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UFPE UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Fundamental Programa de Pós-Graduação em Química Dissertação de Mestrado Estudo da Regiosseletividade da Reação de Barbier de Aldeídos com Haletos Alílicos Substituídos Mediada por Estanho Dimas José da Paz Lima Recife-PE Brasil Junho / 2005

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UFPE

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Fundamental Programa de Pós-Graduação em Química

Dissertação de Mestrado

Estudo da Regiosseletividade da Reação de

Barbier de Aldeídos com Haletos Alílicos

Substituídos Mediada por Estanho

Dimas José da Paz Lima

Recife-PE Brasil

Junho / 2005

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA FUNDAMENTAL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

Estudo da Regiosseletividade da Reação de

Barbier de Aldeídos com Haletos Alílicos

Substituídos Mediada por Estanho

Dimas José da Paz Lima

Dissertação apresentada ao

Programa de Pós-Graduação em

Química da UFPE como parte

dos requisitos para a obtenção

do título de Mestre em Química.

Orientadora: Profa. Dra. Ivani Malvestiti

*Bolsista CAPES/CNPq

Recife-PE Brasil

Junho / 2005

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Quando chamado a responsabilidades no setor científico, superar limitações e preconceitos, sem perder a simplicidade e a modéstia.

Não há sabedoria real sem humildade vivida. Waldo Vieira

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Em memória de voinha Ayres Lima

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Dedico este trabalho a minha linda sobrinha Diana Lívia

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Agradecimentos

A Deus, pelo dom da vida. Aos meus queridos pais, Dirson e Socorro, os quais amo muito, pelo constante incentivo e apoio durante toda minha vida, Avó Maria e todos meus familiares que torcem por mim, A Deysinha e Dayaninha e de uma forma muito carinhosa a Neia por sempre cuidar de mim como se fosse uma segunda mãe, As amigas: Alda, Hilda, Lizandra e Bia, A Ivani, minha sincera gratidão, por mais de cinco anos de convivência, pela forma prazerosa e contagiante com que passa seus conhecimentos, estando sempre disponível a ajudar no que for possível, a ela dedico toda minha admiração, Ao professor Fernando Hallwass, pela importante contribuição que enriquece este trabalho, Ao professor Lothar W. Bieber, pelas idéias, sugestões neste trabalho, Ao professor Ricardo Longo, pela realização dos estudos computacionais, Ao professor Paulo H Menezes, pela co-orientação e pelos ensinamentos na área de química orgânica, A Ricardo e Ana Paula, pelas idéias, sugestões e delicadeza em fazer a revisão deste trabalho, Aos funcionários do DQF, em especial Eliete, seu Lúcio, Bio, Ricardo, Maurílio e Patrícia. Aos amigos colegas da Pós-graduação: Roberta, Andréa (amiga), Idália, Ayron, Juliana (Julix), Juliana Alves, Wagner, Débora, Mari, Gilmara, Robson, Clésia, Ana Carolina, Victor, Aderivaldo, Clésio, João, Sidney e Shalon. A Válber, Rosanne e Patrícia (Zinha), pela amizade e momentos de descontração, Aos companheiros de Laboratório: Ricardo, Ana Paula, Margarete, Kelly, Beth, Natália, Patrícia (Zinha), Ruth, Caio, André, Jorge e Marieta, A Capes, pelo suporte financeiro, A todos aqueles que não foram citados aqui, um agradecimento muito especial.

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Dissertação de Mestrado Dimas J. P. Lima

1

Sumário

Resumo .................................................................................................................................. 3

Abstract ................................................................................................................................. 5

Lista de Esquema.................................................................................................................. 7

Lista de Figuras .................................................................................................................... 9

Lista de Espectros............................................................................................................... 10

Lista de Tabelas .................................................................................................................. 13

Lista de Abreviaturas......................................................................................................... 14

Capítulo 1 ............................................................................................................................ 16

Introdução ........................................................................................................................... 17 1.1 Reações de adição a carbonila mediadas por metais ou sais metálicos. ........................... 17 1.2 Ressonância Magnética nuclear de compostos de estanho................................................ 37 1.3 Objetivos ................................................................................................................................ 40

Capítulo 2 ............................................................................................................................ 41

Resultados e Discussões...................................................................................................... 42 2.1 Reações de Alilação............................................................................................................... 42 2.1.1 Reação com 4-bromocrotonato de etila............................................................................ 45 2.1.2 Reação com brometo de crotila ........................................................................................ 56 2.1.3 Reação com brometo de alila ............................................................................................ 68 2.2 Reação de formação de alilestananas.................................................................................. 72

Capítulo 3 ............................................................................................................................ 87

Experimental....................................................................................................................... 88 3.1 Geral....................................................................................................................................... 88 3.2 Reação de 4-bromocrotonato de etila com benzaldeído .................................................... 89 3.3 Reação de 4-bromocrotonato de etila com 3-metoxi-benzaldeído, heptanal, hidrocinamaldeído, cinamaldeído e 3-formil-cromona. .......................................................... 91 3.4 Reação de brometo de crotila com benzaldeído ................................................................. 95 3.5 Reações de brometo de alila com benzaldeído, 3-metoxi-benzaldeído, cinamaldeído, heptanal e 3-formil-cromona. .................................................................................................... 98 3.6 Preparação do tetralilestanho (44) .................................................................................... 102 3.7 Preparação do dibrometo de dialilestanho (42) ............................................................... 103 3.8 Preparação do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42) ......... 103 3.9 Preparação das espécies alilestananas usando Sn granulado ......................................... 104

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3.10 Formação das espécies brometo de trialilestanho (43), dibrometo de dialilestanho (42) e tribrometo de alilestanho (45) a partir da espécie tetralilestanho (44). ............................ 104 3.11 Formação das espécies cloreto de trialilestanho, dicloreto de dialilestanho e tricloreto de monoalilestanho a partir da espécie tetralilestanho (44). ................................................. 104 3.12 Procedimento experimental para a síntese do alil-fenil-sulfeto (37) ............................ 106 3.13 Procedimento experimental para a síntese de alil-fenil-sulfona (38)............................ 106 3.14 Procedimento experimental para a síntese de 3-bromo-1-fenilsulfonil-1-propeno (39).................................................................................................................................................... 107

Capítulo 4 .......................................................................................................................... 108

Conclusões ......................................................................................................................... 109

Perspectivas....................................................................................................................... 111

Capítulo 5 .......................................................................................................................... 113

Referências Bibliográficas ............................................................................................... 114

Apêndice ............................................................................................................................ 120

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Resumo

Este trabalho descreve as tentativas de otimização da reação tipo Barbier com 4-bromocrotonato de etila e brometo de crotila com aldeídos mediada por estanho em meio aquoso e orgânico, visando a formação do regioisômero α. Diversas condições experimentais foram testadas, sendo avaliada o efeito do solvente, tempo de reação, pH do meio reacional e uso de aditivos. Os resultados obtidos na reação de 4-bromocrotonato de etila com aldeídos aromáticos e alifáticos mediada por Sn na presença de CeCl3.7H2O em meio aquoso levou a formação regioespecífica do aduto α em rendimentos de moderados. Onde para a reação do 4-bromocrotonato de etila com benzaldeído foi observada a formação do (E) 5-hidroxi-5-fenilpent-2-enoato de etila em 45% de rendimento. Na reação de 4-bromocrotonato de etila com aldeídos α,β-insaturados foram observados a formação regioespecífica do aduto γ em rendimentos moderados como uma mistura dos diastereoisômeros syn/anti na proporção de 1:1. Sendo para a reação do 4-bromocrotonato de etila com cinamaldeído a formação do (E)-3-hidroxi-5-fenil-2-vinilpent-4-enoato de etila com 35% de rendimento. Quanto à reação de brometo de crotila com benzaldeído em meio aquoso foi observado somente o aduto γ o 2-metil-1-fenilbut-3-en-1-ol em bons rendimentos. Em contrapartida, a regiosseletividade em meio orgânico foi bastante influenciada pelos solventes e aditivos utilizados. Por exemplo, em acetonitrila ou dioxano foi observada uma mistura de regio- e diastereoisômeros, cuja proporção variou com o tempo reacional. Estudos mais detalhados desta reação através do acompanhamento por RMN 1H da reação em diversos intervalos de tempo mostraram a formação do aduto α o (E,Z)-1-fenil-3-penten-1-ol em poucos minutos de reação. Enquanto que o aduto γ foi formado em intervalos de tempo maiores e com diferentes diastereosseletividade. A mesma reação também foi analisada diretamente do sistema reacional sem o tratamento prévio das alíquotas. A análise destas alíquotas em diversos intervalos indicaram a necessidade de aditivos ácidos, para levar a formação dos adutos. A reação também foi testada em metanol ou dimetilsulfóxido, nestas reações não foram necessários aditivos ácidos, pois foi observada somente a formação do aduto γ como uma mistura na proporção 1:1 dos isômeros syn/anti. Estudo via RMN 1H e RMN 119Sn, visando determinar as espécies organoestanho geradas durante as reações, foram iniciados para a reação de brometo de alila com estanho metálico em meio aquoso. Os resultados obtidos, após extração com CDCl3, em diferentes intervalos tempos revelaram a formação inicial da espécie tetralilestanho e com o passar do tempo esta espécie sofre uma possível reação de despropocionamento gerando as espécies brometo de trialilestanho e dibrometo de dialilestanho. Após 12 horas de reação apenas a espécie dibrometo de dialilestanho foi observada. Experimento 2D EXSY foi realizado com uma amostra contendo a mistura das espécies tetralilestanho, brometo de trialilestanho e propeno, sendo observado sinais de cruzamento entre as espécies tetralilestanho e brometo de trialilestanho, entre tetralilestanho e propeno, indicando assim um despropocionamento entre estas espécies.

Outro ponto importante na formação das espécies é o pH do meio reacional, onde foi observado com 12 horas de reação em água destilada pH ≅ 1 apenas a espécie dibrometo

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de dialilestanho. No entanto, quando a reação foi realizada em pH ≅ 12 ou em uma solução tampão com pH ≅ 7 apenas a espécie tetralilestanho foi observada.

A partir da adição de HBr(aq) a uma solução de tetralilestanho em CDCl3 foi possível obter as seguintes espécies: brometo de trialilestanho, dibrometo de dialilestanho, tribrometo de alilestanho e propeno. A adição de HCl(aq) ao tetralilestanho permitiu obter apenas duas espécies: cloreto de trialilestanho e dicloreto de dialilestanho.

A reação de brometo de alila e estanho também foi investigada em D2O, sendo observado em diferentes intervalos de tempo apenas duas espécies organoestanho, o dibrometo de e uma nova espécie, que após extração com CDCl3, apresentou sinais de RMN de 1H e 119Sn consistente com a espécie brometo de trialilestanho.

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Abstract The aqueous tin mediated reaction of aromatic and aliphatic aldehydes with ethyl 4-bromocrotonate in the presence of CeCl3.7H2O led exclusively to the α adduct in moderated yields. The best was obtained with the reaction of benzaldehyde and ethyl 4-bromocrotonate which led to the (E) 5-hidroxi-5-phenyl-pent-2-enoic acid ethyl ester in 45% yield. On the other hand, when the reaction of ethyl 4-bromocrotonate with α,β-unsaturated was performed only the γ adduct was obtained as 1:1 mixture of syn/anti in moderated yields. For example, in the reaction of cinnamaldehyde with ethyl 4-bromocrotonate led to the 5-Hydroxy-7-phenyl-hepta-2,6-dienoic acid ethyl ester in 35% yield. The regioselectivity was also investigated for the tin mediated reaction of benzaldehyde and crotyl bromide in aqueous and organic media. In aqueous medium it was observed only the γ adduct the 2-methyl-1-phenyl-but-3-en-1-ol in good yields and 1:1 syn/anti diastereoselectivity. In organic medium the regioselectivity was influenced by the solvent and the presence of additives. When the reaction was performed in acetonitrile or dioxane a mixture of the regio- and diasteroisomers was observed, whose ratio, interestingly, changed with the reaction time. One of the most unexpected result was the formation of the α adduct the (E,Z)-1-phenyl-pent-3-en-1-ol in just a few minutes of reaction. While the γ adduct was formed with long reaction time and different diastereoselectivity. The reaction in organic media was followed by 1H NMR without any pre-treatment or work up at sevaral time intervals and the results suggest the need of additives to obtain the addition products. The reaction was also tested in methanol and dimethylsulfoxide (DMSO-d6) no additive was formed as a mixture of the 1:1 syn/anti. In order to better understand the tin mediated allylation of carbonyl compound, a 1H RMN and 119Sn study of the organotin species formed during the reaction were performed using allyl bromide. The results obtained, after extration with CDCl3, have shown initially the formation of tetrallyltin in low concentration and with longer reaction time the species triallyltin bromide and diallyltin dibromide were observed. A 2D EXSY experiment was performed with a sample containg a mixture of tetrallyltin, triallyltin bromide and propene and it was observed cross coupling signals between tetrallyltin and triallyltin bromide, between tetrallyltin and propene. Another correlation was observed between the hydrogens of the double bond, which suggest a fluxional process in the organotin species. Another important aspect determining the nature of the organotin species was the pH reaction medium, where in pure water and pH ≅ 1 after 12 hours only the diallyltin dibromide was observed. However, when the reaction was performed in aqueous solution with pH ≅ 12 or buffer solution with pH ≅ 7 only the tetrallyltin was obtained. The following species triallyltin bromide, diallyltin dibromide, allyltin tribromide and propene was observed by 1H and 119Sn NMR when HBr(aq) was added slowly to a tetrallyltin solution in CDCl3. Whereas, the addition of HCl(aq) to a tetrallyltin solution in CDCl3 allowed the observation of only two organotin species, namely, triallyltin chloride and diallyltin chloride.

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The reaction of allyl bromide and tin was also performed in D2O and followed by 1H NMR and 119Sn NMR at several reaction times. In these experiments only two species was detected, the diallyltin dibromide and another compound which after extraction with CDCl3 has shown NMR signals of 1H and 119Sn consistent with the triallyltin bromide.

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Lista de Esquema

Esquema 1.1 Reação de Reformatsky de aldeídos aromáticos e α-halo-ésteres. 18

Esquema 1.2 Reação do tipo Barbier de haletos alílicos e compostos carbonilados. 18

Esquema 1.3 Transferência de um elétron (SET) do metal para o composto carbonílico.

19

Esquema 1.4 Transferência de um elétron (SET) do metal para o haleto alílico. 20

Esquema 1.5 Reação de brometo de alila com estanho, índio e antimônio em meio aquoso.

21

Esquema 1.6 Quimiosseletividade na Reação do tipo Barbier. 21

Esquema 1.7 Regiosseletividade na Reação do tipo Barbier. 22

Esquema 1.8 Reação de alilação mediada por sais metálicos com diastereocontrole. 22 Esquema 1.9 Reação α-regiosseletiva de espécies alilbário com aldeídos e cetonas. 23

Esquema 1.10 Reação α-regiosseletiva promovida por AlCl3 com compostos carbonílicos.

24

Esquema 1.11 Reação de alilação α-regiosseletiva promovida por tricloreto de cério.

25

Esquema 1.12 Reação de álcool homoalílico com benzaldeído na presença de sais de estanho em meio orgânico.

26

Esquema 1.13 Reação α-regiosseletiva promovida por triflatos de estanho. 27 Esquema 1.14 Crotilação assimétrica via um auxiliar quiral crotil doador. 28

Esquema 1.15 Crotilação assimétrica de cis-álcoois homoalílico via um auxiliar quiral.

29

Esquema 1.16 Reação de isobutiraldeído com brometos alílicos substituídos mediada por índio em meio aquoso.

30

Esquema 1.17 Espécies alilíndio formadas nas reações de alilação de aldeídos. 31 Esquema 1.18 Crotilação de aldeídos promovidas por SnBr2 em sistema bifásico. 32 Esquema 1.19 Mecanismo da crotilação de aldeídos promovidas por SnBr2. 32 Esquema 1.20 Reação α-regiosseletiva promovida por Sn na presença de NaBF4. 33 Esquema 1.21 Mecanismo da regiosseletividade proposto por Wang e colaboradores.

33

Esquema 1.22 Reação de alilação α-regiosseletiva promovidas por In, Sn e Zn. 34

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Esquema 1.23 Mecanismo da regiosseletividade proposto por Loh e colaboradores. 35

Esquema 1.24 Reação de trineofenilestanho com 3-octin-2-ona. 39 Esquema 1.25 Reação de aldeídos com 4-bromocrotonato de etila ou brometo de crotila mediada por Sn em meio aquoso.

40

Esquema 2.1 Reação de Barbier entre o benzaldeído e brometo de crotila. 42

Esquema 2.2 Reação de Barbier entre o benzaldeído e haletos alílicos substituídos. 44

Esquema 2.3 Reação de Barbier entre o benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila. 46

Esquema 2.4 Reação de Barbier entre o benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila em solução de KF.

48

Esquema 2.5 Reação de alilação de aldeídos por aliltributilestanho. 49

Esquema 2.6 Síntese do 3-bromo-1-fenilsulfonil-1-propeno (39). 55

Esquema 2.7 Reação de Barbier entre o benzaldeído e brometo de crotila em diferentes solventes.

56

Esquema 2.8 Reação de Barbier entre aldeídos e brometo de alila. 70

Esquema 2.9 Formação do dibrometo de dialilestanho (IV) em água deuterada. 73

Esquema 2.10 Formação do brometo de trialilestanho e dibrometo de dialilestanho em água destilada.

76

Esquema 2.11 Influência do tempo reacional na formação das espécies organoestanho.

79

Esquema 2.12 Adição de HBr(aq) nas espécies brometo de trialilestanho e dibrometo de dialilestanho.

82

Esquema 2.13 Adição de HBr(aq) ao tetralilestanho. 83

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9

Lista de Figuras

Figura 1.1 Deslocalização da dupla ligação de espécies crotilcério por infravermelho.

25

Figura 2.1 Gráfico da regiosseletividade versus o raio iônico do sal de

lantanídeo.

43

Figura 2.2 Espectro da reação de benzaldeído com brometo de crotila mediada

por estanho em dioxano: a) 30 minutos de agitação b) 7 horas de agitação c) 24

horas de agitação.

59

Figura 2.3 Espectro da reação de benzaldeído com brometo de crotila e ácido p-

toluenosulfônico mediada por estanho em dioxano com 30 minutos de agitação.

60

Figura 2.4 Espectro da reação de benzaldeído com brometo de crotila mediada

por estanho em acetonitrila deuterada com 25 minutos de agitação.

62

Figura 2.5 Estruturas otimizadas com o método B3LYP. 65

Figura 2.6 Otimizações com o método B3LYP, partindo-se do modo η1 leva ao

modo η3.

66

Figura 2.7 Estrutura otimizadas com o método B3LYP. 66

Figura 2.8 Cargas atômicas de Mulliken calculadas com o método B3LYP. 67

Figura 2.9 Principais distâncias de ligação (Å) calculadas com o método

B3LYP.

67

Figura 2.10 Espectro EXSY das espécies tetralilestanho e monobromo de

trialilestanho

77

Figura 2.11 Formação das espécies tetralilestanho e brometo de trialilestanho

com 40 minutos de reação.

78

Figura 2.12 Formação das espécies tetralilestanho, brometo de trialilestanho e

dibrometo de dialiestanho em intervalos de tempos diferentes.

80

Figura 2.13 Formação das espécies brometo de trialilestanho, dibrometo de

dialilestanho, tribrometo de alilestanho e propeno pela adição de HBr(aq) ao

tetralilestanho.

83

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10

Lista de Espectros Espectro 1 RMN 1H do aduto α (30) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

121

Espectro 2 RMN 13C do aduto α (30) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

121

Espectro 3 RMN 1H do aduto γ (31) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

122

Espectro 4 RMN 13C do aduto γ (31) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

122

Espectro 5 RMN 1H do aduto α (34) da reação de 3-metoxi-benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila

123

Espectro 6 RMN 13C do aduto α (34) da reação de 3-metoxi-benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

123

Espectro 7 RMN 1H do aduto α (32) da reação de heptanal e 4-bromocrotonato de etila.

124

Espectro 8 RMN 13C do aduto α (32) da reação de heptanal e 4-bromocrotonato de etila.

124

Espectro 9 RMN 1H do aduto γ (35) da reação de cinamaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

125

Espectro 10 RMN 13C do aduto γ (35) da reação de heptanal e 4-bromocrotonato de etila.

125

Espectro 11 RMN 1H do aduto γ (36) da reação de 3-formil-cromona e 4-bromocrotonato de etila.

126

Espectro 12 RMN 13C do aduto γ (36) da reação de 3-formil-cromona e 4-bromocrotonato de etila.

126

Espectro 13 RMN 1H do aduto α (33) da reação de hidrocinamaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

127

Espectro 14 RMN 1H do aduto α (40) da reação de benzaldeído e brometo de crotila. 127

Espectro 15 RMN 1H do aduto γ (41) da reação de benzaldeído e brometo de crotila. 128

Espectro 16 RMN 13C do aduto γ (41) da reação de benzaldeído e brometo de crotila. 128

Espectro 17 RMN 1H do produto 46 da reação de benzaldeído e brometo de alila. 129

Espectro 18 RMN 13C do produto 46 da reação de benzaldeído e brometo de alila. 129

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11

Espectro 19 RMN 1H do produto 47 da reação de 3-metoxi-benzaldeído e brometo de alila.

130

Espectro 20 RMN 13C do produto 47 da reação de 3-metoxi-benzaldeído e brometo de alila.

130

Espectro 21 RMN 1H do produto 49 da reação de cinamaldeído e brometo de alila. 131

Espectro 22 RMN 13C do produto 49 da reação de cinamaldeído e brometo de alila. 131

Espectro 23 RMN 1H do produto 50 da reação de 3-formil-cromona e brometo de alila.

132

Espectro 24 RMN 1H do produto 37 da reação de tiofenol e brometo de alila. 132

Espectro 25 RMN 1H do produto 38 da reação de oxidação do alil-fenil-sulfeto. 133

Espectro 26 RMN 1H do produto 39 da reação de bromação do alil-fenil-sulfona. 133

Espectro 27 RMN 1H do tetralilestanho (44). 134

Espectro 28 RMN 119Sn do tetralilestanho (44). 134

Espectro 29 RMN 1H do dibrometo de dialilestanho (42). 135

Espectro 30 RMN 119Sn do dibrometo de dialilestanho (42). 135

Espectro 31 RMN 1H do tetralilestanho (44) e brometo de trialilestanho (43). 136

Espectro 32 RMN 119Sn do tetralilestanho (44) e brometo de trialilestanho (43). 136

Espectro 33 RMN 1H do tetralilestanho (44), brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

137

Espectro 34 RMN 119Sn do tetralilestanho (44), brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

137

Espectro 35 RMN 1H do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

138

Espectro 36 RMN 119Sn do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

138

Espectro 37 RMN 1H do dibrometo de dialilestanho (42) e tribrometo de alilestanho (45).

139

Espectro 38 RMN 119Sn do dibrometo de dialilestanho (42) e tribrometo de alilestanho (45).

139

Espectro 39 RMN 1H do dibrometo de dialilestanho (42) em D2O. 140

Espectro 40 RMN 119Sn do dibrometo de dialilestanho (42) em D2O. 140

Espectro 41 RMN 1H do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42) em D2O.

