Relatorio experimental

relatorio

1. 1 INTRODUÇÃO

A síntese de aspirina, fármaco de estrutura simples que atua como
analgésico, antipirético e antiinflamatório, é possível através de uma reação de
acetilação do ácido salicílico, um composto aromático que possui dois grupos
funcionais: fenol e ácido carboxílico.
Na formação de ácido acetilsalicílico ocorre o ataque nucleofílico do grupo OH
fenólico sobre o carbono carbonílico do anidrido acético, seguido da eliminação de
ácido acético, formado como um sub-produto da reação. Utiliza-se como catalisador
nesta reação de esterificação, o ácido sulfúrico, para acelerar a reação e tornar mais
viável à produção de ácido acetilsalicílico.
Após a reação de síntese, tornam-se necessários processos de separação e
purificação adequados do produto sintetizado. Esta etapa de purificação de
compostos cristalinos impuros é geralmente feita por cristalização a partir de um
solvente ou de misturas de solventes. Esta técnica baseia-se na diferença de
solubilidade entre o composto e a impureza, e é conhecida por recristalização.
Para que as moléculas se disponham em retículos cristalinos, o resfriamento,
durante o processo de recristalização, dever ser feito lentamente, formando cristais
grandes e puros.
Caso a substância seja muito solúvel, ou insolúvel em certos solventes,
podem ser empregadas combinações de solventes, para tornar a recristalização
possível. Os pares de solventes devem ser completamente miscíveis (exemplos:
metanol e água, etanol e clorofórmio, clorofórmio e hexano, etc.).

2. 2 OBJETIVOS

Os experimentos laboratoriais aqui relatados têm por objetivo:

 Sintetizar o ácido acetilsalicílico;
 Determinar o ponto de fusão do produto da reação;
 Realizar a purificação do ácido acetilsalicílico com álcool e acetato de etila;
 Determinar o rendimento das reações e o ponto de fusão dos produtos
obtidos com os dois ensaios.

3. 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1 Analgésicos e Antipiréticos

Analgésicos e antipiréticos são fármacos que aliviam dores leves ou
moderadas, e baixam a temperatura corporal no estado febril, alguns desses
fármacos também são usados como agentes antiinflamatórios e anti-reumáticos.
Apesar das propriedades anti-inflamatórias de alguns, sua atividade analgésica é
independente destas. Seus efeitos são produzidos por ação local, ou próximo da
região atingida, inibindo algumas enzimas, como a ciclo-oxigenase, que neutralizam
a biossíntese das prostaglandinas, impedindo a sensibilização dos receptores da
dor.
A ação terapêutica desses fármacos pode estar relacionada com seus efeitos
adversos, como irritação gastrointestinal, função renal comprometida entre outros.
Dentre os analgésicos e antipiréticos estão os salicilatos.
Os salicilatos estão entre os fármacos mais usados do mundo. Eles agem
exercendo ação antipirética em pacientes febris, porém, não diminuindo a
temperatura do corpo além da normal. Ainda exercem ação analgésica e antialérgica
e nas artralgias, mobilizando a água dos edemas.
O fármaco mais conhecido e representante dos salicilatos é o ácido salicílico.
São cristais brancos em forma de agulha, ou um pó branco cristalino, inodoro e de
sabor adocicado a cítrico, porém seu uso é limitado por seus efeitos colaterais:
irritações na mucosa da boca, garganta e estômago. Ele pode ser preparado por
quatro vias:

 Alteração do grupo carboxila;
 Substituição do grupo hidroxila;
 Modificação de ambos grupos funcionais;
 Introdução de outro grupo hidroxila ou outros grupos diferentes, ao anel
fenílico e, em alguns casos, alterações em um ou mais dos três grupos
funcionais.
O tipo de derivado tratado no presente relatório é o ácido acetilsalicílico ou
AAS, um dos fármacos mais populares.

