investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · me metila...

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Introdução i Universidade de Brasília – UnB Instituto de Química – IQ Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na reação de Henry enantiosseletiva Joice Ferreira do Prado Dissertação de Mestrado Orientador: Prof. Dr. Carlos Kleber Zago de Andrade Brasília Março/2009

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Page 1: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

i

Universidade de Brasiacutelia ndash UnB

Instituto de Quiacutemica ndash IQ

Investigaccedilatildeo do uso de um complexo quiral nioacutebio-diimina na reaccedilatildeo de Henry enantiosseletiva

Joice Ferreira do Prado

Dissertaccedilatildeo de Mestrado

Orientador Prof Dr Carlos Kleber Zago de Andrade

Brasiacutelia

Marccedilo2009

Introduccedilatildeo

ii

Universidade de Brasiacutelia Instituto de Quiacutemica

Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo

Investigaccedilatildeo do uso de um complexo quiral nioacutebio-diimina na reaccedilatildeo de Henry enantiosseletiva

Joice Ferreira do Prado

Dissertaccedilatildeo apresentada ao Instituto de Quiacutemica da Universidade de Brasiacutelia como requisito parcial para a obtenccedilatildeo do tiacutetulo de mestre

Orientador Prof Dr Carlos Kleber Zago de Andrade

Aacuterea de Concentraccedilatildeo Quiacutemica Orgacircnica

Brasiacutelia 30 de marccedilo de 2009

Introduccedilatildeo

iii

Aos meus pais Maria das Graccedilas e Joatildeo Rodolfo

Introduccedilatildeo

iv

Agradecimentos

A Deus pela luz em meu caminho e em minhas escolhas e principalmente

por me permitir chegar ateacute aqui

Ao Prof Dr Carlos Kleber Zago de Andrade pela confianccedila paciecircncia

orientaccedilatildeo amizade e entusiasmo compartilhado Pelo exemplo como orientador

pesquisador e professor Foi um privileacutegio conviver e desfrutar de seus

conhecimentos e competecircncia

Ao Prof Dr Antonio Luiz Braga e seu aluno Ricardo da UFMS pela

contribuiccedilatildeo no desenvolvimento deste trabalho e por ter cedido tempo as anaacutelises

de cromatograma Muito obrigado

Aos meus pais e irmatildeo que sempre acreditaram em mim e me deram total

apoio sendo a base e o sustento para o meu crescimento Pelas condiccedilotildees que

me foi dada para ter conseguido chegar ao final deste trabalho Pelo carinho e

compreensatildeo Obrigada por tudo

A minha mais nova famiacutelia Dona Camila Cristiane Ganda Rosilene

Rosineide Isabela Rogeacuterio e sua esposa e todos outros membros desta famiacutelia

que me acolheram tambeacutem como parte deste aqui em Brasiacutelia Nunca esquecerei

dos cuidados e carinhos que sempre tiveram por mim Aprende muito com todos

eles e levo isso por toda a minha vida

Ao meu pai e orientador espiritual Padre Joseacute Emerson pela acolhida

excepcional aqui em Brasiacutelia Por tantas vezes ter se doado de coraccedilatildeo em prol da

minha vida e de toda a minha famiacutelia Por ter estado sempre ao meu lado todo o

momento que precisei Por ter me mostrado o que eacute o verdadeiro amor Pelo

exemplo de vida Tudo isso foi muito importante para mim

Introduccedilatildeo

v

A minha famiacutelia pelo carinho compreensatildeo e confianccedila depositada em

mim Pelo grande apoio e ajuda

Aos meus amigos Alexandre Deangelis Mariana Pollyana Andiare e seu

marido Junior por terem sido grandes companheiros Por terem me ajudado nos

momentos que sempre precisei Por terem sido verdadeiros amigos

Aos professores e teacutecnicos do RMN e IV do Instituto de Quiacutemica da UnB

Prof Dra Inecircs Prof Dra Valeria e Seu Wilson pelas muitas anaacutelises que lhes

custaram tempos

Aos colegas de laboratoacuterio do LaQMOS Adolfo Angeacutelica Denio Eufranio

Felipe Ligia Otilie Patriacutecia Rafael Ricardo (Coiso) Thiago e Wender Pelas

muitas ajudas e contribuiccedilatildeo em conhecimentos Pelos momentos de

descontraccedilatildeo

Ao meu sempre Prof Guilherme pela orientaccedilatildeo paciecircncia e amizade Por

ter me ensinado a gostar de Quiacutemica Orgacircnica Por ter sido para mim um exemplo

de um bom profissional Por ter acreditado e confiado em mim

Aos colegas do laboratoacuterio vizinho Afracircnio Jocilene Jonas Lucas Paola

pela amizade e companheirismo

Aos colegas Dino Luciana Tarcisio e Wagner pela amizade

companheirismo e contribuiccedilatildeo nos conhecimentos Por vaacuterios momentos alegres

vividos

As colegas Valeria e Daniela pela amizade companheirismo e contribuiccedilatildeo

nos conhecimentos

Introduccedilatildeo

vi

Aos novos amigos conquistados durante o BMOS Anderson e Vanda Por

terem me ajudado com seus conhecimentos

Aos professores da UEG pelos ensinamentos e contribuiccedilatildeo na minha

formaccedilatildeo

Aos professores do IQ da UnB que me ensinaram e ajudaram por toda o

mestrado Ao Instituto de Quiacutemica da UnB e Secretaria de Poacutes-Graduaccedilatildeo por

serem sempre tatildeo prestativos e atenciosos

Agrave professora Inecircs Rafael Ligia Denio e Otilie pelos espectros de RMN Ao

Denio pelas anaacutelises de cromatograma em Santa Maria

A CBMM pela contribuiccedilatildeo do pentacloreto de nioacutebio reagente principal e

essencial para o desenvolvimento do trabalho

A CAPES CNPq Finatec e IQUnB pelo apoio financeiro para a realizaccedilatildeo

deste trabalho

Introduccedilatildeo

vii

Resumo

Catalisadores quirais satildeo de relevante interesse para a maioria dos

quiacutemicos orgacircnicos uma vez que possibilitam a obtenccedilatildeo de compostos quirais

enantiomericamente puros algo de enorme impacto em grandes induacutestrias de

faacutermacos agroquiacutemicos fragracircncias sabonificantes etc Ateacute mesmo na produccedilatildeo

de coqueteacuteis para o tratamento de portadores de HIV estaacute sendo utilizada tal

metodologia A primeira parte deste trabalho dirigiu-se agrave concepccedilatildeo de estruturas

e ao estabelecimento de sequumlecircncias sinteacuteticas simples adequadas agrave obtenccedilatildeo de

novos ligantes quirais partindo de precursores de baixo custo O metal de

coordenaccedilatildeo com esses novos ligantes foi o nioacutebio na forma de pentacloreto de

nioacutebio (NbCl5) bastante eficiente como um aacutecido de Lewis Este complexo por sua

vez foi caracterizado a fim de se tentar obter sua forma estrutural e

consequumlentemente propor um processo mecaniacutestico para a reaccedilatildeo de Henry Os

catalisadores quirais de nioacutebio desenvolvidos foram ensaiados na reaccedilatildeo de

Henry na qual verificou-se que a melhor condiccedilatildeo foi o uso do THF como

solvente Et3N como base com reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente e no modo de

adiccedilatildeo inversa dos reagentes Desta forma os produtos foram obtidos em altos

rendimentos e excessos enantiomeacutericos que variaram de 0 a 81

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

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26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

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ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 2: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

ii

Universidade de Brasiacutelia Instituto de Quiacutemica

Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo

Investigaccedilatildeo do uso de um complexo quiral nioacutebio-diimina na reaccedilatildeo de Henry enantiosseletiva

Joice Ferreira do Prado

Dissertaccedilatildeo apresentada ao Instituto de Quiacutemica da Universidade de Brasiacutelia como requisito parcial para a obtenccedilatildeo do tiacutetulo de mestre

Orientador Prof Dr Carlos Kleber Zago de Andrade

Aacuterea de Concentraccedilatildeo Quiacutemica Orgacircnica

Brasiacutelia 30 de marccedilo de 2009

Introduccedilatildeo

iii

Aos meus pais Maria das Graccedilas e Joatildeo Rodolfo

Introduccedilatildeo

iv

Agradecimentos

A Deus pela luz em meu caminho e em minhas escolhas e principalmente

por me permitir chegar ateacute aqui

Ao Prof Dr Carlos Kleber Zago de Andrade pela confianccedila paciecircncia

orientaccedilatildeo amizade e entusiasmo compartilhado Pelo exemplo como orientador

pesquisador e professor Foi um privileacutegio conviver e desfrutar de seus

conhecimentos e competecircncia

Ao Prof Dr Antonio Luiz Braga e seu aluno Ricardo da UFMS pela

contribuiccedilatildeo no desenvolvimento deste trabalho e por ter cedido tempo as anaacutelises

de cromatograma Muito obrigado

Aos meus pais e irmatildeo que sempre acreditaram em mim e me deram total

apoio sendo a base e o sustento para o meu crescimento Pelas condiccedilotildees que

me foi dada para ter conseguido chegar ao final deste trabalho Pelo carinho e

compreensatildeo Obrigada por tudo

A minha mais nova famiacutelia Dona Camila Cristiane Ganda Rosilene

Rosineide Isabela Rogeacuterio e sua esposa e todos outros membros desta famiacutelia

que me acolheram tambeacutem como parte deste aqui em Brasiacutelia Nunca esquecerei

dos cuidados e carinhos que sempre tiveram por mim Aprende muito com todos

eles e levo isso por toda a minha vida

Ao meu pai e orientador espiritual Padre Joseacute Emerson pela acolhida

excepcional aqui em Brasiacutelia Por tantas vezes ter se doado de coraccedilatildeo em prol da

minha vida e de toda a minha famiacutelia Por ter estado sempre ao meu lado todo o

momento que precisei Por ter me mostrado o que eacute o verdadeiro amor Pelo

exemplo de vida Tudo isso foi muito importante para mim

Introduccedilatildeo

v

A minha famiacutelia pelo carinho compreensatildeo e confianccedila depositada em

mim Pelo grande apoio e ajuda

Aos meus amigos Alexandre Deangelis Mariana Pollyana Andiare e seu

marido Junior por terem sido grandes companheiros Por terem me ajudado nos

momentos que sempre precisei Por terem sido verdadeiros amigos

Aos professores e teacutecnicos do RMN e IV do Instituto de Quiacutemica da UnB

Prof Dra Inecircs Prof Dra Valeria e Seu Wilson pelas muitas anaacutelises que lhes

custaram tempos

Aos colegas de laboratoacuterio do LaQMOS Adolfo Angeacutelica Denio Eufranio

Felipe Ligia Otilie Patriacutecia Rafael Ricardo (Coiso) Thiago e Wender Pelas

muitas ajudas e contribuiccedilatildeo em conhecimentos Pelos momentos de

descontraccedilatildeo

Ao meu sempre Prof Guilherme pela orientaccedilatildeo paciecircncia e amizade Por

ter me ensinado a gostar de Quiacutemica Orgacircnica Por ter sido para mim um exemplo

de um bom profissional Por ter acreditado e confiado em mim

Aos colegas do laboratoacuterio vizinho Afracircnio Jocilene Jonas Lucas Paola

pela amizade e companheirismo

Aos colegas Dino Luciana Tarcisio e Wagner pela amizade

companheirismo e contribuiccedilatildeo nos conhecimentos Por vaacuterios momentos alegres

vividos

As colegas Valeria e Daniela pela amizade companheirismo e contribuiccedilatildeo

nos conhecimentos

Introduccedilatildeo

vi

Aos novos amigos conquistados durante o BMOS Anderson e Vanda Por

terem me ajudado com seus conhecimentos

Aos professores da UEG pelos ensinamentos e contribuiccedilatildeo na minha

formaccedilatildeo

Aos professores do IQ da UnB que me ensinaram e ajudaram por toda o

mestrado Ao Instituto de Quiacutemica da UnB e Secretaria de Poacutes-Graduaccedilatildeo por

serem sempre tatildeo prestativos e atenciosos

Agrave professora Inecircs Rafael Ligia Denio e Otilie pelos espectros de RMN Ao

Denio pelas anaacutelises de cromatograma em Santa Maria

A CBMM pela contribuiccedilatildeo do pentacloreto de nioacutebio reagente principal e

essencial para o desenvolvimento do trabalho

A CAPES CNPq Finatec e IQUnB pelo apoio financeiro para a realizaccedilatildeo

deste trabalho

Introduccedilatildeo

vii

Resumo

Catalisadores quirais satildeo de relevante interesse para a maioria dos

quiacutemicos orgacircnicos uma vez que possibilitam a obtenccedilatildeo de compostos quirais

enantiomericamente puros algo de enorme impacto em grandes induacutestrias de

faacutermacos agroquiacutemicos fragracircncias sabonificantes etc Ateacute mesmo na produccedilatildeo

de coqueteacuteis para o tratamento de portadores de HIV estaacute sendo utilizada tal

metodologia A primeira parte deste trabalho dirigiu-se agrave concepccedilatildeo de estruturas

e ao estabelecimento de sequumlecircncias sinteacuteticas simples adequadas agrave obtenccedilatildeo de

novos ligantes quirais partindo de precursores de baixo custo O metal de

coordenaccedilatildeo com esses novos ligantes foi o nioacutebio na forma de pentacloreto de

nioacutebio (NbCl5) bastante eficiente como um aacutecido de Lewis Este complexo por sua

vez foi caracterizado a fim de se tentar obter sua forma estrutural e

consequumlentemente propor um processo mecaniacutestico para a reaccedilatildeo de Henry Os

catalisadores quirais de nioacutebio desenvolvidos foram ensaiados na reaccedilatildeo de