141

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12

Espectro 42 RMN 119Sn do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42) em D2O.

141

Espectro 43 RMN 1H do tetralilestanho (44), cloreto de trialilestanho e dicloreto de dialilestanho.

142

Espectro 44 RMN 119Sn do tetralilestanho (44), cloreto de trialilestanho e dicloreto de dialilestanho.

142

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13

Lista de Tabelas

Tabela 2.1 Resultados da Reação de Barbier entre o 4-bromocrotonato de etila e aldeídos aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados em meio aquoso.

50

Tabela 2.2 Distâncias de ligação (pm) para os complexos [Ln(η1-/η3-C3H5)(H2O)6]2+.

65

Tabela 2.3 Reação de Barbier entre o brometo de alila com aldeídos aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados em meio aquoso.

69

Tabela 2.4 Dados de RMN 1H e 119Sn descritos na literatura e dados de RMN de 119Sn observados para as espécies alilestananas.

84

Tabela 3.1: Resultados da Reação de Barbier entre o 4-bromocrotonato de etila e aldeídos aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados em meio aquoso.

92

Tabela 3.2 Reação de Barbier entre o brometo de alila com aldeídos aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados em meio aquoso.

99

Tabela 3.3 Dados de RMN 1H e RMN 119Sn para as espécies alilestananas em CDCl3

105

Tabela 3.4 Dados de RMN 1H e RMN 119Sn para as espécies alilestananas em D2O 105

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14

Lista de Abreviaturas

SET Transferência de um elétron

Sn(OTf)2 Triflatos de Estanho

m-CPBA Ácido metacloroperbenzóico

TsOH Ácido p-toluenosulfônico

MTBH2 monotiolbinafitol, 2-hidroxi-2-mercapto-1,1-binafitil

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15

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16

Capítulo 1

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17

Introdução

1.1 Reações de adição a carbonila mediadas por metais ou sais

metálicos.

A busca por novas metodologias que visam a otimização de reações de formação de

ligação carbono-carbono tem sido um dos principais pontos de estudo da Química Orgânica

Moderna. Dentre essas metodologias podemos destacar reações realizadas em meio aquoso,

tais como: Diels-Alder [1], rearranjo de Claisen, adições nucleofílicas, oxidações, reduções

e outras [2]; bem como reações de compostos organometálicos também tem apresentado

bons resultados na presença de água [3].

É sabido que uma das maiores restrições ao uso dos reagentes organometálicos está

na necessidade de exclusão de umidade do meio reacional, o que implica num tratamento

cuidadoso de reagentes e solventes. Outra limitação é a existência de prótons ácidos nos

reagentes ou solventes, o que gera a necessidade de etapas adicionais de proteção/

desproteção dos grupos funcionais, acarretando etapas extras na rota sintética. Entretanto, a

substituição dos solventes orgânicos por água em tais reações vem oferecer consideráveis

vantagens [3a]:

a) Redução do uso e manipulação de solventes tóxicos e inflamáveis;

b) Utilização de reagentes orgânicos sem a necessidade de etapas de

proteção/desproteção de grupos funcionais;

c) Utilização de compostos solúveis em água sem a necessidade de derivatização. Este

é um ponto de particular de interesse na química de carboidratos;

d) A estereoquímica resultante das reações organometalicas em meio orgânico pode

mudar quando a mesma reação é realizada em meio aquoso o que leva a novas

oportunidades em síntese orgânica.

Somado a estes fatores está à preocupação com o meio ambiente, que tem levado os

profissionais em química a reduzir ou mesmo evitar cada vez mais o uso de solventes

orgânicos, impulsionado pelos princípios da Química Verde [4].

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18

Dentre as reações organometalicas estudadas em meio aquoso podemos destacar a

de Reformatsky [5], que tem sido estudada com aldeídos aromáticos e α-halo-ésteres na

presença de Sn e Zn metálico (esquema 1.1).

XOR5

O

R3 R4

+R1

O

M

H2O

HO

R2

R1O

R4R3

OR5

Esquema 1.1 Reação de Reformatsky de aldeídos aromáticos e α-halo-ésteres.

A outra classe de reações organometalicas que vem sendo amplamente explorada

em meio aquoso são as do tipo Barbier [6], que envolve haletos alílicos e compostos

carbonilados levando à formação de álcoois homoalílicos que são subunidades versáteis em

síntese orgânica devido à facilidade de conversão em outros grupos funcionais (esquema

1.2).

R X

O

R1 R2

+M

H2O

R1

R

OH

R2

R1

OH

R2R

Esquema 1.2 Reação do tipo Barbier de haletos alílicos e compostos carbonilados.

Até o momento, vários metais têm sido usados em reações de Barbier, sendo os

resultados mais significativos obtidos com o uso de zinco [7], estanho [8], índio [9] e

bismuto [10], no entanto, catalisadores ácidos, aquecimento ou sonicação são necessários

para ativação da superfície do metal, a fim de induzir as reações [11].

Vários mecanismos têm sido propostos para as reações de Barbier em meio aquoso,

só que nenhum foi, até o momento, totalmente confirmado. Luche e colaboradores

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19

propuseram que a reação poderia ocorrer por um mecanismo radicalar [12]. Entretanto,

Wilson investigou o mesmo mecanismo e não conseguiu observar os intermediários

radicalares [13].

Chan e Li, no entanto, observaram dois possíveis mecanismos dependendo do metal

utilizado [3a e 3d]. No caso onde zinco metálico é utilizado, a reação não ocorre pela

formação do organozinco, pois esse intermediário reage instantaneamente com água. O

mecanismo proposto envolve a transferência de um elétron (SET) do metal para o

composto carbonílico gerando o intermediário ânion radical A. Este acopla com o haleto

alílico formando o alcóxi radical B, o qual é reduzido em outra etapa pela transferência de

um elétron do metal para dar o ânion alcóxido C. Este por sua vez é protonado pela água

formando o álcool homoalílico (esquema 1.3). Este mecanismo pode também levar a

formação de produtos laterais como pinacol, através do acoplamento do ânion radical A.

O +SET O

O-

O-

OH

OH

- .

M+M .A Pinacol

X

O. X-

M+ .

BSET

O-

OHálcool homoalílico

C

H2O

Esquema 1.3 Transferência de um elétron (SET) do metal para o composto carbonílico.

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20

Um outro caminho provável consiste no haleto alílico reagir na superfície do metal

através da transferência de um único elétron (SET) dando o ânion radical D. Esse ânion

acopla com o composto carbonílico levando á formação do alcóxi radical B, o qual é

reduzido pelo metal levando ao álcool homoalílico. Caso o ânion radical D reaja com o

haleto alílico, é observado o produto de acoplamento Wurtz [3a e 3d] (esquema 1.4).

O

+SET

- .

M+M .D

X

O. X-

M+ .

BSET

O-

OHÁlcool homoalílico

C

XX

Acoplamento Wurtz

H2O

Esquema 1.4 Transferência de um elétron (SET) do metal para o haleto alílico.

Por outro lado, Chan e Li propuseram as espécies alilmetal quando a reação foi

mediada por estanho [14], índio [15] e antimônio [16] metálico com haletos alílicos em

meio aquoso (esquema 1.5).

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21

Br

SnBr

SbBr

InBr

n

n

n

4

3

3

- n

- n

- n

Sn

In

Sb

Esquema 1.5 Reação de brometo de alila com estanho, índio e antimônio em meio aquoso.

Os intermediários de cada um dos diferentes organometálicos observados são

relativamente estáveis em água e suficientemente reativos frente a compostos carbonílicos.

Contudo, esses resultados não eliminam a possibilidade de processos paralelos como ânion

radical ou via radical.

Independentemente por qual mecanismo a reação de Barbier venha a ocorrer, tem-se

observado uma alta quimiosseletividade, onde aldeídos são alilados seletivamente frente a

cetonas [17] (esquema 1.6).

Ph

O

Ph

O

+Ph

OH

Ph

O

+

M ou MXH2O

X

Esquema 1.6 Quimiosseletividade na Reação do tipo Barbier.

Em relação à regiosseletividade, reações de Barbier em meio aquoso entre haletos

alílicos substituídos na posição γ e compostos carbonílicos ocorrem com formação da

ligação carbono-carbono preferencialmente na posição γ. Este efeito pode estar relacionado

a impedimento estérico e eletrônicos [9b] (esquema 1.7).

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22

O

R1

Br

R3

R2

R1

OH

R2 R3

R1

R2

R3

OH

++

M

H2O

αminoritárioγmajoritário

γ

α

β

Esquema 1.7 Regiosseletividade na Reação do tipo Barbier.

Porém, em alguns casos essas reações têm sido descritas com diastereocontrole

dependendo das condições utilizadas. Aqui é destacado os estudos realizados por

Masuyama e colaboradores para alilações carbonilícas γ-regiosseletiva usando sais de

estanho (SnCl2) sendo observada uma diastereosseletividade anti [18]. Ao passo que o uso

de SnI2 procede com diastereosseletividade syn [19] (esquema 1.8).

BrH3C

SnBrX2H3C

SnX2

H3C H

I2BrSn

O

RH

OH

R

R

OH

RCHO

X=I

X=Cl

F- acíclico antiperiplanar

E-cíclico de 6-membros

Syn γ

O

SnBrCl2H3C

H

R

Anti γ Esquema 1.8 Reação de alilação mediada por sais metálicos com diastereocontrole.

A seletividade anti observada com SnCl2 ocorre via formação de um estado de

transição cíclico de 6-membros E entre o but-2-enilbromodicloroestanho e o aldeído, pois o

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23

estanho do intermediário formado atua como um bom ácido de Lewis. Em contraste, a

seletividade syn com SnI2 não ocorre via formação de um estado de transição cíclico, mas

através de um estado de transição acíclico antiperiplanar F, onde o estanho do intermediário

formado é um fraco ácido de Lewis. Isto se deve à baixa eletronegatividade do iodo, o que

desfavorece a formação do estado de transição cíclico de 6-membros.

Embora existam numerosos exemplos da reação de Barbier γ-regiosseletiva em

meio aquoso [20], poucos são os dados para a reação α-regiosseletiva. Mesmo que haja

poucos dados na formação do aduto α, estes são descritos na literatura principalmente na

presença de solventes orgânicos como meio reacional. Entre essas reações, podemos

enfatizar os estudos feitos por Yamamoto e colaboradores [21], onde espécies de alilbário

substituído na posição γ reagem com aldeídos e cetonas em excelentes rendimentos

(esquema 1.9).

Cl BaCl

OH

R1

R2

O

R2R1

Ba

THF

90-98%

R2= fenil, n-C5H11, cicloexilR1= H, CH3

αaduto

Esquema 1.9 Reação α-regiosseletiva de espécies alilbário com aldeídos e cetonas.

Kim e colaboradores [22] mostraram que AlCl3 também promove regiosseletividade

α nas reações de compostos carbonílicos utilizando crotil Grignard. O mecanismo da

reação pode ocorrer por duas rotas: na primeira, o reagente de crotil Grignard pode sofrer

uma reação de transmetalação com alumínio resultando no metilalilalumínio α G que reage

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24

com o composto carbonílico levando a formação do aduto α. Na segunda rota, o reagente

de crotil Grignard forma um intermediário de quatro membros H com o alumínio, o qual

forma com o composto carbonílico um estado de transição cíclico de 6-membros I, levando

a formação do aduto α (esquema 1.10).

MgX

X2Al

R

OH

Mg

X

Al

X X

X CO

Al

XMg

RX

X

X

AlCl3

RCHO

RCHO

αaduto

G

H

IH

Esquema 1.10 Reação α-regiosseletiva promovida por AlCl3 com compostos carbonílicos.

Mais recentemente, reações de crotil Grignard com compostos carbonílicos na

presença de sais de lantanídeos têm sido estudadas por Matsukawa e colaboradores [23].

Eles observaram que a regiosseletividade da reação pode estar baseada no aumento do

número atômico do lantanídeo no sal, sendo observado um alto nível de regiosseletividade

α com sais de lantanídeos leves como La, Ce, Pr e Nd. Enquanto que uma mistura dos

adutos α e γ foram observados com sais de lantanídeos de Gd, Tb, Dy e Ho. Em contraste,

uma alta regiosseletividade γ foi observada com sais de lantanídeos contendo elementos

pesados como Er, Tm, Yb e Lu. O sal YbCl3 levou exclusivamente ao aduto γ.

Matsukawa e colaboradores propuseram um mecanismo para a formação do aduto α

onde o reagente de crotil Grignard, na presença do CeCl3, sofre uma reação de

transmetalação levando à formação da espécie alilcério. Essa espécie foi caracterizada por

espectroscopia de infravermelho, que revelou bandas em 1540 cm-1 e 1560 cm-1, as quais

são compatíveis com a deslocalização da dupla ligação carbono-carbono em complexos de

alillantanídeos (figura 1.1).

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25

CeCl2 CeCl2

v. 1540 cm-1 v. 1560 cm-1 Figura 1.1 Deslocalização da dupla ligação de espécies crotilcério por infravermelho.

Essas espécies de alilcério transmetalada reagem com benzaldeído levando à

formação do aduto α em 86% de rendimento (esquema 1.11).

MgCl

+CeCl2

OCe H

Ph

THF

Ph

αtrans-aduto , 86%

CeCl3PhCHO

OH

Esquema 1.11 Reação de alilação α-regiosseletiva promovida por tricloreto de cério.

Entretanto, nenhuma banda referente às espécies alillantanídeos foi observada

quando o reagente de crotil Grignard foi tratado com YbCl3, o que condiz com a formação

exclusiva do aduto γ.

A formação do regioisômero α também foi observada em reações de álcoois alílicos

com compostos carbonílicos na presença de sais de estanho em meio orgânico. Tais reações

têm sido estudadas por Masuyama e colaboradores na presença de ultra-som [24]. Foi

proposto que o (E)-2-buten-1-ol 1 pode reagir com sais de estanho catalisado por paládio

via formação do intermediário (E)-2-buteniltricloroestanho 2. Este por sua vez reage com

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26

aldeído através de um estado de transição cíclico de 6-membros levando ao aduto α

(esquema 1.12).

OH SnCl3

OH

Ph O

SnX

Sn

ClClCl Cl Cl

Cl

Ph

1 2

Pd-2SnCl2Meio orgânico

PhCHO

αaduto

Sn-X

Esquema 1.12 Reação de álcool homoalílico com benzaldeído na presença de sais de

estanho em meio orgânico.

Nokami e colaboradores perceberam que adutos γ obtidos da reação de crotil

Grignard com acetona reagem com compostos carbonílicos na presença de quantidades

catalíticas de Sn(OTf)2, levando exclusivamente à formação do aduto α em bons

rendimentos [25] (esquema 1.13).

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27

OH

R1 R2

O

R1 R2

R

HO

O

R1 R2

R

+

O

R1 R2

+R2

RR

O +

R2

R

O

R1

R1

HO

RR1

OH

R2

4 RCHO

Sn(OTf)2

CH2Cl2

"- OH-"

3 5

6A 6B 6C

'-OH-"

O αE, aduto 70-97%

78

Esquema 1.13 Reação α-regiosseletiva promovida por triflatos de estanho.

Como mostrado acima, inicialmente a reação procede pela formação do carbocátion

6A a partir da hemiacetalização de 3 e 4 para formar 5 com auxílio do Sn(OTf)2. Devido à

diferença entre a estabilização das três espécies catiônicas 6A-C, o carbocátion 6A sofre

um rearranjo formando o carbocátion mais estável 6C, o qual em seguida reage com um

equivalente de íons hidroxi gerado in situ para dar o hemiacetal 7, este por sua vez leva a

formação do aduto α 8 juntamente com a acetona.

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28

Baseados nesses resultados, Nokami e colaboradores propuseram a primeira

crotilação assimétrica de aldeídos via um auxiliar quiral crotil doador [26] (esquema 1.14).

MgCl

O

OH

+THF

0°C

RCHOTSA.H2O

CH2Cl2

O

OH

RO R+

O R

mais estável

OH

O

+

"+OH-"

(R)-trans

R= PhCH2CH2-

"-OH-"

Esquema 1.14 Crotilação assimétrica via um auxiliar quiral crotil doador.

Em contrapartida aos estudos de Nokami, Loh e colaboradores propuseram a trans-

crotilação assimétrica [27] e a síntese assimétrica de cis-álcoois homoalílicos [28] usando

auxiliares quirais (esquema 1.15).

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29

OH

H

OH

H

O

H

RO

H

R+ +

66

- "OH-" -" OH-"

+

RCHOCSACH2Cl2

J

Rearranjo 2-oxonia[3,3]-sigmatropica

L

O

H

6

R+

M

O

H

R+

6

N

O

RR

OHOH

E Z

Não observado 94% ee, 94% Z

+"OH-" +"OH-" majoritáriominoritário

Esquema 1.15 Crotilação assimétrica de cis-álcoois homoalílico via um auxiliar quiral.

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30

Segundo Loh e colaboradores, a reação do álcool homoalílico ligado ao auxiliar

quiral forma com o aldeído, através de catálise ácida, o íon oxônium levando aos dois

possíveis estados de transição. O anti-álcool homoalílico adota o estado de transição J.

Neste estado, há repulsão estérica entre o carbono C-6 do auxiliar quiral com o grupo metil

vinílico, isto explica porque o estado de transição J não ocorre. Ao contrário, o estado de

transição L mostra que o grupo metil do isômero syn esta fixo de maneira a evitar a

repulsão estérica com o carbono C-6 do auxiliar quiral, levando assim ao enantiômero cis-

álcoois homoalílicos em bons rendimentos.

Embora os resultados apresentados até o momento para α-regiosseletividade sejam

bons em solventes orgânicos, poucos são os estudos dessas reações em meio aquoso. Entre

esses estudos podemos citar o trabalho de Chan e colaboradores para as reações de alilação

de aldeídos mediada por In em meio aquoso [29]. Entretanto, foi observada apenas alta

regiosseletividade α para as reações de isobutiraldeído com os brometos alílicos contendo

os grupos t-butil e silil substituintes ligados na posição γ (esquema 1.16).

O

R1 Br R1

OH

In

H2O50 - 87%

R1 = Me3C-, Me3Si ou PhMe2Si

+

Esquema 1.16 Reação de isobutiraldeído com brometos alílicos substituídos mediada por

índio em meio aquoso.

Essa α-regiosseletividade parece ser governada pelo tamanho do substituinte e não

pelo grau da substituição na posição γ do haleto alílico. Pois, quando brometos de crotila,

cinamila, prenila e 4-bromocrotonato de metila reagiram com aldeídos, somente os adutos γ

são obtidos. No entanto, os adutos γ apresentaram uma boa diastereosseletividade syn/anti.

Essa razão aumentou com o tamanho estérico do substituinte no aldeído, favorecendo o

diastereoisômero anti. A partir destas observações, Chan e colaboradores propuseram um

mecanismo para a reação de acoplamento mediado por índio em meio aquoso (esquema

1.17).

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31

R2 X

R1

R2 In

R1

R1 In

R2

R2

R1

InC InO

R1

R2R

HC In

O

R1

R2H

R

+

9A 9B

10

13 14

CO

In

R2

R1 R

H

CO

In

R1

R2 R

H

1211+

RCHO

RCHO

Esquema 1.17 Espécies alilíndio formadas nas reações de alilação de aldeídos.

Como mostrado acima, as espécies alilíndio 9 são formadas num equilíbrio com o

regioisômero 10. Por causa deste equilíbrio a estereoquímica da dupla ligação pode ser

isomerizada, favorecendo o isômero mais estável. No acoplamento com o aldeído, a reação

procede através do estado de transição cíclico de 6-membros. Nesse caso, quando o γ-

substituinte no brometo alílico é volumoso, o estado de transição cíclico preferido é o 11 e

o 12, onde ocorre a diminuição da interação entre o substituinte volumoso e o aldeído,

guiando para o aduto α. No outro caso, os estados de transição cíclicos preferidos são 13 e

14, os quais guiam para o aduto γ. Nesse estado, a diastereosseletividade é governada pelo

efeito estérico do substituinte no aldeído, onde a escolha fica entre a posição equatorial 13

ou a axial 14.

Masuyama e colaboradores [30] observaram que reações mediadas por SnBr2

utilizando sistema bifásico (diclorometano-água) levam à crotilação de aldeídos aromáticos

e alifáticos com boa α-regiosseletividade (esquema 1.18).

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32

Br

OH

OH

Majotitário

Minoritário

+ RCHOSnBr2

CH2Cl2 H2O

+

Esquema 1.18 Crotilação de aldeídos promovidas por SnBr2 em sistema bifásico.

O mecanismo proposto por Masuyama e colaboradores envolve a formação

nucleofílica do µ-bromodiestanho 15 o qual reage com brometo de crotila na interface

diclorometano-água levando à formação do intermediário crotil (µ-bromo) diestanho que

reage com o aldeído passando por um estado cíclico de 6-membros 16 formando assim o

aduto α (esquema 1.19).

3 SnBr2[Br2Sn-Br-SnBr2]

-H2O

[SnBr]+

R

OH

Br

RCHO

H2O-CH2Cl2

O

SnBr

SnBr

H

R

Br

BrBr

15

16aduto α

Esquema 1.19 Mecanismo da crotilação de aldeídos promovidas por SnBr2.

Em 2003, Wang e colaboradores descreveram a regiosseletividade α na presença de

NaBF4 e Sn em água [31] (esquema 1.20).

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33

BrO

O

Br

Sn/NaBF4

H2OPhCHO

Ph

OH

O

O OH

Ph

74%

75% Esquema 1.20 Reação α-regiosseletiva promovida por Sn na presença de NaBF4.

Foi observado que quando a reação é realizada na ausência de NaBF4, tanto os

adutos α quanto o γ são obtidos, o que levou à necessidade de explicar o efeito do NaBF4

no mecanismo da reação (esquema 1.21).

Br R

Sn

R

+Br

17

+ Sn

RSnBr

OH

OHPh

20

F

B

F

F F Sn R

-

BF4-

+

PhCHO

PhCHO

18Ph

R

OH

γaduto

R SnF

BF

FFOPh

19

PhR

OH

α aduto

R = CH3, CO2C2H5

-

+

-Br-

Esquema 1.21 Mecanismo da regiosseletividade proposto por Wang e colaboradores.

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34

O mecanismo propõe inicialmente a reação do estanho metálico com brometo de

alila γ-substituído formando o intermediário de estanho 17. Em seguida, na presença de

NaBF4 ocorre a coordenação deste com 17 levando ao intermediário 18. Conseqüentemente

este nucleófilo ataca o benzaldeído formando um estado de transição cíclico de 6-membros

que resulta no aduto α.

Já na ausência do NaBF4, cálculos quânticos indicam que a densidade eletrônica do

carbono γ é rica quando R é um grupo éster, o que resulta somente no aduto γ. Quando R

passa a ser um grupo metila, a densidade eletrônica do carbono α é ligeiramente mais alta

em relação à do carbono γ, levando assim a uma mistura dos adutos α e γ. Entretanto, esse é

o único exemplo da literatura em que a reação de alilação de benzaldeído com brometo de

crotila mediada por estanho em água leva à mistura dos adutos α e γ [31].

