Nitração

A nitração é a introdução irreversível de um ou mais grupo nitro (NO₂) em uma molécula orgânica. O grupo nitro pode atacar um carbono para formar um nitrocomposto (alifático ou aromático), um oxigênio para formar éster nitrado ou um nitrogênio para obter N-nitro compostos.

O sistema ácidosulfúrico/ácido nítrico, denominado mistura sulfonítrica, é o reagente mais comum em nitração.

Por exemplo, a nitração da glicerina seria da seguinte maneira: Aquecer o ácido sulfúrico ( catalisador da reação ) juntamente com o composto que se quer nitrar, por exemplo, glicerina (para formar nitroglicerina). Após acrescenta-se lentamente, por gotejamento, o ácido nítrico.

A nitração aromática consiste na substituição de um hidrogênio do anel aromático pelo NO₂, oriundo do ácido nítrico. Obs: reações de Nitração sempre liberam H2O. As etapas de nitração do benzeno são:

(1) 2H₂SO₄ + HNO₃ → 2HSO₄^1- + NO₂^+ + H₃O^+

(2) C₆H₆ + NO₂^+ → C₆H₅NO₂ + H^+

(3) H^+ + H₃O^+ + 2HSO₄^1- → H₂O + 2H₂SO₄

Características da nitração

• Temperatura: Processos de nitração na maioria são reações exotérmicas e a temperatura influencia diretamente o curso da reação. Ao abaixar a temperatura aumenta-se o grau de nitração, obtendo maior quantidade de produto nitrado, principalmente compostos supernitrados.

• Agitação: A reação de nitração pode ocorrer tanto na fase aquosa como na fase orgânica. Com agitação é possível que cada fase esteja sempre saturada pela outra, e, nestas condições, a velocidade de reação em cada fase é constante.

• Solubilidade: A medida em que se aumenta a temperatura, cresce a solubilidade dos nitrocompostos no ácido sulfúrico, e esta diminui com a diluição do ácido.

Um exemplo é a nitração da Acetanilida para a formação da p-nitroacetanilida.

Acetanilida.

Neste experimento utiliza-se ácido acético glacial, ácido sulfúrico e ácido nítrico (as duas últimas substâncias devem ser adicionadas em um recipiente que esteja em banho de gelo de sal para não elevar a temperatura demasiadamente). O ácido sulfúrico garante um meio fortemente ácido que irá favorecer a formação do íon nitrônio na adição do ácido nítrico e inclusão deste no anel da acetanilida.

A purificação do composto é feita através de filtração a vácuo com água.

Propriedades físicas e toxicológicas dos reagentes e produtos:

- Acetanilida: MM= 135,17 g/mol; d^t= 1,2 mol/l; P.F (^oC)=115; P.E (^oC)= 304. Causa irritação na pele ou nas mucosas nasais. Pode causar cianose se ingerido.

- Ácido acético glacial: MM= 60 g/mol; d^t= 1,05^20; P.F (^oC)= 6,6; P.E (^oC)= 255,8; n^t= 1,3720^10. Causa o escurecimento da pele; se inalado é corrosivo e se ingerido causa vômito.

- Ácido sulfúrico: MM= 98,1 g/mol; d^t= 1,84; P.F (^oC)= 10,31; P.E (^oC)= 8337. É tóxico se inalado.

- Ácido nítrico: MM= 63 g/mol; d^t= 1,40; P.F (^oC)= -41,6; P.E (^oC)= 83. Quando em contato com a pele é corrosivo e irritante e se inalado pode causar edema pulmonar.

- P-nitroacetanilida: MM= 180,17 g/mol; d^t= 1,08; P.F (^oC)= 215. Causa irritação em contato com a pele, é tóxico se inalado e se ingerido causa náusea.