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A síntese do Ácido Acetilsalicílico - AAS, é uma reação de esterificação. Com base no mecanismo desta reação, argumente em quais condições experimentais a formação do AAS é favorecida.

Passo 1

O enunciado trata da síntese do Ácido Acetilsalicílico (AAS) por esterificação do grupo fenólico do ácido salicílico com um derivado acílico (tipicamente anidrido acético). O conteúdo é substituição nucleofílica acílica sob catálise ácida, envolvendo um equilíbrio entre reagentes e produtos. Para resolver, precisamos (1) entender o mecanismo de ataque nucleofílico ao anidrido acético, (2) conhecer a ordem de reatividade dos derivados de ácido carboxílico e (3) aplicar o princípio de Le Chatelier para deslocar o equilíbrio a favor do éster.

Passo 2

No mecanismo ácido-catalisado de substituição nucleofílica acílica o anidrido acético é protonado em um dos carbonilos, o que aumenta sua eletrofilia. Em seguida:
  1. O oxigênio fenólico do ácido salicílico ataca o carbono acilado protonado, formando um intermediário tetraédrico.
  2. Esse intermediário sofre desprotonação parcial e, em seguida, eliminação de um grupo acetato \mathrm{CH_3COO^-}, regenerando o catalisador ácido e gerando o éster acetilsalicílico.
    Todo esse ciclo é reversível, pois o éster pode ser hidrolisado de volta ao ácido fenólico em presença de água e ácido.

Passo 3

Segundo a ordem de reatividade dos derivados acílicos, temos:
\text{Cloreto de acila} > \text{Anidrido de ácido} > \text{Éster} > \text{Ácido} > \text{Amida.}áÉÁ
Como o anidrido é mais reativo que o éster, a reação de esterificação com anidrido acético ocorre com razoável rapidez, mas ainda está sujeita ao equilíbrio. Para favorecer o produto, devemos usar o princípio de Le Chatelier: aumentar a concentração dos reagentes ou remover produtos formados (ácido acético e água).

Passo 4

As condições experimentais que deslocam o equilíbrio para a formação do AAS são:
  • usar excesso de anidrido acético \ para aumentar a atividade do reagente eletrofílico;
  • trabalhar em meio anidro, evitando água que levaria à hidrólise do éster;
  • empregar um catalisador ácido forte (por exemplo, \mathrm{H_2SO_4} ou \mathrm{H_3PO_4}) para protonar o anidrido e acelerar o mecanismo;
  • aplicar aquecimento moderado (reflux a cerca de 70–90^\circ\mathrm C) para aumentar a velocidade sem degradar o produto;
  • remover continuamente o ácido acético formado (por destilação ou extração) ou adicionar dessecante para água, deslocando o equilíbrio a favor do éster.

Resposta

A síntese do AAS é favorecida quando se usa excesso de anidrido acético em meio anidro, com catálise ácida forte e aquecimento moderado, removendo-se continuamente os subprodutos (ácido acético e água) para deslocar o equilíbrio para a formação do éster.

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