fotocatálise : uma luz para as questões ambientais e uma...
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Tiago Lima da Silva
Abril - 2018
Fotocatálise : Uma luz para as
Questões Ambientais e uma
Alternativa em Síntese Orgânica
Sumário
1- Introdução –
1.1 – Fontes Energéticas
1.2 – Fotossíntese e Teoria Gaia
1.3 – Fotoquímica
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
3- Fotorredução de CO2
4- Foto-redox Catálise
4.1- Foto-redox catálise : Conceito &
Catalisadores
4.1- Aplicações em Foto-redox catálise –
Tópicos em Síntese Orgânica
5- Considerações Finais - Perspectivas
2
Figura 1 – Exemplos de Fonte de Energias consideradas não limpas.
1- Introdução – Fontes Energéticas e Alternativas
https://www.unido.org acesso em :
30/03/2018. United Nations Industrial
Development Organization
3
Figura 2 – Gráfico em Pizza do consumo mundial de energia
https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/key-world-energy-
statistics.html acesso em : 30.05.2018 – Manual da agência internacional de
energia
1- Introdução – Fontes Energéticas
4
Figura 3 – Perfil de consumo das fontes energéticas dos Estados Unidos da América em 2016.
U.S. Energy Information Administration. Monthly Energy Review 2017, 4, 10
1- Introdução – Fontes Energéticas
5
Figura 4– Matriz Energética Brasileira em 2016. dados retirados do relatório anual do Ministério de Minas e Energia.
1- Introdução – Fontes Energéticas
Balanço Energético Brasileiro. BEN (2016)
6
Figura 5– Consumo Anual de energia pela população humana registrada
1- Introdução – Fontes Energéticas
15x 1012Twatts/ ano
1884 Kw / ano
109 residências
Produtos de “ queima “ dos combustíveis
Fósseis Pasten, C.; Santamaria J.C.; Energy Policy, 2012, 49, 468
7
Figura 6 – Distribuição dos produtos obtidos a partir do consumo de combustíveis fósseis para manutenção do
Nosso estilo de vida.
1- Introdução – Fontes Energéticas
Pasten, C.; Santamaria J.C.; Energy Policy, 2012, 49, 468
https://19january2017snapshot.epa.gov/ghgemissions/overview-
greenhouse-gases_.html aceso em 30.03.2018 site do EPA –
United States Enviromental Agency
8
Figura 7 – Capacidade energética oferecida pelo sol ao longo de uma dia e comparada com as necessidades humanas
Ao longo de uma ano.
1- Introdução – Fontes Energéticas
15x 1012Twatts/ ano
maior que 15x 1012Twatts/ dia
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro,
L.G. ChemSusChem 2008, 2, 471
9
Figura 8 – Fontes energéticas não carbogênicas e passíveis de serem exploradas e otimizadas
1- Introdução – Fontes Energéticas
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro,
L.G. ChemSusChem 2008, 2, 471
10
Figura 09– Curva em taco apresentando aumento da concentração de CO2 devido a atividade antropogênica
na superfície do planeta.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
https://climate.nasa.gov/climate_resources/24/graphic-the-relentless-rise-of-
carbon-dioxide/ acesso em 30.03.2018, Site da NASA sobre mudanças
climáticas
11
Figura 10 – Melhor modelo em captação de Energia Solar presente no planeta Terra.
1 – Fotossíntese e Teoria Gaia
Centi, G.; Perathoner, S. ChemSusChem 2010, 2, 195;;
Ramstein , G. Surv Geophys , 2011, 32:329.;
Lehninger, Albert L, David L. Nelson, and Michael M. Cox. Lehninger
Principles of Biochemistry. New York: Worth Publishers, 2000. Print.
12
Figura 11 – Representação de célula Vegetal
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts,
Keith; Walter, Peter Molecular Biology of the Cell 2002 New York and London:
Garland Science; c Bookshelf Link
.
13
Figura 12 – Cloroplastos . A) Representação da organela celular; (b) Micrografia obtida por técnica criogênica.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Lehninger, Albert L, David L. Nelson, and Michael M. Cox. Lehninger
Principles of Biochemistry. New York: Worth Publishers, 2000. Print.
14
Figura 13 – Principais pigmentos nos vegetais superiores ( Angiospermas) para captação de luz no espectro visível. .
