Juliana Sofia Estudos da reacção de Heck de Gomes da Silva ... · Soares da Silva, Professor...
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Universidade de Aveiro 2008 Departamento de Química Juliana Sofia Gomes da Silva Estudos da reacção de Heck de cinamilidenoacetofenonas com iodobenzenos
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Universidade de Aveiro 2008
Departamento de Qumica
Juliana Sofia Gomes da Silva
Estudos da reaco de Heck de
cinamilidenoacetofenonas com iodobenzenos
Universidade de Aveiro 2008
Departamento de Qumica
Juliana Sofia Gomes da Silva
Estudos da reaco de Heck de
cinamilidenoacetofenonas com iodobenzenos
dissertao apresentada Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessrios obteno do grau de Mestre em Qumica Orgnica e Produtos Naturais, realizada sob a orientao cientfica da Doutora Diana Cludia Gouveia Alves Pinto, Professora auxiliar e do Doutor Artur Manuel Soares da Silva, Professor catedrtico do Departamento de Qumica da Universidade de Aveiro
o jri
presidente Prof. Doutor Augusto Costa Tom
Professor Associado com Agregao do Departamento de Qumica da
Universidade de Aveiro
Prof. Doutor Artur Manuel Soares da Silva
Professor Catedrtico do Departamento de Qumica da Universidade de Aveiro
Prof. Doutora Maria Alice Gonalves Carvalho
Professora Auxiliar do Departamento de Qumica da Universidade do Minho
Prof. Doutora Diana Cludia Gouveia Alves Pinto
Professora Auxiliar do Departamento de Qumica da Universidade de Aveiro
agradecimentos
Doutora Diana Pinto, orientadora desta dissertao, desejo
expressar o meu mais profundo agradecimento. A valiosa orientao cientfica
e o apoio foram uma constante durante a realizao deste trabalho.
Ao Professor Doutor Artur Silva, co-orientador desta dissertao, agradeo a
orientao cientfica, o apoio, incentivo e amizade demonstrada durante estes
dois anos.
Universidade de Aveiro e ao seu Departamento de Qumica agradeo o
apoio financeiro que tornou possvel a realizao deste trabalho.
Ao Dr. Hilrio Tavares agradeo a disponibilidade que revelou na obteno de
espectros de RMN.
Aos colegas e amigos do laboratrio de Qumica Orgnica do Departamento
de Qumica da Universidade de Aveiro, agradeo a ajuda, amizade, boa
disposio e esprito de inter-ajuda demonstrada durante este perodo de
convivncia.
minha querida amiga Catarina pelo apoio, sugestes e conhecimentos de
carcter cientfico prestados ao longo da realizao deste trabalho, e ainda
pela amizade e bons momentos que tive o prazer de passar no laboratrio de
Qumica Orgnica do Departamento de Qumica da Universidade de Aveiro.
Agradeo tambm por me teres ajudado nesta minha nova etapa. A tua
oportunidade tambm chegar!
palavras-chave
(E,E)-cinamilidenoacetofenonas, (2Z,4E)-1,3,5-triaril-2,4-pentadieno-1-onas paldio, reaco de Heck, RMN
resumo
Esta dissertao consiste no estudo da reactividade de (E,E)-cinamilidenoace-
tofenonas em reaco de Heck com iodetos de arilo. Este estudo foi dividido
em duas partes: primeiro foram usadas as condies de adio desenvolvidas
por Cacchi e posteriormente testaram-se as condies desenvolvidas por
Jeffery para a reaco de Heck.
Este trabalho iniciou-se com o estudo da reaco de Heck nas condies de
Cacchi para dois sistemas carbonlicos ,- e ,,,-insaturados, as (E)-
calconas e as (E,E)-cinamilidenoacetofenonas, respectivamente. A reaco da
(E)-calcona com iodobenzeno originou o produto de adio na posio e os
seus ismeros cis e trans, em bons rendimentos, no entanto, com as (E,E)-
cinamilidenoacetofenonas no se verificou a formao de qualquer produto.
A segunda parte do estudo consiste no estudo da reaco de Heck das (E,E)-
cinamilidenoacetofenonas com iodetos de arilo nas condies de Jeffery,
tendo-se obtido o produto de substituio na posio com rendimentos
baixos. A presena de diferentes grupos substituintes no anel B no mostrou
qualquer alterao nos rendimentos dos produtos obtidos. A presena de um
grupo dador de electres no iodoareno provoca um ligeiro aumento no produto
resultante da -substituio.
Na caracterizao estrutural dos compostos sintetizados recorreu-se a
tcnicas analticas actuais, em especial atravs de estudos de espectroscopia
de ressonncia magntica nuclear (RMN) [espectros de 1H, de
13C e estudos
bidimensionais de correlao espectroscpica homo e heteronuclear e de
efeito nuclear de Overhauser (NOESY)]. Os novos produtos obtidos foram
igualmente caracterizados por espectrometria de massa.
keywords
(E,E)-cinnamylideneacetophenones, (2Z,4E)-1,3,5-triaryl-2,4-pentadiene-1-ones, palladium, Heck reaction, NMR
abstract
This dissertation reports the reactivity study of (E,E)
cinnamylideneacetophenones in Heck reaction with iodoarenes. This study is
constituted by two parts: in the first part the Heck reaction under the Cacchi
conditions was studied, while in the second part the Jeffery conditions were
evaluated.
This work started by the study of the Heck reaction, under the Cacchi
conditions of ,- and ,,,-unsaturated carbonyl systems, (E)-chalcones and
(E,E)-cinnamylideneacetophenones.
The Heck reaction of (E)-chalcone with iodobenzene gives the product of
conjugate adition, in good yields, however with (E,E)-
cinnamylideneacetophenones there is no reaction.
The second part of this study consists in the study of the Heck reaction with
iodoarenes under Jeffery conditions, resulting in the substitution product at -
position of (E,E)-cinnamylideneacetophenone in low yields. The presence of
different groups on B ring didnt show any influence in the formation yields of -
substituted cinnamylideneacetophenones. The presence of an electron-
donating group in the iodoarene allows a slightly increase in the -substitution
product formation.
All the synthesised compounds were characterised using modern analytical
techniques, with special emphasis on exhaustive nuclear magnetic resonance
(NMR) spectroscopic studies [1H and
13C spectra, two dimensional
homonuclear and heteronuclear spectroscopy and NOESY]. All the new
compounds were also characterized by mass spectrometry.
ABREVIATURAS
acac Acetilacetonato
Bu Butilo
d Dupleto
dd Duplo dupleto
dba Dibenzilidenoacetona
DBU 1,8-Diazabiciclo [5.4.0]-undec-7-eno
DMA Dimetilacetamida
DMD Dimetildioxirano
DMF N,N-Dimetilformamida
DPPF Ferroceno de 1,1'-bis(difenilfosfina)
DPPP Propano de 1,3-bis(difenilfosfina)
Et Etilo
HMBC Correlao heteronuclear, a longa distncia, por deteco inversa
HMPA Hexametilfosforamida
HSQC Correlao heteronuclear por deteco inversa
NMP N-metil-pirrolidona
OAc Acetoxilo
OBn Benziloxilo
OTf Triflato
Ph Fenilo
Pr Propilo
Rf Factor de retardo
RMN Ressonncia magntica nuclear
s Singuleto
t.a. Temperatura ambiente
tlc Cromatografia de camada fina
NDICE
Captulo 1 Introduo
1.1 Qumica do paldio 5
1.2 Reaco de Heck 5
1.2.1 Alternativa de Jeffery para a reaco de Heck 7
1.2.2 A influncia dos substratos 7
1.2.3 Mecanismo da reaco de Heck 8
1.2.4 Reaco de Heck sob irradiao com microondas 13
Captulo 2 Estudos precedentes em compostos do tipo (E,E)-cinamilidenoacetofe-
nonas
2.1 Sntese de 3- e 2-estirilcromonas 15
2.2 Transformaes em pirazolinas e/ou pirazis 17
2.3 Sntese de 4-aril-2-estiril-2,3-di-hidro-1,5-benzotiazepinas
a partir da reaco da (E,E)-cinamilidenacetofenonas
com 2-aminotiofenol e a sua converso em 3-acetil-
2-aril-2,3-di-hidrobenzotiazis 2,2-disubstituidos 19
2.4 Estudos de epoxidao 20
2.5 Adio de nitrometano a (E,E)-cinamilidenoacetofenonas 24
2.6 Objectivos 27
Captulo 3 Reactividade de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas em reaces de Heck
3.1 Mtodo de sntese de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas 29
3.2 Estudos da reaco de Heck 30
3.2.1 Estudos da reaco de Heck usando o iodobenzeno 30
3.2.1.1 Consideraes mecansticas 37
3.2.2 Estudo da reaco de Heck com 4-iodoanisol 40
3.3 Consideraes finais 43
Captulo 4 - Caracterizao estrutural dos compostos sintetizados
4.1 Introduo 46
4.2 Caracterizao por ressonncia magntica nuclear (RMN) 46
4.2.1 Caracterizao da 1,3,3-trifenil-1-propanona 46
4.2.2 Caracterizao da (2Z, 4E)-1,3,5-trifenil-
2,4-pentadieno-1-ona 49
4.2.3 Caracterizao da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-metoxifenil)-
2,4-pentadieno-1-ona 53
4.2.4 Caracterizao da (2Z,4E)-1-fenil-3,5-(4-metoxifenil)-
2,4-pentadieno-1-ona 58
4.3 Caracterizao por Espectrometria de massa (EM) 61
4.3.1 Caracterizao da (2Z, 4E)-1,3,5-trifenil-
2,4-pentadieno-1-ona 61
4.3.2 Caracterizao da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-metoxifenil)-
2,4-pentadieno-1-ona 62
Captulo 5 Parte Experimental
5.1 Solventes, slicas e equipamentos utilizados 66
5.2 Sntese dos percursores 67
5.2.1 Sntese de cinamaldedos 67
5.2.2 Sntese de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas 69
5.2.3 Sntese de (E,E)-nitrocinamilidenoacetofenona 70
5.3 Estudos da reaco de Heck 71
5.3.1 Sntese de 1,3,3-trifenil-1-propanona 71
5.3.2 Sntese de (2Z,4E)-1,3,5-triaril-2,4-pentadieno-1-onas 71
5.3.3 Sntese de (2Z,4E)-1,5-diaril-3-(4-metoxifenil)-
2,4-pentadieno-1-onas 72
Captulo 5 Bibliografia 75
Captulo 1
Introduo
Captulo 1
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1.1 Qumica do paldio
A qumica do paldio, apesar de recente, rapidamente tornou-se uma ferramenta
indispensvel em sntese orgnica. Actualmente, as reaces de acoplamento catalisadas
por paldio so o mtodo escolhido para a sntese de vrios tipos de compostos biarlicos e
heterobiarlicos. O nmero de aplicaes da qumica do paldio para a sntese de
compostos heterocclicos tem crescido exponencialmente.1
As caractersticas mais importantes so a versatilidade de estratgias que o paldio
oferece para a formao de ligaes carbono-carbono e a tolerncia dos reagentes de
paldio a vrios grupos funcionais, tais como os grupos hidroxilo e carbonilo. Algumas
reaces catalisadas por paldio ocorrem sem a proteco destes grupos funcionais e para
alm disso, os reagentes de paldio so pouco sensveis ao ar, humidade e at mesmo a
cidos.2
No entanto, apesar de o paldio ser um metal nobre e caro, comparando com outros
metais, tais como o rdio, platina ou smio, muito mais barato e, para alm disso, ainda
no foram relatados casos de toxicidade.