4. (KOROLKOVAS, 1988)

3.2 A Origem da Aspirina

Antes da descoberta do princípio ativo do ácido acetilsalicílico, que ocorreu
em 1829, utilizava-se o chá da casca de uma árvore (Salix sp), o salgueiro ou chá
das folhas de um arbusto (Spiria sp) para eliminar dores de cabeça e abaixar febres.
Em 1763, o Reverendo Edmund Stone deu o primeiro passo para a
descoberta de um dos mais comuns remédios qua ndo notou que a cortiça do
salgueiro inglês era um tratamento efetivo para pacientes que tem febre.
Em 1826, dois químicos italianos Brugnatelli e Fontana, identificaram os
compostos ativos tais como "salicin". A salicilina (1), o princípio ativo do salgueiro
branco, é encontrada em várias espécies dos gêneros Salix e Populus. Esta
substância foi isolada pela primeira vez em 1829 pelo farmacêutico francês H.
Leroux. As propriedades anti-reumáticas da salicilina assemelham-se muito às do
ácido salicílico (2), no qual se converte por oxidação no organismo humano. Karl
Lowing, um químico alemão, oxidou o extrato aldeídico em 1835 e obteve um ácido
ao qual chamou “spirsaure”.


Em 1838, o químico italiano Raffaele Piria mostrou que a salicilina era um
glicosídeo, que purificou e do qual obteve, por hidrólise e oxidação da salicilina
resultante, o ácido livre. A primeira síntese do ácido salicílico foi feita pelo célebre
químico alemão Kolbe, que o preparou em 1859 pela reação entre o fenóxido de
sódio e o dióxido de carbono. A produção em larga escala de salicilatos sintéticos
começou em 1874, em Dresden, na Alemanha, no mesmo ano em que van't Hoff e
Le Bel propuseram, independentemente, o arranjo tetraédrico do átomo de carbono.
A despeito das irritações estomacais causadas pela ingestão do ácido salicílico e de

5. seu gosto amargo, sua grande aceitação pela medicina como remédio eficaz para o
tratamento de febres reumáticas agudas, artrites crônicas e gota levou a U.S.
Salicylic Acid Company a obter de Kolbe o licenciamento para produção deste ácido
nos EUA.

(Reação 1)

Hoffman, atendendo ao apelo do pai, preparou e lhe deu o ácido
acetilsalicílico (3); atualmente mais conhecido por aspirina, que é, sem dúvida
alguma, o remédio (analgésico) mais consumido em to do mundo. O ácido
acetilsalicílico foi o primeiro fármaco a ser sintetizado na história da farmácia e não
recolhido na sua forma final da natureza, foi a primeira criação da indústria
farmacêutica e também o primeiro fármaco vendido em tabletes.
A origem do nome Aspirina: o A vem de acetil; Spir se refere a Spiraea
ulmaria (planta que fornece o ácido salicílico). E o in era um sufixo utilizado na
época. Aspirina, em alguns países, é ainda nome comercial registrado, propriedade
dos laboratórios farmacêuticos da Bayer para o composto ácido acetilsalicílico. No
entanto, é igualmente reconhecido como nome genérico do princípio ativo, e é por
esse nome que é habitualmente referida na literatura farmacológica e médica. É o
medicamento mais conhecido e consumido em todo o mundo. Em 1999 a Aspirina
completou 100 anos.

(GILMAN; GOODMAN, 1991)

3.3 Reações de Esterificação

Esterificação é a reação através da qual os ácidos carboxílicos reagem com
alcoóis para formas ésteres.

6. As esterificações catalisadas por ácido são chamadas de esterificação de
Fischer. Elas ocorrem muito lentamente na ausência de ácidos fortes, mas atingem
o equilíbrio em questão em poucas horas quando um ácido e um álcool são
refluxados com uma pequena quantidade de ácido sulfúrico ou ácido clorídrico
concentrados. Uma vez que a posição de equilíbrio controla a quantidade de éster
formada, a utilização de um excesso de ácido carboxílico ou de álcool aumenta o
rendimento baseado no reagente limitante.

