UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-

REI

CAMPUS ALTO PARAOPEBA

ENGENHARIA QUÍMICA – 3º PERÍODO

Síntese da dibenzalacetona

Alisson Marques

Marcus Vinicius

Marcos Vinicius

Nayara Biturini

Tomaz Aprígio

Ouro Branco / MG

(novembro de 2010)

RESUMO

A preparação da Dibenzalacetona trata-se de uma reação aldólica cruzada

prática, também chamada de reação de Claisen-Schimidt por utilizar um grupo cetona

na reação. Nessa pratica utilizou-se Benzaldeído, um componente que não possui

hidrogênio α e acetona como reagente.

Foi utilizado para a obtenção da dibenzalacetona a agitação magnética, filtração

a vácuo e medição do pH do líquido ao final do experimento. O produto formando,

precipitou na forma de um produto amarelo. Um ponto crítico desta experiência é a

lavagem do produto que não poderá conter qualquer traço de NaOH, por isso esta

operação deve ser acompanhada de controle do pH.

Esperado a secagem completo foi pesado o produto obtendo uma massa de

1,2219g, calculando posteriormente o rendimento da reação.

INTRODUÇÃO

A dibenzalacetona é um composto orgânico de formula C17H14O. É um solido

amarelo insolúvel em água porem solúvel em etanol. A dibenzalacetona é usada como

componente em protetores solares e é usada como ligante na química de

organometálicos. O composto pode ser preparado em laboratório por uma condensação

aldólica. (Ferreira, 2010).

Uma reação aldólica que começa com dois compostos carbonilados diferentes é

chamada de reação aldólica cruzada. Reações aldólicas cruzadas, usando soluções de

hidróxido de sódio aquoso, não têm grande importância sintética se ambos os reagentes

possuem hidrogênios α, pois estas reações fornecem uma mistura complexa de produtos.

Nestas condições, para que a condensação aldólica resulte na formação

majoritária de um produto, é necessário que um dos reagentes não condense com ele

mesmo, ou seja, não tenha a possibilidade de formar um íon enolato em meio básico. É

o que acontece com o benzaldeído, dado que não tem carbonos com hidrogênio α

relativamente ao grupo carbonila. (Ferreira, 2010). As reações aldólicas cruzadas são

práticas, utilizando bases como o NaOH e tendo um dos reagente não possuindo o

hidrogênio α e, dessa forma, não pode sofrendo a autocondensação. Podemos evitar

outras reações laterais colocando esse componente em uma base e, então, adicionando-

se lentamente o reagente com um hidrgênio α na mistura. Sob essas condições, a

concentração do regente com um hidrogênio α é sempre baixa e muito do reagente está

presente como um ânion enolato. A reação principal que ocorre é aquela entre esse

ânion enolato e o componente que não tem hidrogênio α. (Solomons & Fryhle, 2008).

Quando as cetonas são usadas como um dos componentes, as reações aldólicas

cruzadas são chamadas de reações de Claisen-Schmidt, em homenagem aos cientistas

alemães J.G. Schmidt (que descobriu a reação em 1880) e Ludwig Claisen (que a

desenvolveu entre 1881 e 1889). Estas reações são práticas quando bases, como o

hidróxido de sódio, são usadas, pois sob estas condições as cetonas não se

autocondensam apreciavelmente. (Solomons & Fryhle, 2008).

Se a mistura básica contendo o aldol é aquecida, ocorre desidratação. A

desidratação ocorre rapidamente por causa da acidez dos hidrogênios α e porque o

produto é estabilizado por possuir ligações duplas conjugadas. (Solomons & Fryhle,

2008).

Em algumas reações aldólicas, a desidratação ocorre tão rapidamente que não

podemos isolar o produto na forma aldólica: obtemos, em vez disso, o derivado enal

(alceno aldeído). Uma condensação aldólica ocorre em vez de uma adição aldólica.

Uma reação de condensação é aquela na qual as moléculas são unidas através da

eliminação intermolecular de uma pequena molécula, tais como a água ou um álcool.

(Solomons & Fryhle, 2008).

OBJETIVO

Demonstrar uma reação de condensação aldólica, ou seja, uma Reação de

Claisen-Schimidt.

METODOLOGIA

Colocou-se em um béquer de 250 mL uma solução de 55 mL de água em

2,5324g de hidróxido de sódio previamente medido com o auxilio da balança de

precisão, após acrescentou-se 20 mL de álcool absoluto em uma proveta de 25ml. Após

misturou-se o álcool absoluto no béquer contendo o hidróxido de sódio e água.

