SÍNTESE E DETERMINAÇÃO DO PONTO DE FUSÃO DA ASPIRINA

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Orgânica

Autores

Santiago, J.C.C. (UFPA) ; Gomes, P.W.P. (UFPA) ; Muribeca, A.J.B. (UFPA) ; Azevedo, W.H.C. (UEPA) ; Gomes, P.W.P. (UEPA)

Resumo

A Aspirina, como é conhecido o ácido acetilsalicílico, é um fármaco que apresenta propriedades antitérmicas, anti-inflamatórias, e analgésicas; podendo ser obtida sinteticamente pela reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético, catalisada por um ácido. Por ser um fármaco muito conhecido e consumido mundialmente, objetivou-se sintetizá-lo experimentalmente e determinar seu ponto de fusão, para que os resultados obtidos fossem comparados com os da literatura, e pudessem ser feitas algumas considerações sobre este fármaco. Verificou-se que o rendimento da reação foi de 71,2%, uma valor próximo ao relatado na literatura; no entanto, o ponto de fusão foi de 118 °C, um valor abaixo da média encontrada em artigos científicos, indicando que a Aspirina obtida possui baixo grau de pureza.

Palavras chaves

Síntese Orgânica; AAS; Ponto de Fusão

Introdução

Aspirina é o nome comercial do ácido acetilsalicílico (AAS), um produto sintético da reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético, catalisada por um ácido. A substância existe em uma flor muito usada em buquê de noivas, as do gênero Spiraea, e é comum em toda a Europa. Segundo Bayer (2014), o ácido acetil salicílico é um fármaco do grupo dos anti-inflamatórios não esteroides, sendo eficazes no alívio de dor, febre e inflamação, ou seja, tem propriedades antitérmicas, anti-inflamatórias e analgésicas. Em estado puro o ácido acetilsalicílico é um pó cristalino branco ou incolor, pouco solúvel em água e facilmente solúvel em álcool e éter. Isso se deve ao fato de a água ser mais polar que o etanol e a aspirina, e estes últimos possuírem polaridade semelhante (MACÊDO et al., 2010). A Aspirina é um dos medicamentos mais conhecidos e consumidos mundialmente. Milhares de toneladas de ácido acetilsalicílico são produzidas anualmente, somente nos Estados Unidos. Sendo que em 1999 a Aspirina completou 100 anos. Esta, além da ação analgésica, apresenta juntamente ação antiplaquetária que inibe a ação das prostaglandinas, uma substância que age como um hormônio, que ajuda na coagulação sanguínea. Por isso, a aspirina é proibida em caso de dengue hemorrágica: ela inibe a coagulação (MENEGATTI et al., 2011). Esta é a base do seu uso preventivo em pessoas com problemas vasculares como aterosclerose e risco de derrame cerebral. Esses pacientes têm regiões dentro dos vasos sanguíneos onde há uma maior chance de serem formados trombos (aglomerados de sangue coagulado). De fato, têm-se conseguido a prevenção de milhares de eventos, mas com um custo. A aspirina aumenta o risco de hemorragia do tubo digestivo. Dessa forma, tentou-se amenizar esse risco com a diminuição da dose do medicamento, o que não obteve um resultado positivo em vários estudos. Assim sendo, a sua utilização nessas pessoas deverá ser feita ponderando o custo-benefício da prevenção e do risco de hemorragia do tubo digestivo. Nos EUA, cerca de 50 milhões de pessoas têm utilizado a aspirina de forma preventiva nos últimos 20 anos (BMJ, 2014). A síntese consiste em um processo pelo qual ao fazer reagir dois ou mais reagentes diferentes, naturais ou não, se obtém um produto com características distintas dos reagentes que lhe deram origem (SOUZA, 2010). Visto que existe um grande consumo de Aspirina não apenas como analgésico e anti-inflamatório, mas também na prevenção de várias doenças, faz-se necessário tomar conhecimentos sobre os possíveis efeitos colaterais provocados por este fármaco. Acerca da grande utilização desse fármaco e pela importância que ele possui perante a sociedade, buscou-se por meio da realização deste experimento, sintetizar a Aspirina, calcular seu rendimento e determinar seu ponto de fusão. Os resultados obtidos com essa prática foram comparados com os relatados na literatura, para que então pudessem ser feitas algumas considerações.