Henry na qual verificou-se que a melhor condiccedilatildeo foi o uso do THF como

solvente Et3N como base com reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente e no modo de

adiccedilatildeo inversa dos reagentes Desta forma os produtos foram obtidos em altos

rendimentos e excessos enantiomeacutericos que variaram de 0 a 81

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

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26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

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ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 3: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

iii

Aos meus pais Maria das Graccedilas e Joatildeo Rodolfo

Introduccedilatildeo

iv

Agradecimentos

A Deus pela luz em meu caminho e em minhas escolhas e principalmente

por me permitir chegar ateacute aqui

Ao Prof Dr Carlos Kleber Zago de Andrade pela confianccedila paciecircncia

orientaccedilatildeo amizade e entusiasmo compartilhado Pelo exemplo como orientador

pesquisador e professor Foi um privileacutegio conviver e desfrutar de seus

conhecimentos e competecircncia

Ao Prof Dr Antonio Luiz Braga e seu aluno Ricardo da UFMS pela

contribuiccedilatildeo no desenvolvimento deste trabalho e por ter cedido tempo as anaacutelises

de cromatograma Muito obrigado

Aos meus pais e irmatildeo que sempre acreditaram em mim e me deram total

apoio sendo a base e o sustento para o meu crescimento Pelas condiccedilotildees que

me foi dada para ter conseguido chegar ao final deste trabalho Pelo carinho e

compreensatildeo Obrigada por tudo

A minha mais nova famiacutelia Dona Camila Cristiane Ganda Rosilene

Rosineide Isabela Rogeacuterio e sua esposa e todos outros membros desta famiacutelia

que me acolheram tambeacutem como parte deste aqui em Brasiacutelia Nunca esquecerei

dos cuidados e carinhos que sempre tiveram por mim Aprende muito com todos

eles e levo isso por toda a minha vida

Ao meu pai e orientador espiritual Padre Joseacute Emerson pela acolhida

excepcional aqui em Brasiacutelia Por tantas vezes ter se doado de coraccedilatildeo em prol da

minha vida e de toda a minha famiacutelia Por ter estado sempre ao meu lado todo o

momento que precisei Por ter me mostrado o que eacute o verdadeiro amor Pelo

exemplo de vida Tudo isso foi muito importante para mim

Introduccedilatildeo

v

A minha famiacutelia pelo carinho compreensatildeo e confianccedila depositada em

mim Pelo grande apoio e ajuda

Aos meus amigos Alexandre Deangelis Mariana Pollyana Andiare e seu

marido Junior por terem sido grandes companheiros Por terem me ajudado nos

momentos que sempre precisei Por terem sido verdadeiros amigos

Aos professores e teacutecnicos do RMN e IV do Instituto de Quiacutemica da UnB

Prof Dra Inecircs Prof Dra Valeria e Seu Wilson pelas muitas anaacutelises que lhes

custaram tempos

Aos colegas de laboratoacuterio do LaQMOS Adolfo Angeacutelica Denio Eufranio

Felipe Ligia Otilie Patriacutecia Rafael Ricardo (Coiso) Thiago e Wender Pelas

muitas ajudas e contribuiccedilatildeo em conhecimentos Pelos momentos de

descontraccedilatildeo

Ao meu sempre Prof Guilherme pela orientaccedilatildeo paciecircncia e amizade Por

ter me ensinado a gostar de Quiacutemica Orgacircnica Por ter sido para mim um exemplo

de um bom profissional Por ter acreditado e confiado em mim

Aos colegas do laboratoacuterio vizinho Afracircnio Jocilene Jonas Lucas Paola

pela amizade e companheirismo

Aos colegas Dino Luciana Tarcisio e Wagner pela amizade

companheirismo e contribuiccedilatildeo nos conhecimentos Por vaacuterios momentos alegres

vividos

As colegas Valeria e Daniela pela amizade companheirismo e contribuiccedilatildeo

nos conhecimentos

Introduccedilatildeo

vi

Aos novos amigos conquistados durante o BMOS Anderson e Vanda Por

terem me ajudado com seus conhecimentos

Aos professores da UEG pelos ensinamentos e contribuiccedilatildeo na minha

formaccedilatildeo

Aos professores do IQ da UnB que me ensinaram e ajudaram por toda o

mestrado Ao Instituto de Quiacutemica da UnB e Secretaria de Poacutes-Graduaccedilatildeo por

serem sempre tatildeo prestativos e atenciosos

Agrave professora Inecircs Rafael Ligia Denio e Otilie pelos espectros de RMN Ao

Denio pelas anaacutelises de cromatograma em Santa Maria

A CBMM pela contribuiccedilatildeo do pentacloreto de nioacutebio reagente principal e

essencial para o desenvolvimento do trabalho

A CAPES CNPq Finatec e IQUnB pelo apoio financeiro para a realizaccedilatildeo

deste trabalho

Introduccedilatildeo

vii

Resumo

Catalisadores quirais satildeo de relevante interesse para a maioria dos

quiacutemicos orgacircnicos uma vez que possibilitam a obtenccedilatildeo de compostos quirais

enantiomericamente puros algo de enorme impacto em grandes induacutestrias de

faacutermacos agroquiacutemicos fragracircncias sabonificantes etc Ateacute mesmo na produccedilatildeo

de coqueteacuteis para o tratamento de portadores de HIV estaacute sendo utilizada tal

metodologia A primeira parte deste trabalho dirigiu-se agrave concepccedilatildeo de estruturas

e ao estabelecimento de sequumlecircncias sinteacuteticas simples adequadas agrave obtenccedilatildeo de

novos ligantes quirais partindo de precursores de baixo custo O metal de

coordenaccedilatildeo com esses novos ligantes foi o nioacutebio na forma de pentacloreto de

nioacutebio (NbCl5) bastante eficiente como um aacutecido de Lewis Este complexo por sua

vez foi caracterizado a fim de se tentar obter sua forma estrutural e

consequumlentemente propor um processo mecaniacutestico para a reaccedilatildeo de Henry Os

catalisadores quirais de nioacutebio desenvolvidos foram ensaiados na reaccedilatildeo de

Henry na qual verificou-se que a melhor condiccedilatildeo foi o uso do THF como

solvente Et3N como base com reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente e no modo de

adiccedilatildeo inversa dos reagentes Desta forma os produtos foram obtidos em altos

rendimentos e excessos enantiomeacutericos que variaram de 0 a 81

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J

J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S

Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J

Am Chem Soc 2000 122 7936

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc

1997 119 10859

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531

26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

165

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

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Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T

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32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129

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38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40

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52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 4: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

iv

Agradecimentos

A Deus pela luz em meu caminho e em minhas escolhas e principalmente

por me permitir chegar ateacute aqui

Ao Prof Dr Carlos Kleber Zago de Andrade pela confianccedila paciecircncia

orientaccedilatildeo amizade e entusiasmo compartilhado Pelo exemplo como orientador

pesquisador e professor Foi um privileacutegio conviver e desfrutar de seus

conhecimentos e competecircncia

Ao Prof Dr Antonio Luiz Braga e seu aluno Ricardo da UFMS pela

contribuiccedilatildeo no desenvolvimento deste trabalho e por ter cedido tempo as anaacutelises

de cromatograma Muito obrigado

Aos meus pais e irmatildeo que sempre acreditaram em mim e me deram total

apoio sendo a base e o sustento para o meu crescimento Pelas condiccedilotildees que

me foi dada para ter conseguido chegar ao final deste trabalho Pelo carinho e

compreensatildeo Obrigada por tudo

A minha mais nova famiacutelia Dona Camila Cristiane Ganda Rosilene

Rosineide Isabela Rogeacuterio e sua esposa e todos outros membros desta famiacutelia

que me acolheram tambeacutem como parte deste aqui em Brasiacutelia Nunca esquecerei

dos cuidados e carinhos que sempre tiveram por mim Aprende muito com todos

eles e levo isso por toda a minha vida

Ao meu pai e orientador espiritual Padre Joseacute Emerson pela acolhida

excepcional aqui em Brasiacutelia Por tantas vezes ter se doado de coraccedilatildeo em prol da

minha vida e de toda a minha famiacutelia Por ter estado sempre ao meu lado todo o

momento que precisei Por ter me mostrado o que eacute o verdadeiro amor Pelo

exemplo de vida Tudo isso foi muito importante para mim

Introduccedilatildeo

v

A minha famiacutelia pelo carinho compreensatildeo e confianccedila depositada em

mim Pelo grande apoio e ajuda

Aos meus amigos Alexandre Deangelis Mariana Pollyana Andiare e seu

marido Junior por terem sido grandes companheiros Por terem me ajudado nos

momentos que sempre precisei Por terem sido verdadeiros amigos

Aos professores e teacutecnicos do RMN e IV do Instituto de Quiacutemica da UnB

Prof Dra Inecircs Prof Dra Valeria e Seu Wilson pelas muitas anaacutelises que lhes

custaram tempos

Aos colegas de laboratoacuterio do LaQMOS Adolfo Angeacutelica Denio Eufranio

Felipe Ligia Otilie Patriacutecia Rafael Ricardo (Coiso) Thiago e Wender Pelas

muitas ajudas e contribuiccedilatildeo em conhecimentos Pelos momentos de

descontraccedilatildeo

Ao meu sempre Prof Guilherme pela orientaccedilatildeo paciecircncia e amizade Por

ter me ensinado a gostar de Quiacutemica Orgacircnica Por ter sido para mim um exemplo

de um bom profissional Por ter acreditado e confiado em mim

Aos colegas do laboratoacuterio vizinho Afracircnio Jocilene Jonas Lucas Paola

pela amizade e companheirismo

Aos colegas Dino Luciana Tarcisio e Wagner pela amizade

companheirismo e contribuiccedilatildeo nos conhecimentos Por vaacuterios momentos alegres

vividos

As colegas Valeria e Daniela pela amizade companheirismo e contribuiccedilatildeo

nos conhecimentos

Introduccedilatildeo

vi

Aos novos amigos conquistados durante o BMOS Anderson e Vanda Por

terem me ajudado com seus conhecimentos

Aos professores da UEG pelos ensinamentos e contribuiccedilatildeo na minha

formaccedilatildeo

Aos professores do IQ da UnB que me ensinaram e ajudaram por toda o

mestrado Ao Instituto de Quiacutemica da UnB e Secretaria de Poacutes-Graduaccedilatildeo por

serem sempre tatildeo prestativos e atenciosos

Agrave professora Inecircs Rafael Ligia Denio e Otilie pelos espectros de RMN Ao

Denio pelas anaacutelises de cromatograma em Santa Maria

A CBMM pela contribuiccedilatildeo do pentacloreto de nioacutebio reagente principal e

essencial para o desenvolvimento do trabalho

A CAPES CNPq Finatec e IQUnB pelo apoio financeiro para a realizaccedilatildeo

deste trabalho

Introduccedilatildeo

vii

Resumo

Catalisadores quirais satildeo de relevante interesse para a maioria dos

quiacutemicos orgacircnicos uma vez que possibilitam a obtenccedilatildeo de compostos quirais

enantiomericamente puros algo de enorme impacto em grandes induacutestrias de

faacutermacos agroquiacutemicos fragracircncias sabonificantes etc Ateacute mesmo na produccedilatildeo

de coqueteacuteis para o tratamento de portadores de HIV estaacute sendo utilizada tal

metodologia A primeira parte deste trabalho dirigiu-se agrave concepccedilatildeo de estruturas

e ao estabelecimento de sequumlecircncias sinteacuteticas simples adequadas agrave obtenccedilatildeo de

novos ligantes quirais partindo de precursores de baixo custo O metal de

coordenaccedilatildeo com esses novos ligantes foi o nioacutebio na forma de pentacloreto de

nioacutebio (NbCl5) bastante eficiente como um aacutecido de Lewis Este complexo por sua

vez foi caracterizado a fim de se tentar obter sua forma estrutural e

consequumlentemente propor um processo mecaniacutestico para a reaccedilatildeo de Henry Os

catalisadores quirais de nioacutebio desenvolvidos foram ensaiados na reaccedilatildeo de

Henry na qual verificou-se que a melhor condiccedilatildeo foi o uso do THF como

solvente Et3N como base com reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente e no modo de

adiccedilatildeo inversa dos reagentes Desta forma os produtos foram obtidos em altos

rendimentos e excessos enantiomeacutericos que variaram de 0 a 81

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J

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Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

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Am Chem Soc 2000 122 7936

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc

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25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531

26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

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52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