Com o auxílio de uma espátula colocou-se 2,5444g de belzaldeído em um

béquer de 50mL. Com uma pipeta de Pasteur foi adicionado 1,0mL de acetona ao

benzaldeído. Metade desta mistura foi adicionada ao béquer contendo a solução de

hidróxido de sódio, que foi então colocado em um agitador magnético por 10 minutos,

em freqüência alta. Após esses 10 minutos foi adicionado o resto da solução de acetona

e benzaldeído, permanecendo sobre agitação constante por mais 30 minutos.

Filtrou-se a vácuo, em um funil de Buchner, papel de filtro, uma bomba, suporte

com garras e um erlenmeyer. Lavou-se o precipitado com água gelada para eliminar o

excesso de hidróxido de sódio. Repetiu-se essa lavagem mais duas vezes. Calculou-se

na terceira vez o pH da água para ser devidamente descartada.

Com o auxílio de duas pinças, retirou-se o papel filtro com o precipitado do funil

de Büchner e colocou-se sobre um vidro de relógio. Após alguns dias percebeu-se a

secagem total do precipitado e pesou-se ao final o produto obtido.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A formação da dibenzalacetona, é um exemplo de uma condensação aldólica

“mista” ou “cruzada” chamada também de reação de Claisen-Schimidt, em que a reação

ocorre entre dois compostos carbonílicos diferentes. Nestas condições, para que a

condensação aldólica resulte na formação majoritária de um produto, é necessário que

um dos reagentes não condense com ele próprio, ou seja, não tenha a possibilidade de

formar um íon enolato em meio básico. É o que acontece com o benzaldeído, onde este

não possui hidrogênios “alfa” referente à carbonila, sendo assim não possível à

formação de vários produtos.

Equação Geral:

Mecanismo da Reação:

Na primeira etapa ocorre o ataque da base no hidrogênio α da acetona, formando o íon

enolato.

Na segunda etapa o íon enolato ataca o carbono da carbonila do benzaldeído rompendo

a ligação dupla do carbono oxigênio e deixando o oxigênio com uma carga negativa.

Essa carga negativa do oxigênio irá atacar o hidrogênio da molécula de água formando

um grupo ceto e um grupo alcol na molécula.

Na terceira etapa o íon OH- ataca o hidrogênio α (que possui uma característica muito

ácida) promovendo a desidratação e formando a benzalcetona.

Na quarta etapa o íon OH- ataca novamente o hidrogênio α formando e esse novo íon

formado atacará mais uma molécula de benzaldeído. E repetindo os mesmos

procedimentos chega-se no dibenzalacetona. O desenho do mecanismo é mostrado

abaixo:

O produto formado, a dibenzalacentona, obteve-se uma coloração amarelada. O

fato da cor do dibenzalcetona deve-se pelo fato de possuir ligações duplas e conjugadas,

os maiores números de duplas ligações captam comprimentos de ondas mais largas

(mais para o vermelho). Assim, com somente três ligações conjugadas, só pode captar

luz ultravioleta (sendo, portanto, incolor), e com onze duplas ligações conjugadas,

absorve desde o ultravioleta até o vermelho. À medida que o comprimento do sistema

de duplas ligações conjugadas aumenta, o comprimento de onda de máxima absorção

também aumenta. Por exemplo, enquanto o antraceno (três anéis aromáticos lineares) é

incolor, o naftaceno (4 anéis lineares) é laranja, (porque absorve parte do azul), e o

pentaceno (5 anéis lineares) é azul, pois com um sistema conjugado maior, absorve luz

de comprimentos de onda também maiores, de amarelo a vermelho(Carvalho,2009):

O mesmo acontece com o dibenzalacetona, por obter duplas conjugadas ele

absorve a luz e reflete a luz amarela.

Nessa reação o reagente limitante é o benzaldeídos, isso é concluído através do

calculo de número de moles, onde o que estiver em menos número é o reagente

limitante. Os cálculos são dados abaixo:

Benzaldeído:

Peso molecular: 106,13 g / mol

m = 2, 5444 g

n = m / mol → n = 2,5444/ 106,13

n = 0, 0239 mol

Acetona:

Peso molecular: 58,08 g / mol

d = 0, 79 g / mL

V = 1,0 mL

d = m / V → m = d x V

m = 0, 79 x 1, 2

m = 0, 79 g

n = m /mol → n = 0,79 / 58, 08

n = 0, 0136 mol

Tendo que a reção é 2:1 (duas moléculas de benzaldeído reage com uma

molécula de acetona), e a partir das quantidades de matéria dos reagentes pode-se

verificar o reagente limitante e o reagente em excesso.