Material e métodos

1. Reação de síntese da Aspirina Em um Erlenmeyer de 250 mL foram pesados 3,5 g de ácido salicílico (C₇H₆O₃). Em seguida, acrescentou-se 6 mL de anidrido acético (C₄H₆O₃), com o auxílio de uma pipeta volumétrica de 10 mL, e 5 gotas de ácido sulfúrico (H₂SO₄). Agitou-se a ponto de homogeneizar a solução. A solução foi direcionada para o aquecimento em Banho Maria, sendo aquecida e agitada por 20 minutos a uma temperatura variável de 50 °C a 60 °C, até que ocorresse a precipitação de um sólido branco. Após esse processo, deixou-se o recipiente em repouso para resfriar em temperatura ambiente, esta etapa decorreu em aproximadamente 30 minutos. Após o processo de resfriamento, adicionou-se 15 mL de água destilada gelada, agitando para que houvesse a decomposição do excesso de anidrido acético. Em seguida o conteúdo do Erlenmeyer foi transferido para um funil de Büchner, contido com um papel de filtro, para que o líquido fosse filtrado a vácuo em um sistema de filtração. A amostra sólida foi lavada com alguns mililitros de água fria. O processo foi interrompido no momento em que ocorreu a filtração completa. A amostra sólida foi transferida para um vidro de relógio, junto com o papel de filtro, sendo armazenado na capela durante 168 horas. 2. Determinação do ponto de fusão da Aspirina Na semana seguinte, observou-se que a amostra secou completamente, sendo esta característica importante para a pesagem dos cristais de aspirina. Na etapa final do procedimento experimental, pesou-se e determinou-se o ponto de fusão da aspirina pelo método da capilaridade para que o valor da temperatura fosse comparado com a literatura. Para tanto, vedou-se uma das extremidades do capilar, por aquecimento, e cerca de 2/3 do capilar foi preenchido com a Aspirina. A transferência foi feita batendo-se a extremidade aberta do capilar e invertendo-se até que fosse preenchido pela Aspirina. Juntou-se o capilar ao sensor de um termômetro de mercúrio, amarrando-os com uma liga. Paralelo a esse procedimento, adicionou-se vaselina em um tubo de Thiele para o aquecimento. Com o aquecimento, a vaselina contida no tubo, distribui o calor por igual em todo o recipiente, e ela é utilizada por ter um alto ponto de ebulição (cerca de 302 °C), não interferindo no processo de fusão da Aspirina contida no capilar.

Resultado e discussão

Síntese é um processo pelo qual ao se fazer reagir dois ou mais reagentes diferentes, naturais ou não, se obtém um produto com características distintas dos reagentes que lhe deram origem (NETO et al., 2012). A síntese do ácido acetil salicílico, comercialmente conhecido como Aspirina, ocorreu por meio de uma reação entre o ácido salicílico (C₇H₆O₃) e o anidrido acético (C₄H₆O₃), tal como já foi mencionado, usando o ácido sulfúrico (H₂SO₄) como catalizador, sendo formado também o ácido acético (CH₃COOH) (Figura 1). Para a síntese da Aspirina, foram utilizados 3,5 g de ácido salicílico para reagir com 6 mL de anidrido acético. Com base nesses dados, foram realizados os cálculos para determinar qual é o reagente limitante da reação, e consequentemente qual reagente está em excesso. Desse modo, obteve-se o seguinte: 1. Cálculo da massa de anidrido acético (C₄H₆O₃): • Volume (V) = 6 mL • Densidade (ρ) = 1,08 g/mL. Usando a fórmula: m = ρ×V; A massa de anidrido acético utilizada foi de 6,48 g. 2. Cálculo do reagente limitante e do reagente em excesso: Mol do ácido salicílico (C₇H₆O₃): μ = 3,5 g/138 g = 0,0253; Mol do anidrido acético (C₄H₆O₃): μ = 6,48 g/102 g = 0,0635. Como reagem na proporção 1:1, o reagente limitante é o ácido salicílico, e o anidrido acético é o reagente em excesso. A quantidade de massa em excesso de anidrido acético foi de: 6,48 g (utilizada) – 2,58 g (consumida) = 3,9 g (excesso). Utilizando a massa do reagente limitante, calculou-se o rendimento teórico da reação. 3. Cálculo do rendimento teórico (R_Τ) de ácido acetil salicílico (C₉H₈O₄): R_Τ = 3,5 g (ácido salicílico) × 180,0 g (AAS)/ 138,0 g ( 1 mol de ácido salicílico) = 4,5652 g. A massa de ácido acetilsalicílico pesada após a reação foi igual a 3,25 g. Com esses dados, calculou-se o rendimento real da reação. 4. Cálculo do rendimento verdadeiro (R_v) da reação: R_v = 3,25 g (AAS) × 4,5652 (R_Τ) = 71,2%. Portanto, o rendimento de ácido acetil salicílico foi de 71,2 %, desta forma sendo de suma importância demonstrar o mecanismo da reação que se procedeu em destaque na Figura 2. Em resumo, a reação ocorre através do ataque nucleofílico do grupo OH fenólico sobre o carbono polarizado do anidrido acético, seguido do ataque ao próton fornecido pelo ácido sulfúrico, ocorrendo a eliminação de ácido acético, formado como um subproduto da reação. Após a reação de síntese da Aspirina, determinou-se o ponto de fusão pelo método da capilaridade. A determinação do ponto de fusão é necessária para avaliar o grau de pureza de uma substância, sendo um valor característico da mesma. Neste experimento, a amostra de ácido acetil salicílico começou a fundir a uma temperatura inicial de 118 °C e sua fusão estava completa a uma temperatura final de 145 °C. Destaca-se que o rendimento percentual de 71,2 % de ácido acetil salicílico formado é considerado aceitável quando comparado com o rendimento encontrado na literatura. No trabalho de Neto et al., (2012) o rendimento percentual de Aspirina foi calculado em 61,35 %, já no trabalho de Pinto (2004) o rendimento foi de 89,8 %. Quanto ao ponto de fusão, de acordo com a literatura, tal como Menegatti et al., (2012), o ponto de fusão do ácido acetil salicílico corresponde aos 135 °C. Logo, o valor de 118 °C está baixo, comparado ao da literatura. Isso indica que a Aspirina obtida possui baixo grau de pureza, de fato foi observado uma cor amarelada na substância em vez de uma coloração esbranquiçada característica da Aspirina pura. Com base nessas observações, ressalta-se ainda que o rendimento da reação possa ser influenciado por alguns fatores, tais como: a temperatura ambiente; os materiais utilizados na síntese; a pureza dos reagentes; as perdas durante o aquecimento e a filtração; entre outros.