Dos estudos desenvolvidos na formação do regioisômero α, podemos destacar os

trabalhos de Loh e colaboradores, também publicados em 2003 [32 a 34]. Eles mostraram

uma alta regiosseletividade α nas reações de alilação de aldeídos aromáticos e alifáticos

mediada pelos metais In, Sn e Zn na presença de água [34] (esquema 1.22).

O

R H

R1 Br

R

RR1

OH

R1

OH

γaduto , minoritário

αaduto , majoritário

M, meio aquoso

R1 = Me, Ph ou CO2Et

Esquema 1.22 Reação de alilação α-regiosseletiva promovidas por In, Sn e Zn.

Porém, a formação do aduto α como produto majoritário só foi observada com as

reações utilizando pequenas quantidades de água (6 equivalentes) e utilizando brometo de

crotila e cinamila mediadas por In ou Sn. A reação com o 4-bromocrotonato de etila

também resultou no aduto α quando realizada com cicloexanal e etanal na presença de In, o

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35

que mostra a eficiência do método. Entretanto, nas reações mediadas por Zn somente o

brometo de crotila foi utilizado, resultando em rendimentos moderados.

Devidos aos poucos dados sobre o mecanismo dessas reações α-regiosseletiva em

meio aquoso e à similaridade das reações mediadas por In, Sn e Zn, um novo mecanismo

foi proposto por Loh e colaboradores. O mecanismo proposto sobre a origem do aduto α

está baseado em estudos de RMN 1H, estudo estereoquímico e rearranjo do aduto γ para o

aduto α para a reação de cicloexanal e brometo de cinamila mediada por In usando

quantidades equivalentes de água (esquema 1.23).

O

R H

R1 Br

R

RR1

OH

R1

OH

Metal

R1

Caminho A

O

R H

R

O

R1

R

OH

R

O

R1

R

OH2+

R

O

R1

R

+

R

O

R1

R

+

R

O

R

R1

OH2+

R

O

R

R1

OH

Caminho B

21

22

23

24

2526

27

28

29

O

R H22

21

+ H+

- H2O+ H2O

- H+

MaBrb

Esquema 1.23 Mecanismo da regiosseletividade proposto por Loh e colaboradores.

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36

O mecanismo proposto pode ocorrer por dois caminhos: inicialmente ocorre a

alilação do aldeído mediada pelo metal levando à formação do aduto γ 21. Este aduto γ

inicialmente formado sofre uma reação de retroeno, seguido por um rearranjo 2-oxônia

[3,3]-sigmatrópico na presença do aldeído 22 dando o aduto α 29 no segundo estágio. A

segunda etapa é facilitada pela presença de sais metálicos residuais gerados da primeira

etapa. Além disso, o aldeído presente na segunda etapa é proveniente do aldeído gerado in

situ pela clivagem da ligação do aduto γ por sais metálicos (caminho A) ou pela presença

de aldeídos residuais da primeira etapa (caminho B).

Este mecanismo ilustra claramente a importância de quantidades catalíticas de água

na formação do intermediário chave oxônium 25, o qual é rearranjado para o intermediário

26. Porém, o uso de um excesso de água suprime completamente a formação do

intermediário oxônium 25, causando assim a supressão do primeiro estágio, o que resulta

somente na formação do aduto γ. Estes resultados revelam a desvantagem desta

metodologia devido à necessidade do controle da quantidade de água presente, o que requer

um tratamento cuidadoso dos reagentes empregados.

Como mencionado anteriormente Wang e colaboradores também propuseram o uso

de Sn em pó na presença de solução aquosa de NaBF4 [31]. Nesta condição, a

regiosseletividade α está relacionada com a concentração da solução de NaBF4. Neste

caso, foi observado que na ausência desse sal uma mistura dos adutos α e γ com

rendimento de 54% e 22% para o sistema benzaldeído com brometo de crotila,

respectivamente. Esse é o primeiro exemplo da formação do aduto α em água pura, sendo

observado na maioria das reações descritas com diversos metais, inclusive estanho, apenas

a formação do aduto γ [35b]. Este resultado também apresentou uma melhor

regiosseletividade α em relação ao resultado de Loh e colaboradores [34], usando 6

equivalentes de água para a reação de benzaldeído e brometo de crotila mediada por

estanho. Isto sugere que não é preciso o uso de quantidades de equivalentes de água para a

formação do aduto α.

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37

1.2 Ressonância magnética nuclear de compostos de estanho.

A estrutura de uma molécula determina suas propriedades físicas, reatividade e

atividade biológica, no entanto, as estruturas moleculares são determinadas comumente

através do uso de métodos espectroscópicos. Embora existam outros métodos para

determinar a estrutura de uma molécula, tais como confirmação por uma síntese

independente ou correlação com materiais conhecidos, as ferramentas espectroscópicas são

normalmente mais práticas [36].

A espectroscopia trata do estudo da interação da energia com a meteria. Quando se

aplica energia à matéria ela pode ser absorvida, emitida, causar uma modificação química

ou ainda ser transmitida. Uma das técnicas espectroscópica bastante usada é a

espectroscopia de ressonância magnética nuclear, técnica mais importante para a

investigação a nível molecular, que permite obter informação estrutural e dinâmica para

qualquer estado da matéria. Em particular é um método decisivo na determinação de

estruturas tridimensionais de moléculas no estado líquido. Ocupa, igualmente, um lugar

saliente no campo de análise qualitativa e quantitativa, desde componentes em produtos

alimentares, por exemplo, a fluídos biológicos e metabólitos em tecidos e órgãos de seres

vivos intactos, de modo não invasivo e não destrutivo [37].

A técnica de ressonância magnética nuclear consiste, simplesmente, na absorção de

energia por núcleos de alguns isótopos do hidrogênio, do carbono, do estanho e de alguns

outros elementos, que tem propriedades quânticas que lhe fazem se comporta de uma

maneira análoga aos ímãs comuns. Esses núcleos quando colocado em um campo

magnético dezenas de milhares de vezes maior que o campo magnético da terra

proporcionam uma quantidade considerável de informações químicas. Estas informações

são reproduzidas na forma de um espectro característico para o composto, sendo possível

obter informações como deslocamento químico, área do pico (integração), desdobramento

do sinal e constante de acoplamento. É por essas informações e outras que a ressonância

magnética nuclear torna-se uma ferramenta indispensável na caracterização das substâncias

químicas [36].

A ressonância magnética nuclear é umas das técnicas utilizadas na caracterização

dos compostos de organoestanho. Compostos estes que além de possuírem núcleos

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38

magnéticos tais como 1H e 13C, possuem o núcleo de 119Sn que apresenta momento de spin

½ e abundância natural de 8,68% [38]. A ressonância direta do núcleo 119Sn permite a

observação de amplos valores de deslocamentos químicos que dependem do substituinte ou

da coordenação com o centro metálico.

Um grande número de compostos de estanho tem sido estudado por RMN 119Sn, tais

como: alquil, aril, alil e vinil organoestanho [39]. Em alguns casos é observada uma

dificuldade em determinar a estrutura do composto organoestanho somente com dados de

deslocamento químico de 119Sn, 1H e 13C. Isto ocorre, especialmente, em casos de

determinação configuracional de isômeros [38]. Nestes casos o valor da constante de

acoplamento nJ(Sn H), determinada a partir de RMN 1H, é um dado fundamental para a

determinação configuracional do isômero.

Entre alguns exemplos descritos na literatura usando ressonância de 119Sn como

ferramenta, merece destaque o trabalho de investigação desenvolvido por Woodward e

colaboradores [40]. Neste estudo, eles perceberam que reações de alilação enantiosseletiva

de cetonas por tetralilestanho na presença do catalisador MTBH2 (monotiolbinafitol, 2-

hidroxi-2-mercapto-1,1-binafitil) só ocorrem com excesso enantiomérico de 85-92%,

quando foi usado o tetralilestanho contendo impurezas provenientes de sua síntese.

Todavia, quando a mesma reação foi realizada com tetralilestanho purificado ou na sua

forma comercial o álcool homoalílico foi obtido com excesso enantiomérico de 35-50% ee.

Tentando averiguar as impurezas presentes no tetralilestanho, foi realizada a análise

por ressonância de 119Sn. O espectro apresentou os sinais em –47ppm, –33ppm, 60ppm e

92ppm que foram atribuídos aos seguintes compostos, tetralilestanho, etiltrialilestanho,

cloreto de trialilestanho e cloreto de dialiletilestanho respectivamente. A impureza principal

foi o etiltrialilestanho, sendo a sua formação e a do cloreto de dialiletilestanho justificada

pelo método de síntese do tetralilestanho a partir do alilmagnésio que requer o uso do

brometo de etila como promotor. Todas as espécies foram confirmadas com o material

autentico e com dados de deslocamento de RMN 119Sn descritos na literatura

respectivamente.

Como já mencionado as constantes de acoplamento nJ(Sn H) pode ser altamente

informativa. Vários problemas de estereo- e regioisômeros foram resolvidos a partir da

determinação dessas constantes.

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39

Uma das aplicações é o trabalho de Podestá e colaboradores [41], na determinação

de estereo- e regioisômeros nas reações de hidroestanação de alquinil cetonas. Um dos

exemplos é a reação de hidreto de trineofenilestanho com 3-octin-2-ona, a qual leva a uma

mistura de isômeros que foram determinados pela constate de acoplamento nJ(Sn H)

(esquema 1.24).

O

+

δ δSnSn ppmppm

3J(SnH) Hz3J(SnH) Hz

Bu OH

Bu

SnCH2CPhMe2

OBu

H

SnCH2CPhMe2

118,6

-89,1

65,2

-66,5

33% (Z) 67% (E)

AIBN

Esquema 1.24 Reação de trineofenilestanho com 3-octin-2-ona.

A ressonância de 119Sn tem se mostrado uma ferramenta muito útil no estudo de

reações envolvendo espécies organoestanho. No entanto, poucos dados de RMN 119Sn em

água ou água deuterada estão descritos na literatura [42]. Este fato e o desenvolvimento de

reações mediadas por estanho em água têm despertado o interesse em estudar a formação

de espécies organoestanho em meio aquoso.

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40

1.3 Objetivos

Reação de alilação do tipo Barbier tem sido descrita na literatura com alta

regiosseletividade e estereosseletividade, porém uma das limitações desta reação é a

dificuldade em obter o aduto α quando a reação é mediada por metais e haletos alílicos

substituídos. Portanto, a síntese do aduto α usando haletos alílicos substituídos, metal e

compostos carbonílicos em meio aquoso tem se tornado um dos desafios da química

orgânica.

Assim com o intuito de desenvolver uma nova metodologia na preparação de

álcoois homoalílico substituídos na posição γ, foi proposto o estudo da reação do tipo

Barbier de aldeído aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados com brometo de crotila ou 4-

bromocrotonato de etila mediada por estanho em meio aquoso (esquema 1.25).

R

O

+Br R1 Meio Aquoso

Sn RR1

OH

α

β

γ

R = aromático, alifatico e insaturadosαβR = Metil ou CO2EtM = Metal

Esquema 1.25 Reação de aldeídos com 4-bromocrotonato de etila ou brometo de crotila

mediada por Sn em meio aquoso.

Estudos das espécies alilestananas geradas durante a reação também estão sendo

propostos visando determinar os fatores que influenciam na regio- e diastereosseletividade

da reação.

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41

Capítulo 2

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42

Resultados e Discussões

2.1 Reações de Alilação

A reação de alilação utilizando compostos carbonílicos tem sido estudada

amplamente. No entanto, o ponto crucial destas reações se encontra na regio- e na

estereosseletividade, uma vez que estas podem levar tanto aos produtos de adição γ quanto

ao α. A literatura tem revelado um número reduzido de trabalhos para a regiosseletividade

α. Assim, o desenvolvimento de uma metodologia eficiente para a preparação do

regioisômero α, bem como o estudo mecanístico da reação, é importante do ponto de vista

sintético, uma vez que a maioria das metodologias descritas leva preferencialmente ao

isômero γ [35].

Nosso grupo vem desenvolvendo nos últimos anos metodologias simples e

eficientes para reações de compostos organometálicos em meio aquoso [43]. Estes estudos

serviram de base para o desenvolvimento de uma metodologia para preparação do

regioisômero α, através da reação de aldeídos com haletos alílicos substituídos.

Desse modo, foi iniciado um estudo sistemático da reação do tipo Barbier de haletos

alílicos substituídos e benzaldeído mediada por metais em meio aquoso.

O uso da água como solvente vem ganhando cada vez mais importância em

metodologias verdes que reduzem a utilização de solventes tóxicos e inflamáveis, o que

torna a água o solvente ideal [4].

Pensando assim, foi iniciado o estudo da reação de alilação do tipo Barbier de

benzaldeído com brometo de crotila mediada por zinco ou estanho somente em água. Foi

observado ao final da reação o benzaldeído de partida, o produto de redução do brometo de

crotila e o aduto γ em baixo rendimento (esquema 2.1).

Ph

OH

Ph

O

Ph

OBr

Zn ou Sn H2O

γaduto

++

Esquema 2.1 Reação de Barbier entre o benzaldeído e brometo de crotila.

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43

Esse resultado era esperado em termos de regiosseletividade, pois a condição

testada foi baseada em condições similares para a reação do tipo Barbier em meio aquoso

que conduz somente ao aduto γ [35]. Esta observação serviu como base para definir quais

as condições reacionais que deveriam ser testadas para obtenção do aduto α .

A partir destes resultados, foi iniciado o estudo da reação utilizando benzaldeído

com brometo de crotila na presença de haleto de estanho II em água, que resultou apenas

nos reagentes de partida. Estas condições foram baseadas nos estudos de Masuyama e

colaboradores [30], que obtiveram o aduto α em bons rendimentos através da utilização de

haleto de estanho II em sistema bifásico CH2Cl2/H2O.

Prosseguindo no estudo das condições que permitissem a formação do regioisômero

α foram avaliados os dados descritos por Matsukawa e colaboradores [23] para as reações

regiosseletiva envolvendo reagentes de crotil Grignard e benzaldeído na presença de sais de

lantanídeos. Nestas reações a formação dos adutos α e γ está associada ao lantanídeo

empregado, sendo a regiosseletividade α/γ de 1:99 quando se utilizou YbCl3 e de 86:14

com o CeCl3. A partir dos dados de Matsukawa foi construído um gráfico da

regiosseletividade α versus o raio iônico do sal de lantanídeo, figura 2.1, que apresentou

uma boa correlação (R = 0,89) entre a regiosseletividade e o raio iônico.

70 75 80 85 90 95 100 105 1100

20

40

60

80

100

La

Ce

Pr

NdSm

Eu

Gd

Tb

DyHo

YLu

Er

Tm

Sc

Sele

tivid

ade

adu

to α

(%)

Raio Iônico (pm)

Yb

R = 0.89

Figura 2.1: Gráfico da regiosseletividade versus o raio iônico do sal de lantanídeo.

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44

A partir de dados de espectroscopia de infravermelho, Matsukawa e colaboradores

[23] propuseram que o reagente de crotil Grignard na presença do sal CeCl3⋅7H2O sofre

uma transmetalação levando à formação da espécie alilcério (figura 1.1 página 25). Essas

espécies reagem com benzaldeído levando à formação dos adutos α e γ numa razão de

86:14 (esquema 1.11 página 25).

A formação in situ do reagente organocério está descrita na literatura através de

reações de transmetalação de organometálicos de lítio e magnésio [23, 44, 47]. Apesar da

importância desses compostos em reações de adição à carbonila, pouco se conhece a

respeito da estrutura dos compostos organocério.

O uso de sais de lantanídeos (ácidos de Lewis) como catalisadores tem crescido

muito nos últimos anos devido à sua estabilidade na presença de água. Esta é uma das

vantagens para a aplicação destes catalisadores em reações realizadas em água [45].

Considerando a influência dos sais de lantanídeos na regiosseletividade em meio

orgânico e a tolerância desses catalisadores na presença de água, foi iniciado o estudo da

reação de haletos alílicos substituídos tais como: 4-bromocrotonato de etila e brometo de

crotila com benzaldeído mediada por estanho em meio aquoso na presença de cloreto de

cério(III) (esquema 2.2)

Ph

O

R Br+ Sn

CeCl3 7H2OH2O

PhR

OH

R = Metil, CO2Et Esquema 2.2 Reação de Barbier entre o benzaldeído e haletos alílicos substituídos.

Inicialmente foi escolhido o estanho devido ao grande número de trabalhos com este

metal em reações de alilação em meio orgânico [46] e aquoso [6]. Dados da literatura

sugerem que reações de alilação com estanho metálico em meio aquoso envolvam espécies

organometálicas [14], tais como dibrometo de dialilestanho e brometo de alilestanho (II). O

uso do Ce(III) foi decorrente das observações descritas na literatura, que sugerem o CeCl3

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45

como ácido de Lewis, bem como a sua capacidade em transmetalar em meio orgânico [23,

44, 45, 47].

Por outro lado a, reação de transmetalação de espécies organoestanho com íons

lantanídeos tem sido pouco estudada. Brunelli e colaboradores [48] estudaram a reação de

tetralilestanho com sais de lantanídeos e n-butil lítio com a obtenção de complexos

alillantaídeos do tipo LiCe(alil)4.

2.1.1 Reação com 4-bromocrotonato de etila

Os trabalhos na literatura têm descrito, na maioria dos casos, o sistema haletos de

crotila e cinamila para a regiosseletividade α, enquanto que 4-bromocrotonato de etila tem

sido pouco estudado. Até mesmo os trabalhos de Loh e colaboradores [34] limitam o uso

deste haleto para a reação mediada por índio com aldeídos alifáticos como cicloexanal ou

etanal, sendo observada uma boa regiosseletividade α .

Wang e colaboradores [31] estudaram a reação com brometo de crotila e 4-

bromocrotonato de etila na presença do benzaldeído. Na reação com 4-bromocrotonato de

etila, o uso da solução de 0,25 M de NaBF4 foi essencial na formação do aduto α em 75%

de rendimento como uma mistura dos isômeros Z e E. Por outro lado, Wang e

colaboradores observaram que quando a mesma reação foi realizada apenas em água

ocorreu somente à formação do aduto γ em 58% de rendimento e com uma

diastereosseletividade de 74:26 syn/anti.

Estes poucos dados descritos para a formação do aduto α usando 4-bromocrotonato

de etila indicam a necessidade de desenvolvimento de novos métodos de síntese desses

intermediários.

Assim foi iniciado o estudo da reação de 4-bromocrotonato de etila com

benzaldeído mediada por estanho em pó na presença de CeCl3.7H2O em água. Foram

testadas diversas condições reacionais (tempo e estequiometria), sendo observado que na

ausência de CeCl3.7H2O foi obtido apenas o produto de redução do 4-bromocrotonato de

etila e o aldeído de partida. No entanto, quando foi testada a reação na presença de 1,5

mmol de CeCl3.7H2O com 1,0 mmol de benzaldeído, 1,15mmol de 4-bromocrotonato de

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46

etila (75% de pureza) e 1,5 mmol de estanho metálico em 2 mL de água, foi observado

traços do aduto α. Vale salientar que durante o processo de extração com diclorometano

houve formação de uma emulsão que não se desfazia na presença de solução salina de

NaCl. A maior dificuldade encontrada foi à emulsão, o que levou à perda significativa de

rendimento bruto. Foram testados diferentes solventes na extração, tais como: acetato de

etila, clorofórmio e éter etílico, sendo observada a continuidade da emulsão. Sendo assim,

outras diferentes condições de extração foram propostas que resultaram somente na quebra

da emulsão através do uso de solução de HCl 2,0 M (~ 10 mL) e éter etílico como solvente

de extração.

Após a otimização das condições de extração das reações mediadas por estanho na

presença de CeCl3.7H2O, a reação foi repetida várias vezes sendo obtido um rendimento

bruto na faixa de 70-80%, determinado por RMN 1H utilizando uma solução 0,2 M de

acetona em clorofórmio deuterado na amostra bruta.

Foi determinado o rendimento de 45% para o aduto α 30 o (E) 5-hidroxi-5-

fenilpent-2-enoato de etila considerando a relação entre a integral do sinal dos hidrogênios

da acetona, padrão interno de concentração conhecida, com a integração do multipleto na

região de 2,6ppm correspondente aos prótons Hb, também foi recuperado benzaldeído de

partida em torno de 35% (esquema 2.3).

BrEtO

O

H2O

Sn CeCl3 7H2O

30 minutosPhCHO

Ph OEt

O

aduto (30)45%

HO Ha

Hb Hb

+PhCHO

4-bromocrotonato de etila

Esquema 2.3 Reação de Barbier entre o benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

A amostra bruta foi purificada através de coluna cromatográfica de sílica gel usando

uma mistura de cicloexano e acetato de etila (9:1), sendo observado benzaldeído, o produto

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47

de redução do 4-bromocrotonato de etila e o aduto α (30). O aduto α (30) puro foi

submetido à espectroscopia de RMN 1H, sendo observado um duplo dubleto em 4,8ppm

(Ha) e um multipleto em 2,60 a 2,70ppm (Hb). Além destes sinais característicos do aduto

α (30), foram observados prótons aromáticos bem como, dos grupos etoxi e alila. Os dados

de RMN 1H estão de acordo com os descritos na literatura [31].

Visando ainda melhorar as condições reacionais, as quantidades estequiométricas no

sistema foram variadas; uma vez que, sempre se observou o benzaldeído de partida ao final

da reação. Esta observação poderia estar relacionada à proporção de 1:1,5 de benzaldeído e

4-bromocrotonato de etila; pois, o reagente 4-bromocrotonato de etila é comercial apenas

com 75% de pureza. Essa percepção poderia de certa forma, justificar a presença do

benzaldeído ao final da reação.

É sabido que algumas reações de alilação descritas na literatura geralmente ocorrem

com um grande excesso do haleto alílico [49]. Em vista disso, foi testada a reação com um

excesso de 1,90 mmol de 4-bromocrotonato de etila para 1,0 mmol de benzaldeído e 1,5

mmol de estanho em pó e 1,5 mmol de CeCl3.7H2O em 2 mL de água, sendo verificado, ao

fim da reação, nenhum produto de adição e sim reagentes de partida e produto de redução

do 4-bromocrotonato de etila.

Como a maioria das reações utilizou quantidades equimolares do 4-bromocrotonato

de etila, Sn em pó e CeCl3.7H2O, foram iniciadas a variação das quantidades de Sn em pó e

do CeCl3.7H2O no sistema reacional. No entanto, estas variações levaram ao aduto α (30)

com rendimentos determinados por RMN 1H entre 15% e 20%.

Dados da literatura também mostram que as concentrações do meio reacional

influenciam nas reações de alilação de compostos carbonílicos [50]. A partir dessas

observações, a reação foi testada, variando o volume de água no sistema reacional. As

concentrações variaram de concentrada até diluída, não sendo observada nenhuma variação

significativa na formação do aduto α (30) na faixa de concentração de 0,5 a 0,05 M.

A fim de melhorar o rendimento, a reação foi testada na presença de KF. Segundo

Chan e Li [51], este sal atua como um bom ativador de metais como antimônio e alumínio

em meio aquoso, pois torna o pH do meio reacional levemente básico. Esperando o mesmo

resultado para a ativação do Sn em pó, foi testado a reação de 1,0 mmol de benzaldeído

para 1,5 mmol de 4-bromocrotonato de etila, estanho metálico e CeCl3.7H2O em 2 mL de

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48

solução aquosa de KF aproximadamente de 8 M. Foi verificado ao final da reação a

formação dos adutos α (30) e γ (31) o 2-(hidroxi-fenil-metil)-but-3-enoato de etila nas

proporções de 12% e 43%, respectivamente (esquema 2.4).

