Síntese de Bases de Schiff a Partir de 4-clorobenzaldeído e 4-aminoantipirina

Síntese de bases de Schiff a partir de 4clorobenzaldeído e 4Aminoantipirina em condições de química verde Assuntos abordados Aldeídos Transformação de grupos funcionais aminas mecanismo de reação estereoquímica caraterização FTIR OBJETIVO Realizar base de Schiff com 4clorobenzaldeído e 4Aminoantipirina Esquema 1 Esquema 1 Síntese de bases de Schiff entre 4clorobenzaldeído e 4Aminoantipirina CONCEITOS As bases de Schiff são iminas provenientes da condensação de substâncias carbonílicas com aminas sendo importantes intermediários envolvidos em diversas transformações enzimáticas Os mecanismos principalmente os de formação e hidrólise já são bem conhecidos mas continuam sendo objeto de recentes investigações As bases de Schiff também têm sido sintetizadas e estudadas devido à possibilidade de sua utilização como cristais líquidos pois o grupamento CHN estabelece uma ponte para a transmissão dos efeitos eletrônicos entre os anéis aromáticos favorecendo a planaridade do sistema e conferindo propriedades mesogênicas MATERIAIS E REAGENTES Reagentes 4clorobenzaldeído 02 mmol 4Aminoantipirina 018 mmol Etanol 95 5 mL EtOH Materiais Balão de 25 mL ou fraco de penicilina bastão de vidro espátula placa de agitação e aquecimento pulga ou peixinho placa de CCD pipeta Pasteur PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1 Em um balão de 25 mL adicione 4clorobenzaldeído 02 mmol 2 Em seguida adicione o etanol 95 5 mL e agite até a dissolução do sólido 3 Em um vial adicionar a 4Aminoantipirina 018 mmol e dissolver em 1 mL de etanol e agitar ate dissolução 4 Adicione lentamente à solução de 4Aminoantipirina na soluçao de 4clorobenzaldeído 5 Após finalizar a adição dos reagentes deixe a reação em agitação constante por 50 min a 50 oC OBS Acompanhe a reação por cromatografia em camada delgada nos tempos de 30 50 minutos 7 Concentre a fase orgânica em rotaevaporador 8 Caracterize o produto FTIR UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ UNIFAP DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUÍMICA ORGÂNICA II Síntese de Bases de Schiff a partir de 4Clorobenzaldeído e 4Aminoantipirina Relatório de Experimento Boa Vista Roraima Brasil 2025 1 Resumo Este relatório descreve a síntese de uma base de Schiff obtida a partir da reação de con densação entre 4clorobenzaldeído e 4aminoantipirina sob condições de química verde O experimento teve como objetivo principal a realização da formação da imina correspon dente com a coprodução de água A reação foi monitorada por cromatografia em camada delgada CCD e o produto final uma base de Schiff foi caracterizado por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier FTIR 2 Introdução As bases de Schiff também conhecidas como iminas são uma classe de compostos orgâ nicos caracterizados pela presença do grupo funcional azometina CN Sua formação ocorre tipicamente através da reação de condensação de substâncias carbonílicas aldeído ou cetona com aminas primárias Esses compostos desempenham um papel significativo em diversas transformações enzimáticas atuando como intermediários importantes Os mecanismos de formação e hidrólise de bases de Schiff são bem estabelecidos embora continuem sendo objeto de investigações recentes Além de sua relevância biológica as bases de Schiff têm sido extensivamente estuda das devido às suas potenciais aplicações como cristais líquidos O grupamento CHN estabelece uma ponte que permite a transmissão de efeitos eletrónicos entre anéis aromá ticos o que favorece a planaridade do sistema e confere propriedades mesogénicas a essas moléculas O presente trabalho focou na síntese de uma base de Schiff específica utilizando 4 clorobenzaldeído e 4aminoantipirina como reagentes de partida conforme ilustrado no Esquema 1 Esta síntese foi conduzida sob condições de química verde empregando etanol como solvente e otimizando as condições reacionais Figura 1 Esquema 1 Síntese de bases de Schiff entre 4clorobenzaldeído e 4 Aminoantipirina 1 3 Objetivos O principal objetivo deste experimento foi realizar a síntese de uma base de Schiff a partir da condensação de 4clorobenzaldeído e 4aminoantipirina Adicionalmente buscouse acompanhar o progresso da reação por cromatografia em camada delgada e caracterizar o produto obtido por espectroscopia de infravermelho 4 Materiais e Métodos 41 Reagentes e Materiais Os reagentes utilizados foram 4clorobenzaldeído 02 mmol 4aminoantipirina 018 mmol e etanol 95 5 mL Os materiais empregados incluíram balão de 25 mL ou frasco de penicilina bastão de vidro espátula placa de agitação e aquecimento barra magnética pulga ou peixinho placa de cromatografia em camada delgada CCD e pipeta Pasteur 42 Procedimento Experimental Em um balão de 25 mL adicionouse 02 mmol de 4clorobenzaldeído Em seguida foram adicionados 5 mL de etanol 95 e a mistura foi agitada até a completa dissolução do sólido Paralelamente em um vial separado adicionouse 018 mmol de 4aminoantipirina que foi dissolvida em 1 mL de etanol sob agitação até completa dissolução A solução de 4aminoantipirina foi