetanilida, inicia-se a etapa lenta da reação. 
Com a adição da mistura de ácido nítrico concentrado e ácido sulfúrico concentrado, o 
eletrófilo (NO2+) ataca o anel aromático na região de maior densidade eletrônica e menor 
impedimento estérico (pára). Entretanto, existe também a presença de ácido sulfúrico, que, em 
altas concentrações e temperatura elevada, forma um nucleófilo forte (HSO4-). Esse nucleófilo 
também está apto a reagir com o anel caso haja aumento da temperatura. Para que isso seja 
evitado, foi necessário que a temperatura ambiente fosse mantida por 40 minutos, evitando 
assim a formação de produto indesejado (produtos sulfonados). 
Uma temperatura elevada pode ocasionar a formação de produtos multinitrados. 
Não sendo esse o objetivo do experimento, mantivemos a temperatura controlada. Assim, 
durante a adição da mistura ácida a temperatura não passou de 10ºC. 
Inicialmente, o produto adquiriu coloração muito amarelada, o que pode ter 
indicado grande quantidade de impurezas presentes na mistura. Ao realizar-se a primeira 
filtração, grande parte da impureza foi eliminada com a água; entretanto, a coloração 
fortemente amarelada foi conservada. Durante o período de sete dias, a mistura ficou em 
repouso e secou, adquirindo forma pastosa. 
Cálculo do rendimento: 
Foi obtida uma massa de 2,98 g de p-nitro-acetanilida.
 
Para saber o rendimento 
percentual que foi obtido na prática, precisam-se analisar os dados que as fórmulas e a 
equação proporcionam e compará-los com o resultado experimental.
 
 
Dados: 
Massa Molar C8H9ON: 135,17 g 
Massa Molar C8H8O3N2: 180,17 g 
A equação geral mostra que ao reagir 1 mol de C8H9ON (135,17 g), forma-se 1 
mol de C8H8O3N2 (180,17 g). Assim, tem-se que: 
 
135,17 g de C8H9ON 180,17 g de C8H8O3N2 
2,5 g de C8H9ON x 
 
x = 3,33 g de C8H8O3N2 
 
Para um rendimento teórico deveria se formar 3,33 g de C8H8O3N2. Como o 
rendimento teórico é de 100%, calcula-se o rendimento experimental obtido em laboratório. 
Para isso, dividi-se a massa do rendimento experimental pela massa do rendimento teórico e 
multiplica-se o resultado por 100%: 
 
Rend. = �,��
,
. 100% 
Rend. = 89% 
 
 
 
SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA 
As reações de síntese abaixo descrevem a produção da p-nitro-anilina, através da 
reação de hidrólise em meio ácido. 
Reações da síntese: 
 
 
 Figura 19: Reações da síntese da p-nitro-anilina. 
 Fonte: própria. 
 
No mecanismo da etapa 1, o par de elétrons da amina ligada ao anel aromático se 
liga ao hidrogênio do ácido sulfúrico, assim, o par de elétrons da ligação H-O vai para o 
oxigênio formando o íon bissulfato. Em seguida, um par de elétrons do oxigênio de uma 
molécula de água ataca o carbono da carbonila, fazendo com que os elétrons da ligação π da 
carbonila migrem para o oxigênio, assim, mantendo a tetravalência do carbono. 
Etapa 1 
 
 
 Figura 20: Mecanismo da etapa 1 da síntese da p-nitro-anilina. 
 Fonte: própria. 
 