1.2 Reaco de Heck
A reaco de Heck uma das reaces catalisadas por paldio mais conhecidas e,
actualmente, uma ferramenta indispensvel em sntese de orgnica. Os haletos de arilo ou
alcenilo reagem com alcenos na presena de quantidades catalticas de paldio, ocorrendo
a substituio do haleto pelo grupo alcenilo (Esquema 1).3 A reaco de Heck usada em
alcenos simples, alcenos aril-substitudos e em alcenos substitudos, tais como os acrilato
de alquilo ou arilo, teres vinlicos e N-vinilamidas.
Captulo 1
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R1 X HR2
Pd(0)R1
R2HX
R1= alcenil, aril; R2= aril, alquil, OR, CO2R, etc; X= I, Br, OTf
Esquema 1
Convencionalmente a reaco de Heck consiste na combinao de um haleto de
arilo ou alcenilo, devidamente substitudo, com um ligeiro excesso de alceno e uma base,
geralmente uma amina, na presena do sistema cataltico Pd(0)/triarilfosfina, em atmosfera
inerte.4
A reaco de Heck catalisada por complexos de paldio com sistema de ligandos
de fsforo na esfera de coordenao ou fosfina livre. Os ligandos de fsforo so,
normalmente, usados para estabilizar os complexos de Pd(0) formados durante a reaco e
assim, prevenir a formao do paldio preto que considerado um catalisador inactivo.2
No entanto, em 1991, Cabri e colaboradores demonstraram que a utilizao de ligandos de
fosfina bidentados, tais como a DPPP e a DPPF, na reaco de triflatos de arilo com
olefinas deficientes em electres bem sucedida.5
Os catalisadores de paldio(0) necessrios neste tipo de reaco so obtidos
comercialmente ou ento, so preparados in situ a partir do precursor paldio(II). Como
exemplos de reagentes temos o PdCl2, Pd(OAc)2, Pd(acac)2, PdCl2(PPh3)26 que esto
disponveis comercialmente e so frequentemente usados como catalisadores na reaco de
Heck. No entanto, pode-se partir tambm, de fontes de Pd(0) tais como, Pd(dba)3,
Pd(PPh3)4 ou ainda o Pd em carvo.
Na reaco no necessria a presena de uma base muito forte, podendo ser a
Et3N, NaOAc, K2CO3 ou uma soluo aquosa de Na2CO3, sendo a Et3N a mais usada. Esta
base tem como funo neutralizar os protes acdicos resultantes do acoplamento e para
alm disso, tem um papel importante na diminuio da velocidade de reaco no passo
correspondente adio oxidativa. A temperatura de reaco varia consoante o haleto de
Captulo 1
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arilo usado na reaco, sendo que os menos reactivos necessitam de temperaturas
superiores a 120C, sendo este o caso dos cloretos de arilo.7
Num estudo pioneiro, para a elucidao das possibilidades de promover a
actividade cataltica e a produtividade na reaco de Heck, Spencer8 em 1980, mostrou que
a arilao das olefinas com haletos de arilo activados pode ocorrer com menores
quantidades de catalisador se forem usados solventes aprticos, tais como, a DMF, HMPA,
DMA e NMP.7,9
1.2.1 Alternativa de Jeffery para a reaco de Heck
Em 1996, Jeffery determinou uma alternativa s condies convencionais da
reaco de Heck, que consistia num procedimento de transferncia de fase, onde a adio
de sais quaternrios de amnio levou a um aumento da reactividade e da selectividade,
quando comparado com o mtodo convencional de Heck.11-14
So necessrias condies
apropriadas para uma maior eficincia dos sais de tetralquilamnio. Estas condies
variam consoante a natureza da base usada. Assim, quando so usadas bases inorgnicas,
tais como KOAc e NaOAc, necessria a presena de gua, enquanto bases orgnicas, tais
como as aminas, requerem um meio anidro.10,12,13
O mecanismo proposto para explicar o
aumento da velocidade de reaco consiste no facto dos sais de tetralquilamnio
acelerarem a regenerao da espcie de paldio(0).10
1.2.2 A influncia dos substratos
Os substratos usados neste tipo de transformaes so compostos halogenados em
que a sua reactividade segue a seguinte ordem: I > Br >>> Cl. Podendo ser usada uma
grande variedade de haletos, necessrio ter em ateno que haletos de alquilo com
hidrognios na posio podem sofrer processos de eliminao e que os arenos fluorados
e clorados no so substratos usados com sucesso, uma vez que possuem reactividades
mais baixas que os respectivos derivados iodados e bromados.6,14,15
Captulo 1
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Quando so usados haletos de arilo menos reactivos, como o caso dos cloretos, as
condies de reaco so mais agressivas, sendo necessria a presena de ligandos de
fosfina ricos em electres e estereamente impedidas, tais como, a P(t-Bu)3 e a P(ciclo-
hexil)3. Este aumento da reactividade deve-se a uma maior facilidade da adio oxidativa
do haleto de arilo ao centro de paldio rico em electres.15,16
Alguns estudos demonstraram que as reaces de iodetos de arilo catalisadas por
Pd(0) podem ocorrer na ausncia de ligandos de fosfina, uma vez que em alguns casos
ocorre a diminuio da velocidade da reaco ou ento, os rendimentos obtidos so
inferiores. No entanto, a reaco com brometos de arilo requer, geralmente, a presena de
ligandos de fosfina. Nestes tipos de reaco so formados sais de fosfnio pela reaco da
trifenilfosfina com este tipo de derivados iodados e bromados.17,18,19
Quando ambos os substituintes, iodo e bromo esto presentes no grupo arilo, a
catlise por Pd(OAc)2 selectiva para a posio iodada. O bromo pode reagir
subsequentemente com mais uma molcula de alceno se uma triarilfosfina for adicionada
ao catalisador Pd(OAc)2.20,21
A utilizao de triflatos de arilo e vinilo como substratos em reaces de Heck tem
sido cada vez mais frequente e uma vasta gama de reagentes tm sido estudados.
1.2.3 Mecanismo da reaco de Heck
Desde que foi desenvolvido por Heck, o mecanismo proposto para a reaco entre
um haleto de alquilo ou arilo e um alceno tem sido objecto de vrios estudos. No entanto, o
mecanismo normalmente aceite o representado no Esquema 2.22,23,24,25
Captulo 1
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R1X
R2
R1 R2
PPh3
Pd(II)
PPh3
X R1
Adio oxidativa
Coordenao e insero
Eliminao
Eliminao redutiva
Pr-activao
[Pd(PPh3)2]
[Pd(PPh3)3]
[Pd(PPh3)4]
-PPh3
-PPh3
PPh3
R2
H
R1PdPPh3X
R1Pd(PPh3)X
H
H
R2H
HPd(PPh3)X
H
R1R2
H
rotao interna
R2
R1
HPdPPh3X
[HPd(PPh3)2X]
base
base.HX
Esquema 2
O mecanismo inicia-se com a pr-activao do complexo de paldio, havendo a
reduo de Pd(II) a Pd(0). Esta uma espcie cataliticamente activa, insaturada com 14
electres e geralmente coordenada com ligandos deficientes em electres, que
normalmente gerada in situ.23
Os ligando mais eficientes nas reaces de Heck so os
ligandos de fosfina monodentados e bidentados e os derivados de 1,10-fenantrolina.23
Os catalisadores mais frequentemente usados em reaces de Heck so o Pd(OAc)2
e o Pd(Cl2)(PPh3)2, sendo estes reduzidos no meio reaccional a partir da oxidao dos
substratos, aminas, fosfinas, compostos organometlicos, etc.
Captulo 1
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Quando utilizado um complexo de Pd(0), tal como, o
tetraquis(trifenilfosfina)paldio(0) este cataliticamente activado atravs de nova perda de
um ligando de fosfina ficando na forma de bis(trifenilfosfina)paldio(0) passando
directamente adio oxidativa sem sofrer reduo.
A reduo de Pd(II) a Pd(0) normalmente acompanhada pelo ciclo cataltico da
fosfina. A reduo acompanhada por nuclefilos duros, tais como os ies hidrxido,
alcxido e, em alguns casos ies fluoreto, na presena de gua.7 Assim, provavelmente o
nuclefilo ataca a fosfina coordenada, que pode ser vista como uma substituio
nucleoflica a um tomo de fsforo. Contrariamente ao que seria esperado, fosfinas dadoras
de electres seriam mais susceptveis a oxidao, neste processo, a presena de grupos
sacadores de electres na fosfina aumenta a velocidade da reaco, possivelmente porque o
ataque nucleoflico a um tomo de fsforo mais electroflico facilitado.7
Aps a formao in situ da espcie activada de Pd(0) ocorre ento a segunda etapa
do ciclo cataltico, que corresponde adio oxidativa do haleto de arilo ao complexo de
Pd(0). Existem vrias formas desta transformao ocorrer.