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Johnson, M. P. Essays In Biochemistry 2016 26,255.;
15
Figura 14 – Espectro de absorção dos dois pigmentos de clorofila em estado livre.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Johnson, M. P. Essays In Biochemistry 2016 26,255.;
16
Figura 15 – Adaptação do diagrama de Jablonski para a molécula de Clorofila
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Berry, J. et al. Journal of experimental botany. 2014, 65.
17
Figura 16 – Diagrama de Jablonski e os fenômenos fotoquímicos.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Anslyn; E. V.; Dougherty, D. A. Modern
Organic Chemistry. University 2006.
Science Book- USA
18
Figura 17 – Complexo Coletor de Luz ou sistema antena de captação de fótons pela luz solar.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Lehninger, Albert L, David L. Nelson, and Michael M. Cox. Lehninger
Principles of Biochemistry. New York: Worth Publishers, 2000. Print.
Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts,
Keith; Walter, Peter Molecular Biology of the Cell c
2002 New York and London: Garland Science; Bookshelf Link
. 19
Figura 18 – Sistema de captação de luz até o centro de reação do fotossitema na fotossíntese.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
http://essays.biochemistry.org/content/60/3/255.figures-only acesso em
30.03.2018.
20
Figura 19 – Sistema de PET via mecanismo de Foster. Acoplamento de estados excitados polarizados.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Lehninger, Albert L, David L. Nelson, and Michael M. Cox. Lehninger
Principles of Biochemistry. New York: Worth Publishers, 2000. Print.
Anslyn; E. V.; Dougherty, D. A. Modern Organic Chemistry. University 2006.
Science Book- USA
Carrol, F. A. Perspectives on structure and Mechanism in organic chemsitry.
2016. Wiley.
21
Figura 20 – Esquema Z dos fotossitemas mostrando o fluxo de elétrons da água para sistema NADPH.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Lehninger, Albert L, David L. Nelson, and Michael
M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry.
New York: Worth Publishers, 2000. Print.
22
Figura 21– Visão Global do Processo de fotossíntese na fase clara dependente de luz solar.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts,
Keith; Walter, Peter Molecular Biology of the Cell 2002 New York and London:
Garland Science; c Bookshelf Link
23
Figura 22 – Ciclo de Calvin e a captação de CO2
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Lehninger, Albert L, David L. Nelson, and Michael
M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry.
New York: Worth Publishers, 2000. Print.
24
Figura 23 – Ciclo Geoquímica da água, Carbono e Oxigênio
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
https://www.britannica.com acesso em 30.03.2018.
25
Figura 24 - Melhor modelo em captação de Energia Solar presente no planeta Terra.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Jardim, W.F.; Chagas, A. P. C. Química Nova, 1992, 15, 73
26
Figura 25– Sir James Lovelock – Defensor da teoria Gaia que até hojé é utilizada em argumentos políticos.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Jardim, W.F.; Chagas, A. P. C. Química Nova, 1992, 15, 73
27
Figura 26– O planeta das Margaridas e o fenômeno Gaia no controle das temperatura e nas formas de vidas presentes.
A importância de organismos fotossintetizantes.
1 –Introdução - Fotossíntese e Teoria Gaia
Jardim, W.F.; Chagas, A. P. C. Química Nova, 1992, 15, 73
28
Figura 27 – Exemplos de Fotoquímicae aplicado a outras áreas do conhecimento.: (a) Células Solares e (b) Terapia
Fotodinâmica.
1 –Introdução - Fotoquímica
Kalyanasundaram, K.; Gra tzel, M. Coord. Chem. Rev. 1998, 77, 347. Howerton, B. S.; Heidary, D. K.; Glazer, E. C. J. Am. Chem.
Soc. 2012, 134, 8324.
29
Figura 28 – Reações de Decomposição de compostos carbonilados ( Norrish Tipo I); b) Norrish Tipo II reação de
formação de alquenos induzidas por luz.
1 –Introdução - Fotoquímica
T. Bach et al, Angew Chem Int Ed 2011, 50, 1000
30
Figura 29 – Entre 1973- 1985 o conselho de produção energética investiu em pesquisa na área de geração de hidrogênio
e water-splitting. .
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
J.E. Frank et al. International Journal of Hydrogen Energy 2001, 26, 185.
31
Figura 30– Resultado extremamente desejado para quem trabalhava com geração de hidrogênio utilizando ITC como
catalisador
Q , Ming ; et al. Catalysis today, 2002, 77, 51.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
32
Figura 31 – Célula foto eletroquímica e ´célula fotoquímica.
