Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Orgânica
TÍTULO: Utilização de materiais híbridos provenientes de aminoácidos aplicados á catálise de reações de tia-Michael.
AUTORES: Darbem, M. (UFGD) ; Domingues, N.L. (UFGD) ; Oliveira, A. (UFGD) ; Duarte, B. (UFGD) ; Nunes, F. (UFGD) ; Filho, E. (UFGD) ; Branquinho, T. (UFGD)
RESUMO: Este trabalho foi motivado pela obtenção de novos compostos beta-tiocetônicos
com a inserção de catalisadores híbridos que atuam nas reações de tia-Michael,
foi utilizado o bis-L-prolinato de zinco e bis glicinato de zinco.A reação de
Michael envolve a adição de um nucleófilo a um eletrófilo (α, β insaturado),
podendo-se utilizar diversos os tipos de nucleófilos.A introdução do bis-L-
prolinato de zinco e bis glicinato de zinco proporcionou a obtenção dos adutos
de tio-Michael com altos rendimentos.
As reações foram executadas utilizando-se o ultrasson, o que proporcionou uma
significativa diminuição do tempo reacional juntamente com o aumento dos
rendimentos obtidos, os catalisadores utilizados são insolúveis nos meios
reacionais e pode ser reutilizado sem perda abrupta de rendimentos.
PALAVRAS CHAVES: bis Lprolinato de zincoII; bis glicinato de zinco II; tio-Michael
INTRODUÇÃO: A reação de Michael envolve a adição de um nucleófilo à um composto carbonílico
α, β-insaturado. Diversos são os tipos de nucleófilos que podem ser utilizados
para tal reação. Tal reação tem sido vastamente utilizada para a formação de
ligações de carbono.[1] Dentre os diversos tipos de nucleófilos, podemos citar a
reação de tia - Michael a qual envolve o átomo de enxofre como nucleófilo da
reação. Reações que resultam na formação da ligação C-S são muito importantes,
pois tal ligação é encontrada em diversos compostos que apresentam alguma ação
antibiótica, antimicrobiana, analgésica, anti-inflamatória, antipsicotrópica ou
até mesmo anti HIV.[2]
Frequentemente a reação de tio-Michael pode necessitar da ativação tanto do
aceptor de Michael (composto α,β-insaturado). Neste trabalho utilizam-se
catalisadores provenientes de aminoácidos o bis L-prolinato de zinco e o bis
glicinato de zinco, assim ocorre à interação do grupamento carbonila com o
catalisador e eles conferem ao carbono beta-, quando da formação do
intermediário, um aumento de sua densidade de carga, ou seja, o torna mais
eletrofílico. .
Quanto aos pontos acima apresentados e, com o objetivo de introduzir uma nova
classe de catalisadores para reação de tia-Michael, propõe-se a utilização do
bis L-prolinato de zinco e o bis-glicinato de zinco para a síntese de β-
tiocetonas e β-tioalcoóis são estáveis, de baixo custo, reutilizáveis, solúveis
em água e são catalisadores de ácido de Lewis que não são dissociados. Por serem
insolúveis em solventes orgânicos, permite a recuperação simples de quantitativa
dos catalisadores.
MATERIAL E MÉTODOS: Para síntese do bis-L-prolinato de zinco foi utilizado de 2 equivalentes mol do
aminoácido L-prolina juntamente com 1 equivalente mol do cloreto de zinco (II),
em metanol por 45 min sob agitação. Transcorrido este tempo reacional o produto
é filtrado e lavado duas vezes com metanol. O sólido obtido é seco e
identificado via FTIR e RMN 13C. Para a síntese do bis glicinato de zinco
utilizou-se a mesma metodologia alterando-se o aminoácido para glicina.
Após a obtenção dos catalisadores, os mesmos foram introduzidos nas reações de
tio-Michael conforme-segue-se. Em um balão de 50 mL foram adicionados o composto
carbonílico α,β-insaturado (Cicloexenona, metil ciclohexenona, cinamaldeído,
chalcona e isoforona) 1 equivalente mol, tiofenol (1 equivalente mol) no
solvente apropriado (Tabela 1) e o catalisador heterogêneo (10 %mol
equivalente). O balão foi introduzido em um equipamento de ultrassom (Unique
ultra cleaner 1400-a com aquecimento).