Excepto para o caso de alguns iodetos de arilo, a presena de ligandos necessria
para a adio oxidativa de RX ao complexo de paldio(0). Esta espcie tem carcter
nucleoflico e rica em electres e possui locais livres para que o electrfilo orgnico R-X
sofra adio oxidativa para originar o complexo intermedirio trans RPdXL2 onde o grupo
R (arilo ou vinilo) est ligado por uma ligao ao Pd(II). O ismero trans forma-se a
partir do ismero cis termodinamicamente menos estvel.26
A terceira etapa do ciclo cataltico a coordenao do alceno e a insero na
ligao Pd-arilo. Este passo determinante para a regio- e estereoqumica do produto
resultante. O processo de insero requer que o complexo metlico, o alceno e o
hidrognio constituam uma geometria co-planar. Assim, o processo de insero
estereosselectivo, ocorrendo uma adio-syn.23
O paldio forma um complexo com
alceno, aps a dissociao de trifenilfosfina e posteriormente por adopo de orientao cis
do alceno e dos ligandos arlicos ocorre a insero migratria. Assim, o alceno insere-se na
Captulo 1
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ligao aril-paldio atravs de adio syn originando o complexo -alquilpaldio.2 A
adio de paldio ao alceno ocorre no carbono mais rico em electres sendo o grupo arilo
ligado ao carbono menos substitudo.23
Esta adio-syn pressupe a rotao da ligao
carbono-carbono da espcie -alquilpaldio, antes de ocorrer a eliminao .
O mecanismo de Heck normalmente aceite para a coordenao e insero sofreu
vrias alteraes a partir dos estudos desenvolvidos por Ozawa et al.27
e por Cabri e
Candiani.23
Estes estudos mostram um alargamento para o mecanismo (Esquema 3)
correspondente a esta transformao que consiste em duas vias, a via A e via B.25
PdPR3R3P
XAr
Pd+PR3R3P
ArPd+
PR3R3P
ArX-
R1
R3
R2
X-
PdPR3
PR3
XAr
PdPR3
XAr
PdPR3R3P
X
R3
R2 R1
PR3R1
Ar
R2R3
via A
via B
I II
Esquema 3
A via A envolve uma espcie catinica. Esta via consiste na dissociao do haleto
(triflato) do complexo ArPdL2 originando o complexo de Pd(II) catinico tri-coordenado
com 14 electres (I) e o contra-io X-. Posteriormente, por coordenao da olefina na
posio livre do complexo ArPdL2 resulta o complexo com 16 electres (II). Por insero
da olefina na ligao Pd-R1
ocorre o restabelecimento da ligao Pd-X originando o
complexo pretendido. Atravs desta via os ligandos bidentados quirais de fosfina
permanecem coordenados ao centro de paldio maximizando a sntese assimtrica na
formao do produto.23,25,28
No entanto, se for seguida a via B, inicialmente ocorre a dissociao de um dos
ligandos de fosfina resultando numa espcie neutra, a associao e complexao da olefina
Captulo 1
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na posio livre origina o complexo neutro. Este, por insero do alceno na ligao Pd-R1 e
re-complexao do ligando de fosfina, origina tambm o complexo pretendido. A sada do
ligando de fosfina diminui a induo assimtrica.23,25
A natureza do halognio (ou triflato) no complexo de paldio pode ter tambm uma
funo determinante no mecanismo que seguido. Alguns estudos demonstraram que a
reactividade dos complexos catinicos e do complexo neutro so dependentes da natureza
electrnica do substrato alceno. Alcenos ricos em electres reagem mais rapidamente com
complexos de paldio catinicos e contrariamente, a reaco de substratos deficientes em
electres mais rpida quando so usados complexos de paldio neutros. Assim, devido
instabilidade da ligao Pd-OTf, as reaces que contm triflatos de arilo seguem a via
catinica uma vez que o triflato dissocia-se mais facilmente que a fosfina.23,29
A adio de
agentes removedores de halogneos, tais como sais de prata, leva captao dos haletos
formados possibilitando a substituio da ligao Pd-X por uma mais lbil. Assim, desde
que o X- seja removido do complexo de paldio temos o mecanismo catinico. Quando um
excesso de ies haleto adicionado espcie Pd-OTf seguida a via B desde que os ies
haletos retirem o triflato do centro do paldio, formando uma ligao mais forte Pd-X.23,25
O grupo de kermark30
tambm investigou o efeito do contra-io na
regiosselectividade da reaco de Heck. A reaco de uma espcie catinica de paldio
com alcenos ricos em electres resultou principalmente na formao de produtos de -
substituio, enquanto a -substituio predominante na reaco de Heck com substratos
pobres em electres.
A quarta etapa do ciclo cataltico consiste na eliminao de hidrognio , em
posio relativamente ao paldio, com formao de um novo complexo de paldio. A
eliminao do hidrognio estereosselectiva e ocorre de forma syn, e a sua eficincia
est relacionada dissociao da olefina do complexo hidrognio-paldio(II). A
eliminao um processo reversvel e a dissociao lenta pode determinar a formao de
vrios produtos devido isomerizao da dupla ligao. Pode-se evitar esta desvantagem
em reaces entre olefinas e haletos de arilo, adicionando sais de Ag(I) ou Tl(I).23
Captulo 1
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Como ltima etapa do ciclo cataltico temos a eliminao redutiva que consiste no
processo de regenerao do paldio(0). A presena de uma base necessria para a
transformao de L2Pd(H)X no complexo Pd(0)L2 inicial. A base diminui a velocidade de
reaco da adio oxidativa com R-X estabilizando o complexo aninico e acelerando o
passo determinante do ciclo cataltico, ou seja, a reaco da olefina com o complexo
RPd(OAc)(PPh3). Este duplo efeito da base favorece um ciclo cataltico mais eficiente uma
vez que faz com que todos os passos ocorram mesma velocidade. As bases mais usadas
so as trialquilaminas, tais como, a Et3N, iPr2NEt ou ento os sais inorgnicos AcONa,
K2CO3, etc. No entanto, tm sido obtidos bons resultados com as esponjas de protes e
os sais Ag(I) e Tl(I).23
1.2.4 Reaco de Heck sob irradiao com microondas
Du e Wang31
demonstraram que a irradiao com microondas pode promover
eficientemente a reaco de Heck usando o sistema cataltico Pd(OAc)2/K3PO4. O uso da
tecnologia de microondas tem como vantagens o facto de no ser necessria a presena de
um ligando ou de aditivo; a obteno de bons rendimentos;31
a reduo do tempo de
reaco (20-25min);32
e evita-se o uso de solventes txicos,33
podendo usar-se gua e no
sendo necessria uma atmosfera inerte. Em alguns casos possvel a reciclagem do
catalisador empregue.34
Captulo 2
Estudos precedentes em compostos do tipo (E,E)-cinamilidenoacetofenona
Captulo 2
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As (E,E)-cinamilidenoacetofenonas so conhecidas como cetonas insaturadas e em
1895 foi reportada a sntese da cinamilidenoacetofenona no substituida.35
Desde ento,
tendo sido descrita a sntese e transformaes qumicas de vrios derivados,
nomeadamente pelo grupo de investigao do Prof. Silva.
2.1 Sntese de 3- e 2-estirilcromonas
Um dos primeiros estudos desenvolvidos data de 1997 e foi desenvolvido por Silva
et al36
e consiste na sntese de (E)-3-estirilcromonas a partir da oxidao das 4-alquil-2-
hidroxi-2-cinamilidenoacetofenonas. As (E,E)-4-alquil-2-hidroxi-2-cinamilidenoacetofe-
nonas (3) so obtidas a partir da condensao aldlica da 2-hidroxiacetofenona (1) e de
cinamaldedos (2) adequadamente substitudos. Posteriormente, sofrem rearranjo oxidativo
na presena de trinitrato de tlio(III), originando as 3-estirilcromonas (4) por tratamento do
intermedirio obtido com cido clordrico (Esquema 4).
OH O
CHO
R1
R2 OOH
R1R2
O
O
R1R2
+
a) R1=Me, R2=H b) R1=Me, R2=Cl c) R1=Et, R2=Cl
A: MeOH; NaOH/H2O; t.a.
B: 1. TTN; MeOH/TMOF; t.a.
2. HCl (aq.), refluxo
A B
(1) (2)(3) (4)
Esquema 4
Um ano depois o mesmo grupo conseguiu desenvolver um novo mtodo de sntese
de (E)-2-estirilcromonas (8m, 8n) a partir da ciclizao oxidativa de (E,E)-
cinamilidenoacetofenonas no substitudas nas posies vinlicas. No entanto, quando
temos um grupo alquilo na posio (5f-h) so obtidas as (E)- e (Z)-2-estirilcromonas (6f-
h) e (7f-h), respectivamente (Esquema 5).37
Captulo 2
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O
O
O
O
O
O
OOH
R2R5 R4
R3
R1
R4
R2
R7
R6
R1
R2R5
R3 R4
DMSO/I2
(5)
(6) (7)
(8m) R6 = I; R7= H
(8n) R6 = H; R7 = I
R1 R2 R3 R4 R5 R1 R2 R3 R4 R5
a) H H H H H g) H Me H Cl H
b) H H Cl H H h) H Et H Cl H
c) H H H Cl H i) OBn H H H H
d) H H Cl Cl H j) OBn Me H H H
e) H H Cl H Cl k) OBn Hexil H H H
f) H Me H H H l) OBn Me H t-Bu H
Esquema 5
Ambos os estudos demonstram a importncia das (E,E)-2-hidroxicinamilidenoa-
cetofenonas como precursores na sntese de anlogos das (E)- e (Z)-2- e (Z)-3-estirilcro-
monas. As 2-estirilcromonas encontram-se na natureza e tm sido intensamente estudados
devido s suas potenciais aplicaes na indstria farmacutica, principalmente como
agentes citotxicos, anti-cancergenos, antitumorais e anti-alrgicos.38,39,40
Captulo 2
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2.2 Transformaes em pirazolinas e/ou pirazis
Para alm das transformaes anteriores, tambm foi estudada a cicloadio 1,3-
dipolar de diazometano s (E,E)-cinamilidenoacetofenonas para a sntese de 2-pirazolinas
(10) que depois por oxidao originam 3(5)-benzol-4-estirilpirazis (11) (Esquema 6). A
sntese destes compostos importante uma vez que podem ser usados como precursores na
sntese de anlogos de cizorlitina. A cizorlitina um analgsico forte obtido como mistura
racmica a partir da reduo do 3-benzopirazol apropriado.41
O O
NHN
O
NHN
(9) (10)(11)
A B
A: CH2N2, CH2Cl2/ ter dietlico
B: Cloranil, tolueno
40-58% 60-95%
Esquema 6
Para alm dos pirazis, tambm as pirazolinas apresentam actividade biolgica, tal
como actividade antitumoral, antifngica, antiviral, antituberculose e tambm como um
agente insecticida42
, o que torna a sua sntese um objecto de estudo importante.