BrEtO

O

solução de KF

Sn CeCl3 7H2O

30 minutosPhCHO

Ph OEt

O

α

Ph

γaduto (31) em 43%

+

HO Ha

Hb CO2Et

OH

aduto (30) em 12%

Esquema 2.4 Reação de Barbier entre o benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila em

solução de KF.

Observou-se a formação do aduto γ (31) através da análise do espectro de RMN 1H,

sendo observada a presença dos dois diastereoisômeros (anti e syn), cuja proporção ficou na

faixa de 1:1. Os sinais correspondentes ao isômero anti foram em 3,4ppm ( J = 8,3 Hz)

correspondendo ao próton Hb na forma de um tripleto, e um dubleto em 4,9ppm ( J = 8,3

Hz) foi referente ao próton Ha. Para o diastereoisômero syn, foram observados os sinais

referentes ao próton Hb na região de 3,3ppm ( J = 6,4 Hz, J = 8,8 Hz) na forma de um

duplo dubleto e outro sinal em 5,0ppm ( J = 6,4 Hz) referente ao próton Ha na forma de

dubleto. Além desses sinais característicos do aduto γ (31), também foi observado o sinal

referente aos prótons aromáticos, os alílicos e os da etoxila do produto. A caracterização

dos diastereoisômeros foi baseada em dados da literatura da reação de benzaldeído com 4-

bromocrotonato de etila [31].

Em contrapartida, quando se testou a reação na presença de Sn e KF e na ausência

de CeCl3.7H2O só foi observado ao final da reação apenas benzaldeído e o produto de

redução do 4-bromocrotonato de etila.

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49

Ainda durante o estudo sistemático para a regiosseletividade α, dados de literatura

descreveram um aumento drástico da atividade CeCl3.7H2O pela presença de NaI, que atua

como um co-catalisador [45]. Até mesmo em reações de alilações de aldeídos por

aliltributilestananas em acetonitrila, o sistema CeCl3.7H2O-NaI tem sido utilizado com

excelentes rendimentos na formação do álcool homoalílico [50] (esquema 2.5).

R

O

+ SnBu3 CeCl3 7H2O, NaI

CH3CN R

OH

Esquema 2.5 Reação de alilação de aldeídos por aliltributilestanho.

Sabendo da importância do co-catalisador NaI para as reações com CeCl3.7H2O, foi

testado a reação de 1,0 mmol de benzaldeído com 1,15 mmol de 4-bromocrotonato de etila

mediada por 1,5 mmol de Sn metálico em presença de 1,5 mmol de CeCl3.7H2O para 0,015

mmol de NaI em 2 mL de água. Nestas condições foi observado apenas o aduto α (30) ao

final da reação com um rendimento na faixa de 40%, resultado similar ao obtido

anteriormente na ausência de NaI.

Igualmente, foi testada a reação em acetonitrila e acetonitrila/água, ambas na

presença e ausência do NaI. As reações realizadas em acetonitrila, em ambas as condições,

apresentaram no final da reação apenas os reagentes de partida e o produto de redução do 4-

bromocrotonato do etila. Nas reações realizadas em acetonitrila/água (1:1), foram

verificados reagentes de partidas e traços dos adutos α (30) e γ (31) e do produto de

redução do 4-bromocrotonato de etila. Os resultados obtidos em água foram melhores em

termos de rendimento e regiosseletividade dos que os observados em acetonitrila e

acetonitrila/água.

Apesar do rendimento observado para a reação de 4-bromocrotonato de etila com

benzaldeído mediada por Sn em pó na presença de CeCl3.7H2O em água estar na faixa de

45%, a formação do aduto α (30) foi regioespecífica. A metodologia é bastante simples e

não requer o tratamento dos reagentes. O uso do haleto alílico é de aproximadamente 1:1,1

em relação ao aldeído, pois foi utilizado o reagente 4-bromocrotonato de etila com 75% de

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50

pureza, sendo que as outras metodologias descritas utilizam diferentes excessos do haleto

que variam de 20% a 100% [49].

A metodologia foi estendida para outros aldeídos, onde a reação foi regioespecifica

dependendo do aldeído empregado, porém todos os adutos sintetizados são novos e não

estão descritos na literatura (tabela 2.1).

Tabela 2.1 Resultados da Reação de Barbier entre o 4-bromocrotonato de etila e aldeídos

aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados em meio aquoso.

Rendimento

Linha Aldeído Aduto α Aduto γ

1

heptanal

17%a (32)

-

2

hidrocinamaldeído

20%a (33)

-

3

3-metoxi-benzaldeído

38%b (34)

-

4

cinamaldeído

-

35%a (35)

5

3-formil-cromonac

-

22%a (36)

As reações foram realizadas nas quantidades de 1,0 mmol de aldeído para 1,15 mmol de 4-bromocrotonato de etila e 1,5 mmol de Sn metálico e CeCl3⋅7H2O em 2 mL de água. a – rendimento isolado, b – rendimento determinado por RMN 1H utilizando padrão interno, c – Foi utilizado 0,2 mL de dioxano como co-solvente no sistema reacional.

O

O

O

4

O

O O

O

H3CO

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51

Os produtos da reação realizada com heptanal (tabela 2.1, linha 1) foram purificados

através de coluna cromatográfica de sílica gel, utilizando cicloexano:acetato de etila (9:1).

Foram identificados o heptanal de partida, o produto de redução do 4-bromocrotonato de

etila e somente 17% do aduto α (32) com regiosseletividade α de 100%. Este composto

apresentou-se no espectro de RMN 1H o sinal referente ao próton Ha em 3,7ppm na forma

de quinteto e o próton Hb na região 2,3 a 2,4ppm na forma de multipleto, decisivos na

caracterização do aduto α. Também foram observados os sinais referentes aos prótons

alifáticos e alílicos desse composto.

OEt

O

Hb Hb

HO Ha

Aduto α (32) (E) 5-hidroxiundec-2-enoato de etila

Na reação realizada com hidrocinamaldeído (tabela 2.2, linha 2) foram obtidos após

coluna cromatográfica de sílica gel, utilizando cicloexano:acetato de etila (9:1),

hidrocinamaldeído de partida, o produto de redução do 4-bromocrotonato de etila e 20% do

aduto α (33) com regiosseletividade α de 100%. Este aduto α (33) apresentou no espectro

de RMN 1H o sinal em 3,8ppm na forma de quinteto referente ao próton Ha. Também

foram observados os sinais referentes aos prótons alifáticos e alílicos desse composto.

O

HO HaO

Aduto α (33) (E) 5-hidroxi-7-fenilhept-2-enoato de etila

Na reação com 3-metoxi-benzaldeído (tabela 2.1, linha 3) foi observado um

rendimento de 38%, calculado por RMN 1H, onde foi relacionado a integral dos

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52

hidrogênios da acetona (padrão interno) com o multipleto na região de 2,6ppm referente ao

aduto α (34). Foram identificados também 3-metoxi-benzaldeído de partida e o produto de

redução do 4-bromocrotonato de etila. Foi obtido um rendimento menor para a reação do 3-

metoxi-benzaldeído quando comparado com a reação do benzaldeído, o que pode ser

justificado pelo efeito doador do grupo metoxila que torna a carbonila do aldeído menos

eletrofílica, esse efeito é consistente com dados da literatura [3d].

Foi caracterizada a formação do aduto α (34) por espectroscopia de RMN 1H, após

coluna cromatográfica de sílica gel usando cicloexano e acetato de etila (9:1). Os principais

sinais desse aduto α (34) são observados no espectro de RMN 1H na forma de duplo

dubleto em 4,8ppm referente ao próton Ha, um multipleto em 2,5-2,6ppm referente aos

prótons Hb e um singleto em de 3,8ppm correspondente aos prótons da metoxila. Além dos

sinais característicos do aduto, foi observado o sinal dos prótons aromático, alílicos e da

etoxila.

OEt

HO Ha

OCH3

Hb Hb

O

Aduto α (34) (E) 5 hidroxi-5-(3-metoxifenil) pent-2-enoato de etila

Embora tenha sido observada uma boa regiosseletividade α para aldeídos

aromáticos e alifáticos, não foi conseguido o mesmo o para aldeídos α,β-insaturados, como

o cinamaldeído (tabela 2.1, linha 4) e 3-formil-cromona (tabela 2.1, linha 5) onde foi

observada somente a formação do regioisômero γ, ou seja, apenas adição 1,2. Em termos de

quimiosseletividade, somente a função aldeído é alilada frente à função cetona na molécula

bifuncional de 3-formil-cromona. Esta quimiosseletividade está de acordo com o recente

trabalho de Yadav e colaboradores para as reações de alilação na presença de CeCl3.7H2O

[52].

Os produtos das reações com cinamaldeído e 3-formil-cromona foram purificados

em coluna cromatográfica de sílica gel utilizando cicloexano e acetato de etila (9:1), foram

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53

revelados aldeídos de partida, o produto de redução do 4-bromocrotonato de etila e a

formação dos adutos γ que foram identificados por espectroscopia de RMN 1H, sendo

observados os diasteroisômeros syn e anti numa proporção de 1:1.

Para o aduto γ (35) obtido pela reação de cinamaldeído com 4-bromocrotonato de

etila (tabela 2.1, linha 4), a mistura dos diastereoisômeros syn e anti apresentaram um

multipleto na região de 4,5 a 4,6ppm referente ao próton Ha e outro multipleto na região de

3,2 a 3,3ppm referente ao próton Hb. Além desses sinais, foram observados os sinais dos

prótons aromáticos, alílicos e da etoxila do produto. HO Ha

Hb CO2Et

Aduto γ (35) (E) 3-hidroxi-5-fenil-2-vinilpent-4enoato de etila

Já para o aduto γ (36) obtido pela reação de 3-formil-cromona com 4-

bromocrotonato de etila (tabela 2.1, linha 5) a mistura dos diastereoisômeros syn e anti

apresentaram um dubleto em 4,8ppm referente ao próton Ha ( J = 7,5 Hz) e um tripleto em

3,8ppm ( J = 8,25 Hz) referente ao próton Hb. Além desses sinais, foram observados os

sinais referentes aos prótons do grupo cromil, alila e da etoxila do produto.

O

O HO Ha

Hb CO2Et

Aduto γ (36) 2-(hidroxi(4-oxo-4H-cromomen-3-il) metil)but-3-enoato de etila

Esses últimos resultados sugerem que CeCl3.7H2O promove uma alta

regiosseletividade α para a reação de 4-bromocrotonato de etila com aldeídos aromáticos e

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54

alifáticos na presença de estanho metálico em meio aquoso. A exceção foi observada para o

3-formil-cromona e o cinamaldeído onde foi observada a formação exclusiva dos adutos γ.

A influência do sal de lantanídeo e a estrutura do aldeído na regiosseletividade ainda

não estão determinadas. Até este momento não se tem dados suficientes para avaliar que

espécie organometálica está participando da reação, se ocorre ou não a transmetalação com

o sal de cério (III), ou se o lantanídeo atua apenas como ácido de Lewis.

Independentemente da espécie organoestanho gerada a partir do 4-bromocrotonato

de etila, o Ce(III) pode formar uma forte, mas ao mesmo tempo flexível ligação com o

oxigênio do grupo carbonila do aldeído e até mesmo com a carbonila do éster.

Contudo, foi verificado também para as reações com aldeídos α,β-insaturados uma

alta regiosseletividade γ que pode estar relacionada à estrutura do aldeído no mecanismo

reacional.

Considerando os resultados obtidos, era interessante avaliar a influência da estrutura

do haleto alílico substituído na posição γ na regiosseletividade da reação com aldeídos

aromáticos e alifáticos na presença de CeCl3.7H2O. Dessa forma, foi iniciada a síntese do

3-bromo-1-fenilsulfonil-1-propeno (39), uma vez que o grupo sulfona na molécula atua

como um bom retirador de elétrons e poderia complexar com o CeCl3.7H2O. Além disso, a

reação desse haleto com aldeído leva à formação de álcool homoalílico com a função

sulfona, este intermediário é importante em síntese orgânica, pois é base de várias

transformações sintéticas.

A síntese dessa molécula está discutida na literatura em três etapas, que consistem

inicialmente na reação de tiofenol com brometo de alila na presença de K2CO3 em CH2Cl2,

levando a formação do intermediário alil-fenil-sulfeto (37). Em seguida, este intermediário

foi oxidado com m-CPBA em CH2Cl2 para a formação do alil-fenil-sulfona (38).

Posteriormente, a alil-fenil-sulfona foi tratada com bromo em CCl4, sendo em seguida

adicionada trietilamina em THF a 0° C, levando ao desejado 3-bromo-1-fenilsulfonil-1-

propeno (39) [53] (esquema 2.6).

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55

Br

K2CO3, CH2Cl2

Et3N

PhS m-CPBA, CH2Cl2

0° CPh

S

Br2, CCl4

PhSH

1) EtN3

2) THF, O° C PhS Br

Br

PhS Br

O O OO

O O

Ha Ha

Hb

Hc

67%92%

75%

(37) (38)

(39)

Esquema 2.6 Síntese do 3-bromo-1-fenilsulfonil-1-propeno (39).

O produto (39) obtido foi caracterizado por RMN 1H, sendo observado um duplo

dubleto em 4,0ppm (3J = 6,75 Hz, 4J =1,35 Hz) referentes aos prótons Ha, um dublo tripleto

em 6,6ppm (Jtrans = 14,7 Hz, 4J = 1,35 Hz) referente ao próton Hc, um outro duplo tripleto

em 7,0ppm (Jtrans = 14,7 Hz, 3J = 6,57 Hz) referente ao próton Hb e os prótons referentes ao

anel aromático na forma de multipleto na região de 7,5 a 8,0ppm.

Com o 3-bromo-1-fenilsulfonil-1-propeno (39) em mãos, foi realizado a reação de

1,5 mmol desse haleto com 1,0 mmol benzaldeído mediada por 1,5 mmol de Sn em pó na

presença de 1,5 mmol de CeCl3.7H2O em 2 mL de água por 72 horas. Após esse tempo, não

foi observado o consumo do estanho, mas mesmo assim, a reação foi acidificada com 10

mL de HCl 2 M e extraída duas vezes com 15 mL de éter etílico, sendo todo solvente

concentrado. A análise por RMN 1H do extrato bruto apresentou ao final da reação apenas

os reagentes de partida e o produto de redução do 3-bromo-1-fenilsulfonil-1-propeno (39),

o alil-fenil-sulfona. Devido a não observação do consumo do estanho na reação, a mesma

foi testada com 192 horas, onde foi observado o consumo do estanho, porém foi verificado

após extração e análise por RMN 1H a possível formação do produto desejado em pequena

quantidade e em maior quantidade o produto de redução do 3-bromo-1-fenilsulfonil-1-

propeno (39). Além disso, foram testadas outras condições variando as quantidades dos

reagentes, bem como condições já descritas na literatura envolvendo estanho em meio

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56

aquoso [6, 31]. Estas reações tiveram como intuito determinar se o 3-bromo-1-fenilsulfonil-

1-propeno (39) poderia reagir com benzaldeído, no entanto, foram observadas em todas

condições testadas apenas reagentes de partidas e o produto de redução do 3-bromo-1-

fenilsulfonil-1-propeno (39).

2.1.2 Reação com brometo de crotila

Tentando ainda elucidar o possível efeito do CeCl3.7H2O na reação, foi iniciado o

estudo da reação para sistemas mais simples como brometo de crotila.

Considerando os dados da literatura de regiosseletividade e diastereosseletividade

para as reações de alilação mediadas por estanho [6, 31, 34], foi iniciado o estudo da reação

de brometo de crotila e benzaldeído na presença de CeCl3.7H2O em diferentes solventes,

tais como água, acetonitrila/água, dioxano, dimetilsulfóxido e metanol (esquema 2.7).

Br

Ph

Solvente

Sn CeCl3 7H2OPhCHO

30 minutos

aduto

aduto

+

Ph

HO Ha

Hb CH3

HO Ha

Hb Hb

CH3

(40)

(41)

brometo de crotila

Esquema 2.7 Reação de Barbier entre o benzaldeído e brometo de crotila em diferentes

solventes.

Inicialmente foi testada a seguinte condição reacional: 1,0 mmol de benzaldeído, 1,5

mmol de brometo de crotila, 1,5 mmol de estanho metálico em pó e 1,5 mmol de CeCl3

7H2O em 2 mL de solvente por 24 horas de agitação.

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57

A reação realizada em água como solvente levou apenas ao aduto γ (41) o 2-metil-1-

fenilbut-3-en-1-ol em até 80% de rendimento com uma mistura dos diastereoisômeros

syn/anti de 1:1. Foram obtidos resultados similares, em termos de rendimento e

diastereosseletividade, para a reação na ausência de CeCl3.7H2O. O consumo do metal foi

bem mais rápido para a reação realizada na presença de cério (III), indicando que este deve

estar atuando como um ácido de Lewis nestas condições.

Em solvente orgânico, foi iniciado o estudo com dioxano como solvente sendo

observado o consumo do metal após 24 horas. A reação foi extraída, concentrada e a

amostra dissolvida em clorofórmio deuterado contendo anisol como padrão interno. Nestas

condições foi observado o aduto γ (41) em 50% de rendimento e na proporção de 1:1 syn

/anti e o aldeído de partida em 37%. A reação foi repetida nas mesmas condições sendo

obtido um melhor rendimento global, de aproximadamente 98%, mas como uma mistura

dos adutos α (40) e γ (41) na razão de 66:32 e na proporção de 1:1 syn /anti. Novas

tentativas foram realizadas em condições similares, sendo observado novamente os adutos

α (40) e γ (41), porém com diferentes diastereosseletividade.

Nestas reações foi observada a formação de um sólido após a adição de clorofórmio

deuterado, o qual pode estar adsorvendo parte dos produtos levando com isso a uma

variação da concentração dos produtos em solução.

Visando avaliar a influência do sal de lantanídeo na regiosseletividade da alilação, a

reação foi testada também na ausência do sal de cério (III), sendo obtido um rendimento

global de 75%, mas com uma mistura dos adutos α (40) e γ (41) na proporção de 54:21 e na

proporção de 1:1 syn /anti.

A formação dos adutos α (40) e γ (41) foi observada através da análise dos

espectros de RMN 1H. Sendo que o aduto α (40) apresentou o sinal do próton Ha na forma

de um multipleto na região de 4,6-4,7ppm, os prótons Hb na forma de um multipleto na

região de 2,3-2,6ppm e um duplo dubleto referente aos prótons da metila na região de

1,6ppm (J = 6,8 Hz, J = 0,8 Hz). Para o aduto γ (41) foi observado por RMN 1H os dois

diastereoisômeros syn e anti. Sendo os sinais característicos para o isômero syn um dubleto

correspondente a metila em 1,0ppm (J = 6,9 Hz), um multipleto na região de 2,4-2,6ppm

referente ao próton Hb e um dubleto em 4,4ppm (J = 5,7 Hz) referente ao próton Ha. O

isômero anti apresentou os sinais característicos na região de 0,86ppm (J = 7,2 Hz) na

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58

forma de dubleto referente aos prótons da metila, um dubleto em 4,2ppm (J = 7,8 Hz)

referente ao próton Ha e um multipleto na região de 2,4-2,6ppm referente ao próton Hb.

Além dos sinais decisivos na caracterização dos adutos α (40) e γ (41), foram observados

os sinais referentes aos prótons alílicos e aromáticos desses produtos. Os dados de RMN 1H

estão de acordo com os descritos na literatura [31].

Considerando as dificuldades de reproduzir os rendimentos e principalmente a

seletividade nesta reação, a reação foi avaliada em diferentes intervalos de tempo. A

utilização do cloreto de cério dificulta uma análise direta da amostra por RMN 1H devido às

suas propriedades paramagnéticas.

Primeiramente a reação foi testada usando dioxano como solvente e na ausência de

CeCl3.7H2O, foram retiradas alíquotas da amostra nos seguintes intervalos de tempo: 30

minutos, 1 hora, 2 horas e 30 minutos, 7 horas e a reação foi finalizada com

aproximadamente 24 horas de agitação. Foi adicionado solução aquosa de HCl 2,0 M nas

alíquotas e extraída com éter etílico, a amostra foi concentrada e dissolvida em clorofórmio

contendo um padrão interno e analisada por RMN 1H.

O aduto α (40) foi apresentado em maior proporção nos primeiros 30 minutos de

reação, contudo se observou também o aduto γ (41), aldeído de partida e brometo de crotila.

Algumas alíquotas, como por exemplo, com 1 hora apresentaram um espectro de RMN 1H

bastante complexo e de difícil atribuição. A amostra com 7 horas apresentou um espectro

limpo com os adutos α (40) e γ (41). A diastereosseletividade nesta amostra foi muito alta,

sendo observado praticamente apenas o aduto syn. A última amostra analisada, após 24

horas, apresentou principalmente o aduto γ (41) como uma mistura de 6:4 dos

diastereoisômeros syn e anti, como pode ser visto na figura 2.2 abaixo.

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59

Figura 2.2 Espectro de RMN 1H da Reação de benzaldeído com brometo de crotila mediada por estanho em dioxano: a) 30 minutos de agitação b) 7 horas de agitação c) 24 horas de agitação.

Estes resultados são intrigantes, pois sugerem uma conversão do aduto α (40) no γ

(41). Outro ponto interessante é a variação na diastereosseletividade syn/anti, o que indica

α (CH=C)

α (CH3) dioxano

OCH3 (anisol) (a)

α (CH3)

γ (CH3) γ (CH3)

(b) (c)

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60

uma interconversão dos isômeros. Apesar do aduto α (40) ter sido observado após certo

tempo e ao final da reação ser observado apenas o aduto γ (41) em mais de um experimento

realizado, estes resultados são controversos, pois a literatura descreve a formação do aduto

γ inicialmente, produto cinético, e sua conversão no aduto α, produto termodinâmico,

através de um rearranjo 2-oxonio [3,3] sigmatrópico [34].

Para melhor avaliar esta reação a análise foi feita por RMN 1H em intervalos de

tempos menores e sem o tratamento da amostra. Os dados de RMN 1H mostraram apenas

material de partida em um intervalo de tempo de três horas, resultado este bem diferente

dos obtidos anteriormente com a finalização da reação com adição de solução 2 M de HCl.

A adição de ácido clorídrico ou ácido p-tolueno sulfônico na reação resultou na

formação do aduto γ (41) com aproximadamente 30 minutos, figura 2.3.

Figura 2.3 Espectro de RMN 1H da reação de benzaldeído com brometo de crotila e ácido p-toluenossulfônico mediada por estanho em dioxano com 30 minutos de agitação.

γ (CH3)

dioxano

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61

A reação utilizando acetonitrila como solvente apresentou um comportamento

similar ao observado em dioxano, foi observada no início da reação a mistura dos

regioisômeros α (40) e γ (41) com alta diastereosseletividade syn. No entanto, após 24

horas de agitação foi observado apenas o aduto γ (41) com diastereosseletividade syn/anti

de 6:4.

