Autores
Pacheco, G. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA) ; Núñez, G. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA) ; Arrieche, D. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA) ; Llovera, L. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA) ; Diaz, K. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA) ; Olea, A. (UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHILE) ; Taborga, L. (UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA)
Resumo
En este proyecto se llevó a cabo la síntesis y caracterización espectroscópica de
una nueva serie de derivados de 2-alilfenoles sustituidos mediante irradiación de
microondas. La síntesis se realizó a través de una reacción del tipo Friedel-
Crafts empleando como catalizador ZnCl2 y promover el acoplamiento entre el
cloruro de alilo y los fenoles sustituidos en una relación (1:1). La purificación
de los nuevos derivados fue realizada por medio de cromatografía flash
obteniéndose rendimientos de reacción que oscilan entre (3,9 – 30,1 %). La
caracterización de los derivados sintetizados fue realizada empleando 1D-RMN (1H,
13C, DEPT-135) y 2D-RMN (HSQC y HMBC) y espectrometría de masas. Estos derivados
están siendo evaluados en la inhibición del crecimiento micelar del moho gris.
Palavras chaves
Alilfenoles; Friedel-Crafts; Síntesis MW
Introdução
El 2-alilfenol es una molécula fungicida sintética que está estructuralmente
relacionada con el eugenol e imita al compuesto ginkgol, compuesto antifúngico
bioactivo del Gingko (Gingko biloa L.). El 2-alilfenol se registró
principalmente para el control del moho gris del tomate (Botrytis cinerea) y
posteriormente, se ha descubierto su uso en una mayor gama de hongos como
Cladosporium fulvum (moho de la hoja de tomate), Rhizoctonia cerealis (mancha
ocular del trigo), Valsa mali (tallo de manzano), Pythium aphanidermatum y
Sphaterotheca macularis, en muchos cultivos de importancia económica (MENG et
al., 2007; QU et al., 2014, 2017). En vista al amplio espectro de actividades
presentadas es importante la síntesis de nuevos derivados del 2-alilfenol a
través de métodos alternativos que sean más respetuosos con el medio ambiente y
menos tóxicos, siendo la síntesis química asistida por irradiación de microondas
una poderosa herramienta, que aplicada a una amplia gama de reacciones químicas
permite importantes aportes como: reducción de tiempos de reacción, altos
rendimientos, minimiza los productos colaterales y sustituidos, y evita el uso
de solventes tóxicos (CARVAJAL, M. A. et al., 2015). El calentamiento con
energía de microondas presenta un mecanismo diferente a las fuentes de calor
generadas por el calentamiento convencional evidenciándose un calentamiento más
homogéneo para las reacciones de bencilación de Friedel-Crafts de arenos
(DUDLEY, G. B. et al., 2014). El método más interesante para nosotros son las
reacciones del tipo Friedel-Crafts asistidas por microondas, por lo tanto, se
presenta la síntesis y caracterización espectroscópica de seis nuevos derivados
de 2-alilfenoles sustituidos que están siendo estudiados para controlar el
crecimiento de B. cinerea.
Material e métodos
Los reactivos utilizados en esta investigación presentan alto grado de pureza y
se emplearon sin previa purificación. Los solventes fueron previamente secados
siguiendo las técnicas convencionales. Las síntesis fueron realizadas en un
microondas Monowave 200 (Anton Paar). La separación se realiza mediante
cromatografía de columna flash utilizando un cromatógrafo líquido preparativo
Gilson (PLC 2250 UV-1) con detector UV realizando un barrido de longitudes de
onda entre 200 – 600 nm. Las placas de silica gel F254 empleadas para realizar
los TLC, fueron reveladas en una placa calefactora después de un baño de H2SO4
al 10% (v/v). Para la caracterización espectroscópica, se empleó un
espectrómetro RMN Digital Avance 400 Bruker, operando a un campo magnético de
400,1 MHz para análisis de protón 1H y a 100,6 MHz para 13C. Los espectros de
RMN de 1D (1H,13C, DEPT-135) y 2D (HSQC, HMBC) fueron tomados usando cloroformo
deuterado (CDCl3) y se encuentran referenciados a 7,26 ppm y 77,00 ppm para 1H y
13C respectivamente. Procedimiento general para la síntesis de 2-alilfenoles
sustituidos: En un vial reactor de microondas de 30 mL con una barra de
agitación magnética, se introduce el fenol sustituido (1 eq.) y se disuelven en
10 mL de etanol. Consecutivamente, se adiciona el cloruro de alilo (1 eq.) junto
con el ZnCl2 (2 eq.) y se agita constantemente hasta obtener una mezcla
homogénea. La mezcla de reacción se lleva a una temperatura de 85 °C por 15 min.