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Introduccedilatildeo

v

A minha famiacutelia pelo carinho compreensatildeo e confianccedila depositada em

mim Pelo grande apoio e ajuda

Aos meus amigos Alexandre Deangelis Mariana Pollyana Andiare e seu

marido Junior por terem sido grandes companheiros Por terem me ajudado nos

momentos que sempre precisei Por terem sido verdadeiros amigos

Aos professores e teacutecnicos do RMN e IV do Instituto de Quiacutemica da UnB

Prof Dra Inecircs Prof Dra Valeria e Seu Wilson pelas muitas anaacutelises que lhes

custaram tempos

Aos colegas de laboratoacuterio do LaQMOS Adolfo Angeacutelica Denio Eufranio

Felipe Ligia Otilie Patriacutecia Rafael Ricardo (Coiso) Thiago e Wender Pelas

muitas ajudas e contribuiccedilatildeo em conhecimentos Pelos momentos de

descontraccedilatildeo

Ao meu sempre Prof Guilherme pela orientaccedilatildeo paciecircncia e amizade Por

ter me ensinado a gostar de Quiacutemica Orgacircnica Por ter sido para mim um exemplo

de um bom profissional Por ter acreditado e confiado em mim

Aos colegas do laboratoacuterio vizinho Afracircnio Jocilene Jonas Lucas Paola

pela amizade e companheirismo

Aos colegas Dino Luciana Tarcisio e Wagner pela amizade

companheirismo e contribuiccedilatildeo nos conhecimentos Por vaacuterios momentos alegres

vividos

As colegas Valeria e Daniela pela amizade companheirismo e contribuiccedilatildeo

nos conhecimentos

Introduccedilatildeo

vi

Aos novos amigos conquistados durante o BMOS Anderson e Vanda Por

terem me ajudado com seus conhecimentos

Aos professores da UEG pelos ensinamentos e contribuiccedilatildeo na minha

formaccedilatildeo

Aos professores do IQ da UnB que me ensinaram e ajudaram por toda o

mestrado Ao Instituto de Quiacutemica da UnB e Secretaria de Poacutes-Graduaccedilatildeo por

serem sempre tatildeo prestativos e atenciosos

Agrave professora Inecircs Rafael Ligia Denio e Otilie pelos espectros de RMN Ao

Denio pelas anaacutelises de cromatograma em Santa Maria

A CBMM pela contribuiccedilatildeo do pentacloreto de nioacutebio reagente principal e

essencial para o desenvolvimento do trabalho

A CAPES CNPq Finatec e IQUnB pelo apoio financeiro para a realizaccedilatildeo

deste trabalho

Introduccedilatildeo

vii

Resumo

Catalisadores quirais satildeo de relevante interesse para a maioria dos

quiacutemicos orgacircnicos uma vez que possibilitam a obtenccedilatildeo de compostos quirais

enantiomericamente puros algo de enorme impacto em grandes induacutestrias de

faacutermacos agroquiacutemicos fragracircncias sabonificantes etc Ateacute mesmo na produccedilatildeo

de coqueteacuteis para o tratamento de portadores de HIV estaacute sendo utilizada tal

metodologia A primeira parte deste trabalho dirigiu-se agrave concepccedilatildeo de estruturas

e ao estabelecimento de sequumlecircncias sinteacuteticas simples adequadas agrave obtenccedilatildeo de

novos ligantes quirais partindo de precursores de baixo custo O metal de

coordenaccedilatildeo com esses novos ligantes foi o nioacutebio na forma de pentacloreto de

nioacutebio (NbCl5) bastante eficiente como um aacutecido de Lewis Este complexo por sua

vez foi caracterizado a fim de se tentar obter sua forma estrutural e

consequumlentemente propor um processo mecaniacutestico para a reaccedilatildeo de Henry Os

catalisadores quirais de nioacutebio desenvolvidos foram ensaiados na reaccedilatildeo de

Henry na qual verificou-se que a melhor condiccedilatildeo foi o uso do THF como

solvente Et3N como base com reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente e no modo de

adiccedilatildeo inversa dos reagentes Desta forma os produtos foram obtidos em altos

rendimentos e excessos enantiomeacutericos que variaram de 0 a 81

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

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W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M

C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J

J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S

Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J

Am Chem Soc 2000 122 7936

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc

1997 119 10859

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531

26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

165

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

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Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron

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Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T

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32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129

33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990

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AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron

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38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40

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51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 6: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

vi

Aos novos amigos conquistados durante o BMOS Anderson e Vanda Por

terem me ajudado com seus conhecimentos

Aos professores da UEG pelos ensinamentos e contribuiccedilatildeo na minha

formaccedilatildeo

Aos professores do IQ da UnB que me ensinaram e ajudaram por toda o

mestrado Ao Instituto de Quiacutemica da UnB e Secretaria de Poacutes-Graduaccedilatildeo por

serem sempre tatildeo prestativos e atenciosos

Agrave professora Inecircs Rafael Ligia Denio e Otilie pelos espectros de RMN Ao

Denio pelas anaacutelises de cromatograma em Santa Maria

A CBMM pela contribuiccedilatildeo do pentacloreto de nioacutebio reagente principal e

essencial para o desenvolvimento do trabalho

A CAPES CNPq Finatec e IQUnB pelo apoio financeiro para a realizaccedilatildeo

deste trabalho

Introduccedilatildeo

vii

Resumo

Catalisadores quirais satildeo de relevante interesse para a maioria dos

quiacutemicos orgacircnicos uma vez que possibilitam a obtenccedilatildeo de compostos quirais

enantiomericamente puros algo de enorme impacto em grandes induacutestrias de

faacutermacos agroquiacutemicos fragracircncias sabonificantes etc Ateacute mesmo na produccedilatildeo

de coqueteacuteis para o tratamento de portadores de HIV estaacute sendo utilizada tal

metodologia A primeira parte deste trabalho dirigiu-se agrave concepccedilatildeo de estruturas

e ao estabelecimento de sequumlecircncias sinteacuteticas simples adequadas agrave obtenccedilatildeo de

novos ligantes quirais partindo de precursores de baixo custo O metal de

coordenaccedilatildeo com esses novos ligantes foi o nioacutebio na forma de pentacloreto de

nioacutebio (NbCl5) bastante eficiente como um aacutecido de Lewis Este complexo por sua

vez foi caracterizado a fim de se tentar obter sua forma estrutural e

consequumlentemente propor um processo mecaniacutestico para a reaccedilatildeo de Henry Os

catalisadores quirais de nioacutebio desenvolvidos foram ensaiados na reaccedilatildeo de

Henry na qual verificou-se que a melhor condiccedilatildeo foi o uso do THF como

solvente Et3N como base com reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente e no modo de

adiccedilatildeo inversa dos reagentes Desta forma os produtos foram obtidos em altos

rendimentos e excessos enantiomeacutericos que variaram de 0 a 81

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M

C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J

J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S

Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J

Am Chem Soc 2000 122 7936

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc

1997 119 10859

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531

26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

165

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Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron

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Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T

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1761

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129

33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990

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AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron

1998 54 10275

38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40

2175

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51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 7: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

vii

Resumo

Catalisadores quirais satildeo de relevante interesse para a maioria dos

quiacutemicos orgacircnicos uma vez que possibilitam a obtenccedilatildeo de compostos quirais

enantiomericamente puros algo de enorme impacto em grandes induacutestrias de

faacutermacos agroquiacutemicos fragracircncias sabonificantes etc Ateacute mesmo na produccedilatildeo

de coqueteacuteis para o tratamento de portadores de HIV estaacute sendo utilizada tal

metodologia A primeira parte deste trabalho dirigiu-se agrave concepccedilatildeo de estruturas

e ao estabelecimento de sequumlecircncias sinteacuteticas simples adequadas agrave obtenccedilatildeo de

novos ligantes quirais partindo de precursores de baixo custo O metal de

coordenaccedilatildeo com esses novos ligantes foi o nioacutebio na forma de pentacloreto de

nioacutebio (NbCl5) bastante eficiente como um aacutecido de Lewis Este complexo por sua

vez foi caracterizado a fim de se tentar obter sua forma estrutural e

consequumlentemente propor um processo mecaniacutestico para a reaccedilatildeo de Henry Os

catalisadores quirais de nioacutebio desenvolvidos foram ensaiados na reaccedilatildeo de

Henry na qual verificou-se que a melhor condiccedilatildeo foi o uso do THF como

solvente Et3N como base com reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente e no modo de

adiccedilatildeo inversa dos reagentes Desta forma os produtos foram obtidos em altos

rendimentos e excessos enantiomeacutericos que variaram de 0 a 81

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

Referecircncias Bibliograacuteficas

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ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 8: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

viii

Abstract Chiral catalysts are of great relevance for the majority of organic chemists

since they allow the formation of enantiomerically pure chiral compounds

something of huge impact in big industries such as pharmaceutical agrochemicals

fragrances saponificantes et This methodology is being used even in the

production of cocktails for the treatment of Aids The first part of this study

addressed the design of structures and the establishment of simple synthetic

sequences appropriate to obtain new chiral ligands from precursors of low cost

The metal of coordination with these new ligands was niobium as niobium

pentachloride (NbCl5) very effective as an Lewis-acid This complex in turn was

characterized in order to seek their structural form and therefore propose a

mechanistic process for the reaction of Henry The chiral catalysts have been

developed for niobium tested in the reaction of Henry in which it was found that the

best condition was the use of THF as solvent Et3N as base with reaction at room

temperature and in inverse order of addition of reagents Thus the products were

obtained in high yields and enantiomeric excesses ranging from 0 to 81

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

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(Lucille Ball)

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ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 9: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

ix

Abreviaturas

degC Graus Celsius

δ Deslocamento Quiacutemico em ppm

[α]D Rotaccedilatildeo oacutetica especiacutefica

ee Excesso enantiomeacuterico

h Horas

min Minutos

Bn Benzila

CCD Cromatografia em camada delgada

CG Cromatografia gasosa

CC Cromatografia em coluna

TMS Tetrametil-silano

DIPEA Diisopropiletilenamina

DNA Aacutecido desoxirribonucleacuteico

BINOL 11rsquo- Bi-2-naftol

BSA NO-bis(trimetilsilil)acetamida

TMS Trimetilsilano

NMI N-Metilimidazol

HIV Viacuterus da Imunodeficiecircncia Humana

ECD Cromatografia gasosa acoplada agrave detecccedilatildeo de captura de

eleacutetrons

IV Espectroscopia de infravermelho

J Constante de acoplamento em Hertz

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 10: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

x

Me Metila

Ph Fenila

Et Etila

i-Bu iso-Butila

t-Bu tert-Butila

THF Tetrahidrofurano

PEG Poli-(etilenoglicol)

ppm Partes por milhatildeo

RMN-13C Ressonacircncia magneacutetica nuclear de carbono 13

RMN-1H Ressonacircncia magneacutetica nuclear de hidrogecircnio

TA Temperatura ambiente

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6

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118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D

W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M

C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J

J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S

Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J

Am Chem Soc 2000 122 7936

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc

1997 119 10859

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531

26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

165

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

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Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron

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Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T

Referecircncias Bibliograacuteficas

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113 4247

31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49

1761

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129

33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990

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AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron

1998 54 10275

38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40

2175

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric

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51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 11: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

xi

Iacutendice

1 Introduccedilatildeo 1

11 Ligantes em Catalisadores Quirais 6

111 Catalisadores Quirais de Boro 6

112 Catalisadores Quirais de Zinco 8

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio 10

114 Catalisadores Quirais de Chumbo 11

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio 14

116 Catalisadores Quirais de Cobre 16

117 Catalisadores Quirais de Lantaniacutedeos 26

118 Catalisadores Quirais de Estanho 30

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio 35

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica 36

13 Reaccedilatildeo de Henry 43

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry 44

2 Objetivos 51

3 Resultados e Discussatildeo 52

31 Escolha do Ligante Quiral 52

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Imina 52

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio 54

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol 58

341 Escolha do Solvente e Temperatura 59

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

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26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

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ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 12: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

xii

342 Escolha da Base 62

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5 64

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo da Reaccedilatildeo de Henry 65

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes 66

346 Aspectos Mecaniacutesticos 67

4 Conclusotildees 69

5 Parte Experimental 71

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem 71

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-

bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a

partir da cacircnfora 72

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de

nioacutebio 70

54 Procedimento geral para reaccedilatildeo de Henry 71

541 Modo Inverso 74

542 Modo Normal 75

6 Referecircncias Bibliograacuteficas 83

7 Anexos 87

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Page 13: Investigação do uso de um complexo quiral nióbio- diimina na … · 2017. 11. 22. · Me Metila Ph Fenila Et Etila i-Bu iso-Butila t-Bu tert-Butila THF Tetrahidrofurano PEG Poli-(etilenoglicol)

Introduccedilatildeo

xiii

Iacutendice de Figuras

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas

distintas 3

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico 6

Figura 3 Ligantes aminoaacutelcoois estudados por Kaptein e colab 9

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab 10

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora 12

Figura 6 Ligantes iminopiridinas 17

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab 20

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora 21

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo 25

Figura 10 Ligantes diiminas quirais 27

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e

colab 30

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 37

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio 38

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo

com o nioacutebio 39

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-96 47

Figura 16 Ligante de imina 52

Figura 17 Espectro de RMN-1H do ligante imina 53

Introduccedilatildeo

xiv

Figura 18 Espectro de RMN-13C do ligante imina 54

Figura 19 Espectros de RMN-1H e RMN-13C do complexo (1 mol do ligante para 1

mol do NbCl5) respectivamente 56

Figura 20 RMN-1H e RMN-13C do complexo (2 mol do ligante para 1 mol do

NbCl5) respectivamente 57

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante 58

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry 62

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa 67

Introduccedilatildeo

xv

Iacutendice de Tabelas

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo

13

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pd(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida 14

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry 18

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)

21

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de

Baylis-Hillman 28

Tabela 6 Complexo 58-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman

29

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder

37

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina

40

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do

peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina 41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido 42

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva 46

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona

98l-r 48

Introduccedilatildeo

xvi

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do

catalisador eacute 5 mol) 50

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura 60

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry 63

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante imina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry 64

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry 66

Introduccedilatildeo

xvii

Iacutendice de Esquemas

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona 7

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina 7

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois 8

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva 9

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos 10

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo

de adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos 11

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enol oxazolidinonas com N-aminoftalimida

12

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila

15

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col 16

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre

17

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf2

19

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab

20

Introduccedilatildeo

xviii

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio

23

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio 24

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) 26

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais 31

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados

de diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas

32

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho

em coordenaccedilatildeo com diaminas quirais 33

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio

derivados de α-alcoacutexi tioeacutesteres 34

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando

catalisadores quirais de estanho 35

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio

36

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder 37

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio

39

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La 44

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo 45

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva 46

Introduccedilatildeo

xix

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco

49

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn 49

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina 53

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio 55

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry 59

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina 68

Introduccedilatildeo

i

INTRODUCcedilAtildeO

ldquoA vida humana se compotildee de pequenas

accedilotildees que constituem grandes deveresrdquo

(Gervert)