3.4 Acetilação

Acetilação (ou na nomenclatura da IUPAC, etanoilação) descreve uma reação
que introduz um grupo funcional acetila em um composto orgânico. Deacetilação é a
remoção do grupo acetila.
Além disso, é o processo de introdução de um grupo acetila (resultando em
um grupo acetoxi) no composto, especificamente, a substituição de um grupo acetila
por um átomo ativo de hidrogênio. Uma reação envolvendo a substituição do átomo
de hidrogênio de um grupo hidroxila com um grupo acetila (CH3CO) rende um
específico éster, o acetato. Anidrido acético é comumente usado como um agente
acetilante reagindo com grupos hidroxilas livres. Por exemplo, é usado na síntese da
aspirina.
A síntese da aspirina é possível através de uma reação de acetilação do
ácido salicílico (4), um composto bifuncional (ou seja, possui dois grupos funcionais:
fenol e ácido carboxílico). A reação de acetilação do ácido salicílico 1 ocorre através
do ataque nucleofílico do grupo – OH fenólico sobre o carbono carbonílico do
anídrico acético (5), seguido de eliminação de ácido acético (6), formado como um
sub-produto da reação. É importante notar a utilização do ácido sulfúrico como
catalisador desta reação de esterificação, tornando-a mais rápida e prática do ponto
de vista comercial.

(Reação 2)

7. 3.5 Purificação do Ácido Acetilsalicílico

Grande parte das reações químicas realizadas em laboratório necessitam de
uma etapa posterior para a separação e purificação adequada do produto
sintetizado. A purificação de compostos cristalinos impuros é geralmente feita por
cristalização a partir de um solvente ou de misturas de solventes. Esta técnica é
conhecida como recristalização, e baseia-se na diferença de solubilidade que pode
existir entre um composto cristalino e impurezas presentes no produto da reação.
Um solvente apropriado para recristalização de uma determinada substância
deve preencher os seguintes requisitos:

a) Deve proporcionar uma fácil dissolução da substância em altas
temperaturas;
b) Deve proporcionar pouca solubilidade da substância a baixas
temperaturas;
c) Deve ser quimicamente inerte (ou seja, não deve reagir com a
substância);
d) Deve possuir um ponto de ebulição relativamente baixo (para
que possa ser removido da substância recristalizada);
e) Deve solubilizar mais facilmente as impurezas que a substância.

O resfriamento durante o processo de recristalização deve ser feito
lentamente para que se permita a disposição das moléculas em retículos cristalinos,
com formação de cristais grandes e puros.
Caso se descubra que a solução é mais solúvel em um dado solvente para
permitir uma recristalização satisfatória, mas é insolúvel em outro, combinações de
solventes podem ser empregadas. Os pares de solventes devem ser complemente
miscíveis.

3.6 Ácido Acetilsalicílico

O ácido acetilsalicílico consiste em cristais ou pó cristalino branco,
ligeiramente solúvel em água, solúvel em álcool, em clorofórmio e éter, pouco
solúvel em éter absoluto. Sua ação primária é a inativação da ciclo-oxigenase por

8. acetilação irreversível da prostaglandina sintase, esta enzima catalisa a primeira
fase da biossíntese da prostaglandina a partir do ácido araquidônico.
O ácido acetilsalicílico tem ações farmacológicas de analgésico, antipirético,
anti-reumático, anti-inflamatório, antiagregante plaquetário, antitrombótico.