Então a reação foi testada em acetonitrila, na ausência do sal de Ce(III), sem o

tratamento da amostra. Foi observado apenas material de partida com até duas horas de

reação. Visando acelerar a reação, foi adicionado gotas de HCl(aq) concentrado, seguido da

agitação da amostra por 15 minutos. Após este intervalo de tempo, a amostra foi analisada

por RMN 1H, onde foi observado o consumo do benzaldeído e a presença apenas do aduto γ

(41).

Foram testados outros ácidos, como o ácido trifluoroacético e o ácido p-

toluenossulfônico. A reação realizada na presença de ácido trifluoroacético foi avaliada no

intervalo de 1 hora, sendo observado apenas os materiais de partida.

Resultados interessantes foram obtidos com ácido p-toluenossulfônico, com 25

minutos de reação foram observados os adutos α (40) e γ (41), sendo o aduto γ (41) com

diastereosseletividade syn/anti de 8:2, figura 2.4. Com o passar do tempo foi observado um

aumento na formação do aduto α (40) maior do que o aduto γ (41). Em relação à

diastereosseletividade não foi observada uma variação significativa. No entanto, a reação

parece não progredir após 2 horas de agitação. Este resultado deve estar relacionado com a

quantidade de ácido utilizada que, neste caso foi de 0,2 mmol % em relação ao aldeído, o

reagente limitante.

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62

Figura 2.4 Espectro de RMN 1H da reação de benzaldeído com brometo de crotila

mediada por estanho em acetonitrila deuterada com 25 minutos de agitação.

A reação também foi avaliada em dimetilsulfóxido deuterado, neste caso foi

utilizado o brometo de crotila como agente limitante. A reação bruta foi avaliada

diretamente por RMN 1H, sem nenhum tratamento. A agitação é de extrema importância

nessas reações, logo não foi observada reação durante a análise por RMN 1H. A primeira

análise com 15 minutos de reação apresentou materiais de partida e traços do aduto γ (41).

Após 30 minutos de agitação foi observado o aduto γ (41) com diastereosseletividade syn/

anti de 7:3, brometo de crotila e benzaldeído. Após 1 hora e 15 minutos praticamente todo

o brometo de crotila foi consumido. A reação foi mantida sob agitação por uma noite e

analisada novamente, sendo observado apenas o aduto γ (41) na proporção 1:1 syn/anti.

Visando avaliar o efeito de um meio prótico nestas reações, foi realizado um teste

inicial com metanol não deuterado. Após 40 minutos de reação não se observou mais o

aldeído de partida e apenas o aduto γ (41) na proporção 1:1 syn/anti.

α (CH3)

anisol

γ (CH3)

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63

A reação em metanol deverá ser repetida utilizando o brometo de crotila como

agente limitante, já que neste solvente o benzaldeído pode gerar o acetal, dificultando a

avaliação do final da reação pelo consumo do aldeído.

Os dados obtidos nos diferentes solventes mostram a complexidade em aperfeiçoar

as condições reacionais em termos de rendimento e principalmente de régio e

diastereosseletividade. A regiosseletividade foi totalmente alterada quando os solventes

utilizados foram o metanol e o dimetilsulfóxido em relação aos dioxano e acetonitrila. A

presença de catálise ácida é importante para a reação quando dioxano e acetonitrila são

utilizados, mas a regiosseletividade é afetada dependendo do ácido e do solvente.

O trabalho de Zhao e colaboradores [54], publicado recentemente, envolvendo a

reação de alilação com tributilalilestananas e aldeídos em acetonitrila apresentaram

resultados muito interessantes e que corroboram com os dados obtidos neste estudo. Estas

reações são catalisadas por ácidos carboxílicos, sendo que o melhor catalisador para a

reação com tributilalilestanana foi o ácido p-nitrobenzóico. Acidez e a solubilidade desses

ácidos carboxílicos são importantes para o controle da regiosseletividade α, sendo o melhor

resultado para a reação de crotilação de aldeídos obtido com o ácido trifluoroacético.

O acompanhamento da reação de brometo de crotila nos diferentes solventes

orgânicos deuterados é importante para se obter melhores espectros de RMN 1H e

principalmente para avaliar quantitativamente o progresso da reação. Esta informação

quantitativa é crucial para se determinar esta possível interconversão dos régio- e

diastereoisômeros.

Apesar dos resultados não estarem concluídos, um dado muito interessante é a

formação do aduto α (40) observado em acetonitrila e em dioxano em um intervalo de

tempo muito menor do que o descrito na literatura [32, 33, 34].

A proposta de Loh [34] descreve a importância do controle da quantidade de água

presente na reação para a formação dos adutos α e γ.

Os solventes foram utilizados sem um tratamento prévio, estando, portanto,

presentes traços de água.

No entanto, a formação do aduto α (40) nos primeiros minutos de reação, em

dioxano ou em acetonitrila, é discordante dos dados da literatura que propõem a formação

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64

deste regioisômero a partir de um rearranjo do aduto γ na presença de traços de aldeído e

sais metálicos.

O sal de cério (III) foi muito importante para a regiosseletividade α da reação de

alilação em água com o 4-bromocrotonato de etila. No entanto, esta regiosseletividade não

foi observada para a reação com o brometo de crotila, que levou exclusivamente ao aduto γ

(41).

Em contrapartida a utilização de solventes orgânicos para a reação com 4-

bromocrotonato de etila não levou aos produtos de adição, já para a reação com brometo de

crotila em acetonitrila ou dioxano a mistura dos regioisômeros foi observada na presença

ou não do sal de cério (III).

Estudos mais detalhados destes sistemas se fazem necessário para comprovar os

resultados obtidos e determinar o efeito do sal de lantanídeo na regiosseletividade da reação

de alilação.

Em paralelo aos estudos experimentais, foi iniciada uma colaboração com Professor

Ricardo Longo do Departamento de Química Fundamental com o objetivo de determinar as

estruturas moleculares e as estabilidades relativas dos modos de coordenação de compostos

alil-lantanídeos em meio aquoso e correlacioná-las com a seletividade de reações de

alilação.

Apesar da importância de reagentes organocério em reações de adição à carbonila

pouco se conhece a respeito de estrutura destes compostos [44, 47], bem como da estrutura

de outros alil-lantanídeos.

As estruturas dos complexos [Ln(η1-C3H5)(H2O)6]2+ e [Ln(η3-C3H5)(H2O)6]2+, onde

Ln = Ce e Yb, foram determinadas com o método DFT-B3LYP [55] com as seguintes

funções de bases para os átomos de carbono, oxigênio e hidrogênio: 6-311+G*, 6-311G* e

6-31-G** [56]. Para os lantanídeos, foram utilizadas funções de base (7s6p5d)/[5s4p3d]

para os elétrons de valência 5s2 5p6 e um potencial efetivo de caroço (ECP- “Effective Core

Potential”) do tipo MWB(Q = 11) que inclui os elétrons 4f n [57]. Todos os cálculos foram

realizados com o programa Gaussian 98 [58] sem nenhuma restrição geométrica, e

utilizando os critérios padrões do programa. As estruturas otimizadas de coordenação η1 e

η3 estão ilustradas na figura 2.5, para o caso de Ln = Ce.

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65

[Ce(η1-C3H5)(H2O)6]2+ [Ce(η3-C3H5)(H2O)6]2+

Figura 2.5 Estruturas otimizadas com o método B3LYP.

As distâncias Ln-C e Ln-O são em média 20 pm maiores para o íon Ce(III) do que

para o Yb(III), conforme a tabela 2.2.

Tabela 2.2 Distâncias de ligação (pm) para os complexos [Ln(η1-/η3-C3H5)(H2O)6]2+.

Ligação Ln = Ce / η1 Ln = Ce / η3 Ln = Yb / η1 Ln = Yb / η3

Ln–C 255 272 – 274 239 256 – 259

Ln–O 254 – 267 257 – 265 235 – 247 239 – 247

Estas diferenças são consistentes com as diferenças entre os raios iônicos dos

lantanídeos, isto é, Ce(III) = 103 pm e Yb(III) = 86 pm. Estas diferenças têm conseqüências

importantes na energia de complexação, pois se espera que o Yb(III) tenha uma densidade

de carga positiva muito maior que o Ce(III), tornando as ligações mais iônicas e mais fortes

com os ligantes doadores de elétrons. Além disso, observou-se que a coordenação η3 é mais

estável que η1 para ambos íons, mas esta estabilidade decresce de 42 kJ/mol para 16 kJ/mol

quando o íon lantanídeo muda de Ce(III) para Yb(III).

Similarmente, foram realizadas as determinações da estrutura dos complexos com o

grupo crotila, isto é, [Ln(η1-C4H7)(H2O)6]2+ e [Ln(η3-C4H7)(H2O)6]2+, onde Ln = Ce e Yb.

No caso de Ln = Ce, foram realizadas várias tentativas sem sucesso para a obtenção do

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66

modo de complexação η1, o qual convergia para o modo η3, conforme ilustrado na figura

2.6.

otimização

265 pm

282 pm

Figura 2.6 Otimizações com o método B3LYP, partindo-se do modo η1 leva ao modo η3.

Para o caso deste complexo com Yb(III) os modos de coordenação η1 e η3 foram

obtidos e estão ilustrados na figura 2.7.

244 pm

280 pm

238 pm

[Yb(η1-C4H7)(H2O)6]2+ [Yb(η3-C4H7)(H2O)6]2+

Figura 2.7 Estrutura otimizadas com o método B3LYP.

Novamente, o modo η3 é mais estável que o η1, mas somente por 11,9 kJ/mol,

indicando uma fluxonalidade desta estrutura.

As densidades eletrônicas, aproximadas pelas cargas atômicas líquidas de Mulliken,

estão apresentadas na figura 2.8 para os átomos de carbono do grupo crotila.

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67

–1,10 +0,001–0,22 –1,02

+0,13

–0,27

–0,90–1,27 –1,15 –0,07

–0,04–0,96

[Ce(η3-C4H7)(H2O)6]2+ [Yb(η1-C4H7)(H2O)6]2+ [Yb(η3-C4H7)(H2O)6]2+

Figura 2.8 Cargas atômicas de Mulliken calculadas com o método B3LYP.

Os resultados apresentados na figura 2.8 indicam que há diferenças nas cargas

atômicas, e, por conseguinte na nucleofilicidade, devido ao tipo de complexação η1 × η3,

para os complexos com Yb(III).

Os valores das principais distâncias de ligação das estruturas otimizadas estão

apresentados na figura 2.9.

[Ce(η3-C4H7)(H2O)6]2+ [Yb(η1-C4H7)(H2O)6]2+ [Yb(η3-C4H7)(H2O)6]2+

Figura 2.9 Principais distâncias de ligação (Å) calculadas com o método B3LYP.

Observa-se que devido à assimetria do grupo crotila, existe uma localização de

densidade eletrônica na ligação entre os átomos de carbono próximos ao grupo metila,

tornando-se esta ligação com um forte caráter de dupla, pois suas distâncias variam de 1,35

até 1,38 Å. Isto indica que num ataque nucleofílico, a dupla ligação no aduto α (40) estará

praticamente formada, levando então ao estado de transição posterior (“late TS”) para este

aduto.

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68

Portanto, uma análise dos resultados das figuras 2.8 e 2.9 indicam o favorecimento

do aduto α (40), mas sem seletividade significativa entre os dois íons lantanídeos. Pelo

menos para o íon Ce(III), estes resultados não são consistentes com as observações

experimentais que indicam a formação somente do aduto γ (41) quando a reação de alilação

do benzaldeído é realizada em meio aquoso. Logo, estão sendo realizados cálculos para a

determinação dos estados de transição do ataque nucleofílico destes complexos ao

benzaldeído que levam a formação dos adutos α (40) e γ (41), numa tentativa de determinar

se existem correlações entre as energias de ativação e as observações experimentais, e com

isso, elucidar o papel dos íons lantanídeos nestas reações.

Cabe ressaltar que estes resultados também não são suficientes para explicar a

seletividade observada em meio orgânico para a formação dos adutos α (40) e γ (41), como

ilustrado na figura 2.1. Logo, estão em andamento cálculos para a determinação das

estruturas destes complexos onde as moléculas de água foram substituídas por dimetiléter

(CH3OCH3), numa tentativa de simular o meio orgânico (THF).

2.1.3 Reação com brometo de alila

Desde que os estudos computacionais não explicaram o efeito do Ce(III) na

regiosseletividade observada em meio aquoso para o brometo de crotila, foi realizada a

investigação da sua influência na reação de brometo de alila e benzaldeído em meio

aquoso.

Numerosos exemplos têm sido descritos para reações de alilação envolvendo

brometo de alila em meio aquoso [3, 6, 49]. Essas reações geralmente precisam ser

catalisadas por ácidos inorgânicos, aquecidos ou promovidas por ultra-som para ocorrerem

[11]. Por outro lado, a utilização de sais de cério tem sido descrita recentemente em reações

de alilação envolvendo compostos de alilestanhos pré-formados com compostos

carbonílicos em acetonitrila com bastante sucesso [50, 52].

Em vista desses resultados e com o intuito de observar o possível efeito do Ce (III)

nas reações de alilação, foi iniciado o teste da reação de 1mmol de benzaldeído para

quantidades equivalentes de 1,5 mmol de brometo de alila, estanho metálico e CeCl3.7H2O

em 2 mL de água, por um período de 15 horas. No entanto, foram observados os

rendimentos iniciais na faixa de 60%, tentando averiguar uma melhor condição a reação foi

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69

O

H3CO

O

O O

OH

H3CO

O

testada com 0,75 mmol de CeCl3.7H2O onde foi obtido um rendimento de 86% do álcool

homoalílico. A partir dessa condição encontrada, essa metodologia foi estendida para

aldeídos, aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados, estando os resultados sumarizados na

tabela 2.3 (esquema 2.8).

Tabela 2.3 Reação de Barbier entre o brometo de alila com aldeídos aromáticos, alifáticos

e α,β-insaturados em meio aquoso.

Linha Aldeído Produto Rendimento

%

1

Benzaldeído

1-fenil-but-3-en-1-ol

86

2

3-metoxi-benzaldeído

1-(3-metoxi-fenil)-but-3-en-1-ol

60

3

Heptanal

Dec-1-en-4-ol

30

4

Cinamaldeído

1-fenil-hexa-1,5-dien-3-ol

90

5

3-formil-cromonaa

3-(1-hidroxi-but-3-enil)-cromen-4-one

50

Todas as reações foram agitadas por 15 horas e acidificada com 10 mL de HCl 2 M a) Foi utilizado 0,2 mL de dioxano como co-solvente no sistema reacional.

O

4

O OH

OH

4

OH

O

O OH

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70

Br

H2O

Sn CeCl3 7H2O

30 minutos R

OHO

R Esquema 2.8 Reação de Barbier entre aldeídos e brometo de alila.

Na reação envolvendo 3-metoxi-benzaldeído (tabela 2.3, linha 2) o rendimento

observado estava de acordo com aqueles descritos na literatura para esse tipo de reação em

meio aquoso [3d]. Sendo este resultado muito mais pronunciado em relação ao trabalho de

Baba e colaboradores [59] para a reação de alilação de anisaldeído por tetralilestanho em

tolueno.

Um baixo rendimento do álcool homoalílico foi observado na reação de heptanal

com brometo de alila (tabela 2.3, linha 3), sendo necessário investigar e propor novas

condições para o sistema reacional.

Para as reações envolvendo aldeídos α,β-insaturados como cinamaldeído e 3-

formil-cromona (tabela 2.3, linhas 4 e 5), foi observado novamente o produto de adição 1,2.

Entretanto, na molécula bifuncional 3-formil-cromona somente a função aldeído foi alilada

frente a função cetona.

Os resultados sumarizados na tabela 2.3 mostraram que reações de alilação por

brometo de alila mediada por estanho metálico na presença de CeCl3.7H2O in situ levam à

formação de álcool homoalílico em rendimentos de moderados a bom, porém novas

condições, bem como o uso de outros aldeídos, serão testadas em nosso laboratório.

Todos os rendimentos foram determinados pela adição à amostra bruta de uma

solução de concentração de 0,2 M do padrão interno em clorofórmio deuterado. A escolha

do padrão interno, anisol, acetona ou cicloexano, dependeu do aldeído utilizado. Onde foi

considerada a relação entre a integral dos hidrogênios do padrão interno, com a integração

do tripleto na região de 4,6 a 4,9ppm do produto. Todos os compostos foram purificados

através de coluna cromatográfica de sílica gel usando cicloexano e acetato de etila (9:1). As

caracterizações dos compostos foram determinadas por espectroscopia de RMN 1H, sendo

confirmados por dados já descritos na literatura [31, 59, 60].

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71

Os resultados obtidos até então indicam que o sal de Ce(III) desempenha um papel

importante nas reações de alilação, principalmente para a reação com 4-bromocrotonato de

etila.

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72

2.2 Reação de formação de alilestananas

Os compostos de alilestananas são freqüentemente utilizados em síntese orgânica,

pois levam a formação de uma nova ligação carbono-carbono [46]. Geralmente estas

reações são promovidas por ácidos de Lewis, principalmente, em reações de adição a

carbonila. Pois, os ácidos de Lewis coordenam com o oxigênio da carbonila tornando-a

mais eletrofílica, o que facilita a adição do composto de alilestananas. Em suma, vários

trabalhos têm mostrado que compostos de alilestananas e crotilestananas reagem

primeiramente com ácidos de Lewis tais como: SnCl4 [61], BuSnCl3 [62] e Bu2SnCl2 [63],

levando a formação de novas espécies organoestanho. Estas novas espécies formadas são

interessantes do ponto de vista de reatividade e seletividade, pois são bem mais versáteis.

Todavia, poucos são os dados na formação de espécies alilestananas e crotilestananas pela

reação direta de haletos alílicos com estanho in situ [6, 8]. O que leva a necessidade de

desenvolver novos métodos de síntese desses compostos bem como a caracterização de

qual espécie organoestanho esta sendo formada na reação.

Então, considerando que a reação do tipo Barbier entre aldeídos e brometo de alila

mediada por estanho em meio aquoso na presença de Ce(III) levou ao produto de adição em

rendimentos de moderados a bons (tabela 2.3). Este sistema poderia ser utilizado como

modelo para o estudo mais detalhado das possíveis espécies envolvidas durante a reação.

Assim, a reação entre o benzaldeído e brometo de alila que apresentou um excelente

resultado (tabela 2.3, linha 1), passou a ser realizada em água deuterada, onde foi

acompanhada por RMN 1H. Entretanto, foi observada por espectro de RMN 1H uma banda

larga, devido ao efeito paramagnético do cério. Assim o comportamento da reação passou a

ser analisada na ausência do CeCl3 por um período de 4 horas. Após 4 horas de reação, uma

alíquota do sistema reacional foi analisada, nesta foram detectados benzaldeído e brometo

de alila de partida. Em vista desse resultado, a reação foi deixada sob agitação magnética

por um período de 16 horas. Onde após esse período, uma segunda alíquota foi retirada e

analisada, não sendo mais observado reagente de partida e sim produto de alilação. Porém,

foi observado um dubleto de baixa intensidade em 2,4ppm provavelmente correspondendo

a uma espécie organoestanho, essa observação foi baseada em dados da literatura [14].

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73

Sendo assim, a análise da reação passou a ser feita na ausência de benzaldeído, pois

era acreditado que a espécie organoestanho formada reage instantaneamente com

benzaldeído, só sendo possível sua detecção após todo consumo do benzaldeído. Dessa

forma, a reação foi realizada na presença de 1 mmol de brometo de alila , 0,5 mmol de

estanho e 1 mL de água deuterada. Essa reação foi analisada por RMN 1H, após uma noite

sob agitação magnética, onde foi observado novamente o dubleto na região de 2,4ppm em

maior intensidade e brometo de alila. Segundo estudos realizados por Chan e colaboradores

usando condições similares, o sinal referente a um dubleto em 2,4ppm corresponde aos

prótons ligados ao carbono α da espécie dibrometo de dialilestanho (IV) (42) (esquema

2.9).

Br SnD2O

SnBr2

2

(42)

Esquema 2.9 Formação do dibrometo de dialilestanho (IV) em água deuterada.

Embora se tenha observado a mesma espécie descrita por Chan e colaboradores

[14], o mais intrigante é a formação dessa espécie a temperatura ambiente sem a

necessidade de catalisador e aquecimento. Pois, Chan e colaboradores descreveram

inicialmente a formação de uma espécie com deslocamento em 2,2ppm quando a reação foi

realizada a 60°C, no entanto, quando a reação foi aquecida na faixa de 60°C a 80°C ou com

adição de HBr(aq) ocorreu a formação do dibrometo de dialilestanho em 2,4ppm (42). A

espécie inicialmente formada em 2,2ppm foi caracterizada por Chan como brometo de

alilestanho (II) [14]. Encorajados com esses resultados, a mesma reação foi repetida, onde

foi confirmado a mesma espécie em 2,4ppm e com constante de acoplamento 2J(119Sn, 1H)

de 123 Hz. No entanto, quando essa espécie foi extraída com clorofórmio deuterado e

analisada por RMN 1H, um novo dubleto foi detectado na região de 2,8ppm e com

constante de acoplamento 2J(119Sn, 1H) de 77 Hz.

Estudos feitos por Naruta e colaboradores [64] para a reação de tetralilestanho com

SnCl4 em clorofórmio mostraram a formação das espécies organoestanho (IV), entre elas a

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74

espécie dicloreto de dialilestanho apresentou um dubleto em 2,7ppm com constante de

acoplamento 2J(119Sn, 1H) de 81 Hz.

Dados de RMN para compostos organoestanho do tipo R(4-n)SnXn mostram que a

blindagem do hidrogênio e a constante de acoplamento 2J(119Sn, 1H) aumentam com a

eletronegatividade do halogênio [39]. Portanto, esses dados junto com os de Naruta e

colaboradores corroboram a formação da espécie dibrometo de dialilestanho (42) em

clorofórmio deuterado, pois a variação da blindagem e da constante de acoplamento é

consistente com a literatura.

Porém, o deslocamento químico do próton desta espécie é afetado pelo solvente,

sendo observado para a água deuterada em 2,4ppm e para o clorofórmio deuterado em

2,8ppm. A espécie dibrometo de dialilestanho (42) deve apresentar moléculas de D2O na

esfera de coordenação o que causa uma maior blindagem dessa espécie em relação a

espécie em clorofórmio. Este efeito está relacionado à coordenação do estanho, estando

descrito na literatura que o aumento no número de coordenação do estanho aumenta a sua

blindagem [39].

Animados com esses resultados iniciais, estudos mais detalhados das espécies

organoestanho em água foram realizados. Embora haja a descrição de algumas possíveis

espécies alilestanho nas reações de alilação em água [14, 65], esses estudos limitam a

caracterização dessas espécies somente por RMN 1H. Por isso, o estudo proposto consistiu

em avaliar a reação não só por RMN 1H, mas também por RMN 119Sn, justamente para se

ter à certeza da formação das espécies organoestanho. Além disso, os trabalhos descritos na

literatura apresentam dados somente em CDCl3 para as espécies cloroalilestananas

utilizando RMN 1H e RMN 119Sn [64], porém não há dados descritos para as espécies

bromoalilestananas em CDCl3 e poucos são os dados de compostos organoestanho em D2O

[14]. Nesse ponto, a ressonância magnética nuclear de 119Sn, é uma ferramenta importante,

uma vez que, permite a ressonância do estanho na própria água, ou seja, no próprio meio

reacional.