Silva et al43
desenvolveram tambm um novo mtodo de sntese de 1-acetil-3-aril-
5-estiril-2-pirazolinas (13a-j) e 3-aril-5-estiril-1-fenil-2-pirazolinas (14a-j) a partir da
reaco de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas com hidrato de hidrazina e fenil-hidrazina,
respectivamente (Esquema 7). Posteriormente, estes compostos foram oxidados com
cloranil originando os respectivos pirazis, mtodo desenvolvido anteriormente pelo
mesmo grupo.
Captulo 2
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O
R3
R2
R1
R1
R2R3
N N
O
HH H
R1
R2R3
N N
HH H
H2NNH2MeCOOH
PhNHNH2MeCOOH
a: R1=R2=R3=H; b:R1=R3=H, R2= Me; c: R1=R3=H, R2= OMe;
d: R1=R3=H, R2=F; e: R1=R2=H, R3=Cl; f: R1=R3=H, R2=Br;
g: R1=OH, R2=R3=H; h: R1=OH, R2= Me, R3=H;
i: R1=OH, R2= H, R3=F; j: R1=OH, R2=H, R3=Cl;
(12a-j)
(13a-j)
(14a-j)
Esquema 7
Como continuao dos estudos efectuados anteriormente, Lvai44
verificou que a
reaco de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas (15-21) com hidrato de hidrazina em cido
propinico origina a 3-aril-5-estiril-1-propionil-2-pirazolinas (22-28) em bom rendimento
(Esquema 8).
O
R
N N
Et
O
RH H
H2NNH2EtCOOH
15, 22: R=H
16, 23: R=4-Me
17, 24: R=4-OMe
18, 25: R=4-F
19, 26: R=4-Cl20, 27: R=2-OH21, 28: R=2OH, 5-Cl
(15-21)
(22-28)
Esquema 8
No entanto, as (E,E)-cinamilidenoacetofenonas (29-33) reagem tambm com a 4-
carboxifenil-hidrazina originando as 3-aril-1-(4-carboxifenil)-5-estiril-2-pirazolinas (34-
38), em bons rendimentos (Esquema 9).44
Captulo 2
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O N N
H H
COOH
R R
HOOC-Ph-NHNH2MeCOOH
29, 34: R=H
30, 35: R=Me
31, 36: R=OMe
32, 37: R=F
33, 38: R=Cl
(29-33)
(34-38)
Esquema 9
2.3 Sntese de 4-aril-2-estiril-2,3-di-hidro-1,5-benzotiazepinas a partir da
reaco da (E,E)-cinamilidenacetofenonas com 2-aminotiofenol e a sua
converso em 3-acetil-2-aril-2,3-di-hidrobenzotiazis 2,2-disubstituidas
Em 2004 Lvai45
estudou a reaco das (E,E)-cinamilidenoacetofenonas com 2-
aminotiofenol (39), em etanol e cido actico, tendo obtido as 4-aril-2-estiril-2,3-di-hidro-
1,5-benzotiazepinas (46-51). Estas, por sua vez, em condies de acetilao sofrem
contraco do anel originando os 3-acetil-2-aril-2,3-di-hidrobenzotiazis 2,2-disubstitudos
(52-57) (Esquema 10).
As benzodiazepinas apresentam uma importante actividade biolgica, um dos
exemplos a clozapina que usada como agente anti-psictico, tal como a quetiapina e a
clotiapina.46
Captulo 2
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SH
NH2
O
R
N
S
N
S
Ac
+
40, 46, 52: R=H41, 47, 53: R=Me42, 48, 54: R=OMe43, 49, 55: R=F44, 50, 56: R=Cl45, 51, 57: R=Br
(39) (40-45) (46-51)(52-57)
A
A: anidrido actico (10 mL), piridina (5 mL), 80C, 7h
R
R
Esquema 10
2.4 Estudos de epoxidao
A epoxidao das (E,E)-cinamilidenoacetofenonas tambm tem sido estudada pelo
grupo nosso grupo de investigao. Assim, durante os estudos de epoxidao verificaram
que as (E,E)-cinamilidenoacetofenonas (58a-f) sofrem oxidao originando misturas
diastereomricas de ,:,-diepxidos (59a-f) quando usado um excesso de
dimetildioxirano.47
No entanto, quando usado um equivalente de DMD podem ser
obtidos os ,-monoepxidos (60c,d) como compostos minoritrios (Esquema 11).
O
O
O
O O
O
R
R
R
DMD
DMD
(58a-f)
(59a-f)
(60c,d)
a) R=H b) R=Me c) R=OMe d) R=F e) R=Cl f) R=Br
Esquema 11
Captulo 2
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A oxidao de (E,E)-2-hidroxicinamilidenoacetofenonas (61a-d) com o
dimetildioxirano leva formao de uma mistura diastereomrica dos diepxidos ,:,
(63a-d) e tambm como produtos minoritrios os monoepxidos , (62a-d). Os
diepxidos so depois transformados nos derivados de cumaranonas (64a-d) (Esquema 12)
durante a sua purificao por cromatografia em slica provavelmente devido ao carcter
acdico da slica. Este facto deve-se labilidade destes epxidos que facilmente ciclizam.
Apenas se verifica a formao dos monoepxidos (62a-d) a parir das (E,E)-2-
hidroxicinamilidenoacetofenonas uma vez que a ligao de hidrognio aumenta a
reactividade da ligao , com DMD.47
O
OHR1
R2
O
OHR1
R2
O
O
OH
OR2
R1
O
OHR1
R2O O
O
DMD
DMD
DMD
(61a-d)(62a-d)
(63a-d) (64a-d)
a) R1 = R2 = H; b) R1 = Me, R2= H; c) R1 = H, R2 = F; d) R1 = H, R2 = Cl
Esquema 12
Posteriormente, Silva et al48
verificaram a epoxidao assimtrica das (E,E)-
cinamilidenoa- cetofenonas na presena do catalisador de Jacobsen (65) e dos oxidantes
perxido de hidrognio e iodosilbenzeno. As (E,E)-cinamilidenoacetofenonas (66a-g) so
epoxidadas, sendo obtidos os ,-monoepxidos (67a-f) e uma mistura diastereomrica de
,:,-diepxidos (68a,c-g). A formao dos monoepxidos pode dever-se ao carcter
electroflico da ligao dupla :, uma vez que os complexos de salen-MnIII
demonstram
maior afinidade para ligaes com elevada densidade electrnica.
Captulo 2
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N
Mn
N
OO Cl
tBu
But tBu
But
H H
(65)
No entanto, para o caso da (E,E)-4-nitrocinamilidenoacetofenona (66d) verifica-se
a formao do ,-monoepxido (69d), que no isolvel devido ao efeito do sacador de
electres do grupo nitro que sobrepe o efeito do grupo carbonilo tornando a ligao dupla
, mais nucleoflica (Esquema 13).
O O
O O
O
R1 R2
R1 R2 R1
R1 R2
R1 R2
O
H
H
O OH H
H H
O
H
H
O
H
H O
H
H
A
B
(68a,c-g)
diasteremero B(68a,c-g)
diasteremero A
A: catalisador 4, 1 MeIm, H2O2, MeOH/CH2Cl2 (1:1)
B: catalisador 4, PyNO, MeCN
a: R1=R2=H; b: R1=H, R2=OMe; c: R1=H, R2=Me; d: R1=H, R2=NO2e: R1=OMe, R2=H; f: R1=Me, R2=H; g: R1=NO2, R
2=H; h: R1=H, R2=OH;
(66a-g)(67a-f)
(69d)
Esquema 13
Captulo 2
Pgina | 23
O mesmo grupo estudou a epoxidao das (E,E)-2-hidroxicinamilidenoacetofeno-
nas, tendo obtido os ,-monoepxidos e tambm as (E)-2,3-trans-3-hidroxi-2-estiril-4-
cromanonas, que resultam da ciclizao in situ da 2,3-epoxi-1-(2-hidroxifenil)-5-fenil-4-
penteno-1-onas (Esquema 14).
No estudo de epoxidao de (E,E)-4-metilcinamilidenoacetofenonas verificaram,
que a presena do grupo metilo na unidade vinlica permite a formao dos diasteremeros
dos ,-monoepxidos (73) e (74) (Esquema 14).48
OR1
R2
OOH
OH
H O
O
OH
OR1
OMe
H O
H
R1
OMe
O
O
OH
Me
OOH
O
H
H R2
R1=OH, R2=H
+
+ +
(75) (apenas quando
R1=OH)
R1=H, OH
R2=Me
(70)
(71)(72)
(73)(74)
(76)
Esquema 14
Captulo 2
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2.5 Adio de nitrometano a (E,E)-cinamilidenoacetofenonas
As (E,E)-cinamilidenoacetofenonas j foram sujeitas a estudos de adio conjugada
com diferentes nuclefilos, tendo sido os resultados estendidos a outros tipos de sistemas
conjugados.49
Esta literatura refere que a adio conjugada ocorre sempre num processo de
adio 1,4. Kohler e Butler49b
tambm demonstraram a importncia do grupo carbonilo na
selectividade 1,4.
Salvador50
realizou um estudo de adio conjugada de nitrometano a derivados de
(E,E)-cinamilidenoacetofenonas (77a-f) na presena de DBU obtendo o produto resultante
da adio conjugada, as (E)-1,5-diaril-3-nitrometil-4-penteno-1-onas (78a-f) (Esquema
15).
O
R
R1
R2R3
O
R
R1
R2R3
NO2
CH3NO2
DBU
(77a-f)(78a-f)
a: R=R1=R2=R3=H
b: R=R1=R3=H; R2=Me
c: R=R1=R2=H; R3=OMe
d: R=R1=R2=H; R3=NO2
e: R1=R2=R3=H; R=Me
f: R=R2=R3=H; R1=OH
Esquema 15
As condies de reaco usadas permitiram a obteno dos compostos (78a-f) em
rendimentos moderados. A reaco totalmente regiosselectiva e apenas os produtos
resultantes da adio 1,4 so obtidos, mesmo no caso dos substratos (77d) que apresentam
grupos sacadores de electres na posio 4 do anel B. Apenas a 2-hidroxicinamilidenoa-
cetofenona (77f) se mostrou pouco reactiva nestas condies.50
Como continuao do estudo anterior, Pereira51
optimizou as condies
desenvolvidas anteriormente por Salvador50
, obtendo assim, melhores rendimentos de
Captulo 2
Pgina | 25
(80a-f) na presena de 20 mol% de DBU e usando como solvente a mistura
MeCN/CH3NO2 (1:1), temperatura ambiente (Esquema 16). Estas condies foram
tambm aplicadas aos derivados de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas incluindo as 2-
hidroxicinamilidenoacetofenonas.