F. A. Honda, Nature 1972;238, 37
Ahmad, H. et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, 43 599.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
33
Figura 32– Processo fotoeletroquímico utilizando TiO2/ condutor /semicondutor iniciado por luz.
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro, L.G.
ChemSusChem 2008, 2, 471
Bockins, J. O`M Int. J. Hydrogen Energy. 2002, 27, 731
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
34
Figura 33– Animação mostrando a natureza da teoria de bandas e sua importância para explicar fenômenos eletrônicos
e térmicos em estado sólido.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com
mons/8/81/Metals_and_insulators%2C_qu
antum_difference_from_band_structure.og
v
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
35
Figura 34– Diferenças presentes entre materiais isolantes, condutor e semicondutor pela ótica da teoria de bandas.
Inoue, K; Ohtaka K. Photonic Crystals. 2004 Springer. p. 66..
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
36
Estabilidade Contra Corrosão
Figura 35 – Principais vantagens do dióxido de Titânio como fotocatalisador em water splitting
TiO2
Alta Estabilidade Fotoquímica
Produção de Hidrogênio
ambientalmente amigável
Fácil Síntese via processo Sol-Gel
Rápida recombinação dos elementos oxidantes - redutores
GAP largo – limita o uso a luz visível
H. Ahmad et al. Renewable and Sustainable
Energy Reviews, 2015, 43 599.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
37
Figura 36 – Catálise Fotoeletroquímica utilizando dióxido de titânio como fotocatalisador.
F. A. Honda, Nature 1972;238, 37
Ahmad, H. et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015, 43 599.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
38
Figura 37 – Requerimento importante para funcionar como fotocatalisador em water splitting.
F. A. Honda, Nature 1972;238, 37
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
39
Figura 38 – Diferentes fotocatalisadores e seus GAPs, Os potenciais das bandas de valência e de condução.
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro, L.G.
ChemSusChem 2008, 2, 471
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
40
Figura 39 – Diferentes GAPs levando em consideração não só o fenômeno de water splitting mas também de capatção
de CO2.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
41
Figura 40 – Fenômenos de deslocamento dos elétrons/ buracos na superfície e bulk dos fotocatalisadores.
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
42
Figura 41 – Dopagem de material com ânions e cátions a fim de aumentar a eficiência do fotocatalisador.
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro, L.G.
ChemSusChem 2008, 2, 471
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
43
Figura 42 – Modelo de dopagem do dióxido de titânio via uso de cátions e ânions utilizando o modelo de bandas.
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
44
Figura 43– Exemplo de incorporação de íons ao dióxido de titânio e a modificação dos comprimentos de ondas de
absorção.
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
Slamet, H.W.; Nasution, E. et al Catalysis Communication 2005, 6, 313.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
45
Figura 44 – Laboratório de implantação de Íons da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
46
Figura 45 – Estratégia do uso de ligas ou corantes que atuem como sensibilizadores no aumento da eficiência do dióxido
de Titânio.
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro, L.G.
ChemSusChem 2008, 2, 471
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
47
Figura 46– Exemplo do uso de corantes orgânicos no aumento da eficiência do fotocatalisador
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro, L.G.
ChemSusChem 2008, 2, 471
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
48
Figura 47 – Uso de misturas isomórficas para síntese de ligas que aumentem o poder redox do fotocatalisador.
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro, L.G.
ChemSusChem 2008, 2, 471
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
49
Figura 48 – Estratégia de unir dois semicondutores onde cada um atua no processo de water splitting.
Yerga, R.M.N; Galvan, M.C.A.; Valle , F.; Mano, J.A.V.; Fierro, L.G.
ChemSusChem 2008, 2, 471
2- Foto-redox Catálise – Water Splitting
50
Figura 49 – Diferentes Catalisadores e seus potenciais de oxidação e redução. As semi- reações para a estratégia de
redução de carbono.
3 –Fotorredução de CO2
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
51
Figura 50 – Semi-reações mostrando os valores de potenciais de redução muito semelhantes. O Grande problema da
Redução de CO2
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk, J.C Angew, Chem, Int.
Ed. 2013, 52, 2.
3 –Fotorredução de CO2
52
Figura 51– Propostas de mecanismos de redução de CO2 via síntese de formaldeído ou via formação de carbenos.