A reação foi monitorada via TLC e após o tempo descrito na Tabela 1, a reação
foi filtrada para retirada do catalisador, e o filtrado rotoevaporado. Após, a
solução obtida foi dissolvida em acetato de etila e lavada duas vezes com água
destilada. A fase orgânica foi seca com MgSO4 e novamente rotoevaporada. O
produto foi purificado via cromatografia em coluna utilizando-se sílica gel 60 e
tendo como eluente a mistura de solventes hexano:acetato (9,5 :0,5). Os
compostos foram identificados via FTIR, CG/MS e RMN 1H, 13C e DEPT 135.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os dados da Tabela 1, mostram que a presença do material híbrido atuando como
catalisador na reação é imprescindível.Com a inserção do bis-glicinato de zinco
(II) verificou-se a produção do composto de interesse.É importante salientar que
não foi identificado nenhum sub-produto proveniente da adição do nucleófilo de
enxofre à carbonila.A adição do catalisador bis-glicinato de zinco (II) na
proporção de 10% mol promoveu a reação para ambos os compostos carbonílicos α -β
insaturados com rendimentos satisfatórios em todos os casos em um período
reacional curto.Diante dos dados de cálculos teóricos B3LYP 6-31G foi possível
verificar que a 3-metil-ciclohex-2-en-1-ona é o composto que detém a maior
densidade de carga no carbono beta que será atacado (5,278340).Portanto, este
composto será o menos eletrofílico da classe e, conforme confirmado pelos dados
da Tabela1 que forneceu o menor rendimento para o aduto de tio-Michael.Já o
cálculo referente à chalcona apresentou a menor densidade eletrônica para o
carbono beta (4,986393).Este fato explica porque o tempo reacional para a reação
que envolveu a chalcona foi o menor dentre as reações (5 minutos). Analisando-se
os dados com relação aos catalisadores híbridos, pode-se notar que a inserção do
bis-L-prolinato de zinco(II) forneceu maiores rendimentos quando comparados com
as mesmas reações que envolveram o bis-glicinato de zinco (II). Além disso, as
reações que utilizaram o bis-L-prolinato de zinco (II) apresentaram maior
facilidade nos processos de extração e purificação dos compostos.O composto
isoforona (5,5-dimetilciclohex-2-enona) não produziu o adulto de tio-Michael e
estamos avaliando o efeito das duas metilas presentes no carbono 5, impedindo a
interação do grupamento cetônico devido ao efeito estéreo no intermediário.
TABELA
Metodologias, catalisador, solventes, tempo
reacional, rendimentos utilizados para a reação de
Michael envolvendo compostos carbonílicos e o
tiofenoL.
CONCLUSÕES: Conclui-se que o bis-L-prolinato de zinco (II) e o bis glicinato de zinco
realizaram as catálises nas reações de tio-Michael, aprimorando os métodos
sintéticos em diversos solventes e utilizando-se o ultrasson.
Comprovaram-se as estruturas via FTIR, CG/MS e RMN 1H, 13C e DEPT 135 concluindo
que a síntese de compostos β-tio-cetônicos e β-tioalcoois foi obtida com
rendimentos apreciáveis e salientando que a estrutura do composto cetônico é de
suma importância para a efetividade da reação.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] (a) Fujita, E.; Nagao, Y. Bioorg. Chem. 1977, 6, 287; (b) Ling, R.;Yoshida, M.; Mariano, P. S. J. Org. Chem. 1996, 61, 4439.
[2] Vardanyan, R. S.; Hruby, V. J. Synthesis of Essential Drugs; Elsevier:Amsterdam, 2006.
[3] Kidwai, M.;Jain, A. Zn[(L)Proline]2: an eligible candidate for thesynthesis of xanthenediones in water;Aplied Organometallic Chemistry,2012.
[4] Kidway.M; Jain.A; Poddar.R; bhordwaj.S. Bis[(L)prolinato-N,O]Zn in acetic acid–water:a novel catalytic system for the synthesis of β-amino carbonyls via Mannich reaction at room temperature. Applied Organometallic Chemistry. 2011, 25, 335–340