OR1
R2
OR1
R2
NO2
DBU (20mol %)
MeCN/CH3NO2, t.a. (97%)
(79a-f)(80a-f)
a: R1=R2=H
b: R1=OH; R2=H
c: R1=H; R2=OMe
d: R1=H; R2=NO2
Esquema 16
Embora, as cetonas ,,,-insaturadas originem exclusivamente produtos
resultantes da adio 1,4, as caractersticas electrnicas destes sistemas policonjugados
podem ser modulados alterando a funo cetnica com um grupo sulfonilimina. Neste caso
a regiosselectividade da reaco alterada e a adio de nitrometano, catalisada por base,
origina o produto da adio-1,2 (81a, 82a, 83a) (com perda do grupo sulfonamida), o
produto da adio 1,4 cetona insaturada (80a, 80c, 82d), o produto da bis-adio 1,2- e
1,4- (81b, 82b, 83b) (com perda do grupo sulfonamida) e a ena-mina resultante da adio
1,6 (81c, 82c, 83c) numa razo 12:14:14:60 (Esquema 17).
Captulo 2
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NN
OS
O
R1 R2
R1 R2
NO2
R1 R2
NO2O
R1 R2
NO2 NO2
NH
R1 R2
O
SONO2
DBU (4 x mol %)
CH3NO2 (50 eq.)
THF, t.a., 2h
81: R1=R2=H
82: R1=CN, R2=H
83: R1=H; R2=OCH3
84: R1=H; R2=NO2
(81a, 82a, 83a)
(80a, 80c, 82d)
(81b, 82b, 83b)
(81c, 82c, 83c)
Esquema 17
O estudo do efeito dos substituintes na regiosselectividade desta reaco
demonstrou que substratos com substituintes arilo mais electroflicos no grupo sulfonilo
(2-piridilo e 8-quinolilo em vez de p-tolilo) aumenta ligeiramente o rendimento dos
produtos resultantes da adio 1,6 mas no se verifica o aumento da regiosselectividade.51
Captulo 2
Pgina | 27
2.6 Objectivos
Considerando o interesse das (E,E)-cinamilidenoacetofenonas como precursores na
sntese de compostos com potencial actividade biolgica, tais como as (Z)- e (E)-2-
estirilcromonas, o objectivo geral deste trabalho estudar a reactividade das (E,E)-
cinamilidenoacetofenonas nas condies da reaco de Heck tendo em conta o efeito de
grupos substituintes no anel B das dienonas; o efeito de grupos dadores de electres no
iodobenzeno; o efeito de diferentes condies de aquecimento: condies clssicas e
irradiao com microondas e comparar as condies gerais da reaco de Heck com as
condies de Jeffery.
Captulo 3
Reactividade de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas em reaces de Heck
Captulo 3
Pgina | 29
3.1 Mtodo de sntese de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas
Em termos de nomenclatura os compostos do tipo (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9)
tm sido considerados como derivados de acetofenonas. O anel A numerado de 1 a 6 e
o anel B de 1 a 6 e o sistema de numerao o indicado na estrutura (9).40
O
1'2'
3'
4'5'
6'
12
3
4
56
A B
(9a-d)
R
As (E,E)-cinamilidenocetofenonas (9a-d) usadas como reagentes de partida do
presente estudo foram sintetizadas atravs da condensao aldlica do cinamaldedo,
apropriadamente substitudo, com acetofenona em metanol, temperatura ambiente,
atravs do mtodo anteriormente optimizado (Esquema 18).52,53
As dienonas foram obtidas
como slidos cristalinos amarelos em bons rendimentos.
CHO
O O
1 ou 2
1. MeOH, NaOH/H2O, 20 h, t. a.2. THF seco, NaH, 12 h, t. a.
(9a-d)
a) R=H, b) Me, c) OMe, d) NO2
R
+
R
Esquema 18
Os cinamaldedos usados na sntese das (E,E)-cinamilidenoacetofenonas (9b-d) no
esto comercialmente disponveis e tm de ser preparados pelo mtodo descrito por Cacchi
et al.54
Os p-metil, p-metoxi e p-nitrocinamaldedos foram obtidos em bons rendimentos
atravs da reaco do bromobenzeno apropriadamente substitudo com a acrolena diacetal,
catalisada por Pd(OAc)2, em DMF a 90C (Esquema 19).
Captulo 3
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R
Br
O
O H
O
R
+
n-Bu4NOAc, K2CO3, KCl
Pd(OAc)2 (3 mol%)
DMF, 90C
b) R= Me, c) OMe, d) NO2
Esquema 19
3.2 Estudos da reaco de Heck
Nas ltimas dcadas, a reaco de olefinas com haletos de arilo ou vinilo catalisada
por paldio (reaco de Heck) tornou-se um mtodo eficiente em sntese orgnica para a
formao de ligaes carbono-carbono (ver Captulo 1). No presente trabalho, esta envolve
a utilizao de catalisadores de paldio, em reaces do tipo Heck, em que as olefinas so
as (E,E)-cinamilidenoacetofenonas (9a-d) e o derivado iodado o iodobenzeno.
Cacchi9 fez estudos da reaco de Heck em compostos carbonlicos ,-
insaturados, tendo verificado que ocorria a adio do grupo arilo ao carbono mais
deficiente em electres. Assim, decidiu-se aplicar a mesma metodologia a sistemas mais
complexos, que possuem duas duplas ligaes conjugadas.
3.2.1 Estudos da reaco de Heck das (E,E)-cinamilidenoacetofenonas com
o iodobenzeno
Comeou-se ento por aplicar o mtodo de Cacchi et al9 para a adio conjugada
(E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a), em que se utiliza o acetato de paldio(II) e
trietilamina na presena de cido frmico (Tabela 1).
Captulo 3
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Tabela 1 Estudo de adio conjugada de iodobenzeno a (E,E)-cinamilidenoacetofenonas
nas condies desenvolvidas por Cacchi9
Catalisador Base Solvente cido T (C)
Condies de
aquecimento
Tempo de
reaco
1 Pd(OAc)2 Et3N NMP 100 Condies
clssicas 24h
2 Pd(OAc)2 Et3N MeCN HCOOH 100 Condies
clssicas 72h
3 Pd(OAc)2 Et3N MeCN HCOOH 100 Microondas 1h
4 Pd(Cl2)(PPh3)2 Et3N MeCN 100 Microondas 1h
Iniciou-se este estudo utilizando a (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a) e um
excesso de iodobenzeno, na presena de acetato de paldio(II) e trietilamina e usando a N-
metil-2-pirrolodona (NMP) como solvente. Aps 24 horas a 100C no foi possvel isolar
qualquer produto (entrada 1, tabela 1), recuperando alguma quantidade da dienona de
partida. Decidiu-se ento adicionar ao meio reaccional cido frmico e aps mais 24 horas
de aquecimento no se detectou qualquer alterao. Como a dienona permanecia inalterada
no meio reaccional, fez-se uma nova adio do derivado iodado, catalisador, base, cido
frmico e tambm de ligando de fosfina. No entanto, ao fim de 72 horas de reaco no se
verificou nenhuma alterao. A alterao das condies de aquecimento no provocou,
tambm nenhuma alterao nos resultados anteriormente obtidos.
De forma a completar o estudo da reactividade das (E,E)-cinamilidenoacetofenonas
(9a-d) nestas condies fez-se a reaco da calcona (84) nas condies de Cacchi et al9,
excesso de iodobenzeno na presena de acetato de paldio(II) e fosfina, trietilamina, cido
frmico e usando como solvente a DMF, a 80C (Esquema 20). Aps 6 horas de reaco
analisou-se o meio reaccional por tlc, tendo-se verificado a presena de trs compostos
distintos. Terminou-se ento a reaco e purificou-se a mistura reaccional por
cromatografia em coluna de slica gel, tendo sido obtidos trs compostos distintos. A
anlise de RMN de 1H, HSQC e HMBC demonstrou que se estava na presena do produto
resultante da reaco de adio na posio (25%) (85) e dos ismeros cis e trans da
calcona (86) (Esquema 20).
Captulo 3
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O
I
OO O
+
Et3N, Pd(OAc)2(PPh3)2HCOOH, DMF, 80C
(84)
(85) (84) (86)
+ +
Esquema 20
Este resultado permitiu-nos concluir que as (E,E)-cinamilidenoacetofenonas,
compostos carbonlicos ,:,-insaturados, no so compostos reactivos em condies de
adio quando comparados com compostos carbonlicos ,-insaturados uma vez que no
obtido nenhum produto de reaco. Uma possvel explicao para esta diferena de
reactividade ser o facto de as (E,E)-cinamilidenoacetofenonas possurem um sistema
vinlico conjugado que as torna mais estveis nestas condies reaccionais. Assim,
decidiu-se alterar as condies reaccionais e estudar a reactividade destes compostos (9a-
d) em condies de substituio a partir da reaco de Heck.
Um estudo realizado por Jeffery10
com as reaces de Heck, utilizando sais de
tetrabutilamnio para alcenos semelhantes, demonstrou que este sal permite um aumento
da reactividade atravs da acelerao da regenerao da espcie de paldio(0). Assim,
desenvolveu-se um estudo em que se utilizou o catalisador de paldio e o sal de amnio em
meio bsico (Tabela 2).
Assim, a uma soluo de (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a) em NMP adicionou-
se um equivalente de iodobenzeno, 0.05 equivalentes de catalisador de paldio, 2.5
equivalentes de acetato de potssio e um equivalente de brometo de tetrabutilamnio. Aps
40 horas de reaco a 60C analisou-se a reaco por tlc e verificou-se que ainda havia
reagente de partida e um produto de maior Rf (Tabela 2, entrada 1). No entanto, como no
Captulo 3
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meio reaccional ainda se encontrava reagente de partida decidiu-se adicionar ao meio
reaccional iodobenzeno, catalisador, base e sal de amnio. Aps 105 horas em refluxo
terminou-se a reaco e purificou-se a mistura reaccional por cromatografia em placa de
slica gel e obteve-se exclusivamente a cinamilidenoacetofenona -substituda (87a), com
um rendimento de 4% (Esquema 21).
O
I
O
+
(9a) (87a)
Esquema 21
A anlise dos espectros de RMN de 1H, HSQC e HMBC permitiram concluir que se
estava na presena do produto resultante da substituio na posio (87a).
