Estudo da halogenação de compostos aromáticos utilizando Oxone®

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Castro, J.G. (IFRJ) ; Violante, F.A. (IFRJ)

Resumo

O presente trabalho tem como escopo testar a eficiência do processo de halogenação de compostos aromáticos pela oxidação desses substratos utilizando monopersulfato de potássio, vendido comercialmente como Oxone® e inserir um estudo mais aprofundado na utilização deste reagente em polibromações de fenóis. Os compostos bromados são amplamente utilizados tanto na indústria, como retardantes de chamas,1 quanto na área de síntese. Tendo em vista que a presente reação tem como diferencial sua ocorrência em circunstâncias brandas, tais como: temperatura e pressão ambientes, esta síntese torna-se bastante vantajosa.

Palavras chaves

bromação; aromático; oxidação

Introdução

Substituições eletrofílicas são amplamente abordadas no estudo da química orgânica, muitas reações de bromação podem ser feitas utilizando bromo molecular, comumente nesse tipo de rota sintética utiliza-se compostos metálicos como catalisadores, o que torna o procedimento mais custoso.2 O uso do Oxone® aplicado a síntese orgânica soma diversas vantagens como reagente oxidante, a principal delas é a fácil obtenção de produtos halogenados a partir de compostos mais simples, baratos e menos perigosos. O monopersulfato de potássio disponível comercialmente como Oxone® é na verdade um sal triplo (2KHSO5·KHSO4·K2SO4) contendo cerca de 50% de ativo oxidante/mol, isto é, o ânion peroximonossulfato (HSO5 -). Esse reagente tem a vantagem de ser de fácil manuseio e possuir alta estabilidade.3 Muitos compostos organobromados são produzidos de forma espontânea na natureza, com diversas atividades imprescindíveis para a preservação e desenvolvimento de muitas espécies, dentre essas atividades tem-se destaque para compostos biologicamente ativos com funcionalidade repelente, antibacteriana, antitumoral e antipsicótica.4

Material e métodos

Pesou-se 2 mmol de p-cresol, 2,2 mmol de KBr, 2,2 mmol de Oxone® e mediu- se 10 mL de metanol. Em balão de 125 mL adicionou-se o solvente, o substrato e KBr sob agitação magnética e temperatura ambiente; após 10 minutos adicionou- se o Oxone® e a reação foi acompanhada por meio de cromatografia em camada fina. Ao fim da reação, a solução foi filtrada e lavada com metanol, evaporou-se o solvente e o produto obtido foi separado por cromatografia em coluna utilizando clorofórmio como eluente. O mesmo procedimento foi realizado utilizando acetonitrila como solvente, dessa forma comparou-se nesse experimento a efetividade da utilização deste frente ao metanol.5

Resultado e discussão

A reação de bromação do p-cresol utilizando como solvente metanol, conforme esquema reacional presente na figura 1, mostrou-se mais rápida se comparada à reação utilizando acetonitrila, que duraram 4 horas e 20 horas respectivamente. Utilizou-se, para as considerações dos resultados dessas reações, análises em: espectrometria de infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear (RMN), cromatografia em camada delgada (CCD), cromatografia em coluna e cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massas (CG-EM). Através do resultado obtido na análise de infravermelho pôde-se comparar com o padrão de p-cresol puro e verificou-se semelhança em várias bandas e uma leve modificação na região característica de estiramento O-H de fenóis e observou-se a aparição de uma banda na região entre 1075 e 1030 cm-1, característica de compostos arílicos bromados.6 Através dos dados observados nos espectros de RMN de 1H e 13C, observou-se sinais de substituição no anel aromático, fato que se confirmou na análise de cromatografia gasosa, a qual claramente indica dissubstituição, ou seja, ocorreu a formação de um produto dibromado, visto que a característica mais importante do espectro de massa de um composto bromado é a presença de dois picos de íon molecular, devido à presença natural do brometo em duas formas isotópicas,6 como mostra na figura 2 o espectro de massas.

Reação de bromação do p-cresol com KBr utilizando Oxone®


espectro de massas

Conclusões

Tendo em vista os resultados obtidos nessas reações pôde-se observar que, através das caracterizações feitas, o produto dibromado foi sintetizado, essa contribuição soma de forma que se incentive o estudo aprofundado desses compostos, à medida que dessa forma diminuem os custos de aquisições de reagentes halogenados, disponibilizando formas mais acessíveis de obtenção desses reagentes.

Agradecimentos

Agradeço ao meu orientador pelo suporte e pela companheira de bancada Iara Santos pelo apoio e ensinamentos, sou grato principalmente a Deus e a minha família.

Referências

1. PIERONIA, Michelle. C.; LEONEL, Juliana; FILLMANNA, Gilberto. Retardantes de Chama Bromados: Uma Revisão. Química Nova, v. 40, n. 3, p. 317-326, 2017.
2. TAYLOR, Von R. Electrophilic Aromatic Substitution. Ed. John Wiley; n. 16 Chichester, 1990.
3. PERIN, Gelson et al. Selenomethoxylation of Alkenes Promoted by Oxone® European Journal of Organic Chemistry. 2017.
4. GRIBBLE, Gordon. W. The diversity of naturally occurring organobromine compounds - Chemical Society 28 ed. p. 335, 1999.
5. NARENDER, Nama et al. An Efficient and Regioselective Oxybromination of Aromatic Compounds Using Potassium Bromide and Oxone. Revista Synthetic Communications V. 32, n. 15, p. 2313-2318, 2002.
6. PAVIA, Donald. L. et al. Introdução à Espectroscopia. 4. ed. Bellingham. Cengage Learning. 2010.