No mecanismo da etapa 2, é evidenciado o deslocamento do hidrogênio ligado ao 
oxigênio protonado para o oxigênio com carga formal negativa. Em seguida, ocorre a 
clivagem da ligação N-C, onde o par de elétrons da ligação migra para a amina. Assim, a 
ligação O-H é clivada e o par de elétrons da mesma forma a ligação π entre o oxigênio e o 
carbono, formando o ácido acético. Posteriormente, o par de elétrons da amina se liga ao 
hidrogênio liberado pela clivagem da ligação O-H, assim, o íon bissulfato se liga a este 
hidrogênio, como é evidenciado na etapa 3. 
Etapa 2 
 
 Figura 21: Mecanismo da etapa 2 da síntese da p-nitroanilina.
Fonte: própria. 
No mecanismo da etapa 3 ao colocar hidróxido de sódio na mistura reacional, a 
hidroxila ataca o hidrogênio ligado à amina e ao bissulfato formando uma molécula de água. 
Assim, o par de elétrons da ligação H-O se liga ao sódio formando o bissulfato de sódio e o 
par de elétrons da ligação N-H migra para a amina, enfim formando a p-nitro-anilina, como é 
mostrado na etapa 4. 
Etapa 3 
 
 Figura 22: Mecanismo da etapa 3 da síntese da p-nitro-anilida. 
 Fonte: própria. 
Etapa 4 
 
 Figura 23: Mecanismo da etapa 4 da síntese da p-nitro-anilida. 
 Fonte: própria. 
Cálculo do rendimento: 
Foi obtida uma massa de 0,37 g de p-nitro-anilina.
 
Para saber o rendimento 
percentual que foi obtido na prática, precisam-se analisar os dados que as fórmulas e a 
equação proporcionam e compará-los com o resultado experimental.
 
Dados: 
Massa Molar C8H8O3N2: 180,17 g 
Massa Molar C6H6O2N2: 138,12 g 
 
As reações de síntese (figura19) mostram que ao reagir 1 mol de C8H8O3N2 
(180,17 g), forma-se 1 mol de C6H6O2N2 (138,12 g). Assim, tem-se que: 
 
180,17 g de C8H8O3N2 138,12 g de C6H6O2N2 
 0,7 g de C8H8O3N2 x 
 
x = 0,54 g de C6H6O2N2 
Para um rendimento teórico deveria se formar 0,54 g de C6H6O2N2. Como o 
rendimento teórico é de 100%, calcula-se o rendimento experimental obtido em laboratório. 
Para isso, dividi-se a massa do rendimento experimental pela massa do rendimento teórico e 
multiplica-se o resultado por 100%: 
 
Rend. = �,
�
�.��
. 100% 
Rend. = 68,5% 
 
CONCLUSÃO 
SÍNTESE DA ACETANILIDA 
Em suma, a síntese da acetanilida a partir da anilina foi bem sucedida. Sendo 
obtido um rendimento de 76,35%. Assim, foi possível a observação do procedimento em suas 
diferentes etapas, possibilitando as análises necessárias e aplanando os conhecimentos a cerca 
das técnicas e teorias utilizadas, atingindo o objetivo da aula prática. 
Obteve-se no experimento 8,60 g das 11,264 g do rendimento teórico. Assim, de 
acordo com o desenvolvimento dos raciocínios, o rendimento da reação foi de 76,35%, 
resultado que pode ter sido provocado pelos fatores: 
• Ao transferir a mistura reacional do frasco para o béquer contendo 200 mL de água 
uma pequena quantidade da solução ficou retida nas paredes do frasco. 
• Pela perda parcial do produto ao ser filtrado na filtração a vácuo, pois parte do produto 
passou pelo papel de filtro e ficou retido no frasco Kitasato. 
SÍNTESE DO P-NITRO-ACETANILIDA 
Em suma, a síntese da p-nitro-acetanilida a partir da acetanilida foi bem sucedida. 
Sendo obtido um rendimento de 89%. Assim, foi possível a observação do procedimento em 
suas diferentes etapas, possibilitando as análises necessárias e aplanando os conhecimentos a 
cerca das técnicas e teorias utilizadas, atingindo o objetivo da aula prática. 
Obteve-se no experimento 2,98 g das 3,33 g do rendimento teórico. Assim, de 
acordo com o desenvolvimento dos raciocínios, o rendimento da reação foi de 89%, resultado 
que pode ter sido provocado pelos fatores: 
• Ao transferir a mistura reacional do frasco para o béquer contendo gelo picado uma 
pequena quantidade da solução ficou retida nas paredes do frasco. 
• Pela perda parcial do produto ao ser filtrado na filtração a vácuo, pois parte do produto 
passou pelo papel de filtro e ficou retido no frasco Kitasato. 
 