Introduccedilatildeo

1

1 Introduccedilatildeo

A histoacuteria da quiralidade na quiacutemica orgacircnica teve inicio em 1815 com o

fiacutesico francecircs Jean Baptiste Biot que descobriu certas substacircncias que tinham a

capacidade de desviar o plano de luz polarizada denominada atividade oacuteptica

Louis Pasteur encarregou-se de desvendar esse misteacuterio separando os cristais de

um racemato de um sal de aacutecido tartaacuterico e reconhecendo que as imagens natildeo

sobreponiacuteveis desviavam a luz plano polarizada em direccedilotildees opostas1

Moleacuteculas que natildeo satildeo sobreponiacuteveis agrave sua imagem em um espelho satildeo

chamadas de quirais Nos seres vivos a maioria das moleacuteculas satildeo quirais um

exemplo eacute o aacutecido desoxirribonucleacuteico (DNA) aleacutem de enzimas hormocircnios e

anticorpos

Quiralidade eacute a condiccedilatildeo essencial para a obtenccedilatildeo de enantiocircmeros os

quais possuem propriedades quiacutemicas e fiacutesicas (ponto de fusatildeo ebuliccedilatildeo

solubilidade) semelhantes poreacutem o sentido da rotaccedilatildeo do plano de luz polarizada

eacute contraacuterio A mistura formada entre quantidade equimolares dos enantiocircmeros eacute

chamada de mistura racecircmica ou racemato23

As atividades bioloacutegicas dos enantiocircmeros podem se manifestar de formas

completamente diferentes por estes interagirem de maneira distinta com o siacutetio

receptor Um exemplo disto eacute o (R)-limoneno que possui aroma de laranja e seu

enantiocircmero (S)-limoneno que tem aroma de limatildeo Isto ocorre por que o siacutetio

receptor eacute constituiacutedo de moleacuteculas quirais que reconhecem as diferenccedilas nos

enantiocircmeros Mesmo que a aparecircncia fiacutesica entre dois enantiocircmeros seja pouco

diferente a orientaccedilatildeo espacial de um grupo afeta drasticamente a sua

propriedade quiacutemica tendo bastante influecircncia sobre os organismos vivos

1 http wwwpasteurfr acessada em dezembro de 2007 2 Morrison RT Boyd R N Organic Chemistry 1992 Prentice Hall Inc 135-138 3 Pilli R A Quiacutem Nova na Escola 2001 14 22

Introduccedilatildeo

2

Nos faacutermacos que possuem quiralidade apenas um dos enantiocircmeros eacute

responsaacutevel pela atividade de interesse O outro pode ser prejudicial e inibir a

atividade desse enantiocircmero como eacute o caso da talidomida que marcou a histoacuteria

da quiacutemica bioloacutegica pois era prescrita na forma racecircmica Neste caso o

enantiocircmero R tinha efeito contra naacuteuseas matutinas de mulheres graacutevidas

enquanto que o S tinha efeitos devastadores que causaram a maacute formaccedilatildeo de

muitos fetos Ainda se busca uma explicaccedilatildeo para este fato pois os dois

enantiocircmeros da talidomida podem ser facilmente interconvertidos dentro do

organismo3

Mais exemplos de outras substacircncias que apresentam caracteriacutesticas

distintas em funccedilatildeo direta da sua configuraccedilatildeo estatildeo mostradas na Figura 1

Introduccedilatildeo

3

(S) aroma de limatildeo (R) aroma de laranja

Limoneno

NNH

O

O O

OTalidomida NNH

O

O O

O

(R) efeito sedativo (S) teratogecircnico

H2N

CH2CONH2

HCOOH

H2N

CH2CONH2

HCOOHAsparagina

(R) sabor doce (S) sabor amargo

H

COOHCH3

H3C

CH3

CH3

COOHH

H3C

CH3Ibuprofen

(R) inativo (S) anti-inflamatoacuterio

Figura 1 Algumas substacircncias enantiomeacutericas que apresentam caracteriacutesticas distintas

A quiralidade estaacute presente nos maiores fenocircmenos da natureza e a

assimetria molecular tem tomado precioso espaccedilo na ciecircncia e na tecnologia

Ateacute por volta de 1970 os quiacutemicos orgacircnicos utilizavam teacutecnicas de

resoluccedilatildeo de racematos para a obtenccedilatildeo de compostos enantiomericamente

puros Somente apoacutes relevantes estudos iniciou-se o uso de mateacuterias-primas

quirais produzidas pela proacutepria natureza o qual impulsionou o desenvolvimento de

reagentes quirais que permitiam a obtenccedilatildeo exclusiva de um dos enantiocircmeros

Introduccedilatildeo

4

um processo que foi denominado de siacutentese assimeacutetrica4 Esta preocupaccedilatildeo em

obter um produto enantiomericamente puro tem diversas razotildees entre elas

A atividade bioloacutegica eacute restringida geralmente a um enantiocircmero

Um enantiocircmero pode exercer efeito indesejado como inibir a accedilatildeo do

outro enantiocircmero

O registro de novos faacutermacos requer a produccedilatildeo do enantiocircmero puro

no formulaacuterio

Com isto tem-se destinado atenccedilatildeo absoluta para a produccedilatildeo de novos

faacutermacos com alta pureza oacuteptica ao mesmo tempo em que a lipase tem sido

bastante utilizada em resoluccedilotildees racecircmicas devido a sua accedilatildeo

estereoespecifica567

A atual realidade da estereoquiacutemica no campo farmacecircutico de

agroquiacutemicos de flavorizantes e da perfumaria exigiu um enriquecimento nos

estudos de substacircncias enantiomericamente puras Desta forma houve uma

crescente importacircncia na aacuterea da cataacutelise assimeacutetrica que estaacute movimentando

numerosas pesquisas em reaccedilotildees enantiosseletivas levando ao desenvolvimento

de ligantes quirais eficientes

No acircmbito comercial vaacuterios dos catalisadores quirais tornaram-se de

grande interesse econocircmico por apresentarem baixo custo e fornecerem produtos

em bons rendimentos e principalmente altas seletividades8 Desse modo a

siacutentese enantiosseletiva de compostos orgacircnicos quirais continua sendo um

4 httpqnescsbqorgbronlineqnesc14v14a04pdf - Acesso ao site em junho de 2008 5 Carvalho P O Calafatti S A Contesini F J Bizaco R Quim Nova 2005 28 614 6 Muralidhar V R Chirumamilla R R Ramachandran N V Marchant R Nigam P Bioorg Med Chem 2002 10 1471 7 Liebeton K Zonta A Schimossek K Nardini M Lang D Chem Biol 2000 7 709 8 Blase H ndashU Schmidt E Eds Asymmetric Catalysis on Industrial Scale Challenges Approaches and Solutions WileyVCH Weinheim 2004

Introduccedilatildeo

5

importante campo de estudo para quiacutemicos sinteacuteticos e a utilizaccedilatildeo de complexos

metaacutelicos quirais em cataacutelise assimeacutetrica uma ferramenta bastante potente9

Com avanccedilos no acircmbito de conhecimento da quiacutemica de coordenaccedilatildeo em

particular da Quiacutemica de Organometaacutelicos pode-se propor uma estrutura exata

do complexo que catalisaraacute uma determinada reaccedilatildeo importante para se prever o

produto reacional que se alcanccedilaria Hoje em dia uma reaccedilatildeo quiacutemica ldquolimpardquo eacute

altamente desejaacutevel natildeo apenas na induacutestria quiacutemica mas tambeacutem nos

laboratoacuterios de grandes pesquisadores onde se tem atentado para este fim Pode-

se economizar energia e mateacuteria-prima pelo uso de catalisadores altamente

eficientes e seletivos o que eacute o caso dos complexos com metais de transiccedilatildeo e

ligantes orgacircnicos

Para se compreender a Cataacutelise por Metais de Transiccedilatildeo eacute necessaacuterio

conhecer todo o processo mecaniacutestico dos complexos envolvidos os reagentes

orgacircnicos satildeo primeiramente coordenados ao metal como ligantes (isto eacute satildeo

ativados) e satildeo entatildeo convertidos aos produtos atraveacutes de variados tipos de

reaccedilotildees (Figura 2)3 Torna-se entatildeo necessaacuterio analisar alguns fundamentos

como estrutura ligaccedilatildeo e reaccedilotildees de complexos metaacutelicos a fim de melhor

entender os fenocircmenos envolvidos na cataacutelise

9 Noyori R Kitamura M Modern Synthetic Methods Springer Berlin p 115

Introduccedilatildeo

6

Figura 2 Princiacutepio geral de um ciclo cataliacutetico3

11 Ligantes em Catalisadores Quirais

Recentes pesquisas tecircm demonstrado interesse no desenvolvimento de

novas moleacuteculas que sejam eficientes ligantes nos quais aacutetomos como o

nitrogecircnio e o oxigecircnio se coordenam com o centro metaacutelico para a obtenccedilatildeo dos

complexos10 Estes satildeo aplicados em reaccedilotildees orgacircnicas visando agrave obtenccedilatildeo de

algum excesso enantiomeacuterico

111 Catalisadores Quirais de Boro

Dentre os aacutecidos de Lewis quirais aplicados com grande sucesso em

siacutentese orgacircnica estatildeo os heterociacuteclicos quirais de boro como os aciloxiboranos e

as oxazaborolidinonas sendo coordenados com derivados bidentados de

aminoaacutecidos tartaratos ou sulfonatos opticamente ativos1112

10 Shin E-K Kim H J Kim Y Kim Y Park Y S Tetrahedron Lett 2006 47 1933 11 a) Palomo C Oiarbide M Garciacutea J M Chem Eur J 2002 8 37 b) Machajewski T D Wong C-H Angew Chem Int Ed 2000 39 1352 c) Arya P Qin H Tetrahedron 2000 56 917 d) Mahrwald R Chem Rev 1999 99 1095 e) Groumlger H Vogl E M Shibasaki M Chem Eur J 1998 4 1137 f) Nelson S G Tetrahedron Asymmetry 1998 9 357

Introduccedilatildeo

7

O meacutetodo utilizando-se a oxazaborolidina foi desenvolvido por Itsuno e

colaboradores13 em que utilizaram um aminoaacutelcool derivado da (S)-valina para a

reaccedilatildeo de reduccedilatildeo enantiosseletiva da acetofenona em (R)-1-feniletanol com

excesso enantiomeacuterico de 94 (Esquema 1)13

PhPh

OHH2N

BH3THF Ph

NB

OPh

H

H

C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 94 ee

1 2 3

Esquema 1 Reduccedilatildeo enantiosseletiva de acetofenona13

Corey e colaboradores14 desenvolveram tambeacutem um outro aminoaacutelcool

derivado da prolina para a obtenccedilatildeo da oxazaborolidina que foi utilizada para

reduzir a mesma cetona utilizada por Itsuno13 (Esquema 2)14 poreacutem com

melhores resultados jaacute que obtiveram 97 ee e 100 de rendimento

BH3THF C6H5COCH3

BH3THFCH3

HO H

100 97 ee

N

Ph

OHPh

H

H

N BO

H

H

PhPh

4 5 6

Esquema 2 Reduccedilatildeo da acetofenona com oxazaborolidina14

12 a) Delux L Srebnik M Chem Rev 1993 93 763 b) Wallbaum S Martens J Tetrahedron Asymmetry 1992 3 1475 13 a) Itsuno S Ito K Hirao A Nakahama S J Chem Soc Chem Commun1983 469 b) Itsuno S Ito K Sakurai Y Hirao A Nakahama S Bull Chem Soc Jpn 1987 60 395 14 Corey E J Bakshi R K Shibata S J Am Chem Soc 1987 109 5551

Introduccedilatildeo

8

Kim e colaboradores10 utilizaram tambeacutem aminoaacutelcoois derivados do

triptofano coordenados na obtenccedilatildeo de oxazaborolidina para a reduccedilatildeo

assimeacutetrica de cetonas O grupo obteve 96 de excesso enantiomeacuterico para o

primeiro aminoaacutelcool e 90 de excesso enantiomeacuterico para o segundo

aminoaacutelcool (Esquema 3)10

7 8

Esquema 3 Reduccedilatildeo assimeacutetrica de cetonas com oxazaborolidinas derivadas de

aminoaacutelcoois10

112 Catalisadores Quirais de Zinco

Ribeiro e colaboradores15 desenvolveram novos ligantes quirais devivados

de monoterpenos (Figura 3)15 que se coordenam com o zinco e satildeo empregados

na reaccedilatildeo de Reformatsky (Esquema 4)15 Esta eacute uma claacutessica reaccedilatildeo para a

obtenccedilatildeo de β-hidroxieacutesteres produtos desejados pelo grupo em suas formas

enantiomericamente puras No entanto o que pode ser observado pelos dados

experimentais alcanccedilados eacute o rendimento variando de 35 a 92 e o excesso

15 Ribeiro C M R Morita C M Maia MP Quiacutemica Nova 2008 31 735

Introduccedilatildeo

9

enantiomeacuterico na faixa de 0 a 18 indicando baixo desempenho dos novos

ligantes quirais para a reaccedilatildeo de Reformatsky15

OH OH

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHN

OH

N

(-)-9 (+)-10 (+)-11 (-)-12

(-)-13 (+)-14 (+)-15 (-)-16

Figura 3 Ligantes derivados de monoterpenos15

O

R

+

O

OR1Br

R = H alquila arilaR1 = alquila

ZnLigante quiral (L)