3.7 Anidrido Acético

Anidrido acético é o composto químico com fórmula (CH3CO)2O. Comumente
abreviado Ac2O, é um dos mais simples anidridos de ácidos e é largamente usado
como reagente em síntese orgânica. É um composto incolor que cheira fortemente a
ácido acético, que é formado pela sua reação com a umidade do ar.
É utilizado largamente como agente de acetilação e desidratação na síntese
de produtos orgânicos para a indústria química e farmacêutica. Ac2O é
principalmente usado para a acetilação da celulose a acetato de celulose para filmes
fotográficos e outras aplicações, historicamente em substituição a outros filmes mais
inflamáveis e até explosivos (nitrocelulose). Na indústria têxtil, é utilizado para a
obtenção do acetato rayon.
Em geral, alcoóis e aminas são acetilados. Aspirina, ácido acetilsalicílico, é
preparada pela acetilação do ácido salicílico usando anidrido acético. Por causa de
seu uso na síntese de heroína e drogas similares, pela diacetilação da morfina, o
anidrido acético é listado como um "precursor" de substâncias entorpecentes, o que
o faz ser controlado em inúmeros países, em especial os ligados ao antigo bloco
soviético.

(SOLOMONS; FRYHLE, 2006)

9. 4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

4.1 Síntese do Ácido Acetilsalicílico (AAS)

a) Materiais Utilizados:

 Erlenmeyer de 50 mL;
 Conta gotas;
 Pipeta graduada;
 Bastão de vidro;
 Proveta;
 Vidro de relógio;
 Funil de Büchner;
 Dessecador;
 Papel filtro;
 Balança digital;
 Banho-maria;
 Bomba a vácuo;
 Aparelho ponto de fusão;
 Ácido salicílico;
 Anidrido acético;
 Ácido sulfúrico;
 Água gelada.


Figura 1 - Erlenmeyer

10. Figura 2 - Pipeta Graduada


Figura 3 – Vidro de Relógio


Figura 4 – Proveta


Figura 5 - Funil de Büchner

b) Metodologia de Ensaio:

 Colocaram-se (3,000 0,001) g do ácido salicílico seco e (5,00 0,05) mL de
anidrido acético em um erlenmeyer de 50 mL;
 Adicionaram-se 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado e agitou-se o frasco
para assegurar uma mistura completa. Em seguida aqueceu-se a reação em
banho-maria (55 ºC) e, em conjunto, manteve-se sob agitação por 15 minutos.
 Deixou-se a mistura esfriar e agitou-se ocasionalmente. Adicionaram-se à
mistura 50 mL de água gelada e aguardou-se a formação dos cristais para
posterior filtração a vácuo juntamente com lavagem com água gelada.
 O material retido no papel filtro foi seco, verificou-se seu ponto de fusão e
separou-se o restante para posteriores ensaios.

11. 4.2 Purificação e Ponto de Fusão da Aspirina

a) Materiais Utilizados:

 Vidro de relógio;
 Béquer;
 Pipeta graduada;
 Funil de Büchner;
 Bastão de vidro;
 Papel filtro;
 Balança digital;
 Banho-maria;
 Bomba a vácuo;
 Aparelho ponto de fusão;
 Etanol;
 Água;
 Gelo;
 Acetato de etila.


Figura 6 – Béquer

b) Metodologia de ensaio:

 Com álcool: Transferiu-se (1,000 0,001) g do sólido separado no
experimento anterior para um béquer, adicionaram-se (7,50 0,05) mL de
etanol e aqueceu-se a mistura (55 ºC) até completa dissolução.
 Após resfriamento, adicionou-se água lentamente, até começar a turvar a
mistura, e deixou-se o sistema em repouso durante alguns minutos.
 Como não houve a formação de cristais, resfriou-se em um banho de gelo e
água. Em seguida filtrou-se a vácuo o material e separou-se o material retido

12. no papel filtro para secagem e posterior determinação do ponto de fusão e
rendimento da reação.
 Com acetato de etila: Com outro (1,000 0,001) g do material do ensaio
anterior, dissolveu-se alternativamente o sólido em (5,00 0,05) mL de
acetato de etila, aquecendo a mistura em banho-maria; como o sólido não se
dissolveu completamente foi necessária a adição de mais (2,00 0,05) mL de
acetato de etila à mistura.
 Deixou-se a mistura resfriar lentamente a temperatura ambiente, em seguida,
provocou-se a cristalização com um bastão de vidro. Após esfriar, filtrou-se a
vácuo, lavando juntamente o béquer com o acetato de etila.
 Após a secagem do produto, determinou-se o ponto de fusão do material e o
rendimento da reação.

