Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: UMA PROPOSTA DE ATIVIDADE EXPERIMENTAL NA GRADUAÇÃO: USO DO FORNO DE MICRO-ONDA NA SÍNTESE DE AMIDOXIMA
AUTORES: de Freitas Filho, J.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO) ; Rufino Freitas, J.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE) ; Rufino Freitas, J.J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO)
RESUMO: As amidoximas são uma classe de compostos biologicamente interessante. Existem diversos métodos de síntese já relatados na literatura. Neste trabalho, descrevemos uma metodologia alternativa para obtenção de amidoxima em aula experimental da disciplina Síntese Orgânica. A metodologia consistiu em utilizar o forno de micro-ondas doméstico, frasco de pinicilina, bem como nitrilas apropriadas (acetonitrila, propanonitrila, benzonitrila et). Em cada experimento, além da preparação da amidoxima, trabalhou-se diversas técnicas de laboratório, tais como, extração, filtração, evaporação, cristalização e determinação de ponto de fusão, bem como de métodos de caracterização do produto (infravermelho e ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono).
PALAVRAS CHAVES: Amidoxima; Micro-ondas; Metodologia
INTRODUÇÃO: Nas aulas práticas de Química Orgânica na graduação o estudante normalmente é introduzido às técnicas básicas de laboratório. Segundo Hamelin1 a inter-relação entre o conhecimento adquirido em química através de estudos teóricos e a experimentação laboratorial, quando realizada de forma bem clara e coordenada permite ao estudante a construção de conceitos científicos de forma mais sólida e com um maior relacionamento entre os tópicos teóricos. Neste sentido, segundo Bieber2 o laboratório de química experimental é a grande oportunidade que os estudantes têm de ter contato com o mundo real da química, que se bem conduzida, leva ao aprofundamento do aprendizado de diversos temas pouco explorados em sala de aula como, por exemplo, processos de separação e técnicas espectroscópicas. A busca por melhores métodos experimentais ou experimentos ricos em subsídios para discussões teóricas utilizando reagentes de baixo custo e de fácil aquisição, tem sido um tema bastante investigado nas diversas áreas da química.2 Por outro lado, as amidoximas são uma classe de compostos importantes, que são considerados como oximas de hemiacetais cuja fórmula geral é RC(=NOH)NH2, onde o grupo R pode ser tanto um grupo alquila como um grupo arila. Motivados por estes fatos e por relatos de inovações no ensino de química orgânica experimental neste trabalho, descrevemos uma metodologia alternativa, onde foi usado o forno de micro-ondas doméstico, para obtenção de amidoxima em aula experimental da disciplina Síntese Orgânica.
MATERIAL E MÉTODOS: Nas reações, utilizou-se reagentes e solventes, na sua forma comercial, p.a. O acompanhamento das reações foi feito através de cromatografia em camada delgada (ccd), onde o solvente usado para correr a placa foi CH2Cl2/AcOEt (9:1). Para visualização dos compostos usamos lâmpada de ultravioleta. Para cromatografia em coluna utilizamos sílica-gel 60 (Merck, 70 – 230 mesh). Os espectros de RMN 1H e RMN 13C foram obtidos em espectrofotômetro VARIAN modelo Unity Plus (300 MHz e 75MHz), usando CDCl3 como solvente e tetrametilsilano como padrão interno. Espectros de infravermelho (IV) foram obtidos em espectrofotômetro de IV com Transformada de Fourier no instrumento BRUKER Modelo IFS 66, em pastilha de KBr. As reações de micro-ondas foram realizadas em forno de micro-ondas domésticos, marca PANASONIC, modelo NN-5SSBK (220; 900W/2450 MHz).As amidoximas foram preparadas utilizando nitrilas apropriadas, cloridrato de hidroxilamina, etanol e água.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na preparação das amidoximas reagimos diferentes nitrilas, separadamente, com o cloridrato de hidroxilamina e carbonato de sódio, em presença de uma gota de DMF, de acordo com esquema 1. O acompanhamento das reações foi feito através de cromatografia em camada delgada (ccd), onde os solventes usados para correr a placa foi CH2Cl2/AcOEt (9:1). As amidoximas foram preparadas em bons rendimentos a partir das nitrilas: acetonitrila, benzonitrila e propanonitrila. O composto 2c foi cristalizado utilizando clorofórmio. As estruturas das amidoximas foram elucidadas através da análise IV, RMN 1H. O espectro de RMN 1H a 300 MHz do composto 2c mostrou na região δ 4,92 ppm uma absorção devido aos prótons do grupo –NH2. O próton OH aparece em δ 9,00 ppm, indicando a natureza ácida deste próton. Os prótons aromáticos aparecem entre δ 7,20 e δ 7,76 ppm, no caso da benzoamidoxima.
Este experimento pode ser utilizado para: 1) trabalhar diversas técnicas de laboratório, tais como, extração, filtração, evaporação, cristalização e determinação de ponto de fusão, 2) ilustrar os seguintes conteúdos em sala de aula, por exemplo: a) análise retrossintética; b) química das amidoximas; b) mecanismo de formação da amidoxima; c) técnica de separação por diferença de solubilidade; d) irradiação com forno de micro-ondas; e) método instrumental para detecção de grupos funcionais (espectroscopia no infravermelho) e f) elucidação estrutural de um composto (espectro de ressonância magnética nuclear de próton e carbono).
Esquema 1
Síntese de amidoxima
CONCLUSÕES: A proposta de atividade experimental para disciplina de Síntese Orgânica se constituiu num método simples e eficiente para a preparação de amidoxima a partir de nitrilas apropriadas, bicarbonato de sódio, cloridrato de hidroxilamina em presença de DMF. O tempo de reação foi de 2 horas e o rendimento da reação foi bom e moderado (35-70%). As estruturas dos compostos foram elucidadas através da análise IV, RMN 1H. Além disso, a partir da proposta o estudante pode construir alguns conceitos científicos, tais como, extração, filtração, evaporação, cristalização, irradiação de micro-ondas, solubilidade, grupos funcionais e ponto de fusão.
AGRADECIMENTOS: FACEPE
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1.Hamelin; R.; Quim. Nova 1995, 18, 68.
2.Bieber, L. W.; Quim. Nova 1999, 22, 605.