Ao alterar a temperatura da reaco para 170C (Tabela 2, entrada 2) verificou-se
que ao fim de 4 horas havia a formao do produto da substituio (87a), no entanto, a
dienona e o iodobenzeno continuavam a ser os constituintes maioritrios do meio
reaccional. Assim, adicionou-se 0.025 equivalentes de acetato de paldio(II) e 0.5
equivalentes de brometo de tetrabutilamnio, na tentativa de consumir o restante material
de partida ainda presente no meio reaccional. Aps 43 horas de reaco verificou-se, por
tlc, que o meio reaccional permanecia inalterado. Terminou-se ento a reaco,
verificando-se a formao do produto pretendido com rendimento de 13%. O aumento do
tempo de reaco e as alteraes das condies de aquecimento levaram a rendimentos
mais baixos, provavelmente devido degradao dos reagentes de partida e do produto da
reaco (Tabela 2, entrada 3 e 4).
Posteriormente, repetiu-se a reaco na ausncia do sal de tetrabutilamnio. Ao
contrrio dos resultados obtidos por Jeffery,10
os rendimentos obtidos foram superiores,
uma vez que, para alm da recuperao do material de partida, obteve-se o produto da
substituio (87a) com rendimento de 20% (Tabela 2, entrada 5), no se verificando a
Captulo 3
Pgina | 34
proporcionalidade do sal de amnio em relao quantidade de produto obtido.
Complementando a anlise anterior, verificou-se que os rendimentos obtidos aps 24 horas
de reaco so superiores e consegue-se recuperar maior quantidade de material de partida.
Tabela 2 Estudo da reaco de Heck da (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a) com
iodobenzeno nas condies desenvolvidas por Jeffery
Catalisador/
ligando Base Solvente
Sal de
amnio T (C)
Condies de
aquecimento
Tempo de
reaco
Rendimento
(87a) %
1 Pd(OAc)2 KOAc NMP n-BuNBr 60 Condies
clssicas 105h 4
2 Pd(OAc)21 KOAc NMP n-BuNBr 170
Condies
clssicas 43h 13
3 Pd(OAc)22 KOAc NMP n-BuNBr 170
Condies
clssicas 96h 0,3
4 Pd(OAc)2 KOAc NMP n-BuNBr 170 Microondas 2h 9
5 Pd(OAc)2 KOAc NMP 60 Condies
clssicas 24h 20
1 Foram adicionados mais 0.025 equivalentes de catalisador e 0,5 equivalentes de brometo
de tetrabutilamnio durante a reaco.
2 Foram adicionados mais 0.025 equivalentes de catalisador no decorrer da reaco.
Posteriormente, foram utilizados outros catalisadores e outros ligandos (Tabela 3)
de forma a melhorar o rendimento da sntese de (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-pentadieno-1-
ona (87a) mas revelaram-se menos eficientes do que as condies apresentadas na tabela 2,
sendo que no caso dos catalisadores com ligandos de fosfina no ocorre a formao do
produto pretendido ( Tabela 4, entradas 2 e 3).
Captulo 3
Pgina | 35
Tabela 3 Efeito dos diferentes catalisadores na sntese de (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-
pentadieno-1-ona (87a)
Catalisador/ligando Base Solvente T (C)
Condies de
aquecimento
Tempo de
reaco
Rendimento
(87a) %
1 Pd(OAc)2/KCl KOAc NMP 60 Condies
clssicas 24h 20
2 Pd(OAc)2/(PPh3) KOAc NMP 60 Condies
clssicas 24h -
3 Pd(OAc)2(p-toluil) KOAc NMP 60 Condies
clssicas 24h -
Estes resultados esto de acordo com os estudos efectuados por Heck,17
que
verificou que a presena de ligandos de fosfina, tais como, trifenilfosfina e p-tolilfosfina
diminui a velocidade de reaco e inibe a formao do produto pretendido. Uma possvel
explicao ser o impedimento estereoqumico provocado pelos grupos volumosos de
fosfina. Posteriormente, fez-se o estudo da influncia do solvente no produto obtido
(Tabela 4).
Tabela 4 Optimizao da sntese de (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-pentadieno-1-ona (87a)
usando DMF como solvente
Catalisador/ligando Base Solvente T (C)
Condies de
aquecimento
Tempo de
reaco
Rendimento
(87a) %
1 Pd(OAc)2 KOAc DMF 60 Condies
clssicas 24h 22
2 Pd(OAc)2 KOAc DMF 100 Condies
clssicas 24h 14
3 Pd(OAc)21 KOAc DMF 60
Condies
clssicas 24h 8
4 Pd(OAc)2 KOAc DMF 60 Microondas 2h 13
5 PdCl2 KOAc DMF 60 Condies
clssicas 24h 8
6 Pd(PPh3)4 KOAc DMF 60 Condies
clssicas 24h 4
7 PdCl2(PPh3)2 KOAc DMF 60 Condies
clssicas 24h 5
1 0,1mmol de Pd(OAc)2 iniciais.
Captulo 3
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Verificou-se ento que a reaco em DMF origina a (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-
pentadieno-1-ona (87a) (Tabela 4, entrada 1) com rendimento de 22%, superior ao obtido
com NMP (Tabela 2, entrada 5). De seguida fez-se um novo estudo dos catalisadores,
verificando-se novamente que o mais eficiente o acetato de paldio(II), sendo que
catalisadores com ligandos de fosfina se mostraram novamente menos eficientes.
Para alm dos catalisadores com ligandos de fosfina estudou-se o efeito do
catalisador com diferente anio coordenado ao metal, tendo-se verificado que tambm este
no origina o produto de substituio com melhores rendimentos (Tabela 3, entrada 1).
Este resultado vem corroborar os estudos efectuados por Amatore,18
onde concluram que a
reactividade dos complexos aninicos de paldio(0) na adio oxidativa com iodetos de
arilo depende fortemente do anio ligado ao paldio(0). Assim, uma vez que o complexo
resultante do catalisador de PdCl2, ArPdICl-, mais estvel que o complexo resultante do
Pd(OAc)2, ArPdI(OAc)-, vai originar mais lentamente o complexo trans-ArPdI,
diminuindo assim, a velocidade da reaco catalisada por PdCl2. Alm disso, os ies
acetato podem participar no passo de eliminao, favorecendo a sada do paldio do
intermedirio da adio complexo -alquilpaldio atravs do simples ataque intramolecular
do io acetato, ligado ao paldio, ao hidrognio .55
Captulo 3
Pgina | 37
3.2.1.1 Consideraes mecansticas
O mecanismo proposto para esta transformao o representado no Esquema 22.
Pd(0)
Adio oxidativa
Coordenao e insero
Eliminao
Pr-activao
[Ph-Pd(II)-I]
I Ph
O
PhR
R
Ph
O
[Ph-Pd(II)-I]
Ph
Ph
O
R
Pd(II)-I
H
HH
Ph
O
Ph
Pd(II)-I
R
H
Ph
O
R
Ph
[HPd(II)-I]
Ph
O
R
Ph[HPdI]
rotao interna
Pd(OAc)2
KOAcKOAc + HI
R: -CH=CH-Ph
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(F)
(G)
Esquema 22
O mecanismo inicia-se com o passo da pr-activao, onde a espcie de paldio(II)
reduzida a paldio(0). Posteriormente, ocorre a adio oxidativa do paldio na ligao
Ph-I, formando a ligao carbono-paldio (intermedirio B), uma vez que estamos a usar
Captulo 3
Pgina | 38
um iodeto como haleto no necessria a presena de fosfinas no meio reaccional. De
seguida, o paldio forma um complexo com a (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a),
intermedirio C. Este intermedirio, por rotao interna, adopta a orientao cis necessria
para a insero migratria. Aqui, a (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a), por adio syn
insere-se na ligao arilpaldio originando o intermedirio D. Na adio dupla ligao
o paldio liga-se ao carbono mais rico em electres, neste caso o carbono , e o grupo
fenilo ao carbono mais deficiente em electres (carbono ), ocorrendo sempre de forma
sinestrea. Esta insero-syn pressupe uma rotao interna da ligao carbono-carbono da
espcie -alquilpaldio entretanto formada originando o intermedirio E, antes que possa
ocorrer a eliminao do hidrognio . Seguidamente, ocorre a eliminao de um
hidrognio que se encontra em posio relativamente ao paldio com formao de um
novo complexo paldio-carbono, intermedirio F. Este processo ocorre de forma syn,
sendo muito eficiente devido dissociao da olefina (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a)
do complexo paldio(II)-hidrognio. O complexo F devido sua instabilidade colapsa
dando origem nova olefina, (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-pentadieno-1-ona (87a), e ao
complexo HPd(II)I, intermedirio G. Para terminar o ciclo, ocorre eliminao redutiva do
composto de Pd(II) para a regenerao da espcie de paldio(0) (intermedirio A).
Como continuao do nosso estudo, depois de encontradas as condies ptimas
para a sntese de (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-pentadieno-1-ona (87a), estudou-se o efeito de
substituintes dadores e sacadores de electres no anel B da (E,E)-cinamilidenoacetofenona
(9a) (Esquema 23). Assim, aplicando as condies ptimas encontradas anteriormente aos
outros derivados de (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9b-d) obtiveram-se os resultados
apresentados na Tabela 5.
O
I
O
+
(9b-d) (87b-d)
RR
Esquema 23
Captulo 3
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Tabela 5 Efeito dos grupo substituintes no anel B da (E,E)-cinamilidenoacetofenona
(9b-d) na reaco de Heck com iodobenzeno
Catalisador Base Solvente
Sal de
amnio T (C)
Condies de
aquecimento
Tempo de
reaco
Rendimento
(87b-d) %
1 9b Pd(OAc)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 80 Condies
clssicas 24h 4
2 9c Pd(OAc)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 100 Condies
clssicas 24h 7
3 9d Pd(OAc)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 60 Condies
clssicas 24h -
Iniciou-se este estudo usando a (E,E)-4-metilcinamilidenoacetofenona (9b) com um
equivalente de iodobenzeno, 0.05 equivalentes de acetato de paldio(II) e 2.5 equivalentes
de KOAc. Aps 24 horas de reaco a 60C fez-se um tlc da reaco e verificou-se a
presena de um novo composto. No entanto, aps vrias tentativas de purificar o composto
verificou-se que o rendimento do produto obtido era muito baixo, no permitindo a sua
caracterizao. Assim, numa tentativa de melhorar os resultados anteriores decidiu-se
aumentar a temperatura de reaco. Repetiu-se ento, as mesmas condies reaccionais
mas a 80C, no se tendo verificado nenhuma alterao. Numa nova tentativa testou-se a
presena do sal de amnio. Aps 24 horas terminou-se a reaco e purificou-se por
cromatografia em slica gel tendo-se obtido a (E,E)-4-metilcinamilidenoacetofenona
substituda (87b) com rendimento de 4%. A anlise do espectro de RMN de 1H permitiu-
nos concluir que tnhamos o produto resultante da substituio na posio (87b).