13. 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1 Síntese do Ácido Acetilsalicílico (AAS)

Misturando em um erlenmeyer de 50 mL (3,000 0,001) g de ácido salicílico
(C7H6O3) seco, (5,00 0,05) mL de anidrido acético (C4H6O3) e 5 gotas de ácido
sulfúrico concentrado (Reação 2), inicialmente obteve-se um líquido branco viscoso;
agitando o frasco para ocorrer a mistura completa notou-se a formação de uma
solução de coloração amarelo-translúcida.
Aquecendo a reação em banho-maria a 55 ºC e, em conjunto, agitando-a
durante 15 minutos, a mistura adquiriu, novamente, o caráter inicial (líquido branco e
viscoso). Após ser retirada do banho e esfriar, juntamente com ocasionais agitações,
acrescentaram-se à mistura 50 mL de água gelada e esperou-se a formação de
cristais. Na sequência a mistura passou por uma filtração a vácuo, a fim de separar
o ácido acetilsalicílico (sólido branco) do ácido acético (líquido).
Com o ácido acetilsalicílico que foi seco em um dessecador, mediu-se seu
ponto de fusão; a temperatura inicial do aparelho era de (50,0 0,5) ºC e passados
4 minutos o sólido fundiu a uma temperatura de (125,0 0,5) ºC.

3,000 g de ácido salicílico → ~ 0,0217 mol de ácido salicílico

5,00 mL de anidrido acético → 5,400 g de anidrido acético → ~ 0,0529 mol de
anidrido acético

C7H6O3 + C4H6O3 → C9H8O4 + C2H4O2


0,0217 C7H6O3 + 0,0529 C4H6O3 → 0,0217 C9H8O4 + 0,0217 C2H4O2 +
0,0312 C4H6O3

0,0217 mol de ácido acetilsalicílico → ~ 3,910 g de ácido acetilsalicílico (massa que
teoricamente seria obtida com o experimento)

Massa de ácido acetilsalicílico obtida experimentalmente → 3,582 g

14. Rendimento da reação → 91,61%

5.2 Purificação e Ponto de Fusão da Aspirina

5.2.1 Purificação com Álcool

Após efetuar a divisão do ácido acetilsalicílico obtido anteriormente em
porções de (1,000 0,001) g, separou-se uma destas porções e adicionaram-se a
ela (7,50 0,05) mL de etanol e aqueceu-se a mistura à 55 ºC até que a dissolução
do sólido fosse completa. Com a mistura já fria, adicionou-se água lentamente até
que ela começasse a turvar, ela adquiriu com isso aparência oleosa e coloração
amarelo-esbranquiçada. Deixou-se o sistema em repouso em banho de gelo e água
por alguns minutos até total formação dos cristais e realizou-se uma filtração a
vácuo para a separação do ácido acetilsalicílico; esperou-se que tal composto
secasse e mediu-se seu ponto de fusão: (136,0 0,5) ºC, próximo ao encontrado na
literatura (135 ºC), o que indica alta pureza para ele.
A massa de ácido acetilsalicílico obtida após a purificação com álcool foi de
(0,670 0,001) g e os cristais secos do composto apresentaram aparência brilhosa
e um aumento de volume quando comparados aos do composto antes da
purificação.
Partindo de (1,000 0,001) g de ácido acetilsalicílico não purificado, se este
tivesse 100% de pureza, após a purificação dever-se-ia obter a mesma quantidade
em massa, porém isto não ocorreu, o rendimento foi de 67 %.