Al terminar, se realiza una extracción líquido-líquido con acetato de etilo y
agua, se ajusta el pH = 6-7, se separa la fase orgánica, se seca son sulfato de
magnesio anhidro, se filtra y concentra. La mezcla obtenida se separa usando
cromatografía de columna flash para obtener el compuesto de interés y se
caracteriza por RMN.
Resultado e discussão
Se logró la síntesis de seis nuevos derivados de 2-alilfenoles mediante
irradiación de microondas a través del acoplamiento entre fenol sustituido y
cloruro de alilo catalizada por ZnCl2. La reacción siguió una relación
estequiométrica 1:1:2. Las condiciones de reacción fueron optimizadas al variar
la temperatura de (80 – 160) °C y el tiempo (15 – 60) min. Se observó que las
mejores condiciones para el acoplamiento se favorecían al emplear irradiación de
microondas por 15 min a 80 °C disminuyendo así la formación de productos
secundarios. El mejor rendimiento de reacción se obtuvo con el acoplamiento de
la hidroquinona (30,1 %), seguido por floroglucinol (13,9 %), 2-metilresorcinol
(11,0 %), orcinol (4,2 %), metilhidroquinona (4,2 %) y finalmente resorcinol
(3,9 %). Se observa que la presencia de grupos electrón-donadores de electrones
en el anillo fenólico no favorecen el acoplamiento. Se propone incluir grupos
atractores de electrones para aclarar la tendencia observada. Al purificar por
cromatografía de columna flash se optimizaron las condiciones al utilizar una
columna de silica gel de 80 g con una presión máxima de 16 bar. La fase móvil:
hexano / acetato de etilo se modifica en relación al producto de acoplamiento
obtenido, por ejemplo al 20 % para el floroglucinol alilado. Las mezclas de
reacción son previamente disueltas en diclorometano hasta saturar la silica gel
y proceder a inyectar en seco en el equipo. Se emplea un método de separación
creado para nuestros sistemas, dónde el equilibrio del sistema se alcanza a un
flujo de 50 mL/min por 5 min. Esta técnica de separación nos permite obtener una
resolución eficiente de todos los productos formados en un corto tiempo y con
alto grado de pureza pudiendo identificar a través de espectroscopia de RMN (1D
y 2D).
Conclusões
La obtención de los derivados del 2-alilfenoles se realizó vía Friedel-Crafts, las
reacciones fueron promovidas por irradiación de microondas las cuales mejoraron
considerablemente los tiempos de reacción y minimizaron la formación de productos
secundarios en comparación al método de calentamiento convencional. A través de la
técnica de cromatografía flash se obtuvieron las fracciones de interés con alto
grado de pureza de los derivados sintetizados que fueron caracterizados
químicamente mediante RMN. Estos derivados están siendo evaluados para inhibir el
crecimiento micelar de B. cinerea.
Agradecimentos
• A la USM y UV por el financiamiento otorgado.
• Universidad Autónoma de Chile.
• Proyecto FONDECYT regular N°1201097, ANID.
Referências
• MENG, Z., WEI, Y., XU, D., HAO, S., & HU, J. (2007). Effect of 2-allylphenol against Botrytis cinerea Pers., and its residue in tomato fruit. Crop Protection, 26(11), 1711–1715. https://doi.org/10.1016/j.cropro.2007.02.007.
• QU, T., GAO, S., LI, J., HAO, J. J., & JI, P. (2017). Synthesis and antifungal activity of 2-allylphenol derivatives against fungal plant pathogens. Pesticide Biochemistry and Physiology, 135, 47–51. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2016.06.006.
• QU, T., ZHANG, J., MENG, Z., LIU, X., CAO, Y., LI, J., & HAO, J. J. (2014). Metabolism of fungicide 2-allylphenol in Rhizoctonia cerealis. Ecotoxicology and Environmental Safety, 102(1), 136–141. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2014.01.025.
• ROSANA, M. R., HUNT, J., FERRARI, A., SOUTHWORTH, T. A., TAO, Y., STIEGMAN, A. E., & DUDLEY, G. B. (2014). Microwave-specific acceleration of a friedel-crafts reaction: Evidence for selective heating in homogeneous solution. Journal of Organic Chemistry, 79(16), 7437–7450. https://doi.org/10.1021/jo501153r.
• VERGARA, A. P., CONTRERAS, J. A., OSORIO, M. E., & CARVAJAL, M. A. (2015). Rapid method of friedel-crafts alkylation of phloroglucinol by microwave in dry media and reusable catalyst. In J. Chil. Chem. Soc (Vol. 60).