THF refluxo

CO2R1

R OH

16

Esquema 4 Reaccedilatildeo de Reformatsky enantiosseletiva15

Davis e colaboradores16 realizaram seus estudos com aminoaacutelcoois

derivados de carboidratos em coordenaccedilatildeo com o triflato de zinco aplicados

tambeacutem na reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos (Esquema 5)16 que forneceu aacutelcoois

com excelentes excessos enantiomeacutericos (22 ndash 99) No trabalho foram

analisadas diferentes condiccedilotildees de temperatura solventes concentraccedilotildees da 16 Emmerson D P G Hems W P Davis B G Org Lett 2006 8 207

Introduccedilatildeo

10

base (Et3N) e do triflato de zinco Foram realizados testes com variados tipos de

aldeiacutedos e grupos alquilas

OO

OPh

OMeHON

Zn(OTf)2 Et3NR H

OR+ R

OH

R17ee gt 99

Esquema 5 Reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo enantiosseletiva de aldeiacutedos16

A proposta de estados de transiccedilatildeo para a reaccedilatildeo de alquilaccedilatildeo de aldeiacutedos

estaacute representada na Figura 416

OO

OPh

OMeOZn N

O

ZnO

RH

Ph

OO

OPh

OMeOZn N

OO

Zn

TfOR

Ph

H

18 19

Figura 4 Estados de transiccedilatildeo propostos por Davis e colab16

113 Catalisadores Quirais de Titacircnio

You e colaboradores17 desenvolveram eficientes catalisadores de

aminoaacutelcoois complexados ao titacircnio que foram aplicados na reaccedilatildeo de adiccedilatildeo de

Me3SiCN a aldeiacutedos (Esquema 6)17 As condiccedilotildees de temperatura a 26 degC 10

mol do ligante (RS)-25a na reaccedilatildeo com benzaldeiacutedo forneceram melhor

17 You J-S Gau H-M Choi M C K Chem Commum 2000 1963

Introduccedilatildeo

11

rendimento (100) e oacutetimo excesso enantiomeacuterico (96) No geral todos os

ligantes investigados resultaram em bons excessos enantiomeacutericos

NHTsHO

CH2PhPhPh NHHO

RH

SO2

Cl

HO ClNH2HO

CH2PhPh

(S)-20

(S)-21

(SS)-22a

NHTsHO

RR(RS)-23

NHTsHO

CH2PhPh(RS)-24 NHHO

CH2PhPh

SO2

Cl

HO Cl

(SS)-25a

NHHO

RR

SO2

Cl

HO Cl

(RS)-25a R = Ph R = PhCH2(RS)-25b R = Ph R = Ph(RS)-25c R = t-Bu R = PhCH2

(RS)-23a R = Ph R = PhCH2(RS)-23b R = t-Bu R = PhCH2

R H

O+ Me3SiCN

Ti(O-i-Pr)4Ligante

CH2Cl2Peneira molecular 4Aring

R CN

HO H

R

26

Esquema 6 Catalisadores quirais de aminoaacutelcoois com titacircnio aplicados agrave reaccedilatildeo de

adiccedilatildeo de Me3SiCN a aldeiacutedos17

114 Catalisadores Quirais de Chumbo

Chen e colaboradores18 realizaram seus estudos com vaacuterias iminas

(ligantes quirais) derivadas da cacircnfora (Figura 5)

18 Yang K-S Chen K Org Lett 2002 4 1107

Introduccedilatildeo

12

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

N N

Me Me

OHO

HO O

Me Me

27 28

29 30

Figura 5 Ligantes quirais de iminas obtidos a partir de cacircnfora18

O metal usado na coordenaccedilatildeo com os ligantes foi o chumbo na forma de

tetracetato de palaacutedio Os complexos em anaacutelise foram aplicados na reaccedilatildeo de

vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida (Esquema 7) que forneceram

as N-ftalimidoaziridinas em 15 min com bons rendimentos e excessos

enantiomeacutericos que variaram de 67 a 95

NO

R1

O

R3

R2O Pb(OAc)4 Ligante quiral

H2NNPth CH2Cl2 0 degC

(85-99)NO

R1

O

R3

R2O

NNPth31 32

Esquema 7 Reaccedilatildeo de vaacuterias N-enoil oxazolidinonas com N-aminoftalimida18

Primeiramente cada ligante foi analisado separadamente com os solventes

diclorometano clorofoacutermio e THF a 0 degC por 5 min formando o produto com bons

rendimentos e variados excessos enantiomeacutericos (Tabela 1)

Introduccedilatildeo

13

Tabela 1 Anaacutelise dos 4 ligantes aminoaacutelcoois utilizados na reaccedilatildeo de aziridinaccedilatildeo18

NO

O

Ph

O

NO

H

O

Ph

HO

NNPth

Entrada Ligante Solventea Rend ()b ee ()c Confg

1 27 CH2Cl2 95 75 (2R 3S)

2 28 CH2Cl2 92 27 (2R 3S)

3 29 CH2Cl2 95 0 -

4 30 CH2Cl2 83 95 (2R 3S)d

5 (+)-aacutecido tartarico CH2Cl2 80 42 (2S 3R)

6 30 CHCl3 82 92 (2R 3S)

7 30 THF 85 10 (2R S)

a Estas reaccedilotildees foram conduzidas usando alcenos ativados (046 mmol) Pb(OAc)4 (072

mmol) ligante quiral (072 mmol) e N-aminoftalimida (068 mmol) no solvente indicado a

0 degC por 5 min b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma

coluna Chiracel Chiralpak AD d Estereoquiacutemica absoluta foi estabelecida por correlaccedilatildeo

quiacutemica

Utilizando clorofoacutermio como solvente foram feitos testes com vaacuterias N-enoil

oxazolidinonas na presenccedila do ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na

reaccedilatildeo com a N-aminoftalimida (Tabela 2)18 Verificou-se que a reaccedilatildeo resultou

em excelentes rendimentos e altos excessos enantiomeacutericos

Introduccedilatildeo

14

Tabela 2 Ligante 30 em coordenaccedilatildeo com o Pb(OAc)4 na reaccedilatildeo com a N-

aminoftalimida18

NO

R1

O

R3

R2O

NO

R1

O

R3

R2O

NNPth

33b-f 34b-f

Entrada Substrato t (min) Rend ()a ee ()b

1 33b R1= R2 = R3=H 5 99 80c

2 33c R1 = R2 = H R3 = Me 5 95 87d

3 33d R1 = R2 = H R3 = Pr 5 95 90

4 33e R1 = Me R2 = R3 = H 15 85 67e

5 33f R1 = R2 = H R3 = p-ClPh 10 95 83

a Rendimento apoacutes isolamento b Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna

Chiracel Chiralpak AD c Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna Chiracel

OD d Baseado em medidas oacutepticas depois de convertido para 34c ([α]D = -1022deg (c = 1

CHCl3) comparada previamente com a amostra preparada (90 ee) [α]D = -1057deg (c = 1

CHCl3) e Natildeo foi determinada a esterioquiacutemica absoluta

115 Catalisadores Quirais de Palaacutedio

Um estudo envolvendo o palaacutedio na coordenaccedilatildeo com aminas aromaacuteticas

foi o tratado por Chelucci e colaboradores19 O grupo desenvolveu novos ligantes

quirais que foram empregados em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilpropi-2-enila com dimetil malonato (nucleoacutefilo)

na presenccedila da NO-bis(trimetilsilil)acetamida (BSA) e acetato de potaacutessio

utilizando como solvente o diclorometano (Esquema 8)19

19 Chelucci G Baldino S Tetrahedron Asymmetry 2006 17 1529

Introduccedilatildeo

15

N N N NN

OH

N

PR2

N

SR

N

R

R1N

PPh2N

SPh

R = alquila arila heteroarila etcR1 = NR2 OR SR PR2 etc

35 3637 38

3940

41 42

C6H5 C6H5

OCOCH3[Pd(η3-C3H5)Cl]2ou Pd(OAc)2L

CH2(COOCH3)2 BSACH2Cl2 KOAc

C6H5 C6H5

CH(COOCH3)2

43 44Rend gt 90ee 22-60

Esquema 8 Emprego dos ligantes em coordenaccedilatildeo com o palaacutedio na reaccedilatildeo de

alquilaccedilatildeo do acetato de 13-difenilprop-2-enila com malonato de dimetila19

Lu e colaboradores20 relataram o uso de iminopiridinas em coordenaccedilatildeo

com o palaacutedio na reaccedilatildeo de ciclizaccedilatildeo de (Z)-4rsquo-acetoxi-2rsquo-butanil-2-alquinolatos

cujo mecanismo estaacute proposto no Esquema 1020

20 Song J Shen Q Xu F Lu X Tetrahedron 2007 63 5148

Introduccedilatildeo

16

PbH(OAc)2NN

PbH(OAc)2

O O

R

OAc

O O

R

OAc[Pd]AcO-

coordenaccedilatildeo

I

O O

OAcR

AcO[Pd]

II

trans-acetox-paladaccedilatildeo

[Pd] = PbLnNN

O O

OAcR

AcOH

O

OAc[Pd]

O

R

AcO

OO

R

AcO

insersatildeoolefinicoprotonaccedilatildeo

β-deacetoxpaladaccedilatildeo

III

Esquema 9 Mecanismo de reaccedilatildeo proposto por Xiyan Lu e col

116 Catalisadores Quirais de Cobre

Um estudo envolvendo ligantes de iminopiridinas (Figura 6) foi realizado por

Pedro e colaboradores21 O trabalho relata um estudo metodoloacutegico com diversas

iminopiridinas que foram sintetizadas pelo grupo e aplicadas na reaccedilatildeo de Henry

21 Blay G Hernaacutendez-Olmos V Pedro J R Org Biomol Chem 2008 6 468

Introduccedilatildeo

17

N N N N

N N N

CO2H

N N N N

N

N N N N

SO3H

OHPhPh

46 47

48 49

50 51

52 53

Figura 6 Ligantes iminopiridinas21

Inicialmente o grupo realizou uma anaacutelise com todos os ligantes (L ndash

Cu(OTf)2) na reaccedilatildeo de Henry (Esquema 11) em que foram utilizados nitrometano

e fenilacetato etila aleacutem da presenccedila da base Et3N

OOR

O

L (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Base (20 mol)CH3NO2

OR

O

HO NO2

54 55

Esquema 10 Reaccedilatildeo de Henry catalisada por um complexo quiral de cobre21

Introduccedilatildeo

18

Em uma mesma condiccedilatildeo reacional os ligantes foram testados para

especificar aquele que melhor forneceria o produto quanto ao rendimento e o

excesso enantiomeacuterico E de acordo com os resultados obtidos pelo grupo

(Tabela 3)21 a iminopiridina 53 foi a melhor fornecendo o produto com R

Tabela 3 Anaacutelise dos ligantes para a reaccedilatildeo de Henry21

Entrada La t (h) Rend ()b ee ()b Configc

1 46 3 80 54 R

2 47 24 46 29 R

3 48 4 91 48 R

4 49 3 98 50 R

5 50d 24 97 0 -

6 51 24 29 22 S

7 52e 20 78 13 S

8 53 3 97 70 R

a Cu(OTf)2 (20 mol) L (20 mol) Et3N (20 mol) ceto eacutester (025 mmol) em CH3NO2

TA b Conversatildeo e ee determinados por HPLC usando uma coluna quiral OD-H c

Configuraccedilatildeo designada por comparaccedilatildeo da rotaccedilatildeo oacuteptica de acordo com dados da

literatura d Foram usados 40 mol de Et3N e Foram usados 30 mol de Et3N

Apoacutes a escolha do melhor ligante o grupo resolveu entatildeo analisar a

escolha da melhor base para a mesma reaccedilatildeo A base Et3N forneceu o melhor

resultado em uma concentraccedilatildeo ideal de 20 mol

Outros sais de cobre (II) foram tambeacutem estudados e todos forneceram

excelentes rendimentos mas somente o Cu(OTf)2 mostrou ser mais eficiente em

funccedilatildeo do alto excesso enantiomeacuterico (70)

A influecircncia do substituinte no grupo R da carbonila da cetona foi tambeacutem

estudada de acordo com a reaccedilatildeo do Esquema 1221 Os dados colhidos mostram

Introduccedilatildeo

19

que o grupo 4-MeO-C6H4- fornece um produto com menor excesso enantiomeacuterico

(48) e segundo os autores a explicaccedilatildeo para tal resultado estaacute na presenccedila de

eleacutetrons livres no grupo metoxila o mesmo que ocorre para o grupo 2-tienila-

(ee56) Eles explicam tambeacutem que o baixo excesso enantiomeacuterico obtido com

o grupo 35-(CF3)2-C6H3 (52) eacute provavelmente pela influecircncia dos grupos

volumosos trifluorometila

R

OOEt

O

53 (20 mol)CuOTf2 (20 mol)

Et3N (20 mol)CH3NO2

ROEt

O

HO NO2

56 57

Esquema 11 Reaccedilatildeo de Nitroaldol utilizando o complexo 53 ndash CuOTf221

Diante dos resultados obtidos com testes feitos com os sais de cobre (II) o

grupo propocircs um mecanismo da reaccedilatildeo de Henry para o seu complexo de estudo

(Esquema 13)21 Inicialmente o complexo se coordena com o α-cetoeacutester e a base