Equação química global da síntese da Aspirina.


Mecanismo de reação da síntese da Aspirina.

Conclusões

Através dos experimentos, relata-se fenômenos químicos e físicos de um fármaco muito utilizado pela sociedade mundial, em destaque para os cristais brancos obtidos, característicos da aspirina, além de poder ser observada a coloração amarelada, indicando a presença de impurezas na substância. Entretanto, em muitos processos experimentais com utilização de ácido acético, promove-se um forte cheiro natural do mesmo, sendo necessário sua total evaporação para fins de purificação e comercialização. Em suma, foi possível relatar conhecimentos específicos sobre o ácido acetilsalicílico e espera-se que este processo experimental descrito neste trabalho possa servir de subsídios para docentes de Química em suas aulas experimentais, sendo importante para fins de comparação.

Agradecimentos

Ao CNPq pelo apoio financeiro e concessão de bolsas.

Referências

BAYER, H. Aspirina: ácido acetilsalicílico. Disponível em: http://www.aspirina.com.br/index-geral.php. Acessado em 09 de Março de 2017.

BMJ 2000. O Uso Prolongado de Aspirina Pode Aumentar o Risco de Hemorragia do Tubo Digestivo. Disponível em: http://www.boasaude.com.br/artigos-de-saude/3949/-1/o-uso-prolongado-de-aspirina-pode-aumentar-o-risco-de-hemorragia-do-tubo-digestivo.html. Acessado em 09 de Março de 2017.

MACÊDO, A.; LIMA, C.; QUEIROZ, D. Síntese da Aspirina. IFAM, Manaus-AM, 2010.

MENEGATTI, R.; MANSSOUR, C. A. F.; BARREIRO, E. J. A importância da síntese de Fármacos. Química Nova na Escola, v. 14, n. 3. p. 16-22, 2011.

NETO, A. P. dos S.; FILHO, J. G. da R.; ALVES, A. J. Síntese do Ácido Acetilsalicílico (AAS). Escola Técnica Estadual Professor Agamêmnon Magalhães, ETEPAM, 2012.

PINTO, P. (2004). Síntese do Ácido Acetilsalicílico. Disponível em: http://pedropinto.com/files/secondary/tlq/tlqII_relatorio5.pdf. Acessado em 09 de Março de 2017.

SOUZA, M. V. N. Estudo Da Síntese Orgânica: Baseado Em Substâncias Bioativas. 1. ed. São Paulo: Átomo, 2010. 320 p.