Pensando assim, a reação na obtenção do dibrometo de dialilestanho (42) foi

novamente realizada, onde foi observado o deslocamento químico no espectro de RMN 119Sn de –450ppm em D2O e após extração com CDCL3 em –23ppm. Os padrões utilizados

para o RMN 119Sn foram cloreto de estanho II com deslocamento químico de –624ppm para

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água deuterada e cloreto de tributilestanho com deslocamento químico de 124ppm em

relação ao tetrametil estanho [39], quando foi utilizado CDCl3.

Ainda investigando essa mesma reação, esta foi realizada dessa vez em água

destilada por um período de 24 horas, sendo o meio reacional em seguida analisado por

RMN 1H. Foi observada no espectro de RMN 1H uma banda larga na região de 4 a 6ppm

referente aos prótons da água. Sendo assim, a fase aquosa foi extraída com CDCl3 e

analisada por RMN 1H, o espectro da reação mostrou somente álcool homoalílico como

produto de hidrólise e propeno como produto de redução.

Esse dado mostra que a formação da espécie organoestanho é influenciada pelo

tempo reacional. Contudo, a reação foi realizada em torno de 12 horas e após esse tempo a

reação foi extraída com CDCl3 e analisada por RMN sendo observado a espécie dibrometo

de dialilestanho (42) em 2,8ppm por RMN 1H e em –23ppm por RMN 119Sn.

Novamente a mesma reação foi refeita em torno de 4 horas, onde foi verificado no

espectro de RMN 1H após extração com CDCl3 o dibrometo de dialilestanho (42) em

2,8ppm (J = 77 Hz) e um novo sinal, referente a um dubleto em 2,4ppm com constante de

acoplamento 2J(119Sn, 1H) de 68 Hz. A análise de RMN 119Sn para essa amostra confirmou

o dibrometo de dialilestanho (42) em –23ppm; porém, um novo sinal surgiu na região de

9,3ppm confirmando a presença de uma nova espécie de organoestanho. A nova espécie foi

caracterizada como sendo o brometo de trialilestanho (43), pois essa espécie tem

deslocamento químico de próton semelhantemente ao da espécie cloreto de trialilestanho

em 2,29ppm e constante de acoplamento 2J(119Sn, 1H) de 69 Hz descritos por Naruta e

colaboradores [64].

Entretanto, o deslocamento de ressonância de 119Sn observado por Naruta e

colaboradores para as espécies cloreto de trialilestanho e dicloreto de dialilestanho foram de

58ppm e 46ppm. A variação do deslocamento dessas espécies está relacionado ao efeito de

blindagem que 119Sn sofre com aumento do número de átomos de halogênio na molécula.

Isto pode ser explicado assumindo que as interações intramolecular do par isolado do

halogênio e os orbitais d vazios do estanho contribuem fortemente para os altos valores de

deslocamento do estanho [39]. Portanto, esse mesmo efeito foi observado em CDCl3 para o

brometo de trialilestanho (43) em 9,3ppm e dibrometo de dialilestanho (42) em –23ppm, ou

seja, o número de átomos de bromo levou a um aumento de blindagem. Em relação á

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constante de acoplamento 2J(119Sn, 1H) é dito na literatura que ela aumenta com a

eletronegatividade do halogênio, isso é explicado pela teoria de Bent [39], a qual diz que a

concentração dos elétrons s se situam preferencialmente no sítio da ligação Sn-C-H,

aumentando o caráter p da ligação halogenio estanho. Sendo assim, as espécies brometo de

trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42) com constante de acoplamento de 68

Hz e 77 Hz são menores em relação ao cloreto de trialilestanho 69 Hz e dicloreto de

dialilestanho 81 Hz.

A observação das espécies brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de

dialilestanho (42), esquema 2.10, sugere um equilíbrio entre essas espécies com o tempo de

reação em torno de 4 horas.

Br Sn

H2O

SnBr2

2

SnBr

34 horas

(43) (42)+

Esquema 2.10 Formação do brometo de trialilestanho e dibrometo de dialilestanho em

água destilada.

Em vista dos resultados observados, a mesma reação passou a ser examinada em

intervalos ainda menor de tempo, como por exemplo, em torno de 40 minutos. Após esse

tempo, a fase aquosa foi extraída com CDCl3 e analisada por RMN 1H, onde foi percebida a

formação da espécie brometo de trialilestanho (42) em 2,4ppm já observada anteriormente

e um novo dubleto em 1,9ppm. O dubleto na região de 1,9ppm e com constante de

acoplamento 2J(119Sn, 1H) de 63 Hz, foi caracterizado como sendo a espécie tetralilestanho

(44) a partir de dados já descritos na literatura [64, 66].

Visando avaliar se estas espécies se encontram no equilíbrio, foi realizado o

experimento 2D EXSY (Exchange Spectroscopy) utilizando diferentes tempos de mistura

tmix (mixing time) , sendo observada a troca química entre as espécies tetralilestanho (44) e

brometo de trialilestanho (43) através dos picos de cruzamento. Um resultado interessante

observado neste experimento são os picos de cruzamento observados na região dos prótons

da dupla ligação, o que sugere a existência de processos fluxionais. Outros picos de

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cruzamento também foram observados entre o tetralilestanho (44) (1,9ppm) e o propeno

(1,6ppm) figura 2.10.

(b)

(c)

Figura 2.10 Espectro EXSY das espécies tetralilestanho e monobromo de trialilestanho

(a) Troca química entre o tetralilestanho e brometo de trialilestanho (b) Troca química

entre o tetralilestanho e propeno (c) Espectro EXSY expandido.

A partir do experimento EXSY foi possível determinar a constante de velocidade de

troca do grupo alila de acordo com a equação (1) abaixo:

(a)

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⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+

=11ln1

rr

tk

mix

(1) onde

( )( ) ( )2

4

BABAAB

BBAABA

XXIIIIXX

r−−+

+=

Onde: r é o fator, κ constante de troca, X fração molar de A e B e I volume do pico.

A melhor correlação foi vista quando foi utilizado o tempo de mistura de 500ms. A

partir deste resultado foi calculada a constante de troca (k) que foi de 0,6 s–1, indicando que

esses compostos são moderadamente lábeis.

Devido ao fato do tempo reacional influenciar na formação das espécies

organoestanho, a reação em água destilada após extração por CDCl3 foi acompanhada em

intervalos de tempos diferentes. Nos primeiros 40 minutos, foram observadas as espécies

tetralilestanho (44) em 1,9ppm e brometo de trialilestanho (43) em 2,4ppm e brometo de

alila, figura 2.11.

Figura 2.11 Formação das espécies tetralilestanho e brometo de trialilestanho com 40

minutos de reação.

Sn

4(44)

SnBr

3(43)

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79

No entanto, quando a reação foi analisada com 2 horas não foi observada mais a

espécie tetralilestanho (44) em 1,9ppm e sim as espécies brometo de trialilestanho (43) em

2,4ppm já vistam anteriormente e a espécie dibrometo de dialilestanho (42) em 2,8ppm.

Nesse experimento foram observados que as espécies organoestanho formadas em água

ocorrem através de uma reação de despropocionamento e que inicialmente há um

despropocionamento do tetralilestanho (44) para brometo de trialilestanho (43), sendo

observado, com o passar do tempo, um consumo da espécie tetralilestanho (44) com

formação do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

Interessantemente, foi detectada com 12 horas de reação somente a espécie dibrometo de

dialilestanho (42). Ou seja, as espécies organoestanho são convertidas, no decorrer do

tempo para o dibrometo de dialilestanho (42), figura 2.12 (esquema 2.11).

Br Sn

H2O

Sn

4

SnBr

3

SnBr

3

SnBr2

2

4 horas

SnBr2

2

12 horas

24 horas

OH+

Propeno Álcool homoalílico

2 horas (44) (43)

(43) (42)(42)

+

+

Esquema 2.11 Influência do tempo reacional na formação das espécies organoestanho.

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80

Figura 2.12 Formação das espécies tetralilestanho, brometo de trialilestanho e dibrometo

de dialiestanho em intervalos de tempos diferentes.

Sabendo que as condições reacionais, como temperatura e pH, influenciam

fortemente essas reações organometálicas, foram iniciados os testes variando o pH

reacional, onde condições básicas e tamponadas foram testadas. Para as reações em

condições básicas usando CaCO3 não foi observada nenhuma espécie organoestanho.

Entretanto, quando a reação foi testada na presença de 1,0 g de fosfato de potássio dibásico

(K2HPO4) com pH = 12, foi observada uma única espécie após extração com CDCl3 em

Sn

4(44)

SnBr

3(43)

SnBr2

2(42)

1 hora

4 horas

2 horas

0,5 hora

5 horas

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1,9ppm correspondente ao tetralilestanho (44). Esta amostra foi analisada por RMN 119Sn,

sendo observado um pico em –79ppm confirmando a formação de uma espécie

organoestanho. O deslocamento químico de 119Sn observado é diferente do 119Sn em –

48ppm descrito por Naruta e colaboradores [64]. Neste trabalho Naruta estuda o

comportamento de tributilalilestanana e tetralilestanho pré-formados com ácidos de Lewis.

A preparação do composto tetralilestanho (44) não é discutida, o que indica o uso do

composto comercial. É importante salientar que compostos organoestanho formam

complexos de coordenação com solventes oxigenados, o que influenciaria no deslocamento

químico do estanho. Já o tetralilestanho (44) sintetizado em solução aquosa básica de pH

=12 deve conter moléculas de água coordenadas com o estanho. Mesmo após extração com

CDCl3, essa coordenação deve se manter, aumentando a blindagem do estanho, o que pode

explicar a diferença observada no deslocamento químico do 119Sn em relação ao da

literatura.

Quando a reação foi realizada em solução tampão de uma mistura equimolar de

fosfato de potássio dibásico e monobásico (K2HPO4/KH2PO4), com pH = 7 também foi

percebida somente a espécie tetralilestanho (44) em 1,9ppm após extração com CDCl3. Em

relação à temperatura reacional a reação foi realizada a 0°C em água destilada e

acompanhada em intervalos de tempo de 30 minutos a 4 horas. Em todos os intervalos

analisados só foi observado por RMN 1H brometo de alila de partida.

Não foi possível realizar essas reações em tampões ácidos com pH 4 e 5, pois em

todas as tentativas feitas, ocorreu a variação do pH chegando a pH = 1, mesmo pH

observado para as reações em água destilada. Esse fato pode estar associado à hidrólise de

sais de estanho e ao HBr formado no curso da reação.

Contudo, a reação em água destilada foi repetida para obter as espécies brometo de

trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42). Após a confirmação por RMN 1H em

CDCl3, essa amostra foi aquecida no próprio aparelho de RMN até 55°C, não sendo

observada nenhuma mudança no equilíbrio reacional. A essa amostra foi adicionado gotas

de HBr(aq) e a análise de RMN 1H foi refeita, sendo observado um novo dubleto na região

de 3,3ppm. Porém foi observado o consumo da espécie brometo de trialilestanho (43)

restando à espécie dibrometo de dialilestanho (42) em 2,8ppm junto com a nova espécie em

3,3ppm. A nova espécie em 3,3ppm apresentou a constate de acoplamento 2J(119Sn, 1H) de

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106 Hz e foi caracterizada como sendo o tribrometo de alilestanho (45), pois dados da

literatura para a espécie tricloreto de alilestanho indicam um deslocamento químico de

3,14ppm [64] (esquema 2.12).

Br Sn

H2O

SnBr3

4 horas

SnBr

3

SnBr2

2

SnBr2

2

HBr(aq)

(43) (42)

(42) (45)

+

++

Esquema 2.12 Adição de HBr(aq) nas espécies brometo de trialilestanho e dibrometo de

dialilestanho.

Em seguida, o RMN 119Sn foi analisado sendo observado um sinal em –205ppm

para o tribrometo de alilestanho (45).

Com esse resultado em mãos, foi iniciado a investigação da adição de HBr(aq) na

espécie tetralilestanho (44). A essa espécie em CDCl3 foi adicionado, gota a gota, HBr(aq),

sendo observado no espectro de RMN 1H a formação das espécies brometo de trialilestanho

(43) em 2,4ppm e dibrometo de dialilestanho (42) em 2,8ppm, junto com o produto de

redução propeno em 1,6ppm. Por conseguinte, foi adicionado mais gotas de HBr(aq), nesse

ponto não foi possível ver mais a espécie brometo de trialilestanho (43) e sim as espécies

dibrometo de dialilestanho (42) em 2,8ppm, tribrometo de alilestanho (45) em 3,3ppm e

propeno, figura 2.13 (esquema 2.13).

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gotas de HBr(aq)

CDCl3

SnBr

4

SnBr

3

SnBr2

2(44) (42)(43)Propeno

gotas de HBr(aq)

SnBr2

2(42)

SnBr3

(45) Propeno

+

+

+

+

Esquema 2.13 Adição de HBr(aq) ao tetralilestanho em CDCl3.

Figura 2.13 Formação das espécies brometo de trialilestanho, dibrometo de dialilestanho,

tribrometo de alilestanho e propeno pela adição de HBr(aq) ao tetralilestanho. (a)

Tetralilestanho (b) Brometo de trialilestanho, dibrometo de dialilestanho e propeno (c)

Dibrometo de dialilestanho, tribrometo de alilestanho e propeno.

Visando comparar os resultados com os da literatura para as espécies

cloroalilestananas, foi adicionado HCl(aq) ao tetralilestanho (44) onde foi observado a

(a) (b) (c)

(42)

(43)

(44)

(45)

(42)

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formação das espécies cloreto de trialilestanho e dicloreto de dialilestanho com

deslocamento químico de próton de 2,29ppm e 2,70ppm, resultados iguais aos já descritos

na literatura. O RMN 119Sn dessa amostra foi realizado, sendo observado os sinais em

26,6ppm, 11,9ppm e –79ppm referente ao tetralilestanho ainda presente. Entretanto, estes

sinais não apresentam o mesmo deslocamento químico para as mesmas espécies descritas

na literatura, mas mantém uma mesma seqüência de deslocamento químico, tabela 2.4.

Comparados com os valores da literatura, foi observada uma variação sistemática dos

deslocamentos químicos de todas as espécies de um valor de aproximadamente 30ppm mais

blindado.

Dados da literatura de complexos do tipo (Et2O)nSnCl4, onde n é igual a 1 ou a 2,

apresentam diferença de deslocamento químico de aproximadamente 20ppm [67], o que

corroboram com os nossos dados. Esse efeito pode estar relacionado à coordenação do

estanho com as moléculas de água no meio reacional. Pois o tetralilestanho (44) foi obtido

através de uma reação realizada em água com sua extração com clorofórmio, o que pode

justificar a presença de molécula de água coordenada, além disso, foi adicionado a essa

espécie HCl(aq). Em seguida, foi adicionado mais gotas de HCl(aq) não sendo observado a

espécie tricloreto de alilestanho e sim propeno como produto de redução.

Tabela 2.4 Dados de RMN 1H e 119Sn descritos na literatura e dados de RMN de 119Sn

observados para as espécies alilestananas.

Alilestananas

( )1 Hppmδ do

grupo CH2

(literatura)

( )119 Snppmδ

(literatura)

( )1 Hppmδ do

grupo CH2

(literatura)

( )119 Snppmδ

(observado)

Dicloreto de

dialilestanho 2,70 81 46 11,9

Cloreto de

trialilestanho 2,29 69 58 26,6

Tetralilestanho 1,91 63 –48 –79

Devido à observação das três espécies organoestanho formadas em água destilada,

era preciso determinar se o mesmo ocorria para a reação em água deuterada. Como era

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observada a formação da espécie dibrometo de dialilestanho (42) com uma noite de reação,

esta passou a ser realizar em um intervalo de tempo menor.

Porém foi observada em todos os intervalos testados somente a espécie dibrometo

de dialilestanho (42). Esta espécie foi extraída com CDCl3 e analisada por RMN 1H sendo

observado o sinal para essa espécie em 2,8ppm correspondente à mesma espécie obtida

anteriormente.

Como a maioria das reações foi realizada em Sn em pó, era preciso saber se a

granulometria do metal influenciava na formação das espécies organoestanho. Assim a

reação passou a ser realizada em Sn granulado. Então, a reação com Sn granulado em água

deuterada foi realizada por um período de 2 horas e 30 minutos, sendo observado após

análise de RMN 1H a espécie dibrometo de dialilestanho (42) em 2,4ppm e um novo

dubleto em 2,2ppm. Comparando este resultado com o descrito por Chan e colaboradores

[14], a espécie em 2,2ppm em D2O deve corresponder ao brometo de alilestanho (II). Essa

amostra também foi analisada por espectroscopia de RMN 119Sn, onde foram observados

dois sinais um em –450ppm referente ao dibrometo de dialilestanho (42) em água deuterada

e outro em –132ppm. Prosseguindo, essa amostra foi extraída com clorofórmio deuterado

sendo observado o sinal em 2,8ppm relacionado ao dibrometo de dialilestanho (42) e um

novo sinal em 2,4ppm e com constante de acoplamento 2J(119Sn, 1H) de 67 Hz. Porém

quando essa amostra foi analisada por RMN 119Sn, foi observado o sinal em –23ppm para a

espécie dibrometo de dialilestanho (42) e um sinal em 9ppm. Este resultado de RMN 119Sn

para está nova espécie é bastante intrigante, pois o valor do deslocamento químico é o

mesmo observado para a espécie brometo de trialilestanho (IV) (43) obtido anteriormente a

partir da adição de HBr(aq) em uma solução de tetralilestanho (44) em CDCl3. Este resultado

sugere que a espécie obtida é o organoestanho (IV) e não o descrito por Chan e

colaboradores para o brometo de alilestanho [14].

Segundo Chan e colaboradores [14], a espécie brometo de alilestanho (II) em

2,2ppm na água deuterada foi confirmada pela sua síntese em meio orgânico, seguido de

sua adição em D2O. No entanto, Chan e colaboradores não descrevem a síntese deste

composto, e a sua caracterização está baseada apenas nos dados de RMN 1H.

A confirmação de que espécie, brometo de trialilestanho (IV) (43) ou brometo de

alilestanho (II), nas condições reacionais utilizadas é importante para a continuidade dos

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estudos. A melhor maneira para resolver esse impasse é a realização de ressonância de 119Sn de uma amostra autentica do composto brometo de alilestanho (II) em CDCl3 e em

D2O, e então comparar com os nossos resultados experimentais.

Tentando ainda entender o papel do CeCl3.7H2O na regiosseletividade α da reação

de alilação, o cloreto de lantânio (LaCl3.7H2O) foi escolhido por não apresentar o efeito

paramagnético do sal de cério.

A reação foi realizada com brometo de alila, benzaldeído, estanho em pó e

LaCl3.7H2O em D2O, sendo a reação acompanhada por RMN 1H em diferentes intervalos

de tempo. Após duas horas de reação foi observado por RMN 1H o consumo do

benzaldeído, a presença de brometo de alila, sinais com deslocamentos químicos

compatíveis com o produto de alilação, mas com baixa intensidade e a espécie dibrometo

de dialilestanho (IV) (42) em 2,4ppm. A amostra foi extraída com CDCl3 confirmando a

presença da espécie dibrometo de dialilestanho (42) e o produto de alilação em maior

quantidade. Isto deve estar associado à baixa solubilidade do produto de alilação em água.

Em seguida, a reação foi realizada na ausência do benzaldeído para obter a espécie

dibrometo de dialilestanho (42) em água deuterada, onde está foi confirmada por RMN 1H

e RMN 119Sn. A essa amostra foi adicionado LaCl3 deixando reagir por 1 hora. Após esse

tempo a amostra foi analisada por RMN 1H, sendo observado o mesmo sinal em 2,4ppm e

com a mesma constante de acoplamento 2J(119Sn, 1H) de 123 Hz. Este resultado sugere que

o lantanídeo não transmetala com o estanho para formar uma espécie organolantânideo.

O espectro de RMN 119Sn foi realizado sendo também observado um novo sinal em

–362ppm, deslocamento diferente do sinal em –450ppm referente ao dibrometo de

dialilestanho (42) observado anteriormente na ausência do LaCl3. Este resultado de RMN 119Sn sugere que o lantanídeo atua de alguma forma desblindando o estanho. Os resultados

obtidos até o momento não são conclusivos em relação às espécies que participam da

reação de alilação na presença ou ausência dos sais de lantanídeos.

O estudo das espécies organoestanho geradas a partir da reação de haletos alílicos

substituídos com estanho metálico é necessário para melhor entender a regiosseletividade

observada em meio aquoso e orgânico.

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87

Capítulo 3

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88

Experimental

3.1 Geral

A metodologia testada no estudo da formação de Álcoois homoalílicos e

Alilestananas é de fácil execução e não requer o tratamento de solventes e nem atmosfera

inerte.

O estudo sistemático destas reações requer a avaliação de inúmeros fatores tais

como: tempo reacional, temperatura, pH, método de adição dos reagentes, solvente e co-

solvente. Alguns reagentes de partida tiveram de ser preparados na forma orgânica

tradicional, para isso, se fez necessário à purificação e tratamento dos reagentes e solventes.

As identificações dos produtos obtidos foram feitas através de RMN 1H (300 MHz),

RMN 13C (100 MHz) e RMN 119Sn (111,8 MHz) num espectrômetro VARIAN modelo

Unity Plus - 300, sendo solventes utilizados CDCl3, D2O, CD3CN e DMSO-d6. Os valores

de deslocamento químicos são expressos em partes por milhão (ppm), e as constantes de

acoplamento (J) em Hertz (Hz). As multiplicidades dos sinais são abreviadas em: s

(singleto), d (dubleto), dd (duplo dubleto), ddd (duplo duplo dubleto), t (tripleto), td

(tripleto dublo), m (multipleto), q (quarteto), qui (quinteto) e dm (duplo multipleto). Alguns

espectros de RMN encontram-se disponíveis no decorrer do texto ou em anexo.

Os reagentes foram utilizados na forma comercial p.a . , sem nenhuma purificação

adicional, exceto benzaldeído dos fornecedores MERCK e ALDRICH, que foi destilado. O

estanho em pó e granulado utilizado não sofreu nenhum processo de ativação.

As purificações dos produtos foram feitas através de cromatografia em coluna

utilizando-se sílica-gel 60 (MERCK, 70-230 mesh). As cromatografias em camada delgada

(CCD) foram feitas sobre placas de alumínio revestidas com uma camada delgada de sílica

gel 60 F254 MERCK (Marcherey – Nagil, Polygram SILG/UV254). Para visualização dos

compostos nas placas de CCD utilizou-se lâmpada de ultravioleta ou solução etanólica de

ácido fosfomolibidico.

Preparou-se solução padrão de 0,18 M de anisol em CDCl3 pela dissolução de 2,0

mL de anisol e completando-se o volume com CDCl3 para 100 mL. Também, preparou-se

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89

solução padrão de 0,2 M de CDCl3/acetona pela dissolução de 1,5 mL de acetona e

completando-se o volume com CDCl3 para 100 mL.