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk,
J.C Angew, Chem, Int. Ed. 2013, 52, 2.
3 –Fotorredução de CO2
53
Figura 52 – Sistema biológico fotossintético capaz de auto-regulação. Perspectivas
Habisneutinger, S.N; Schiinidt-Mende, L; Stoloeczyk,
J.C Angew, Chem, Int. Ed. 2013, 52, 2.
3 –Fotorredução de CO2
54
4.1- Foto-redox catálise : Conceito & Catalisadores
Figura 53– Propriedades Redox de Fotocatálise induzida por Luz Visível . ( Figura adaptada do artigo - Wang, C. ;
Lu, Z. Org. Chem. Front. 2015, 2, 179) 55
Figura 54 – Diagrama de Jablonski e os aspectos Fotofísicos associados a Fotoquímica. ( Figura adaptada do sítio
eletrônico http://www.univie.ac.at/en/ )
Anslyn, E.V.; Dougherty, D.A. Physical Organic Chemistry, University Science Books, 2004
4.1- Foto-redox catálise : Conceito & Catalisadores
56
Figura 55 – Características Importantes dos “Fotossensibilizadores” ou “Fotocatalisadores”.
Vogler, L.M.; Scott, B.; Brewer, K.J. Inorg. Chem. 1993, 32, 898.
Absorve em 452 nm ( luz visível) ;
Tempo de Meia Via Longo para o estado excitado;
Capaz de Realizar Single Electron Transfer (SET);
Capaz de Realizar Oxidação e Redução a partir do
estado excitado.
4.1- Foto-redox catálise : Conceito & Catalisadores
57
Figura 56 – Modelo simplificado dos orbitais moleculares do Ru (bpy)3+2 e os efeitos eletrônicos induzidos pela Luz.
( Figura adaptada do artigo (MacMillan, D.W.C. et al. Chem. Rev. 2013, 113, 5322.)
4.1- Foto-redox catálise : Conceito & Catalisadores
58
Ru(bpy)3+3 + e- Ru(bpy)3
+2
Ru(bpy)3+3 + e- *Ru(bpy)3
+2
Ru(bpy)3+2 + e - Ru(bpy)3
+ *Ru(bpy)3+2 + e - Ru(bpy)3
+
Figura 57 – Modelo Comparativo dos Potenciais de Redução para as espécies de Rutênio no estado fundamental e no
estado excitado. (MacMillan, D.W.C. et al. Chem. Rev. 2013, 113, 5322.)
DG = -nFE
4.1- Foto-redox catálise : Conceito & Catalisadores
59
2.0 – Aplicações – Fotocatálise- a-amino C-H
arilação
Figura 58– Reação de funcionalização C-H , arilação, a partir de aminas terciárias, utilizando foto-redox-catálise. (
Figura adaptada de - McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science, 2011, 334, 1114)
McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science, 2011, 334, 1114
60
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Figura 59– Mecanismo de Funcionalização C-H , arilação ,a partir de aminas terciárias, utilizando foto-redox-catálise.
(Figura adaptada de - McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science, 2011, 334, 1114) 61
Figura 60- Mecanismo de abstração de prótons de radicais amina terciária-Racionalização através de TOM.
Wayner, D.D.M.; Clark, K.B.; Rauk, A.; Yu, D. Armstrong,
D.A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8925.
Hoffman, N.; Bertand, S.; Marnkavic, S.; Peach, J. Pure Appl. Chem. 2006, 78, 2227.
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
62
Figura 61 – Exemplos dos produtos obtidos pela aplicação de metodologia de foto-redox-catálise (Figura adaptada de -
McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science, 2011, 334, 1114)
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
63
Figura 62- Exemplos dos produtos obtidos pela aplicação de metodologia de foto-redox-catálise (Figura adaptada de -
McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science, 2011, 334, 1114)
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
64
Figura 63 - Exemplos dos produtos obtidos pela aplicação de metodologia de foto-redox-catálise (Figura adaptada de -
McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science, 2011, 334, 1114)
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
65
Figura 64- Conceito de Serendipicidade Acelerada para exploração de novos pares reacionais em Foto-redox-Catálise.