Aplicando o mesmo procedimento aos restantes derivados verificmos que os
resultados obtidos eram diferentes. Na reaco da (E,E)-4-metoxicinamilidenoacetofenona
(9c) verifica-se a formao do produto da substituio (87c) com rendimento
ligeiramente superior (Tabela 5, entrada 2), indicando que o aumento da densidade
electrnica na zona aliftica resultante da presena do grupo dador de electres no anel B
da (E,E)-cinamilidenoacetofenona favorece a reaco de substituio.
Captulo 3
Pgina | 40
O mesmo procedimento foi aplicado (E,E)-4-nitrocinamilidenoacetofenona (9d),
no entanto, no final de 24 horas de reaco verificou-se que o meio reaccional apenas
continha reagente de partida, o aumento de temperatura e o aumento do tempo de reaco
no alteraram os resultados obtidos. Pode-se ento dizer que a presena do grupo sacador
de electres nitro diminui a densidade electrnica da zona aliftica da molcula tornando a
(E,E)-4-nitrocinamilidenoacetofe-nona (9d) ainda menos reactiva.
3.2.2 Estudo da reaco de Heck das (E,E)-cinamilidenoacetofenonas com
4-iodoanisol
Depois de estudado o efeito dos substituintes no anel B da dienona, fez-se o estudo
do efeito de um substituinte dador de electres no iodobenzeno (Esquema 24), os
resultados esto expressos na Tabela 6.
Refluxou-se, ento a (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a) com um equivalente 4-
iodoanisol em DMF a 60C na presena 0,05 equivalentes de Pd(OAc)2 e 2,5 equivalentes
de acetato de potssio. Passadas 24 horas de reaco terminou-se a reaco, e por tlc
verificou-se que no meio reaccional havia reagente de partida e um novo composto, no
entanto decidiu-se terminar a reaco. Aps vrias tentativas de purificao verificou-se
que no era possvel isolar o produto da reaco (Tabela 6, entrada 1), uma vez que o
rendimento obtido era muito baixo.
Assim, repetiu-se o mesmo procedimento na presena de um equivalente de acetato
de tetrabutilamnio durante 24 horas. Depois de purificado o resduo obtido isolou-se o
produto, e por anlise de RMN de 1H, HSQC e HMBC verificou-se a presena do produto
resultante da substituio na posio (88a). Comparando os resultados obtidos (Tabela 6)
com os da Tabela 4, no se verifica nenhuma alterao no rendimento obtido. Este
resultado contraria o estudo efectuado por Cacchi9, onde se verificou que a presena de
grupo substituintes dadores de electres no iodobenzeno provoca um aumento no
rendimento obtido do produto da substituio.
Captulo 3
Pgina | 41
O
I
O
+
(9a) (88a)OMe
OMe
Esquema 24
De forma a completar o nosso estudo, experimentaram-se vrios catalisadores no
sentido de optimizar as condies de reaco, tais como, PdCl2(PPh3)2, PdCl2 e o
tetraquis(trifenifosfina)paldio(0), no entanto, no se verificou nenhuma alterao nos
resultados obtidos.
Tabela 6 Estudo da adio conjugada de iodoanisol em reaces de Heck com (E,E)-
cinamilidenoacetofenona (9a)
Catalisador/
ligando Base Solvente
Sal de
amnio T (C)
Condies de
aquecimento
Tempo de
reaco
Rendimento
(88a) %
1 Pd(OAc)2 KOAc DMF - 60 Condies
clssicas 24h -
2 Pd(OAc)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 60 Condies
clssicas 24h 18
3 PdCl2(PPh3)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 60 Condies
clssicas 24h 10
4 Pd(PPh3)4 KOAc DMF n-Bu4NBr 60 Condies
clssicas 24h 18
5 PdCl2 KOAc DMF n-Bu4NBr 60 Condies
clssicas 24h 15
Uma vez encontradas as condies reaccionais ptimas para a reaco de Heck de
(E,E)-cinamilidenoacetofenona com o 4-iodoanisol estudou-se essa mesma reaco com os
restantes derivados de (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9b-d) (Tabela 7) (Esquema 25).
Fez-se reagir a (E,E)-4-metilcinamilidenoacetofenona (9b) com 4-iodoanisol na
presena de acetato de paldio(II), acetato de potssio, brometo de tetrabutilamnio em
Captulo 3
Pgina | 42
DMF, a 60C. Ao fim de 24 horas de reaco analisou-se a reaco por tlc e verificou-se
que o meio reaccional era constitudo, maioritariamente, por material de partida. Decidiu-
se ento aumentar a temperatura de forma a melhorar o rendimento de formao do
produto pretendido. Fazendo a reaco a 80C verificou-se a formao do produto da
substituio pretendido (88b), com rendimentos muito baixo, 4% (Tabela 7, entrada 1).
Uma vez que o aumento da temperatura demonstrou um efeito positivo na formao
do produto pretendido, repetiram-se as mesmas reaces com os restantes derivados, a
(E,E)-4-metoxicinamilidenoacetofenona (9c) e (E,E)-4-nitrocinamilidenoacetofenona (9d).
Para o derivado com o grupo metoxilo verifica-se um melhoramento no rendimento,
contudo, continua muito baixo (Tabela 7, entrada 2). Para o derivado com o grupo
substituinte sacador de electres no se verificou a formao de nenhum produto, tendo-se
verificado que no meio reaccional apenas existia material de partida (Tabela 7, entrada 3).
O
I
O
+
(9b-d) (88b-d)
OMe
OMe
RR
Esquema 25
Tabela 7 Resultados obtidos na reaco de Heck de derivados da (E,E)-
cinamilideacetofenona (9b-d) com o 4-iodoanisol
Catalisador Base Solvente
Sal de
amnio T (C)
Condies de
aquecimento
Tempo de
reaco
Rendimento
(88b-d) %
1 9b Pd(OAc)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 80 Condies
clssicas 24h 4
2 9c Pd(OAc)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 80 Condies
clssicas 24h 12
3 9d Pd(OAc)2 KOAc DMF n-Bu4NBr 80 Condies
clssicas 24h -
Captulo 3
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Analisando os resultados obtidos na reaco de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas
com iodobenzeno (Tabela 5) e com o 4-iodoanisol (Tabela 7) verifica-se que a presena
do grupo metoxilo, dador de electres, no anel benznico do haleto de arilo leva a um
aumento, mesmo que ligeiro, no rendimento do produto resultante da substituio. Deve
notar-se que os baixos rendimentos permitem ter indicaes sobre o efeito dos substituintes
mas no tirar concluses definitivas.
3.3 Consideraes finais
Em termos de concluses gerais podemos dizer que:
1 As condies de Jeffery permitem a obteno da (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-
pentadieno-1-ona (87a) com baixo rendimento (22%), mas com recuperao de grande
quantidade de reagente de partida.
2 As melhores condies para a formao do produto da substituio (87a)
consistem na reaco da (E,E)-cinamilidenoacetofenona com iodobenzeno na presena de
acetato de paldio(II), acetato de potssio em DMF. A presena ou ausncia do sal de
tetrabutilamnio no influencia o produto obtido nem o rendimento final.
3 A anlise dos espectros de RMN de 1H, HSQC, HMBC e de massa permitiram
concluir que a substituio ocorre no carbono da (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a),
uma vez que este o carbono mais deficiente em electres.
4 Quando usado o 4-iodoanisol verifica-se um aumento da formao do produto
resultante da substituio (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-metoxifenil)-2,4-pentadieno-1-ona (88a-
c) quando comparado com o produto (87a-c). As condies ptimas consistem na reaco
da (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a-c) com 4-iodoanisol na presena do catalisador
acetato de paldio(II), acetato de potssio, brometo de tetrabutilamnio em DMF.
Captulo 3
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5 Verificou-se que a presena de grupos sacadores de electres inibem a reaco
de substituio no sistema conjugado independentemente do iodeto de arilo possuir um
grupo activante em posio para relativamente ao iodo.
6 Por fim, pode-se concluir que o sistema vinlico conjugado das (E,E)-
cinamilidenoacetofenonas (9a-d) pouco reactivo quando comparado com sistemas
vinlicos do tipo da (E)-calcona (84), nas condies desenvolvidas por Cacchi.
Captulo 4
Caracterizao estrutural dos compostos sintetizados
Captulo 4
Pgina | 46
4.1 Introduo
Um dos aspectos mais importantes da Qumica Orgnica est na elucidao
estrutural dos compostos, quer sejam produtos obtidos por sntese, quer sejam extrados de
plantas. Para isso so usadas vrias tcnicas espectrocpicas entre elas a ressonncia
magntica nuclear (RMN) e a espectrometria de massa (EM). Assim, a identificao e
caracterizao estrutural dos compostos sintetizados foi efectuada recorrendo
espectrometria de ressonncia magntica nuclear e espectrometria de massa.
4.2 Caracterizao por ressonncia magntica nuclear (RMN)
4.2.1 Caracterizao da 1,3,3-trifenil-1-propanona
O
12
31'
2'3'
4'
5'
6'1''
2''
3''
4''
5''
6''
1'''
2'''
3'''
4'''
5'''
6'''
(85)
A partir da anlise do espectro de RMN de 1H (Figura 1) pode-se identificar
facilmente os sinais correspondentes aos protes da zona aliftica da 1,3,3-trifenil-1-
propanona, a 3.74 ppm surge o sinal, na forma de dupleto, correspondente ressonncia
do proto H-2 e a 4.83 ppm surge o sinal, na forma de tripleto, correspondente
ressonncia dos protes H-3, os mais protegidos da molcula. Os protes H-2 surgem a
este valor de frequncia devido ao efeito mesomrico desprotector do grupo carbonilo.
Captulo 4
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Figura 1 Ampliao do espectro de RMN de 1H da 1,3,3-trifenil-1-propanona (85).
Na zona aromtica pode-se identificar o sinal correspondente ressonncia dos
protes H-2,6, que surge a 7.94 ppm. Estes protes so quimicamente equivalentes uma
vez que o anel a que pertencem apresenta um eixo de simetria.
A interpretao do espectro de RMN de 13
C (Figura 2) foi facilitada pela anlise
dos espectros bidimensionais de correlao heteronuclear (1H/
13C), o HSQC (Anexo I, pg.