3.2 Reação de 4-bromocrotonato de etila com benzaldeído

Dois tipos de métodos experimentais foram propostos:

Método A: Em um tubo de ensaio de fundo chato, pesou-se 180 mg (1,5 mmol) de Sn em

pó, seguido pela adição de 2mL de água destilada. Posteriormente, adicionou-se 0,2 mL

(1,15 mmol) de 4-bromocrotonato de etila comercial com 75% de pureza, deixando o

sistema reacional sob agitação magnética por 10 minutos. Em seguida, adicionou-se 560

mg (1,5 mmol) de cloreto de cério heptahidratado deixando o sistema sob agitação por 30

minutos. Após esse intervalo de tempo, adicionou-se 0,1 mL (1,0 mmol) de benzaldeído.

Método B: Pesou-se 100 mg de KF e 180 mg (1,5 mmol) de Sn em pó em um tubo de

ensaio de fundo chato. Em seguida adicionou-se 2 mL de água destilada e 0,2 mL (1,5

mmol) de 4-bromocrotonato de etila, deixando sob agitação magnética por 10 minutos. Em

seguida adicionou-se 560 mg (1,5 mmol) de cloreto de cério heptahidratado, deixando sob

agitação por 30 minutos. Logo após, adicionou-se 0,1 mL (1,0 mmol) de benzaldeído.

Após a adição dos reagentes, deixou-se a reação em agitação por 72 horas, tanto no

método A como no B. Em seguida, neutralizou-se o meio reacional com 10 mL de solução

aquosa de HCl 2 M, até que a mistura reacional se tornasse límpida. Extraiu-se a reação três

vezes com 15 mL de éter etílico. As fases orgânicas foram combinadas, secas com MgSO4

anidro e todo solvente removido a vácuo. Dissolveu-se o produto em 1,0 mL da solução

padrão de acetona em CDCl3 e realizou-se a análise de RMN.

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90

Os dados de RMN para o (E) 5-hidroxi-5-fenilpent-2-enoato de etila (30) são:

O

OH O

5 12

3

46

78

9

10

11 12

13

RMN 1H: 1,26ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz), 2,60-2,70ppm (m, 2H,), 4,16ppm (q, 2H, J = 7,2

Hz), 4,80ppm (dd, 1H, J = 5,4 Hz, J = 7,5Hz), 5,90ppm (dt, 1H, 3J = 15,8 Hz, 4J = 1,5 Hz),

6,95ppm (dt, 1H, J = 15,6 Hz), 7,26-7,41ppm (m, 5H)

RMN 13C: 14,14ppm (C13), 41,79ppm (C4), 60,26ppm (C12) 72,95ppm (C5), 123,8ppm

(C2), 125,7ppm, (C7 e C11), 127,8ppm (C9), 128,5ppm (C8 e C10), 143,4ppm (C4),

144,8ppm (C3), 166,3ppm (C1)

Os dados de RMN para o 2-(hidroxi-fenil-metil)-but-3-enoato de etila são (31): OH

O O

1

23

45

6

78

9

10

11

12

13

RMN 1H: Syn: 1,13ppm (t, 3H, J = 7,5 Hz), 3,34ppm (dd, 1H, J = 6,4 Hz, J = 8,8 Hz),

4,07ppm (q, 2H, J = 7,5 Hz), 5,03ppm (d, 1H, J = 6,4 Hz), 5,24ppm (ddd, 1H, Jcis = 9 Hz,

Jtrans = 18 Hz) 5,98ppm (ddd, 1H, 3J = 8,8Hz, 3Jcis = 10,2, 3Jtrans = 17,4 Hz), 7,25-7,34ppm

(m, 5H)

Anti: 1,25ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz), 3,45ppm (t, 1H, J = 8,3 Hz), 4,19ppm (q, 2H, J = 7,2

Hz), 4,95ppm (d, 1H, J = 8,2 Hz), 5,07ppm (ddd, 1H, Jcis = 9 Hz, Jtrans = 18 Hz), 5,72 (ddd,

1H, 3J = 8,3 Hz, 3Jcis = 10,2 Hz, 3Jtrans = 17,1 Hz), 7,25-7,34ppm (m, 5H)

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91

RMN 13C: Syn/Anti: 13,89ppm e 14,19ppm (C13), 58,31ppm (C4), 60,30ppm e 60,90ppm

(C12), 73,84ppm (C5), 120,6ppm (C2), 126,4ppm (C11 e C7); 127,8ppm (C9), 128,2ppm

(C8 e C10), 131,9ppm (C3), 140,6ppm (C6), 172,4ppm (C1)

3.3 Reação de 4-bromocrotonato de etila com 3-metoxi-

benzaldeído, heptanal, hidrocinamaldeído, cinamaldeído e 3-

formil-cromona.

O procedimento experimental descrito abaixo foi igual para os aldeídos: 3-metoxi-

benzaldeído, cinamaldeído, hidrocinamaldeído e heptanal.

Pesou-se em um tubo de ensaio de fundo chato 180 mg (1,5 mmol) de Sn em pó,

seguido pela adição de 2 mL de água destilada. Em seguida, adicionou-se 0,2 mL (1,15

mmol) de 4-bromocrotonato de etila deixando-se sob agitação magnética por 10 minutos.

Logo após, adicionou-se 560 mg (1,5 mmol) de tricloreto de cério heptahidratado deixando

em agitação por 30 minutos. Após esse intervalo, adicionou-se 1,0 mmol do correspondente

aldeído (0,12 mL de 3-metoxi-benzaldeído, 132 mg de cinamaldeído, 0,13 mL de

hidrocinamaldeído e 0,14 mL de heptanal), mantendo-se o sistema reacional sob forte

agitação magnética por 72 horas.

Após 72 horas, neutralizou-se todas as reações com 10 mL de solução de HCl 2 M,

até que a mistura reacional tornasse límpida. Em seguida, extraiu-se a reação três vezes

com 15 mL de éter etílico. As fases orgânicas foram combinadas, secas com MgSO4 anidro

e todo solvente removido a vácuo.

O procedimento experimental descrito abaixo se refere ao aldeído 3-formil-cromona

Pesou-se em um tubo de ensaio de fundo chato 180 mg (1,5 mmol) de Sn em pó,

seguido pela adição de 2 mL de água destilada. Em seguida, adicionou-se 0,2 mL (1,15

mmol) de 4-bromocrotonato de atila deixando-se sob agitação magnética por 10 minutos.

Logo após, adicionou-se 560 mg (1,5 mmol) de tricloreto de cério heptahidratado deixando

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92

em agitação por 30 minutos. Após esse intervalo, acrescentou-se 174 mg (1,0 mmol) de 3-

formil-cromona com 0,2 mL de dioxano, mantendo-se o sistema reacional sob forte

agitação magnética por 72 horas. Finalizou-se a reação do mesmo modo descrita acima.

Tabela 3.1: Resultados da Reação de Barbier entre o 4-bromocrotonato de etila e aldeídos

aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados em meio aquoso.

Rendimento

Linha Aldeído Aduto α Aduto γ

1

heptanal

17%a (32)

-

2

hidrocinamaldeído

20%a (33)

-

3

3-metoxi-benzaldeído

38%b (34)

-

4

cinamaldeído

-

35%a (35)

5

3-formil-cromonac

-

22%a (36)

As reações foram realizadas nas quantidades de 1,0 mmol de aldeído para 1,15 mmol de 4-bromocrotonato de etila e 1,5 mmol de Sn metálico e CeCl3⋅7H2O em 2 mL de água. a – rendimento isolado, b – rendimento determinado por RMN 1H utilizando padrão interno, c – Foi utilizado 0,2 mL de dioxano como co-solvente no sistema reacional.

O

O

O

4

O

O O

O

H3CO

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93

Os dados de RMN para o (E) 5- hidroxi-5-(3-metoxifenil)pent-2-enoato de etila (34) são:

O

OH O

OCH3

54

3

21

6

78

9

10

11 13

14

12

RMN 1H: 1,25ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz), 2,58-2,65ppm (m, 2H), 3,80ppm (s, 3H), 4,15ppm

(q, 2H, J = 7,2 Hz), 4,78ppm (dd, 1H, J = 5,1 Hz, J = 7,2 Hz), 5,90ppm (dt, 1H, 3J = 15,6

Hz, 4J =1,5 Hz), 6,82ppm (ddd, 1H, 4J = 1,2 Hz, 4J = 2,4 Hz, 3J = 8,4 Hz), 6,86-7,00ppm

(m, 3H), 7,26 (t, 1H, J = 8,4 Hz)

RMN 13C: 14,16ppm (C14), 41,75ppm (C4), 55,17ppm (C12), 60,26ppm (C13),

72,89ppm (C5), 111,1 (C7), 113,3ppm (C9), 117,9ppm (C2), 118,1ppm (C11), 129,6ppm

(C3), 145,2ppm (C6), 159,7ppm (C8), 166,3ppm (1)

Os dados de RMN para o (E)-5- hidroxiundec-2-enoato de etila (32) são:

O

OH O

12

3

45

6

7

8

9

10

11 12

13

RMN 1H: 0,87ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz), 1,27ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz), 1,24-1,30ppm (m,10H),

2,26-2,45ppm (m, 2H), 3,74ppm (qui, 1H, J = 6 Hz), 4,18ppm (q, 2H, J =7,2 Hz), 5,89ppm

(dt, 1H, 3J = 15,6 Hz, 4J = 1,5 Hz), 6,97ppm (dt, 1H, Jtrans = 15,6 Hz, 3J = 7,4 Hz)

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94

RMN 13C: 14,03ppm e 14,21ppm (C11 e C13), 22,55ppm (C10), 25,51ppm (C9),

29,17ppm (C8), 31,74ppm (C7), 37,08ppm (C6), 40,12ppm (C4), 60,31ppm (C12),

70,56ppm (C5), 123,8ppm (C2), 145,3ppm (C3), 166,4ppm (C1)

Os dados de RMN para (E) 5- hidroxi-7-fenilhept-2-enoato de etila (33) são:

O

OH O

RMN 1H: 1,30ppm (t, 3H, J = 7,5 Hz), 1,78-1,82ppm (m, 2H), 2,30-2,43ppm (m, 2H), 2,62-

2,70ppm (m, 2H), 3,78ppm (qui, 1H, J = 6 Hz), 4,18ppm (q, 2H, J = 7,5 Hz), 5,90ppm (dt,

1H, Jtrans = 15 Hz, 4J = 3 Hz), 6,96ppm (dt, 1H, Jtrans = 15 Hz, 3J = 7,4 Hz), 7,15-7,33ppm

(m, 5H)

Os dados de RMN para (E) 3- hidroxi-5-fenil-2-vinilpent-4-enoato de etila (35) são:

OH

O O 1415

1

234

5

6

78

9

10

11 12

13

RMN 1H: Syn/Anti: 1,23ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz) e 1,27ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz), 3,22-

3,30ppm (m, 1H), 4,21ppm (q, 2H, J = 7,2 Hz) e 4,16ppm (q, 2H, J = 7,2 Hz), 4,55-

4,61ppm (m, 1H), 5,22-5,35ppm (m, 2H), 5,81-6,05ppm (m, 1H), 6,16-6,23ppm (m, 1H),

6,64ppm (d, 1H, J = 15 Hz), 7,21-7,39ppm (m, 5H)

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95

RMN 13C: Syn/Anti:14,09ppm (C15), 56,58ppm (C2), 61,01ppm (C14), 72,98ppm (C3),

120,36ppm (C13), 126,5ppm (C7 e C11), 127,8ppm (C9), 128, 1ppm (C12), 128,5ppm (C8

e C10), 131,8ppm (C5), 132,0ppm (4), 136,4ppm (C6), 172,4ppm (C1)

Os dados de RMN para 2- (hidroxi(4-oxo-4H-cromomen-3-il) metil)but-3-enoato de etila

(36) são:

O

O OH

O O

5

1

23

46

78

910

1112

13 14 1516

RMN 1H: Syn ou Anti: 1,24ppm (t, 3H, J = 7,2 Hz), 3,81ppm (t, 3H, J = 8,25 Hz), 4,18ppm

(q, 2H, J = 7,2 Hz), 4,82ppm (d, 1H, J = 7,5 Hz), 5,16ppm (ddd, 1H, Jtrans = 16,2 Hz),

5,16ppm (ddd, 1H, Jcis = 9,9 Hz) 5,82ppm (ddd, 1H, Jtrans = 16,2 Hz, Jcis = 9,9 Hz, 3J = 9

Hz), 7,43ppm (ddd, 1H, Jmeta = 1,2 Hz, Jorto = 8,1 Hz, Jorto = 7,2 Hz), 7,47ppm (d, 1H, J =

7,8 Hz), 7,69ppm (ddd, 1H, Jmeta = 1,5 Hz, Jorto = 8,4Hz, Jorto = 6,9 Hz), 7,87ppm (s, 1H),

8,21ppm (dd, 1H, J = 8,1 Hz)

RMN 13C: Syn ou Anti: 14,07ppm (C16), 55,32ppm (C2), 61,04ppm (C15), 71,28ppm (C5),

118,2ppm (C12), 119,8ppm (C4), 122,6ppm e 123,7ppm (C8 e C13), 124,4 e 125,7ppm

(C10 e C11), 132,6ppm (C9), 134,1ppm (C3), 153,7ppm (C14), 156,2ppm (C6), 172,6ppm

(C1), 177,9ppm (C7)

3.4 Reação de brometo de crotila com benzaldeído

Três tipos de métodos experimentais foram propostos baseados nos solventes

utilizados e tempo reacional.

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96

Método A: Pesou-se em um tubo de ensaio de fundo chato 180 mg (1,5 mmol) de Sn em

pó, seguido pela adição de 2 mL de água destilada. Em seguida, adicionou-se 0,16 mL (1,5

mmol) de brometo de crotila deixando sob agitação magnética por 10 minutos. Logo em

seguida, adicionou-se 560 mg (1,5 mmol) de tricloreto de cério heptahidratado deixando em

agitação por mais 30 minutos. Logo após adicionou-se 0,1 mL (1,0 mmol) de benzaldeído

deixando o sistema reacional sob forte agitação magnética por 15 horas.

Método B: Com um tubo de ensaio de fundo chato, pesou-se 180 mg (1,5 mmol) de Sn em

pó, seguido pela adição de 2 mL de solvente (dioxano ou acetonitrila). Posteriormente,

adicionou-se 0,16 mL (1,5 mmol) de brometo de crotila, deixando o sistema reacional sob

agitação magnética por 10 minutos. Em seguida, adicionou-se 560 mg (1,5 mmol) de

tricloreto de cério heptahidratado deixando o sistema sob agitação por 30 minutos. Após

esse intervalo de tempo, adicionou-se 0,1 mL (1,0 mmol) de benzaldeído.

Método C: Em um tubo de ensaio de fundo chato, pesou-se 180 mg (1,5 mmol) de Sn em

pó, seguido pela adição de 2 mL de solvente (dioxano ou acetonitrila). Posteriormente,

adicionou-se 0,16 mL (1,5 mmol) de brometo de crotila, deixando o sistema reacional sob

agitação magnética por 10 minutos. Em seguida, adicionou-se 0,1 mL (1,0 mmol) de

benzaldeído.

Após a adição dos reagentes, deixou-se a reação em agitação por 72 horas, tanto no

método B e C. Em seguida, neutralizou-se o meio reacional com 10 mL de solução de HCl

2 M, até que a mistura reacional se tornasse límpida. Extraiu-se a reação três vezes com 15

mL de éter etílico. As fases orgânicas foram combinadas, secas com MgSO4 anidro e todo

solvente removido a vácuo. Dissolveu-se o produto em 1,0 mL da solução padrão de

CDCl3/anisol e transferiu-se para um tubo de RMN.

Utilizou-se o mesmo procedimento experimental para o estudo da reação em

diferentes tempos reacionais. Retiraram-se as alíquotas de 0,3 a 0,5 mL em diferentes

tempos, os quais se adicionou solução de HCl(aq). Repetiu-se o procedimento de extração e

análise por RMN.

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Os dados de RMN para o (E, Z)-1-fenil-3-penten-1-ol (40) são:

OH

RMN 1H: 1,60ppm (dd, 3H, J = 6,8 Hz e J = 0,8Hz), 2,26-2,58ppm (m, 2H), 4,59-4,69ppm

(m 1H), 5,32-5,43ppm (m, 1H), 5,44-5,65ppm (m, 1H), 7,24-7,36ppm (m, 5H)

Os dados de RMN para 2-metil-1-fenilbut-3-en -1-ol (41) são:

OH

1 23

45

6

7

8

9

10

11

RMN 1H: Syn: 1,0ppm (d, 3H, J = 6,9Hz), 2,41-2,60ppm (m, 1H), 4,41ppm (d, 1H, J = 5,7

Hz), 5,0ppm-5,06ppm (m, 2H), 5,68ppm-5,86ppm (m, 1H), 7,2-7,34ppm (m, 5H)

Anti: 0,86ppm (d, 3H, J = 7,2 Hz), 2,40ppm-2,60ppm (m, 1H), 4,21ppm (d, 1H, J = 7,8Hz),

5,15-5,21ppm (m, 2H), 5,68-5,86ppm (m, 1H), 7,2ppm-7,34ppm (m, 5H)

RMN 13C: Syn: 14,04ppm (C11), 44,49ppm (C2), 76,57ppm e 77,00ppm (C1), 115,3ppm

(C4), 126,4ppm (C6 e C10), 127,2ppm (C8), 127,9ppm (C7 e C9), 140,2ppm (C3),

142,5ppm (C5)

Anti: 16,4ppm (C11), 46,01ppm (C2), 77,69ppm e 77,42ppm (C1), 116,5ppm (C4),

126,7ppm (C6 e C10), 127,4ppm (C8), 128,1ppm (C7 e C9), 140,5ppm (C3), 142,3ppm

(C5).

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98

3.5 Reações de brometo de alila com benzaldeído, 3-metoxi-

benzaldeído, cinamaldeído, heptanal e 3-formil-cromona.

O procedimento experimental descrito abaixo foi igual para os aldeídos 3-metoxi-

benzaldeído, cinamaldeído e heptanal.

Pesou-se em um tubo de ensaio de fundo chato 90 mg (0,75 mmol) de Sn em pó,

seguido pela adição de 2 mL de água destilada. Em seguida, adicionou-se 0,13 mL (1,5

mmol) de brometo de alila deixando-se sob agitação magnética por 10 minutos. Logo após,

adicionou-se 139 mg (0,375 mmol) de cloreto de cério heptahidratado deixando em

agitação por 30 minutos. Depois se acrescentou 0,5 mmol do correspondente aldeído (0,05

mL de benzaldeído, 0,06 mL de 3-metoxi-benzaldeído, 0,07 mL de heptanaldeído e 66 mg

de cinamaldeído), mantendo-se o sistema reacional sob forte agitação magnética por 12

horas.

Após 12 horas, neutralizou-se o meio reacional com 10 mL de solução aquosa de

HCl 2 M, até que a mistura reacional se tornasse límpida. Adicionou-se 1,0 mL da solução

padrão de CDCl3/anisol à reação e deixou-se em agitação intensa por alguns minutos. Em

seguida, recolheu-se a fase orgânica, transferindo-a para um tubo de RMN para análise por

RMN 1H.

O procedimento experimental descrito abaixo se refere ao aldeído 3-formil-

cromona:

Pesou-se 90 mg (0,75 mmol) de Sn em pó em um tubo de ensaio de fundo chato,

seguido pela adição de 2 mL de água destilada e 0,13 mL (1,5 mmol) de brometo de alila.

O sistema reacional permaneceu sob agitação magnética por 10 minutos. Logo, adicionou-

se 139 mg (0,375 mmol) de tricloreto de cério heptahidratado deixando em agitação por 30

minutos. Depois se adicionou 87 mg (0,5 mmol) de 3-formil-cromona e 0,2 mL do co-

solvente dioxano, mantendo-se o sistema reacional sob forte agitação por 12 horas.

Após 12 horas, adicionou-se ao meio reacional 10 mL de solução aquosa de HCl 2

M, até que a mistura reacional se torna-se límpida. Adicionou-se 1,0 mL da solução padrão

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99

O

H3CO

O

O O

O

de CDCl3/acetona e deixou-se em agitação intensa por alguns minutos. Após esse período,

recolheu-se a fase orgânica em um tubo de RMN para análise por RMN 1H.

Tabela 3.2 Reação de Barbier entre o brometo de alila com aldeídos aromáticos, alifáticos

e α,β-insaturados em meio aquoso.

Linha Aldeído Produto Rendimento

%

1

Benzaldeído

1-fenil-but-3-en-1-ol (46)

86

2

3-metoxi-benzaldeído

1-(3-metoxi-fenil)-but-3-en-1-ol (47)

60

3

Heptanal

Dec-1-en-4-ol (48)

30

4

Cinamaldeído

1-fenil-hexa-1,5-dien-3-ol (49)

90

5

3-formil-cromonaa

3-(1-hidroxi-but-3-enil)-cromen-4-one

(50)

50

Todas as reações foram agitadas por 15 horas e acidificada com 10 mL de HCl 2 M a) Foi utilizado 0,2 mL de dioxano como co-solvente no sistema reacional.

O

4

O OH

OH

H3CO

OH

4

OH

O

O OH

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100

Os dados de RMN para o 1-fenil-3-buten-1-ol (46) são: OH

12

3

45

67

8

9

10

RMN 1H: 2,4-2,60ppm (m, 2H), 4,76ppm (t, 1H, J = 6,6 Hz), 5,10-5,25ppm (m, 2H), 5,75-

5,91ppm (m, 1H), 7,25ppm-7,41ppm (m, 5H)

RMN 13C: 43,73ppm (C2), 73,22ppm (C1), 118,3ppm (C4), 125,7ppm (C6 e C10),

127,5ppm (C8), 128,3ppm (C7 e C9), 134,4ppm, (C3), 143,8ppm (C5)

Os dados de RMN para o 1-(3-metoxifenil) -3-buten-1-ol (47) são:

OCH3

OH

12

3

45

67

8

9

10

11

RMN 1H: 2,42-2,62ppm (m, 2H), 3,82ppm (s, 3H), 4,6ppm (t, 1H, J = 7,5 Hz), 4,95-

5,20ppm (m, 2H), 5,61-5,81ppm (m, 1H), 6,73ppm (ddd, 1H, Jorto = 8,25 Hz, Jmeta = 1,5

Hz), 6,82-6,85ppm (m, 2H), 7,17ppm (t, 1H, J = 8,1 Hz)

RMN 13C: 43,52ppm (C2), 54,99ppm (C11), 73,08ppm (C1), 111,1ppm e 112,7ppm (C6 e

C8), 117,9ppm (C4), 118,0ppm (C10), 129,2ppm (C3), 134,4ppm (C9), 145,5ppm (C5),

159,4ppm (C7)

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101

Os dados de RMN para o dec-1-en-4-ol (48) são:

OH

RMN 1H: 0,9ppm (t, 3H), 1,20-1,70ppm (m, 10H), 2,10-2,20ppm (m, 2H), 3,67ppm

(quinteto, 1H), 5,09-5,10ppm (m, 2H), 5,78-598ppm (m, 2H),

Os dados de RMN para o (E)-1-fenilhexa-1,5-dien-3-ol (49) são:

OH

1

23

4

5

67

89

10

1112

RMN 1H: 2,30-2,58ppm (m, 2H), 4,31-4.37ppm (m, 1H, Hz), 5,10-5,30ppm (m, 2H), 5,75-

5,95ppm (m, 1H), 6,25ppm (dd, 1H, Jtrans = 15,9 Hz, 3J = 6 Hz), 6,60ppm (d, 1H, Jtrans =

15,9 Hz), 7,19ppm-7,58ppm (m, 5H)

RMN 13C: 41,91ppm (C4), 71,65ppm (C3), 118,4ppm (C6), 126,4ppm (C8 e C12),

27,6ppm (C10), 128,5ppm (C9 e C11), 130,3ppm (C1), 131,5ppm (C2), 133,9ppm (C5),

136,5ppm (C7)

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102

Os dados de RMN para o 3-(1-hidroxibut-3-enil)-4H-cromen-4-one (50) são

O

O OH

RMN 1H: 2,65ppm (dm, 2H), 4,75-4,80ppm (m, 1H), 5,10-5,21ppm (m, 2H), 5,75-5,95ppm

(m, 2H), 7,38-7,47ppm (m, 2H), 7,65-7,71ppm (m, 1H), 7,87ppm (s, 1H), 8,20ppm (dd,

1H, J = 1,8 Hz, J = 8,1 Hz)

3.6 Preparação do tetralilestanho (44)

Utilizaram-se, dois métodos experimentais baseados no pH reacional:

Método A: Preparou-se em um tubo de ensaio de fundo chato uma solução tampão de pH =

7, pela adição de 280 mg (2 mmol) de KH2PO4 e 170 mg (1 mmol) de K2HPO4 em 2 mL de

água destilada. Em seguida, adicionou-se 60 mg (0,5 mmol) de Sn em pó e 0,09 mL (1,0

mmol) de brometo de alila.