5.2.2 Purificação com Acetato de Etila

Realizou-se a purificação, também, utilizando acetato de etila. Dissolveu-se
(1,000 0,001) g de ácido acetilsalicílico em (5,00 0,05) mL do reagente e
aqueceu-se a mistura em banho-maria, como o sólido não dissolveu completamente,
foi necessária a adição de mais (2,00 0,05) mL de acetato de etila. A mistura
esfriou a temperatura ambiente e a cristalização foi provocada com o bastão de
vidro. Novamente, filtrou-se a vácuo para a separação do ácido acetilsalicílico,
esperou-se que tal composto secasse e mediu-se seu ponto de fusão, (128,0 0,5)

15. ºC.
A massa de ácido acetilsalicílico obtida após a purificação com acetato de
etila foi de (0,300 0,001) g e os cristais secos do composto apresentaram
aparência pastosa quando comparados aos do composto antes da purificação;
rendimento de 30%, o que deveria significar que a aspirina obtida com este processo
apresentava maior pureza que aquela que se conseguiu com a purificação com o
álcool, pois, teoricamente, quando menor o rendimento, maior a pureza.
Avaliando o ponto de fusão do ácido acetilsalicílico adquirido com a
purificação com acetato de etila, nota-se uma contradição com o rendimento da
reação, o ponto de fusão (128,0 0,5) ºC ficou muito distante do teórico (135ºC), o
que indica elevada concentração de impurezas no sólido. Deduz-se, então, que o
baixo rendimento, não é devido à alta pureza do composto obtido, mas sim,
proveniente do fato de que o reagente acetato de etila é mais volátil que o etanol,
logo o composto purificado através dele teve maior perda de massa.

16. 6 CONCLUSÃO

O rendimento da reação de síntese do ácido acetilsalicílico pode ser
considerado alto (91,61%). Ele não foi 100% porque, em primeiro lugar, são raras e
praticamente inexistentes as reações que conseguem este feito e alguns outros
fatores também contribuíram para isto: perda de re agentes e produtos,
especialmente os sólidos que uma quantidade sempre fica grudada ao recipiente,
durante o processo experimental; pureza dos reagentes; erros de escala dos
instrumentos de medida utilizados e erros operacionais. Observando o ponto de
fusão da aspirina obtida, (125,0 0,5) ºC, verificou-se que o composto apresentava
impurezas, pois o ponto de fusão encontrado na literatura para ele é de 135 ºC;
assim, partiu-se para as etapas de purificação.
Comparando, apenas, o rendimento da purificação efetuada com etanol e
com acetato de etila, conclui-se que o ácido acetilsalicílico obtido com esta segunda
era mais puro, pois, para o experimento em questão, quanto mais baixo o
rendimento, maior a pureza do composto obtido. Porém, ao se observar o ponto de
fusão dos compostos, verifica-se que o da aspirina obtida com a purificação com
etanol ficou mais próximo ao literário, podendo, então, ser dita mais pura. A
explicação encontra-se no fato de que o reagente acetato de etila é mais volátil que
o etanol, logo o composto purificado através dele teve maior perda de massa;
concluindo-se assim que o baixo rendimento da purificação com o acetato de etila
não implica que a aspirina obtida seja mais pura se comparada à alcançada com a
purificação com álcool e sim que ele se deve a perda de massa devido à volatilidade
do éster. Por consequência, o ácido acetilsalicílico purificado com etanol é dito o
mais puro.

17. 7 REFERÊNCIAS

KOROLKOVAS, A. Química farmacêutica. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan,1988.

GILMAN, A.; GOODMAN. As bases farmacológicas da terapêutica. 8ª ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 1991.

SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B. Química Orgânica: Volume 2. 8ª ed. Rio de
Janeiro: LTC, 2006.