Para reagir toda matéria de acetona seria necessário 0,0272 moles de

benzaldeído, no entanto não há essa quantidade na reação, por outro lado para consumir

toda matéria de benzaldeído será necessário 0,0119 moles de acetona e na reação há

essa quantidade, assim afirma-se que o reagente limitante é o benzaldeído e o reagente

em excesso é a acetona.

Sabendo-se da massa molar da dibenzalacetona, pode-se calcular a massa teórica

obtida:

Considerando que:

Massa obtida na prática = 1,2219g

Massa Molar da dibenzalacetona = 234,3g

Número de moles de benzaldeído consumido na reação: 0,0239

Assim da reação global:

2 -------------------------------------------------------------------------------------------1

2 moles de benzaldeído ------------- 1mol de dibenzalacetona

0,0238 moles ---------------------------- x moles

x = 0,01195 moles produzidos de dibenzalacetona

Para encontrar a massa teórica tem-se:

ndibenzalacetona = mdibenzalacetona / MMdibenzalacetona

mdibenzalacetona = ndibenzalacetona x MMdibenzalcetona

mdibenzalacetona = 0,01196 x 234,3

mdibenzalacetona = 2,7998 g (massa teórica)

Para o cálculo do rendimento tem-se que:

Rendimento = massa / massa teórica

Logo,

Rendimento = 1,2219 g / 2,7998 g

Rendimento = 43,65%

Em reações aldólicas cruzadas a adição do reagente com hidrogênio alfa deve

ser adicionada lentamente, pois assim garante a baixa concentração do reagente com

hidrogênio alfa e aumentando a concentração do ânion enolato, evitando assim reações

laterais e assim aumentando o rendimento da reação (Solomons,2005). No caso da

prática seria necessária a adição lenta da acetona (reagente que possui hidrogênio alfa),

e durante a prática isso não foi promovido, tendo um fator a mais para o baixo

rendimento da reação.

Um fator que deve ser observado na prática é a atenção de não guardar hidróxido

de sódio em vidro, isso porque o hidróxido de sódio reage com óxidos ácidos gerando

sal e água e contaminando assim o reagente. O vidro é um óxido ácido, logo o vidro iria

ser corroído. A melhor forma de armazenamento seria em um frasco de polietileno. A

reação entre o vidro e a base é mostrada abaixo.

SiO2 (vidro) + 2 NaOH → Na2(SiO3) + H2O

CONCLUSÃO

O experimento proporcionou aos alunos a maior compreensão das reações

aldólicas cruzadas vistas em salas de aula.

Apesar do baixo rendimento obtido pelo grupo, as reações aldólicas cruzadas são

reações que promovem um altíssimo rendimento, isso pode ser provado que demais

grupos por, talvez, ter tido maiores cautelas e atenção, ter alcançado um rendimento

acima 90%.

Partindo de 2,5444 de benzaldeído, 1mL de acetona e 1,5324 de NaOH obteve-

se 1,2219 de dibenzalacetona que proporcionou 43,65% de rendimento.

Um suposto fator que poderia causar um aumento no rendimento da reação seria

adicionar lentamente (preferencialmente pipetando) a acetona na solução de

benzaldeído com hidróxido de sódio, pois como o benzaldeído não possui hidrogênios

α, ele não se transformaria em um anion, e quando adicionado lentamente a acetona ela

logo se transformaria no anion enolato e reagiria rapidamente com o benzaldeído,

assegurando, assim, apenas a formação de um produto principal e evitando reações

laterais. Da forma em que o procedimento foi realizado poderá ter causado o ataque de

um enolato em uma acetona, formando um produto indesejável.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FERREIRA, L. R.. Síntese da dibenzalacetona. Universidade Estadual de Goiás. Disponível em: < http://www.ebah.com.br/sintese-da-dibenzalacetona-pdf-a79244.html>. Acesso em 31 de outubro de 2010.

SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B.. Química Orgânica. 8.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005, v.2.

CARVALHO, J. C.. O branco e o negro só diferem na luminosidade refletida. UOL Educação. Disponível em: <http://educacao.uol.com.br/quimica/ult1707u72.jhtm>. Acesso em 01 de novembro de 2010.