Et3N se encarrega de desprotonar a moleacutecula de nitrometano O nitrometano

desprotonado reage entatildeo com o α-cetoeacutester que se encontra ainda coordenado

com o complexo

Introduccedilatildeo

20

ROEt

O

HO NO2

CuX

X

N

N+ Et3N Cu

NEt3

X

N

NX

53-CuX(NEt3)53-CuX2

OCu

O

OR

R

N

N

RCOCO2Et

NO

OReaccedilatildeoEnantioseletiva

ROEt

O

HO NO2RCOCO2Et

Reaccedilatildeo natildeoseletiva

CH3NO2

Esquema 12 Mecanismo da reaccedilatildeo de Henry proposto por Pedro e colab21

O estado de transiccedilatildeo para obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry foi

tambeacutem proposto pelo grupo (Figura 7)21 onde satildeo apresentados dois modelos de

aproximaccedilatildeo do nitrometano com o α-cetoester coordenado ao cobre com o

ligante (complexo)

MeMe

NMeN

CuO

O OEt

RONO

Me

NN

NO

Me

O

Cu

O O

ROEt

(i) (j)

Figura 7 Estados de transiccedilatildeo propostos por Pedro e colab21

Introduccedilatildeo

21

Sisti e colaboradores22 tambeacutem utilizaram triflato de cobre como aacutecido de

Lewis para coordenar com um ligante diamina derivado da cacircnfora (Figura 8)22

NH

NH

58

Figura 8 Ligante diamina derivado da cacircnfora22

O grupo aplica seu novo complexo na reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis

obtendo excesso enantiomeacuterico de ateacute 65 (Tabela 4)22

Tabela 4 Reaccedilatildeo oxidativa de 2-naftoacuteis catalisada pelo complexo (-)-58ndashCu(OTf)22

OH

R

R

OHOH

R

COOMe

OHOH

R

l) R = Hm) R = COOMen) R = COOiPro) R = COMep) R = Meq) R = OBn

59

60 61

Naftol (S) Produto Rend ()c ee ()d

59la 60l 65 6

59ma 60m 90 65e

59na 60n 83 61

59oa 60ordm 81 32

22 Caselli A Giovenzana G B Palmisano G Sisti M Pilati T Tetrahedron Asymmetry 2003 14 1451

Introduccedilatildeo

22

59pa 60p 63 9

59qa 60q 48 19

59l59mb 60r 62 7

a Outra maneira de reaccedilatildeo foi realizada da seguinte forma 05 mmol 59l-q (01 M) DCE-

MeCN (21 vv) 10 mol (-)-58 10 mol [(CuOTf)2C6H6] 4 Aring peneira molecular ar 40

degC 5-48 h b 025 mmol 59l025 mmol 59m c Rendimento isolado d Excesso

enantiomeacuterico determinado por HPLC (Chiralpakreg AD) Configuraccedilatildeo absoluta R e

Promovido para 95 por trituraccedilatildeo em EtOAc

Os complexos cataliacuteticos de cobre(II)-bisoxazolinas com eixo de simetria C2

foram empregados com sucesso por Evans e colaboradores23 para a reaccedilatildeo

aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio (Esquema 14) Excelentes

seletividades enantiofaciais foram obtidas para aceptores capazes de fazer

quelaccedilatildeo com α-benziloxi aldeiacutedos e piruvatos

23 a) Evans D A Murry J A Kozlowski M C J Am Chem Soc 1996 118 5814 b) Evans D A Kozlowski M C Burgey C S MacMillan D W C J Am Chem Soc 1997 119 7893 c) Evans D A Kozlowski M C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J J Am Chem Soc 1999 121 669 d) Evans D A Burgey C S Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e) Evans D A Tregay S W Burgey C S Paras N A Vojkovsky T J Am Chem Soc 2000 122 7936

Introduccedilatildeo

23

ButS

OSiMe3

+ H

OOBn

O

N CuN

N

O

Ph PhButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

CH2Cl2 -78 degC

rend 100ee 99

ButS

OSiMe3

+Me

OOMe

Me O

N

O

CuN

OMe Me

ButBut

10 mol

CH2Cl2 -72 degC ButS

OOMe

O

Me OH

Me

rend 96synanti 982ee (syn) 99

62

63

2+

2SbF6-

Esquema 13 Reaccedilatildeo aldoacutelica assimeacutetrica de cetenotioacetais de siliacutecio23

A reaccedilatildeo aldoacutelica que emprega o sistema cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina com

piruvatos representa um meacutetodo importante para a obtenccedilatildeo de aacutelcoois terciaacuterios

com seletividade syn Interessantemente com a troca de Cu(II) por Sn(II) no

complexo ocorre a formaccedilatildeo dos respectivos adutos anti com excelentes niacuteveis

de estereosseleccedilatildeo (antisin 991 99 ee)24

Ambos os cetenotioacetais de siliacutecio E(O)- e Z(O)-α-substituiacutedos

forneceram os adutos aldoacutelicos de configuraccedilatildeo relativa syn mas com uma

significativa reduccedilatildeo em rendimento e seletividade para o isocircmero E(O) (Esquema

15)23 O complexo cataliacutetico Cu(II)-bisoxazolina tambeacutem exibiu alta

enantiosseletividade na reaccedilatildeo aldoacutelica entre o α-benziloxialdeiacutedo e o dienil

cetenoacetal de siliacutecio e em reaccedilotildees eno com glioxalatos e piruvatos

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc 1997 119 10859

Introduccedilatildeo

24

ButS

OSiMe3

+ H

O

R

O

N CuN

N

O

Ph Ph

ButS

OOBn

OH10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHFMe

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me

ZE = 955ZE = 199

R = BnOCH2 rend 90 synanti 973 ee 97rend 48 synanti 8614 ee 85

O

N CuN

N

O

Ph Ph10 mol

2+

2SbF6-

2) HCl 1NTHF

1)

CH2Cl2 -78 degC

Me3SiO

O O

Me Me

+H R

O

R = BnOCH2

O O

OOBn

Me Me

OH

rend 94ee 92

64

65

Esquema 14 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas de cetenotioacetais de siliacutecio23

A origem da seletividade estaacute baseada na coordenaccedilatildeo bidentada do

aldeiacutedo com o metal atraveacutes de um quelato de cinco membros formando-se um

complexo piramidal de base quadrada entre o catalisador e o aceptor (Figura 9)23

A coordenaccedilatildeo do aldeiacutedo ocorre de modo a permitir que a interaccedilatildeo mais forte se

alinhe no plano dos ligantes do metal enquanto a interaccedilatildeo mais fraca ocupa a

orientaccedilatildeo axial Segundo este modelo a aproximaccedilatildeo do enolato ocorre pela face

Si menos impedida23

Introduccedilatildeo

25

N NO

O N PhH

H Ph

Cu ORO H

HR Face Si

2+

66

Figura 9 Proposta de estado de transiccedilatildeo23

Kobayashi e colaboradores2526 desenvolveram um sistema cataliacutetico com o

cobre em meio aquoso Para esses sistemas cataliacuteticos o uso de solventes

proacuteticos como a aacutegua eacute essencial para a obtenccedilatildeo de altos rendimentos e

seletividades Em meio aquoso ocorre a supressatildeo do processo aquiral catalisado

por Me3Si+ e a aceleraccedilatildeo da reaccedilatildeo enantiosseletiva devido a fatores tais como

ligaccedilotildees de hidrogecircnio solvataccedilatildeo especiacutefica e interaccedilotildees hidrofoacutebicas os quais

paralelamente agrave quelaccedilatildeo do metal contribuem para o aumento da seletividade

Aleacutem disso em muitos casos eacute possiacutevel recuperar natildeo apenas os aacutecidos de Lewis

quantitativamente por simples extraccedilatildeo da fase aquosa mas tambeacutem os ligantes

quirais apoacutes purificaccedilatildeo2526

As reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina) entre os eacuteteres enoacutelicos de siliacutecio e aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados heterociacuteclicos e alifaacuteticos foram realizadas em uma soluccedilatildeo 91

de aacutegua-etanol com niacuteveis de seletividade de bons a moderados (Esquema 16)25

Outras misturas de solventes tambeacutem foram analisadas inclusive aacutegua pura mas

apresentaram resultados inferiores25

25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531 26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3 165

Introduccedilatildeo

26

R1

OSiMe3

+ H

O

R2 R1

O

R2

OH

Me

N

O

N

O

RR

Me Me

R = iPr Bn

Cu(OTf)2 (20 mol)

EtOHH2O (91)-15 degC rarr 0 degC 20 hR = Ph Et iPr R = Ph 4-MeOPh

4-ClPh 2-Np 2-ThPhCH=CH C6H11 rend 56-98

synanti 6238 a 8515 ee (syn) 42-85

67

Esquema 15 Reaccedilotildees aldoacutelicas assimeacutetricas catalisadas por complexos quirais de

cobre(II)-bis(oxazolina)25

Um fator importante para o controle da estereosseletividade das reaccedilotildees

cataliacuteticas assimeacutetricas em meio aquoso eacute que a coordenaccedilatildeo metal-ligante quiral

seja superior agrave metal-aacutegua e que essa quelaccedilatildeo natildeo implique numa reduccedilatildeo

significativa da acidez de Lewis do metal

117 Catalisadores Quirais de Lantanidios

Em um outro trabalho desenvolvido por Chen e colaboradores27 as diiminas

representadas na Figura 10 foram escolhidas como ligantes quirais para a

coordenaccedilatildeo com triflatos de lantaniacutedios

27 Yang K-S Lee W-D Pan J-F Chen K J Org Chem 2003 68 915

Introduccedilatildeo

27

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

MeMe

OHON N

HO O

MeMe

68 69

7071

Figura 10 Ligantes diiminas quirais27

A reaccedilatildeo escolhida pelo grupo para anaacutelise desses novos complexos foi a

reaccedilatildeo de Baylis-Hillman no emprego do lantacircnio como metal na cordenaccedilatildeo com

o ligante (catalisador usado na reaccedilatildeo) Para demonstrar a eficiecircncia desse novo

complexo o grupo fez uma comparaccedilatildeo utilizando outros trecircs metais de

coordenaccedilatildeo Eu(OTf)3 e Yb(OTf)3 La(OTf)3 Comprovou-se pelos dados obtidos

que o triflato de lantacircnio mais precisamente coordenado com o ligante 68 foi o

que forneceu maior excesso enantiomeacuterico na reaccedilatildeo (Tabela 5)27

Introduccedilatildeo

28

Tabela 5 Estudo dos metais em coordenaccedilatildeo com ligantes quirais na reaccedilatildeo de Baylis-

Hillman27

PhCHO +O

OCH3 Ph

OH O

OCH3

A 72

Entrada Ligante Aacutecido de

Lewis Rend ()b ee ()c Configuraccedilatildeod

1 68 Eu(Otf)3 81 0 S

2 68 Yb(OTf)3 72 17 S

3 68 La(OTf)3 75 84 S

4 69 La(OTf)3 70 67 S

5 70 La(OTf)3 71 11 S

6 71 La(OTf)3 0 - -

a Benzaldeiacutedo (05 mmol) reagiu com acrilato de metila A (05 mmol) na presenccedila de

DABCO (30 mol) e o catalisador aacutecido de Lewis (3 mol) em CH3CN (26 mL) agrave

temperatura ambiente por 10h b Rendimento isolado c Determinado por anaacutelise de HPLC

usando uma coluna quiral d Determinado por comparaccedilatildeo de rotaccedilatildeo oacuteptica com o valor

da literatura

Tendo em vista o sucesso obtido com o triflato de lantacircnio os estudos

foram ampliados utilizando o complexo 68-La(OTf)3 para a reaccedilatildeo de acrilatos A-

E com vaacuterios aldeiacutedos (Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman) esperando especificar a melhor

condiccedilatildeo reacional (Tabela 6)27

Introduccedilatildeo

29

Tabela 6 Complexo 68-La(OTf)3 para a Reaccedilatildeo de Baylis-Hillman27

R1CHO +

O

OR2 R1

OH O

OR2

A R2 = CH3B R2 = t-BuC R2 = PhD R2 = BnE R2 = α-Naftila

73

Entrada Acrilato R1CHO (R1=) t (h) Rend ()b Configuraccedilatildeo Ee ()c

1 A CH3 10 85 S 10

2 A CH3CH2 10 89 S 7

3 A (CH3)2CH 10 75 S 6

4 A 4-MeOC6H4 10 55 S 66

5 B Ph 10 25 S 70

6 C Ph 10 97 Sd 75

7 D CH3 10 85 S 65

8 D CH3CH2 10 85 S 65

9 D Ph 10 75 Sd 75

10 D 4-MeOC6H4 10 50 S 95

11 D 4-NO2C6H4 10 93 S 85

12 E c-C8H11 13 71 S 71e

13 E CH3CH2 13 75 S 70f

14 E Ph 13 88 Sd 81

15 E 4-MeOC6H4 13 35 S 95

16 E 4-NO2C6H4 13 82 S 93

17 E Ph(CH2)2CH2 13 78 S 81

a Estas reaccedilotildees foram realizadas agrave temperatura ambiente b Rendimento isolado c

Determinado por anaacutelise de HPLC usando uma coluna quiral d A esterioquiacutemica absoluta

foi determinada por anaacutelise de HPLC depois da conversatildeo ao produto 73A (R1 = Ph R2 =

Introduccedilatildeo

30

CH3) A estereoquiacutemica absoluta dos outros produtos foram assinaladas por analogia e

ee foi determinado pela conversatildeo ao correspondente eacutester 73A (R1 = c-C6H11 R2 = CH3)

pela anaacutelise de HPLC f ee foi determinada pela conversatildeo do correspondente eacutester

73A (R1 = CH3CH2 R2 = CH3) por anaacutelise de HPLC

Uma proposta de estado de transiccedilatildeo que explica os resultados obtidos

estaacute representada na Figura 1127

Me

Me

N N

O

O

MeMeO

OLa

O O

RHR3N

Figura 11 Estado de transiccedilatildeo da reaccedilatildeo de Baylis-Hillman proposto por Chen e colab27

