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.
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:
- O oxigênio fenólico do ácido salicílico ataca o carbono acilado protonado, formando um intermediário tetraédrico.
- Esse intermediário sofre desprotonação parcial e, em seguida, eliminação de um grupo acetato
, 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:
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,
ou ) para protonar o anidrido e acelerar o mecanismo; - aplicar aquecimento moderado (reflux a cerca de
) 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.