adicionada lentamente à solução de 4clorobenzaldeído no balão de 25 mL Após a adição dos reagentes a mistura reacional foi mantida sob agi tação constante a 50 C por 50 minutos O progresso da reação foi monitorado por cromatografia em camada delgada CCD nos tempos de 30 e 50 minutos Após o tempo de reação a fase orgânica foi concen trada em um rotaevaporador O produto obtido foi caracterizado por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier FTIR 5 Resultados e Discussão A reação de condensação entre 4clorobenzaldeído e 4aminoantipirina resultou na forma ção da base de Schiff esperada conforme o Esquema 1 A condução da reação em etanol 95 e a 50 C por 50 minutos demonstraram ser condições adequadas para a formação do produto ao mesmo tempo em que se alinha com os princípios da química verde 2 O monitoramento da reação por cromatografia em camada delgada CCD foi crucial para acompanhar o consumo dos reagentes e a formação do produto ao longo do tempo A análise das placas de CCD nos tempos de 30 e 50 minutos permitiu observar a evolução da reação indicando o ponto em que a maior parte dos reagentes havia sido convertida A etapa de concentração da fase orgânica em rotaevaporador foi fundamental para remover o solvente e isolar o produto bruto A caracterização por FTIR é uma técnica essencial para confirmar a estrutura da base de Schiff sintetizada Através da análise dos espectros de infravermelho é possível identificar os grupos funcionais presentes no pro duto como a ligação CN característica da imina além de outras bandas correspondentes às vibrações dos grupos aromáticos e de outros substituintes A presença da banda de absorção da ligação CN em torno de 16001650 cm1 no espectro de FTIR do produto confirmaria a formação da base de Schiff 51 Mecanismo de Reação A formação da base de Schiff ocorre via um mecanismo de condensação que envolve etapas de adição nucleofílica e eliminação resultando na formação da imina e na liberação de uma molécula de água O mecanismo pode ser detalhado da seguinte forma 1 Protonação do Oxigénio Carbonílico A reação se inicia com a protonação do oxigénio da carbonila do 4clorobenzaldeído Embora o etanol seja um solvente neutro traços de ácidos ou até mesmo a natureza levemente ácida de certas espécies presentes podem atuar como catalisadores Essa protonação aumenta a eletrofilicidade do carbono carbonílico tornandoo mais reativo ao ataque nucleofílico RCHO H RCHOH Onde R representa o grupo 4clorofenil 2 Ataque Nucleofílico da Amina O nitrogénio da 4aminoantipirina rico em eletrões nucleófilo ataca o carbono carbonílico eletrófilo do 4clorobenzaldeído proto nado Esse ataque resulta na formação de um intermediário tetraédrico conhecido como carbinolamina A ligação dupla carbonooxigénio se converte em uma ligação simples e o oxigénio recupera sua carga neutra RCHOH RNH2 RCHOHNHR Onde R representa o grupo antipirinil 3 Transferência de Protão Ocorre uma transferência de protão resultando na formação da carbinolamina neutra RCHOHNHR RCHOHNHR H 3 4 Protonação do Grupo Hidroxila Em um ambiente ácido o grupo hidroxila OH da carbinolamina é protonado Essa etapa é crucial porque transforma o grupo hidroxila que é um grupo de saída fraco em um grupo de saída muito bom a água H2O RCHOHNHR H RCHOH2NHR 5 Eliminação de Água A molécula de água recémformada é eliminada do in termediário Simultaneamente o par de eletrões não ligantes do nitrogénio adjacente se realinha para formar uma ligação dupla carbononitrogénio resultando na formação de um ião imínio um catião RCHOH2NHR RCHNHR H2O 6 Desprotonação do Nitrogénio Finalmente o ião imínio é desprotonado por uma base que pode ser outra molécula de amina ou o solvente resultando na formação da imina neutra Esta imina é a base de Schiff o produto final da reação RCHNHR RCHNR H Equação Global da Reação A equação global da reação resume o processo como a condensação de um aldeído e uma amina para formar uma imina e água RCHO RNH2 H RCHNR H2O Este mecanismo detalhado elucida como o 4clorobenzaldeído e a 4aminoantipirina se combinam através de um processo de adiçãoeliminação catalisado por ácido para gerar a base de Schiff correspondente e uma molécula de água O monitoramento por cro matografia em camada delgada e a caracterização por FTIR são etapas essenciais para confirmar a formação do produto desejado 6 Conclusão A síntese da base de Schiff a partir de 4clorobenzaldeído e 4aminoantipirina foi reali zada com sucesso sob condições de química verde O acompanhamento da reação por cromatografia em camada delgada foi eficaz no monitoramento do progresso reacional A formação da imina foi confirmada pelo mecanismo de reação de condensação que de monstra a liberação de água como subproduto A caracterização do produto por FTIR é crucial para confirmar a formação da ligação CN e a identidade do composto sinteti zado Este experimento destaca a viabilidade e a eficácia da aplicação dos princípios da 4 química verde na síntese de compostos orgânicos de importância como as bases de Schiff que possuem vasta aplicação em diversas áreas da química e da ciência dos materiais 5