SÍNTESE DA P-NITRO-ANILINA 
A partir dessa prática conclui-se que a produção da p-nitro-anilina, a partir da 
anilina, requer uma sequência de etapas de reações intermediárias a fim de fornecer condições 
necessárias (a exemplo: grupos ligados ao anel aromático) para tal obtenção. Foi necessário 
realizar a proteção do grupo amino da anilina, através do anidrido acético (sintetizando a 
acetanilida) para realizar a reação com a solução nitrante (ácido nítrico concentrado + ácido 
sulfúrico concentrado) sintetizando a p-nitro-acetanilida. Caso não houvesse a proteção do 
grupo amino o par de elétrons da amina poderia ligar-se ao NO2 gerando outro produto. 
Assim, com a proteção do grupo amino foi realizada a substituição eletrofílica no 
anel aromático, como o agrupamento amido é orientador orto-para o grupo nitro ataca nestas 
posições no anel aromático, porém sintetiza-se majoritariamente a p-nitro-acetanilida, 
enquanto que a o-nitro-acetanilida é formada em pouquíssima quantidade devido ao 
impedimento estérico causado pelo agrupamento amido e pelo volume do grupo nitro (grupo 
volumoso), o que torna inviável a ligação deste grupo ao anel aromático na posição orto. 
Para a obtenção da p-nitro-anilina foi realizado a desprotonação no grupo amido 
da p-nitro-acetanilida, através da reação de hidrólise em meio ácido. Assim, converteu-se o 
grupo amido em grupo amino com a liberação do ácido etanóico. 
Em suma, a síntese da p-nitro-anilina a partir da p-nitro-acetanilida foi bem 
sucedida. Sendo obtido um rendimento de 68,5%. Assim, foi possível a observação do 
procedimento em suas diferentes etapas, possibilitando as análises necessárias e aplanando os 
conhecimentos a cerca das técnicas e teorias utilizadas, atingindo o objetivo da aula prática. 
Obteve-se no experimento 0,37 g das 0,54 g do rendimento teórico. Assim, de 
acordo com o desenvolvimento dos raciocínios, o rendimento da reação foi de 68,5 %, 
resultado que pode ter sido provocado pelos fatores: 
• Ao transferir a mistura reacional do balão de fundo redondo para o béquer contendo 
25 mL de água uma pequena quantidade da solução ficou retida nas paredes do balão. 
• Pela perda parcial do produto ao ser filtrado na filtração a vácuo, pois parte do produto 
passou pelo papel de filtro e ficou retido no frasco Kitasato, mesmo através do uso de 
água gelada durante as lavagens para evitar a solubilização do produto. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] QUÍMICA FÁCIL, Química Orgânica experimental. Disponível em: < http://ube-
167.pop.com.br/repositorio/4488/meusite/qorganicaexperimental/sintese_acetanilida.htm>. 
ACESSO: 12/05/10 às 11hs. 
[2] WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Disponível em: 
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Acetanilida>. ACESSO: 12/05/10 às 11:30hs. 
[3] WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Disponível em: < 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Nitração>. ACESSO: 19/05/10 às 22:35hs. 
[4] SOLOMONS, T. W. Graham; FRYHLE, Graig B. Química orgânica. 8.ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2005. v.1. 
[5] UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO. Escola de Engenharia de Lorena. Processos 
Unitários Orgânicos –Nitração. Documento desenvolvido pelo Prof.Msc. Marcos Villela 
Barcza. Disponível em: (http://www.dequi.eel.usp.br/~barcza/Nitracao.pdf). Acesso em 19 
de maio de 2010. 
[6] WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Disponível em: < http://pt.wikipedia.org/wiki/4-
Nitroanilina>. ACESSO: 19/05/10 às 23:10hs. 
[7] VOGEL, I. Arthur – Química Orgânica: “Análise Orgânica”, Editora ao livro Técnico S. 
A (1971).