79) e HMBC. Estes espectros permitem a correlao carbono-proto em 1J e
2J/
3J,
respectivamente. Assim, a partir destes espectros foi possvel fazer a identificao da
ressonncia dos carbonos da molcula.
ppm (t1)
4.05.06.07.08.0
1.0
0
0.5
6
1.1
4
5.4
5
1.0
4
1.0
4
0.4
7
H-2,6
H-3
H-2
Captulo 4
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Figura 2 Ampliao do espectro de RMN de 13
C da 1,3,3-trifenil-1-propanona (85).
No espectro de RMN de 13
C pode-se identificar o sinal correspondente
ressonncia do carbono carbonilo que surge a 198.0 ppm, o carbono mais desprotegido
da molcula uma vez que estabelece uma dupla ligao com o tomo de oxignio. Sendo o
tomo de oxignio electronegativo, este vai promover a deslocalizao da densidade
electrnica no carbono tornando-o mais desprotegido.
Os carbonos mais protegidos da molcula so os carbonos C-2 e C-3 que surgem,
respectivamente a 44.7 e 45.0 ppm, sendo os carbonos mais protegidos da molcula, uma
vez que apresentam hibridao sp3.
Atravs do espectro de HMBC (Figura 3) pode-se identificar os sinais
correspondentes a carbonos aromticos, tais como, C-1, C-1, C-1, que surgem a,
respectivamente, 133.1, 137.0 e 144.1 ppm.
ppm (t1)
50100150
C-1 C-1
C-1
C-1
C-3
C-2
Captulo 4
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Figura 3 Ampliao do espectro de correlao espectroscpica heteronuclear (HMBC
1H,
13C) da 1,3,3-trifenil-1-propanona (85).
4.2.2 Caracterizao da (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-pentadieno-1-ona
O
1'2'
3'
4'
5'
6'
12
3
4
5
6
1''2''
3''
4''
5''
6''
(87a)
A B
C
Captulo 4
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A partir da anlise do espectros de RMN de 1H da (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-
pentadieno-1-ona (87a) pode-se identificar os sinais correspondentes ressonncia dos
protes H- e H-, a desvios de 8,50 e 6,73 ppm, respectivamente, com uma constante de
acoplamento de 16,2 Hz. Esta constante de acoplamento indicativa que este sistema
vinlico possui configurao trans. Ambos os sinais surgem na forma de dupletos.
Figura 4 Ampliao do espectro de RMN de 1H da (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-
pentadieno-1-ona (87a).
O proto H- surge a 6,88 ppm na forma de singuleto no acoplando com
nenhum outro proto, o que nos permite dizer que a reaco de substituio ocorre na
posio da (E,E)-cinamilidenoacetofenona (9a).
Na zona aromtica identifica-se o sinal correspondente ressonncia dos protes
H-2,6. Estes protes so quimicamente equivalentes, uma vez que o anel aromtico
possui um eixo de simetria tornando o ambiente qumico em torno destes protes
semelhante. Assim, estes protes surgem ento a um desvio qumico de 8,00 ppm e com
uma constante de acoplamento de 7,2 Hz. O sinal surge na forma de dupleto devido ao
acoplamento com os protes H-3,5.
Os restantes protes dos anis A, B e C no nos foi possvel identificar, surgem na
forma de multipleto a desvios qumicos de 7,25-7,34 e 7,45-7,55 ppm.
ppm (t1)7.007.508.008.50
1.0
0
2.0
6
0.9
4
0.8
9
H- H-2, 6
H-
H-
Captulo 4
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A interpretao do espectro de RMN de 13
C (Figura 5) foi facilitada pela anlise
dos espectros bidimensionais de correlao heteronuclear (1H/
13C), o HSQC e HMBC
(Anexo II, pg. 82). Estes espectros permitem a correlao carbono-proto em 1J e
2J/
3J,
respectivamente. Assim, a partir destes espectros foi possvel fazer a identificao da
ressonncia dos carbonos da molcula.
Figura 5 Ampliao do espectro de RMN de 13
C da (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-
pentadieno-1-ona (87a).
A principal caracterstica de um espectro de RMN de 13
C da (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-
2,4-pentadieno-1-ona (87a) a ressonncia do carbono carbonlico, que surge a elevados
valores de frequncia a 190,9 ppm.
O assinalamento dos sinais correspondentes ressonncia dos carbonos da cadeia
olefnica s foi possvel recorrendo anlise dos espectros de HSQC (Figura 6). Assim,
identificaram-se os sinais a valores de frequncia correspondentes aos carbonos C-, C- e
C-, a 122,4, 126,9 e 141,1 ppm, respectivamente.
O espectro de HMBC (Anexo II, pg. 82) permite identificar o carbono uma vez
que mostra a correlao deste com o proto e o proto (Figura 7). O sinal surge a uma
ppm (t1)
130140150160170180190
C=O
C- C-
C-1
C-
C-2,6
O
1'2'
3'
4'
5'
6'
12
3
4
5
6
1''2''
3''
4''
5''
6''
(87a)
A B
C
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frequncia de 155,9 ppm. Este carbono surge a desvio qumico superior ao do carbono ,
devido ao efeito mesomrico desprotector do grupo carbonilo e presena do substituinte
-fenilo.
Figura 6 Ampliao do espectro de correlao espectroscpica heteronuclear (HSQC 1H,
13C) da (2Z,4E)-1,3,5-trifenil-2,4-pentadieno-1-ona (87a).
Para alm do carbono , tambm se pode confirmar a identificao do carbono
com o auxlio da mesma tcnica, uma vez que permite verificar a correlao com o proto
H-, surgindo assim, a 122.4 ppm. O C-1 surge a frequncia de 140,5 ppm, com
baixa intensidade indicando a presena de um carbono com hibridao sp2 e no estar
ligado a protes.
Captulo 4
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Figura 7 Principais conectividades observadas nos espectros de HMBC da (2Z,4E)-
1,3,5-trifenil-2,4-pentadieno-1-ona (87a).
Comparando os espectros de RMN de 1H dos vrios derivados de -
fenilcinamilidenoacetofenonas (87a) com (87b, 87c) (Anexos III, pg. 86 e Anexo IV, pg.
89, respectivamente) verifica-se que a nica alterao consiste na presena do sinal
correspondente ressonncia dos grupos metilo e metoxilo no anel B das -
fenilcinamilidenoacetofenonas. Sendo que o valor de ressonncia correspondente aos
protes do grupo metoxilo ligeiramente superior do grupo metilo devido ao efeito
sacador de electres do tomo de oxignio surgindo, assim, a 3.86ppm enquanto o sinal
correspondente ressonncia dos protes do grupo metilo surgem a 2.41ppm. Podemos
assim concluir que todos os derivados apresentam estrutura semelhante indicada para a -
fenilcinamilidenoacetofenona (87a).
4.2.3 Caracterizao da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-metoxifenil)-2,4-
pentadieno-1-ona
O
1'2'
3'
4'
5'
6'
12
3
4
5
6
1''
2''
3''
4''
5''
6''
A B
C
H
H
H
(87a)
O
1'2'
3'
4'
5'
6'
12
3
4
5
6
1''2''
3''
4''
5''
6''
OMe
(88a)
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O espectro de RMN de 1H da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-metoxifenil)-2,4-pentadieno-
1-ona (88a) apresenta alguns sinais caractersticos (Figura 6).
Figura 8 Ampliao do espectro de RMN de 1H da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-
metoxifenil)-2,4-pentadieno-1-ona (88a).
Uma das principais caractersticas do espectro de RMN de 1H da (2Z,4E)-1,5-
difenil-3-(4-metoxifenil)-2,4-pentadieno-1-ona (88a) a presena de um sinal na forma de
singuleto correspondente ressonncia dos protes do grupo metoxilo, que surge a 3,89
ppm (Figura 8). Estes so os protes mais protegidos da molcula uma vez que esto
ligados a um carbono com hibridao sp3.
Os protes vinlicos tambm so facilmente identificados uma vez que o sinal
correspondente ressonncia dos protes H- e H- surge a 6,77 e 8,47 ppm,
respectivamente, na forma de dupletos, enquanto o proto H- surge na forma de singuleto
a 6,88 ppm. A constante de acoplamento 3JH-H 16,2 Hz permite estabelecer a
configurao deste sistema vinlico como configurao trans.
Na zona aromtica para alm do sinal correspondente ressonncia dos protes H-
2,6, do anel A, que surgem a 8,00 ppm na forma de duplo dupleto com as constantes de
acoplamento J 1,6 e 7,0 Hz, temos o sinal correspondente ressonncia dos protes H-
ppm (t1)4.05.06.07.08.0
1.0
0
2.6
9
2.7
0
1.6
1
1.3
3
4.1
2
OCH3
H-
H-
H-3,5 H-2,6
H-
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3,5 a desvio 6,99 ppm. Estes protes so os protes aromticos mais protegidos da
molcula uma vez que esto a sofrer o efeito protector do grupo metoxilo em posio orto.
O espectro de RMN de 13
C (Figura 9) permite identificar inequivocamente o
carbono do grupo carbonilo, que surge a 190,9 ppm e o carbono do grupo metoxilo que
surge a 55,4 ppm.
Figura 9 Ampliao do espectro de RMN de 13
C da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-
metoxifenil)-2,4-pentadieno-1-ona (88a).
O carbono do grupo metoxilo o mais protegido da molcula pois possui
hibridao sp3, no entanto, surge ligeiramente desprotegido uma vez que est directamente
ligado a um tomo electronegativo, sofrendo assim o seu efeito indutivo desprotector.
A interpretao do espectro de RMN de 13
C (Figura 9) foi, no entanto, facilitada
pela anlise dos espectros bidimensionais de correlao heteronuclear (1H/
13C), o HSQC
(Figura 10) e HMBC (Figura 11).
ppm (t1)
120130140150160170180190
C-1 C-4 C-
C- C- C-
C-2,6 C-2,6
C-1
C-1
C-1
O
1'2'
3'
4'
5'
6'
12
3
4
5
6
1''2''
3''
4''
5''
6''
OMe
(88a)
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Figura 10 Ampliao do espectro de correlao espectroscpica heteronuclear (HSQC
1H,
13C) da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-metoxifenil)-2,4-pentadieno-1-ona (88a).
O espectro de HSQC da (2Z,4E)-1,5-difenil-3-(4-metoxifenil)-2,4-pentadieno-1-ona
(88a) (Figura 8) permitiu a identificao da ressonncia dos carbonos olefnicos C-, C-
e C- que surgem, respectivamente, a 121.6, 140.9 e 127.4 ppm. Podemos tambm
identificar os sinais correspondentes ressonncia de alguns carbonos aromticos, tais