(Figura adaptada de - McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science, 2011, 334, 1114)
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
66
Figura 65 Conceito de transferência de energia via estado triplete T3 para reação catalisada fotoredox. ( Figura
adaptada de MacMillan, D.W.C. et al. Chem. Rev. 2013, 113, 5322
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
67
Figura 66- Reação de isomerização do E-Estilbeno para Z-Estilbeno via fotocatálise. ( Figura adaptada do artigo
Ingaki, A.; Akita, M. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 1220.)
Ingaki, A.; Akita, M. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 1220.
Osawa, M.; Hoshino, M. ; Wakatsuki,Y. Angew. Chem. Int. ed. 2001, 40, 3472.
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
68
Figura 67- Proposta Mecanística para formação do Z-Estilbeno a partir do E-Estilbeno.
Osawa, M.; Hoshino, M. ; Wakatsuki,Y. Angew. Chem. Int. ed. 2001, 40, 3472.
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
69
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Giordano R. et al Biotech. Adv. 2006, 24,
26. Hajos, Z. G; Parrish, D. R. J. Org. Chem. 1974, 39,
1615
Bristol. Meyers-Squibb ; Org. Proc. Res. Dev. 2007, 11, 695
Figura 68- Aplicações de catálise em diferentes reações orgânicas. 70
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Figura 69- Os três alicerces da catálise orgânica. 71
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Zimmerman, H. E.; Traxler,M. D. J. Am. Chem. Soc. 1952, 79, 1920
Figura 70- Reação de síntese da cetona de Wieland- Mischer 72
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
List, B. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9336.
Figura 71- Reação seminal do uso de organocatalisadores 73
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Takemoto, Y. Org. Biomol. Chem. 2005, 3, 4200.
Figura 72- Reação de Michael utilizando L-Prolina
O (S)- proline (20-30% catalisador)
DMSO
O
R2
N OO
HH
O
R1
H
Aldol
N OO
N
O H
Michael
HH
N
R1
O
O
R2 R3
+R3
R1
NO2
R1
HO-
74
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
List, B.; Castello, C. Synlett. 2002, 26.
O
R1 R2
NH2
OMe
H
O
R3
(S)- proline (20-30% catalisador)
DMSO
O
R1 R2
Ar
NHPMP
N OO
HH
O
R1
H
Aldol
N OO
R1R3
N
H
H
Mannich
MeOH
H
R2
Figura 73- Reação multicomponente de Mannich utilizando L-Prolina 75
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Figura 74- Reação organocatalisada utilizando óxido de bismuto como organocatalisador
Riente, P.; Adams, A.; Albero, J.; Palomares, E. Pericás, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1.
76
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Figura 75- Produtos obtidos a partir da aplicação do óxido de bismuto em fotocatálise redox.
Riente, P.; Adams, A.; Albero, J.; Palomares, E. Pericás, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1.
77
4.1- Foto-redox catálise – Tópicos em Síntese Orgânica
Figura 76- Proposta de mecanismo para indução assimétrica radicalar promovida por fotocatálise
Riente, P.; Adams, A.; Albero, J.; Palomares, E. Pericás, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1.
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5.0 - Considerações Finais
# Capaz de gerar, facilmente, espécies reativas mediante ativação
Fotoredox;
# Alternativa valiosa para construção de moléculas mais complexas;
# Área em crescente expansão com muitas reações e fotocatalisadores a
serem explorados.
79
6.0 Algumas Referências Utilizadas
•Kalyanasundaram, K.; Gratzel, M. Coord. Chem. Rev. 1998, 77, 347.
•Howerton, B. S.; Heidary, D. K.; Glazer, E. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8324.
•Wang, C. ; Lu, Z. Org. Chem. Front. 2015, 2, 179
•MacMillan, D.W.C. et al. Chem. Rev. 2013, 113, 5322.
•Anslyn, E.V.; Dougherty, D.A. Physical Organic Chemistry, University Science
Books, 2004
•Vogler, L.M.; Scott, B.; Brewer, K.J. Inorg. Chem. 1993, 32, 898.
•McNally, A.; Prier, C. K.; Macmillan, D. W. Science 2011, 334, 1114
•Hoffman, N.; Bertand, S.; Marnkavic, S.; Peach, J. Pure Appl. Chem. 2006, 78,
2227.
•Wayner, D.D.M.; Clark, K.B.; Rauk, A.; Yu, D. Armstrong, D.A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8925.
•Ingaki, A.; Akita, M. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 1220.
•Osawa, M.; Hoshino, M. ; Wakatsuki,Y. Angew. Chem. Int. ed. 2001, 40, 3472.
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