Método B: Preparou-se em um tubo de ensaio de fundo chato uma solução de pH = 12, pela

adição de 1,0 g de K2HPO4 em 2 mL de água destilada. Em seguida, adicionou-se 60 mg

(0,5 mmol) de estanho em pó e 0,09 mL (1,0 mmol) de brometo de alila.

Após adição dos reagentes, deixou-se a reação sob agitação por 12 horas, em ambos

métodos. Em seguida, adicionou-se 1 mL de CDCl3 ao meio reacional deixando sob

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103

agitação vigorosa por 5 minutos. Depois se extraiu a fase orgânica e transferiu-se para um

tubo de RMN.

3.7 Preparação do dibrometo de dialilestanho (42)

Dois métodos experimentais foram propostos: Um em água destilada e outro em água

deuterada.

Método A: Pesou-se em um tubo de ensaio de fundo chato 60 mg (0,5 mmol) de Sn em pó.

Em seguida, adicionou-se 1 mL de água destilada e 0,09 mL (1,0 mmol) de brometo de

alila. Deixou-se o sistema reacional sob forte agitação magnética por 12 horas. Logo após

12 horas, adicionou-se 1 mL de CDCl3, deixando sob agitação por 5 minutos. Sendo a fase

orgânica extraída e recolhida no tubo de RMN.

Método B: Segue o mesmo procedimento para adição dos reagentes descritos no método A.

Porém, em vez de água destilada como solvente reacional, adicionou-se 1 mL de água

deuterada. A reação permaneceu sob forte agitação magnética por 12 horas. Após esse

tempo, transferiu-se toda mistura reacional para um tubo de RMN. Logo após análise,

devolveu-se a amostra ao tubo de ensaio e adicionou-se 1 mL de CDCl3, deixando sob forte

agitação por 5 minutos. Em seguida, extraiu-se a fase orgânica, transferindo-a para um tubo

de RMN.

3.8 Preparação do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de

dialilestanho (42)

Pesou-se em um tubo de ensaio de fundo chato 60 mg (0,05 mmol) de Sn em pó.

Em seguida, adicionou-se 1 mL de água destilada e 0,09 mL (1,0 mmol) de brometo de

alila. O meio reacional permaneceu sob forte agitação magnética por 4 horas. Em seguida,

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104

adicionou-se 1,0 mL de CDCl3 e deixou-se em agitação intensa por 5 minutos. Recolheu-se

a fase orgânica, transferindo-a para um tubo de RMN.

3.9 Preparação das espécies alilestananas usando Sn granulado

Pesou-se em um tubo de fundo chato 60 mg (0,5 mmol) de Sn granulado. Em

seguida, adicionou-se 1 mL de água deuterada e 0,09 mL (1,0 mmol) de brometo de alila. O

sistema reacional foi mantido sob forte agitação magnética por um período de 2 horas e 30

minutos. Logo após, transferiu-se o meio reacional para um tubo de RMN. Sendo que após

análise de ressonância magnética nuclear, devolveu-se o meio reacional ao tubo de ensaio e

adicionou-se 1 mL de CDCl3 deixando sob forte agitação por 5 minutos. Em seguida,

extraiu-se a fase orgânica, transferido-a para um tubo de RMN.

3.10 Formação das espécies brometo de trialilestanho (43),

dibrometo de dialilestanho (42) e tribrometo de alilestanho (45)

a partir da espécie tetralilestanho (44).

Em um tubo de RMN contendo a espécie tetralilestanho em CDCl3, adicionou-se

lentamente gota-gota de HBr (aq), agitou-se e fez-se o RMN 119Sn.

3.11 Formação das espécies cloreto de trialilestanho, dicloreto de

dialilestanho e tricloreto de monoalilestanho a partir da espécie

tetralilestanho (44).

Com um tubo de RMN contendo a espécie tetralilestanho em CDCl3, adicionou-se

lentamente gota-gota de HCl (aq), agitou-se e fez-se o RMN.

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105

Tabela 3.3 Dados de RMN 1H e RMN 119Sn para as espécies alilestananas em CDCl3

Tabela 3.4 Dados de RMN 1H e RMN 119Sn para as espécies alilestananas em D2O Alilestananas

( )1 H

ppmδ do grupo CH2 ( )119 Snppmδ

2J (119Sn, 1H) Hz

SnBr2

2 Dibrometo de dialilestanho (42)

2,4

-405 a -450*

123

SnBr

3 Brometo de trialilestanho (43)

2,2

-131

87

* O deslocamento químico de RMN 119Sn da espécie dibrometo de dialilestanho em D2O variou na faixa de -405 a -450ppm.

Alilestananas ( )1 Hppmδ do grupo CH2 ( )119 Sn

ppmδ 2J (119Sn, 1H) Hz

SnCl3

Tricloreto de alilestanho

SnBr3

Tribrometo de alilestanho (45)

3,14

3,3

-2,8

-205

121

106

SnCl2

2 Dicloreto de dialilestanho

SnBr2

2 Dibrometo de dialiestanho (42)

2,70

2,8

46

-23

81

77

SnCl

3 Cloreto de trialilestanho

SnBr

3 Brometo de trialilestanho (43)

2,29

2,4

58

9,3

69

68

Sn

4 Tetralilestanho (44)

1,91

1,9

-48

-79

63

63

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106

3.12 Procedimento experimental para a síntese do alil-fenil-

sulfeto (37)

S

Pesou-se em um balão de 125 mL 8,3 g (60 mmol) de K2CO3 seco. Em seguida,

adicionou-se 80 mL de CH2Cl2 anidro sob atmosfera de argônio. Posteriormente com

auxílio de seringa de 3 mL, adicionou-se 2,0 mL (20 mmol) de tiofenol e em seguida, 1,73

mL (20 mmol) de brometo de alila, deixando o sistema reacional sob agitação por 1 hora.

Depois se adicionou 3 mL (21 mmol) de trietilamina e manteve-se o sistema reacional sob

agitação por 3 horas. Após esse tempo, finalizou-se a reação com solução salina de NaCl e

extraiu-se a reação com CH2Cl2. Secou-se a fase orgânica com MgSO4 anidro, filtrou-se e

removeu-se todo solvente orgânico sob vácuo. Obteve-se 2,76g (92%) de um líquido

amarelo que apresentou os seguintes dados de RMN 1H: δ 3,56ppm (dt, 2H, 3J = 6,6 Hz, 4J

= 1,2 Hz), 5,07ppm (ddt, 1H, Jcis = 11,1 Hz, J = 1,5 Hz), 5,14ppm (dq, 1H, Jtrans = 16,8 Hz,

J = 1,5 Hz), 5,89ppm (ddt, 1H, 3J = 6,6Hz, Jtrans = 16,8 Hz, Jcis 11,1 Hz), 7,16-7,23ppm (m,

2H), 7,25-7,31ppm (m, 1H), 7,33-7,37ppm (m, 1H)

3.13 Procedimento experimental para a síntese de alil-fenil-

sulfona (38)

S

O O

Em um balão de 100 mL contendo 50 mL de CH2Cl2, dissolveu-se 2,7 g (18 mmol)

de alil-fenil-sulfeto. Em seguida, adicionou-se a 0°C 6,21 g (36 mmol) de m-CPBA

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107

deixando sob agitação intensa por 5 horas. Posteriormente, diluiu-se o meio reacional com

solução de Na2HCO3 e extraiu-se a reação com CH2Cl2. Secou-se a fase orgânica com

MgSO4 anidro e concentrou-se todo solvente a vácuo. Obteve-se 2,2 g (67%) de um líquido

amarelo que apresentou os seguintes dados de RMN1H: δ 3,81ppm (d, 2H, 3J = 7,5 Hz, J =

1,1 Hz), 5,14ppm (dq, 1H, Jtrans = 18,3 Hz, J = 1,2 Hz), 5,33ppm (ddt, 1H, Jcis = 11,1 Hz, J

= 1,2 Hz), 5,79ppm (ddt, 1H, 3J = 7,5 Hz, Jtrans = 18,3 Hz, Jcis = 11,1 Hz), 7,53-7,59ppm (m,

2H), 7,63-7,68ppm (m, 1H), 7,86-7,90ppm (m, 2H).

3.14 Procedimento experimental para a síntese de 3-bromo-1-

fenilsulfonil-1-propeno (39)

S

O O

Br

Sob atmosfera de argônio, adicionou-se 2,18 g (12 mmol) de alil-fenil-sulfona em

um balão de 50 mL contendo 15 mL de CCl4 anidro. Em seguida, adicionou-se lentamente

0,62 mL (12 mmol) de Br2, deixando sob agitação vigorosa por aproximadamente 2 horas.

Logo em seguida, levou-se o balão reacional ao rotoevaporador e removeu-se todo

solvente. Após todo esse procedimento, resfriou-se o balão reacional a 0°C e adicionou-se

20 mL de THF anidro. Depois se adicionou um excesso de trietilamina deixando o sistema

reacional sob agitação por 3 horas. Após esse tempo, neutralizou-se o meio reacional com

20 mL de HCl 2 M e extraiu-se a fase orgânica três vezes com 30 mL de acetato de etila.

As fases orgânicas foram combinadas, secas com MgSO4 anidro e todo solvente removido a

vácuo. Obteve-se 2,3 g (75%) de um líquido amarelo que apresentou os seguintes dados de

RMN 1H: δ 4,01ppm (dd, 2H, 3J = 6,75 Hz, 4J = 1,35 Hz), 6,57ppm (dt, 1H, Jtrans = 14,7 Hz, 4J = 1,35 Hz), 7,04ppm (dt, 1H, Jtrans = 14,7 Hz, 3J = 6,75 Hz), 7,54-7,69ppm (m, 3H), 7,89-

7,97ppm (m, 2H).

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108

Capítulo 4

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109

Conclusões

A reação de 4-bromocrotonato de etila mediada por estanho metálico na presença de

CeCl3.7H2O em água mostrou um alto grau de regiosseletividade dependendo do aldeído

utilizado. Para aldeídos aromáticos e alifáticos foi observada a seletividade na formação do

aduto α, enquanto para aldeídos α,β-insaturados somente o aduto γ.

Em termos de quimiosseletividade somente os produtos de adição 1,2 foram

observados para aldeídos α,β-insaturados, ainda mais apenas a função aldeído foi alilada na

molécula bifuncional 3-formil-cromona.

Os rendimentos observados nessas reações foram de baixos a moderados, sendo

necessário melhorar e entender o papel do sal de cério e do aldeído na regiosseletividade.

A reação de brometo de crotila mediada por estanho metálico na presença de CeCl3

7H2O em água levou exclusivamente ao aduto γ (41) em torno de 80% de rendimento.

Já a reação de brometo de crotila com benzaldeído em meio orgânico mediada por

estanho metálico na presença e ausência de Ce(III) precisar ser mais estudadas, porém

nesse meio reacional foi observada a formação dos adutos α (40) e γ (41).

A regio- e diastereosseletividade da reação realizada em dioxano é influenciada pelo

tempo reacional e uso de aditivos, sendo observada a variação na formação dos adutos α

(40) e γ (41) bem como na diastereosseletividade syn/anti do aduto γ (41). Nas reações com

dimetilsulfóxido e metanol foi observado somente a formação do aduto γ (41) com

diastereosseletividade syn/anti que variam ao longo da reação, sendo observado após 24

horas os diastereoisômeros na proporção de 1:1. Estes resultados indicam que existe uma

possível interconversão entre esse diastereoisômeros.

Na reação em acetonitrila acompanhada por RMN 1H foram testados vários ácidos

tais como HCl(aq) e TsOH. Esses ácidos influenciam na velocidade da reação, bem como na

regiosseletividade, onde foi observada a formação dos adutos α (40) e γ (41) somente na

presença de ácido p-toluenossulfônico e com diastereosseletividade syn/anti de 8:2. No

entanto, para HCl(aq) somente o aduto γ (41) foi observado na proporção 1:1 syn/anti.

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110

Os resultados obtidos para as reações com brometo de crotila em meio orgânico

foram bastante surpreendentes, pois mostraram a formação do aduto α (40) em curtos

intervalos de tempos. Estes dados também são importantes, pois indicam uma possível

isomerização do aduto α (40) no aduto γ (41). Estes resultados contradizem a literatura que

mostra que o aduto α só é formado após um longo tempo reacional através do rearranjo do

aduto γ. Além disso, o controle da quantidade de água é crucial para regiosseletividade α.

Os estudos computacionais das espécies crotilcério mostraram uma coordenação

preferencial η3. No entanto, estes resultados preliminares não explicam a regiosseletividade

observada em meio aquoso.

A reação de brometo de alila com aldeídos mediados por estanho metálico na

presença de CeCl3.7H2O em água apresentou resultados de moderados a bons.

Os estudos de RMN 1H e RMN 119Sn para a reação de brometo de alila mediada por

estanho em meio aquoso indicaram que diferentes espécies alilestanho são formadas no

decorrer da reação e que sua formação também é influenciada pelo pH do meio reacional.

As espécies observadas por RMN 1H e RMN 119Sn, em CDCl3 foram o

tetralilestanho (44) em 1,9ppm e -79ppm, o brometo de trialilestanho (43) em 2,4ppm e

9,7ppm e dibrometo de dialilestanho (42) em 2,8ppm e -23ppm respectivamente. Para as

espécies formadas em água deuterada foi observado o dibrometo de dialilestanho (42) em

2,5ppm e -450ppm e uma espécie em 2,2ppm e -131ppm que foi caracterizada como

brometo de trialilestanho (43).

A adição de HBr(aq) e HCl(aq) a uma solução de tetralilestanho permitiu a observação

e a caracterização de cinco espécies organoestanho do tipo (CH2=CHCH2)4-nSnXn.

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111

Perspectivas Apesar da alta regiosseletividade observada na reação do tipo Barbier entre o 4-

bromocrotonato de etila e aldeídos aromáticos, alifáticos e α,β-insaturados mediada por

estanho na presença de CeCl3.7H2O em meio aquoso os rendimentos ainda precisam ser

melhorados através da otimização das condições reacionais. A diferença na

regiosseletividade observada em relação ao aldeído utilizado precisar ser esclarecida, o que

requer um melhor entendimento do mecanismo da reação.

Ainda em relação à regiosseletividade, o efeito do solvente e do aditivo para as

reações envolvendo brometo de crotila e benzaldeído mediada por estanho precisam ser

estudadas. Alguns experimentos em solventes deuterados serão realizados para avaliar a o

papel do solvente e do aditivo nestas reações. A adição de ácidos como: HCl(aq) e TsOH

levaram a bons rendimentos e regiosseletividade nas reações. Por isso novos ácidos de

diferentes naturezas precisam ser investigados.

Além disso, essas reações necessitam ser realizadas em solventes orgânicos anidros,

bem como a adição controlada de água nestes solventes, para verificar a influência da água

na regiosseletividade α. O tempo reacional nestas reações foi determinante na formação dos

adutos, logo a reação deve ser investigada em tempos específicos, e ter a cinética

determinada.

Cálculos de energia dos regio- e diastereoisômeros serão realizados com o objetivo

determinar os compostos termodinamicamente mais estáveis, o que poderá auxiliar no

entendimento das interconversões observadas entre os isômeros.

Cálculos computacionais dos estados de transição para as possíveis espécies

crotilmetal envolvidas na regiosseletividade α devem ser realizados.

As reações envolvendo brometo de alila e aldeídos aromáticos, alifáticos e α,β-

insaturados mediada por estanho na presença de CeCl3.7H2O em meio aquoso apresentaram

rendimentos de moderados a bons, e portanto, novas condições, assim como, outros

aldeídos serão estudados, visando não só um aumento dos rendimentos como também a

ampliação desta metodologia.

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112

A síntese da espécie brometo de alilestanho (II) e sua caracterização por RMN 1H e

RMN 119Sn também serão realizadas, visando confirmar as espécies alilestananas

observadas em D2O.

Estudos de RMN 1H e RMN 119Sn serão realizados para a reação de brometo de

alila, estanho e benzaldeído para avaliar qual das espécies alilestananas é mais reativa

frente o benzaldeído.

Estudos de RMN 1H e RMN 119Sn serão realizados em D2O e meio orgânico para a

reação de estanho metálico com brometo de crotila e 4-bromocrotonato de etila com o

objetivo de caracterizar as espécies geradas e então melhor entender a regiosseletividade

observada.

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Capítulo 5

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Apêndice (Espectros Selecionados de RMN)

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121

Espectro 1 RMN 1H do aduto α (30) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

Espectro 2 RMN 13C do aduto α (30) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

O

OH O

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122

Espectro 3 RMN 1H do aduto γ (31) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

Espectro 4 RMN 13C do aduto γ (31) da reação de benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

OH

O O

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123

Espectro 5 RMN 1H do aduto α (34) da reação de 3-metoxi-benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila

Espectro 6 RMN 13C do aduto α (34) da reação de 3-metoxi-benzaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

O

OH O

OCH3

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124

Espectro 7 RMN 1H do aduto α (32) da reação de heptanal e 4-bromocrotonato de etila.

Espectro 8 RMN 13C do aduto α (32) da reação de heptanal e 4-bromocrotonato de etila.

O

OH O

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125

Espectro 9 RMN 1H do aduto γ (35) da reação de cinamaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

Espectro 10 RMN 13C do aduto γ (35) da reação de heptanal e 4-bromocrotonato de etila.

OH

OO

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126

Espectro 11 RMN 1H do aduto γ (36) da reação de 3-formil-cromona e 4-bromocrotonato de etila.

Espectro 12 RMN 13C do aduto γ (36) da reação de 3-formil-cromona e 4-bromocrotonato de etila.

O

OHO

O O

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127

Espectro 13 RMN 1H do aduto α (33) da reação de hidrocinamaldeído e 4-bromocrotonato de etila.

Espectro 14 RMN 1H do aduto α (40) da reação de benzaldeído e brometo de crotila.

O

OH O

OH

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128

Espectro 15 RMN 1H do aduto γ (41) da reação de benzaldeído e brometo de crotila.

Espectro 16 RMN 13C do aduto γ (41) da reação de benzaldeído e brometo de crotila.

OH

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129

Espectro 17 RMN 1H do produto 46 da reação de benzaldeído e brometo de alila.

Espectro 18 RMN 13C do produto 46 da reação de benzaldeído e brometo de alila.

OH

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130

Espectro 19 RMN 1H do produto 47 da reação de 3-metoxi-benzaldeído e brometo de alila.

Espectro 20 RMN 13C do produto 47 da reação de 3-metoxi-benzaldeído e brometo de alila.

OCH3

OH

11

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131

Espectro 21 RMN 1H do produto 49 da reação de cinamaldeído e brometo de alila.

Espectro 22 RMN 13C do produto 49 da reação de cinamaldeído e brometo de alila.

OH

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132

Espectro 23 RMN 1H do produto 50 da reação de 3-formil-cromona e brometo de alila.

Espectro 24 RMN 1H do produto 37 da reação de tiofenol e brometo de alila.

O

O OH

S

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133

Espectro 25 RMN 1H do produto 38 da reação de oxidação do alil-fenil-sulfeto.

Espectro 26 RMN 1H do produto 39 da reação de bromação do alil-fenil-sulfona.

S

O O

S Br

O O

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134

Espectro 27 RMN 1H do tetralilestanho (44).

Espectro 28 RMN 119Sn do tetralilestanho (44).

Sn

4

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135

Espectro 29 RMN 1H do dibrometo de dialilestanho (42).

Espectro 30 RMN 119Sn do dibrometo de dialilestanho (42).

SnBr2

2

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136

Espectro 31 RMN 1H do tetralilestanho (44) e brometo de trialilestanho (43).

Espectro 32 RMN 119Sn do tetralilestanho (44) e brometo de trialilestanho (43).

Sn

4

SnBr

3

Sn

4

SnBr

3

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Dissertação de Mestrado Dimas J. P. Lima

137

Espectro 33 RMN 1H do tetralilestanho (44), brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

Espectro 34 RMN 119Sn do tetralilestanho (44), brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

Sn

4

SnBr

3

SnBr2

2

SnBr2

2

Sn

4

SnBr

3

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Dissertação de Mestrado Dimas J. P. Lima

138

Espectro 35 RMN 1H do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

Espectro 36 RMN 119Sn do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42).

SnBr

3

SnBr2

2

SnBr

3

SnBr2

2

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Dissertação de Mestrado Dimas J. P. Lima

139

Espectro 37 RMN 1H do dibrometo de dialilestanho (42) e tribrometo de alilestanho (45).

Espectro 38 RMN 119Sn do dibrometo de dialilestanho (42) e tribrometo de alilestanho (45).

SnBr2

2SnBr3

SnBr2

2

SnBr3

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Dissertação de Mestrado Dimas J. P. Lima

140

Espectro 39 RMN 1H do dibrometo de dialilestanho (42) em D2O.

Espectro 40 RMN 119Sn do dibrometo de dialilestanho (42) em D2O.

SnBr2

2

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Dissertação de Mestrado Dimas J. P. Lima

141

Espectro 41 RMN 1H do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42) em D2O.

Espectro 42 RMN 119Sn do brometo de trialilestanho (43) e dibrometo de dialilestanho (42) em D2O.

SnBr2

2

SnBr

3

SnBr2

2

SnBr

3

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142

Espectro 43 RMN 1H do tetralilestanho (44), cloreto de trialilestanho e dicloreto de dialilestanho.

Espectro 44 RMN 119Sn do tetralilestanho (44), cloreto de trialilestanho e dicloreto de dialilestanho.

Sn

4

SnCl

3

SnCl2

2

Sn

4

SnCl2

2

SnCl

3