118 Catalisadores Quirais de Estanho

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) preparado in situ pela

coordenaccedilatildeo de derivados quirais da (S)-prolina com Sn(OTf)2 foi accedilatildeo de estudo

desenvolvido por Mukaiyama e colaboradores28

A escolha de Sn(II) foi baseada na existecircncia de cinco orbitais d vazios para

o metal o qual poderia coordenar-se aos dois aacutetomos de nitrogecircnio do ligante

quiral e tambeacutem ao aldeiacutedo criando assim um ambiente quiral favoraacutevel agrave induccedilatildeo

assimeacutetrica29

28 a) Kobayashi S Fujishita Y Mukaiyama T Chem Lett 1990 1455 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1990 1147 c) Kobayashi S Furuya M Ohtsubo A Mukaiyama T Tetrahedron Asymmetry 1991 2 635 29 Mukaiyama T Aldrichim Acta 1996 29 59

Introduccedilatildeo

31

A utilizaccedilatildeo de aacutecido de Lewis quiral de estanho (II) propiciou algumas das

primeiras indicaccedilotildees de que o controle da estereoquiacutemica absoluta poderia ser

obtido nas reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais natildeo ligados

covalentemente ao substrato ou ao catalisador (Esquema 17)30

Esquema 16 Reaccedilotildees aldoacutelicas empregando aditivos quirais30

Os complexos de estanho bivalente modificados com ligantes derivados de

diaminas quirais associados a um co-catalisador (tipicamente um sal de Sn(IV)

como n-Bu3SnF ou n-Bu2Sn(OAc)2) mostraram excelentes niacuteveis de controle

estereoquiacutemico relativo e absoluto em reaccedilotildees aldoacutelicas de aldeiacutedos aromaacuteticos

αβ-insaturados e alifaacuteticos com cetenotioacetais de siliacutecio derivados de acetatos e

propionatos (Esquema 18)28

30 a) Kobayashi S Mukaiyama T Chem Lett 1989 297 b) Mukaiyama T Uchiro H Kobayashi S Chem Lett 1989 1001 c) Mukaiyama T Kobayashi S Sano T Tetrahedron 1990 46 4653 d) Kobayashi S Uchiro H Fijishita Y Shiina I Mukaiyama T J Am Chem Soc 1991 113 4247

Introduccedilatildeo

32

NNH

Me

EtS

OSiMe3

H

O

R EtS

O OSiMe3

RSn(OTf)2 (nBu)3SnF

EtCN -78 degCMe

+Me

R = Ph 4-MeOPh(E)-CH3CH=CH C6H11(E)-nBuCH=CH C7H15

20 mol

rend 71-80synanti 8911 a 1000ee (syn) 90 a gt 98

Esquema 17 Complexo de estanho bivalente coordenado com ligantes derivados de

diaminas quirais na presenccedila de um co-catalisador para reaccedilotildees aldoacutelicas28

A geometria da ligaccedilatildeo dupla do cetenotioacetal apresenta forte influecircncia

tanto na reatividade quanto na seletividade da reaccedilatildeo Por exemplo o enolato

E(O) reage com o benzaldeiacutedo produzindo o aduto aldoacutelico com seletividade syn

em alto rendimento (77 synanti = 937 90 ee) enquanto o correspondente

Z(O) reage mais lentamente produzindo o aduto em baixo rendimento e

seletividade (30 sinanti=5941 30 ee)

A presenccedila de um co-catalisador nestas reaccedilotildees eacute fundamental para a

obtenccedilatildeo de altos niacuteveis de seletividade O co-catalisador demonstra uma

afinidade por siliacutecio e presumivelmente serve para mediar a interaccedilatildeo entre o

cetenotioacetal e o promotor quiral permitindo a transferecircncia da quiralidade

Aleacutem disso a formaccedilatildeo indesejada de produtos da reaccedilatildeo promovida por

TMSOTf que ocasiona um decreacutescimo na estereosseletividade pode tambeacutem ser

minimizada pela adiccedilatildeo lenta dos reagentes agrave soluccedilatildeo do catalisador e pelo uso

de solventes polares como propionitrila31

A seletividade nas reaccedilotildees aldoacutelicas que empregam o promotor Sn(II)-

diamina quiral deve-se agrave orientaccedilatildeo do substituinte 1-naftil no nitrogecircnio (1-Nf) em

uma conformaccedilatildeo do complexo tipo biciclo[330]octano a qual bloqueia a 31 Kobayashi S Uchiro H Shiina I Mukaiyama T Tetrahedron 1993 49 1761

Introduccedilatildeo

33

aproximaccedilatildeo do enolato pela face Re do aldeiacutedo (Esquema 19)33 A adiccedilatildeo ocorre

atraveacutes de um estado de transiccedilatildeo aciacuteclico de forma a minimizar a interaccedilatildeo

gauche entre o substituinte β do cetenotioacetal e o grupo R do aldeiacutedo interaccedilatildeo

esta que resulta no aduto aldoacutelico syn A configuraccedilatildeo absoluta do produto de

reaccedilatildeo pode ser controlada pela escolha apropriada da diamina quiral32

NH

1-NfMe Sn

H

TfO OTf

R

O

HN N

SnMe

H

RH

O

H

Me SEt

OSiMe3(S)(S)

(E)Face Si

2+

(II)

2 TfO-

(Z)

R

O HMe

H

Sn

OSiMe3

SEt

L2+

2 TfO-

- LSn(OTf)2

EtS

O

Me

OSiMe3

R(S)

(R)

Esquema 18 Proposta de mecanismo de reaccedilotildees aldolicas catalisada por estanho em

coordenaccedilatildeo com diaminas quirais33

O sistema cataliacutetico triflato de Sn(II)-diamina quiral foi aplicado com sucesso

no controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de α-

alcoacutexi tioeacutesteres pelo uso do grupo protetor adequado permitindo a obtenccedilatildeo de

syn- e anti-12-dioacuteis com alta estereosseleccedilatildeo (Esquema 20)33 O substituinte α-

benziloxi do cetenotioacetal que permite a coordenaccedilatildeo do Sn(II) ao oxigecircnio

leva ao produto anti ao passo que o substituinte α-sililoxi forma o produto syn

32 Mukaiyama T Kobayashi S Uchiro H Shiina I Chem Lett 1990 129 33 a) Mukaiyama T Uchiro H Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1019 b) Mukaiyama T Shiina I Kobayashi S Chem Lett 1990 1902 c) Kobayashi S Horibe M Chem Eur J 1997 3 1472

Introduccedilatildeo

34

EtS

OSiMe3

OTBSH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OTBSR

OSiMe3(S)

(R)(Z)+

Seletividade Syn

rend 46-86synanti 8812 a 937

ee (syn) 82-94

EtS

OSiMe3

OBnH

O

R

NN

Pr

Sn(OTf)2(nBu)3Sn(OAc)2

EtCN -78 degC

20 mol

(S)

EtS

O

OBnR

OSiMe3(R)

(R)(Z)+

rend 72-88synanti 919 a991ee (syn) 95-98

R = Ph(E)-CH3CH=CH

(E)-PhCH=CH C2H6

Seletividade Anti

Esquema 19 Controle da seletividade facial de cetenotioacetais de siliacutecio derivados de

α-alcoacutexi tioeacutesteres33

Nos uacuteltimos anos foram publicados vaacuterios trabalhos que utilizam a reaccedilatildeo

aldoacutelica cataliacutetica assimeacutetrica mediada por Sn(II) na siacutentese de produtos naturais

complexos entre eles o Taxol34 a Rapamicina35 a Cefalosporina D36 as

Esfingofunginas B e F (Esquema 21)37 a Febrifugina e a Isofebrifugina38

34 Mukaiyama T Shiina I Uchiro H Kobayashi S Bull Chem Soc Jpn 1994 67 1708 35 White J D Deerberg J Chem Commun 1997 1919 36 Shiina I Fukuda Y Ishii T Fujisawa H Mukaiyama T Chem Lett 1998 831 37 a) Kobayashi S Furuta T Hayashi T Nishijima M Hanada K J AmChem Soc 1998 120 908 b) Kobayashi S Furuta T Tetrahedron 1998 54 10275 38 Kobayashi S Ueno M Suzuki R Ishitani H Tetrahedron Lett 1999 40 2175

Introduccedilatildeo

35

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

+

87 94 ee

HC6H13

O SEt

OSiMe3 C6H13

OH

SEt

O

1)

2) HCl 1NTHF(41)

NNH

Me

Sn(OTf)2 SnOEtCN -78 degC

20 mol

87 91 eesynanti = 973

SEt

OSiMe3

1)

2) HCl 1NTHF(41)

BnOH

O

RR = SiMe3

+ OBn

OH

OPh

O

R

C6H13

OH

OH

OH

OH

NH2

OH

O

( )5

Esfingofungina B

Esquema 20 Siacutentese do produto natural Esfingofungina B utilizando catalisadores

quirais de estanho37

119 Catalisadores Quirais de Alumiacutenio

Reaccedilotildees de Strecker envolvendo a adiccedilatildeo de HCN a iminas tambeacutem

podem ser catalisadas por aacutecidos de Lewis Jacobsen e colaboradores44

estudaram esta reaccedilatildeo na presenccedila de 5 mol de salen quiral de alumiacutenio

(Esquema 22)39 Neste caso excessos enantiomeacutericos da ordem de 91-95 foram

obtidos para aldiminas aromaacuteticas e 37-57 para aldiminas alifaacuteticas

39 Jacobsen E N Pfaltz A Yamamoto H Comprehensive Asymmetric Catalysis Springer Heidelberg 1999

Introduccedilatildeo

36

R1 H

N+ HCN

But

But

O

N N

O

But

ButAlCl

(5 mol)

(CF3CO)2OF3C N

O

CNR1R1 = Ph p-MeO-Ph 2-naftilat-Butila o-C6H11

Esquema 21 Reaccedilatildeo de Strecker com catalisador quiral de alumiacutenio39

12 Nioacutebio Como Aacutecido de Lewis em Cataacutelise Assimeacutetrica

O desenvolvimento de novos ligantes quirais eacute muito importante para a

siacutentese de compostos enantiomericamente puros no entanto a escolha do aacutecido

de Lewis ou metal de coordenaccedilatildeo a esse ligante revela tambeacutem seu grande

valor para cataacutelise assimeacutetrica Catalisadores quirais de nioacutebio foram pouco

estudados pelos quiacutemicos orgacircnicos poreacutem nos poucos exemplos encontrados

demonstraram ser eficientes quanto ao excesso enantiomeacuterico e ao rendimento

das reaccedilotildees

Um estudo que trata do pentacloreto de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi

realizado por Howarth e Gillespie40 os quais empregaram a bis-oxazolina e o

pibox (Figura 12)40 como ligantes quirais na coordenaccedilatildeo com o metal (Nb)

40 Howarth J Gillespie K Molecules 2000 5 993

Introduccedilatildeo

37

But

But

OH

N N

HO

But

But

H H

NN

OON

R2 R4R1 R3

74 R1 R4 = H R2 R3 = iPr75 R1 R4 = H R2 R3 = iBu76 R1 R4 = fenil R2 R3 = H

77 R1 R4 = H R2 R3 = benzil

78 = S S Ligante Jacobssen79 = R R Ligante Jacobssen

Figura 12 Ligantes quirais de bis-oxazolina e pibox utilizados em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio40

A reaccedilatildeo utilizada pelos pesquisadores na investigaccedilatildeo do potencial de

induccedilatildeo assimeacutetrica foi a reaccedilatildeo de Diels-Alder (Esquema 23)40

R1

O

R2

+CHOR1

R2

R1

CHO

R2

R1 = H R2 = MeCrotonaldeiacutedo

R1 = Me R2 = HMetacroleiacutena

+

Esquema 22 Reaccedilatildeo de Diels-Alder40

De acordo com a Tabela 740 podemos observar que os melhores

resultados obtidos foram os alcanccedilados pelos ligantes 78 e 79 com rendimentos

que variaram de 28-67 e excessos enantiomeacutericos de 19-42

Tabela 7 Emprego dos complexos de nioacutebio para a reaccedilatildeo de Diels-Alder40

Ligante Dienofilo Rend ()

A B Raio EndoExo A B

ee () A B

74 M 12 36 793 1585 lt3 10 (S)

C 7 18 928 8515 lt3 lt3

75 M 40 87 1090 892 lt3 10 (S)

Introduccedilatildeo

38

C 27 39 8515 8713 lt3 lt3

76 M 68 70 1189 991 11 (R) 23 (R)

C 25 71 8911 8812 lt3 lt3

77 M 99a 56 892 1090 lt3 lt3

C 22 35 8812 8713 lt3 lt3

78 M 67a 86 991 793 40 (R) 40 (R)

C 39 58 8911 7624 25 (R) 19 (R)

79 M 49 74 1090 694 38 (S) 42 (S)

C 28 61 8515 7921 27 (S) 25 (S)

M = Metacroleiacutena C = Crotonaldeiacutedo A = ausencia de NH4PF6 B = presenccedila de NH4PF6 a Reaccedilatildeo procedida por 48 h em vez de 24 h nr = natildeo houve reaccedilatildeo

Os autores isolaram e caracterizaram o complexo com nioacutebio na intenccedilatildeo

da identificaccedilatildeo estrutural do novo catalisador quiral (Figura 13)40

But

But

O

N N

O

But

But

H H

NbO

80

Figura 13 Proposta estrutural do catalisador quiral de nioacutebio40

O desenvolvimento de um novo complexo na utilizaccedilatildeo do pentametoacutexido

de nioacutebio como aacutecido de Lewis foi tambeacutem alvo de estudo de Kobayashi e

colaboradores41 O complexo preparado envolve a coordenaccedilatildeo de dois metais de

nioacutebio com duas moleacuteculas do ligante tridentado derivado do BINOL (Figura 14)41

Sua estrutura foi confirmada por raio X e espectroscopia de RMN

41 Arai K Lucarini S Salter M M Ohta K Yamashita Y Kobayashi S J Am Chem Soc 2007 129 8103

Introduccedilatildeo

39

OHOH

OH

iPrOO

Nb

LMeO

MeOOMeO

NbO

OO

MeO LPri

iPr

81 82 L =N

N Me

Figura 14 Complexo do ligante tridentado derivado do BINOL em coordenaccedilatildeo com o

nioacutebio41

A eficiecircncia do complexo foi testada para a reaccedilatildeo do tipo Mannich

(Esquema 24)41 fornecendo o produto em bons rendimentos e excesso

enantiomeacutericos

Ar H

N

HO

R2

R2

XR3

OSiMe3NH

OH

Ar XR3

O

R2R2

+Nb(OMe)5 81

NMIPeneira molecular 3Aring

Rend 18 - 67ee 2 - 48

Esquema 23 Reaccedilatildeo do tipo Mannich usando complexos quirais de nioacutebio41

Vaacuterios oacutexidos de nioacutebio em coordenaccedilatildeo com o ligante 81 foram

analisados para a reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina Outros

fatores testados foram os ligantes auxiliares e os aditivos (Tabela 8)41 De acordo

com os dados pode-se notar que a presenccedila de um ligante auxiliar foi importante

para aumentar o rendimento e o excesso enantiomeacuterico

Introduccedilatildeo

40

Tabela 8 Reaccedilatildeo do peroacutexido de meso-ciclohexano com a anilina41

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)81 (11 mol) Ligante

Auxiliar (11 mol)

Aditivo (12 mol)CH2Cl2 0 degC 18 h

OH

NHPh

83 84

Entrada Fonte de Nb Ligante auxiliar aditivo Rend ()a ee ()b

1c Nb(OMe)5 - NMId 18 2

2e Nb(OMe)5 (R)-BINOL NMId 21 4

3e Nb(OMe)5 (S)-BINOL NMId 29 33

4e Nb(OMe)5 (S)-BINOL 26-lutidina 30 27

5e Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 34 48

6 Nb(OMe)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 38

7 Nb(OEt)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 48 34

8 Nb(OnPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 41

9 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 55 48

10 Nb(OtBu)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 49 47

11 Nb(OiPr)5 22rsquo-bifenol 26-lutidina 67 33

12 Nb(OiPr)5 2-fenilfenol 26-lutidina 60 41

13 Nb(OiPr)5 3-fenilfenol 26-lutidina 44 31

14 Nb(OiPr)5 4-fenilfenol 26-lutidina 49 40

15 Nb(OiPr)5 fenol 26-lutidina 63 38

16 Nb(OiPr)5 4-fluorofenol 26-lutidina 58 33

17 Nb(OiPr)5 4-tbutilfenol 26-lutidina 62 48

18 Nb(OiPr)5 2-naftol 26-lutidina 56 32 a Rendimento isolado b Determinado por cromatografia liacutequida de alta resoluccedilatildeo HPLC c

12 mol 81 d N-Metilimidazol e Em CH2Cl2Tolueno (11)

Introduccedilatildeo

41

O grupo desenvolveu um novo ligante tetradentado derivado tambeacutem do

BINOL o qual foi colocado em coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e aplicado para a

mesma reaccedilatildeo anterior (Tabela 9)41

Tabela 9 Anaacutelise do ligante tetradentado derivado do BINOL para a reaccedilatildeo do peroacutexido

de meso-ciclohexano com a anilina41

OHOH

OH

OH

R2

R2

R1

R1

OHOH

OH

OMe

iPr

iPr

85s R1 = H R2 = H85t R1 = H R2 = Me85u R1 = H R2 = iPr85v R1 = H R2 = tBu85x R1 = H R2 = Ph85z R1 = Me R2 = iPr85w R1 = I R2 = iPr85s-w 86

O

H

H

+ PhNH2

Nb(OR)5 (10 mol)Ligante 85 (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 (32)Peneira molecular 4Aring

0 degC 18 h

OH

NHPh

83 ent-8487a

(1R2R)-2-(fenilamino)ciclohexanol

Entrada Fonte de Nb Ligante R1 R2 Rend () ee ()

1a Nb(OMe)5 85s H H 64 -35

2 Nb(OMe)5 85t H Me 76 25

3 Nb(OMe)5 85u H iPr quant 70

4 Nb(OMe)5 85v H tBu 63 32

5a Nb(OMe)5 85x H Ph 96 -18

6 Nb(OMe)5 85z Me iPr 93 58

7 Nb(OMe)5 85w I iPr 89 52

8 Nb(OMe)5 86 H iPr 83 37

9b Nb(OPr)5 85u H iPr 85 11

10c Nb(OPr)5 85u H iPr 64 66

Introduccedilatildeo

42

11 Nb(OPr)5 85u H iPr 90 68 a (1S2S) composto formado b Reaccedilatildeo na presenccedila de CH2Cl2 c Reaccedilatildeo na presenccedila de Tolueno-

CH2Cl2 (11)

Verificando que o ligante 85c foi o que forneceu melhores resultados

iniciou-se uma investigaccedilatildeo de diferentes epoacutexidos e condiccedilotildees de temperatura

(Tabela 10)41

Tabela 10 Anaacutelise do melhor epoacutexido41

O

RR+ PhNH2

Nb(OMe)5 (10 mol)Ligante 85c (11 mol)

Tolueno-CH2Cl2 = 32Peneira molecular 4Aring016 M temp tempo

R

NHPh

OH

R

12 equiv 10 equiv88a-k 83 89a 90aa-90ka ent-84

Entrada Epoacutexido ProdutoTemp

(degC) Tempo

(h) Rend ()a

ee ()

1 O

Me Me 88a 90aa -15 18 quant 95b

2 O

Et Et 88b 90ba -15 18 2c 38

3 O

Pr Pr 88c 90ca -15 18 9c 84

4 O

Bu Bu 88d 90da -15 18 26 31

5 O

Ph Ph 88e 90ea -15 18 21 52

6 O

88f 90fa -30 72 54 91

7 O

88g 90ga -30 48 69 89

8 88g 90ga -15 72 quant 86

Introduccedilatildeo

43

9 O

83 ent-84 0 18 quant 70

10 83 ent-84 -15 18 80 79

11 O

88h 90ha 0 18 92 83

12 88h 90ha -15 18 59 86

13 BocN O

88i 90ia -15 18 78 89

14 CbzN O

88j 90ja -30 42 81 87

15 O O

88k 90ka -15 24 77 82

a Rendimento puro b Carga cataliacutetica 1 mol 82 de rendimento 92 de ee 05 mol 90 de

rendimento 90 de ee 025 mol 86 de rendimento 88 de ee c Rendimento determinado

por NMR-1H com o padratildeo interno do naftaleno

O grupo fez vaacuterios outros testes para a mesma reaccedilatildeo e todas deram

excelentes excessos enantiomeacutericos (gt80)41

Os dados mostrados nas pesquisas anteriores confirmam que o uso do

nioacutebio como aacutecido de Lewis eacute muito eficiente e que muito tem a contribuir para o

desenvolvimento de novos catalisadores quirais

13 Reaccedilatildeo de Henry

A Reaccedilatildeo de Henry ou nitroaldol eacute uma reaccedilatildeo importante na formaccedilatildeo da

ligaccedilatildeo C-C entre um nitroalcano e um composto carboniacutelico (aldeiacutedo ou cetona)42

A reduccedilatildeo do grupo nitro formado na reaccedilatildeo de Henry a um grupo amino fornece

um aminoaacutelcool que eacute um intermediaacuterio importante na siacutentese de moleacuteculas com

elevada importacircncia farmacoloacutegica43

42 a) Henry L C R Acad Sci Ser C 1895 1265 b) Henry L Bull Soc Chim Fr 1895 13 999 43 a) Seebach D Colvin E W Leher F Weller T Chimia 1979 33 118 (b) Rosini G In Comprehensive Organic Synthesis Trost B M Ed Pergamon Oxford 1991 Vol 2 p 321

Introduccedilatildeo

44

131 Cataacutelise Assimeacutetrica na Reaccedilatildeo de Henry

Os primeiros estudos que abordaram a cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

Henry teveram iniacutecio em 1992 por Shibasaki e colab44 que basearam seus

estudos inicialmente a partir de um ciclo cataliacutetico onde o ligante orgacircnico se

ligaria ao metal na obtenccedilatildeo de um complexo quiral ou catalisador molecular

para uma posterior coordenaccedilatildeo dos reagentes havendo entatildeo a reaccedilatildeo e a

formaccedilatildeo do produto desejado Ainda hoje se utiliza este meacutetodo nos trabalhos de

cataacutelise assimeacutetrica

Os estudos foram realizados com o complexo BINOL ndash La3(O-t-Bu)9 e

verificaram que os alcoacutexidos aleacutem de atuarem como ligantes do catalisador

tambeacutem demonstraram ser bastante eficientes como base na reaccedilatildeo devido ao

seu alto potencial de ionizaccedilatildeo e eletronegatividade Foi observado que o

complexo BINOL-La na reaccedilatildeo de nitroaldol forneceu o produto em 90 de

excesso enantiomeacuterico (Esquema 25)44

La3(O-t-Bu)9

+

OHOH

La-alcoacutexidoOpticamente Ativo

O

La

LaN

O

RCHO

O

La

La

R

NO2

MeNO2

OH

RNO2

91

Esquema 24 Mecanismo de reaccedilatildeo do complexo BINOL-La44

44 Sasai H Takeyuki S Arai T Shibasaki M J Am Chem Soc 1992 114 4418

Introduccedilatildeo

45

O ciclo cataliacutetico proposto (Esquema 26)45 envolve inicialmente o

complexo La-alcoacutexido 92 coordenado ao liacutetio que atua como uma base de

Broumlnsted na desprotonaccedilatildeo do nitroalcano formando o complexo 93 Este entatildeo

reage com o aldeiacutedo formando o complexo 94 no qual o carbono ligado ao

nitrogecircnio agindo como um nucleofilo reage com o aldeiacutedo para a formaccedilatildeo do

complexo 95 Em seguida o complexo eacute regenerado voltando ao estado inicial do

ciclo

RNO2

OH

LaO

O OO

O O

Li

Li

Li

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

CH3NO2

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

O

R

RCHO

OLaO

O OOO

O

LiLi

LiH

NO

OR

92

93

94

95

Esquema 25 Proposta de mecanismo do complexo45

O grupo de Shibasaki analisou tambeacutem o efeito seletivo syn e anti na

reaccedilatildeo de nitroaldol por meio de projeccedilotildees de Newman (Esquema 27)46 O

impedimento esteacutereo encontrado na configuraccedilatildeo anti explica o favorecimento da

seletividade syn do produto de nitroaldol (Tabela 11)47

45 Shibasaki M Yoshikawa N Chem Rev 2002 102 2187 46 Shibasaki M Kanai M Matsunaga S Aldrichim Acta 2006 39 31 47 Takaoka E Yoshikawa N Yamada Y Sasai H Shibasaki M Heterocycles 1997 46 157

Introduccedilatildeo

46

H

Me O

RH

LaO

LiO

NMe

H O

RH

LaO

LiO

N

Syn Anti

H

Me

OR

OLi

ON

H

La Me

H

OR

OLi

ON

H

La

Syn Anti

Esquema 26 Projeccedilotildees de Newman do intermediaacuterio para a reaccedilatildeo de nitroaldol

diastereosseletiva46

Tabela 11 Reaccedilatildeo de nitroaldol diastereosseletiva47

RCHO + Nitro alcano33 mol de 91

La3(O-t-Bu)9

THFR

ROH

NO2

+ RR

OH

NO2

Syn Anti

R Nitro alcano Rend () synanti ee do syn

PhCH2CH2 CH3CH2NO2 70 8911 96

PhCH2CH2 CH3(CH2)2NO2 85 937 98

PhCH2CH2 OH(CH2)2NO2 97 928 98

CH3(CH2)4 OH(CH2)2NO2 95 928 98

Introduccedilatildeo

47

Tur e Saaacute48 utilizaram praticamente o mesmo mecanismo cataliacutetico de

Shibasaki poreacutem ao inveacutes de um aldeiacutedo o grupo realizou seus estudos de reaccedilatildeo

de nitroaldol com trifluorometil cetona pois o aparecimento de metodologias que

produzam carbonos α-trifluorometil tetrassubstituiacutedos tem atraiacutedo o interesse de

diversos grupos de pesquisa principalmente devido a drogas como Efavirenz

(anti-HIV)49 O complexo em anaacutelise foi um sal monometaacutelico quiral [(ΔSSS)-

Binolam]3La(OTf)3 (Figura 15) que constitui uma combinaccedilatildeo de 3 equivalentes

do 33rsquo-bis-dietilaminometil-22rsquo-dihidroacutexi-11rsquo-dinaftaleno (ldquobinolanrdquo)50 com 1 equiv

de lantaniacutedeo-triflato51

OHOH

CH2NEt2

CH2NEt2

Binolam (S)-96

OON NH H

OO

N

N

H

H

OO

N

N

H

H Ln

+3

bull3[TfO-]

[(ΔSSS)-Binolam]3bullLn(OTf)3 97Ln

Figura 15 Complexo do ldquoBinolamrdquo (S)-9648

Foi provado que o grupo ndashCF3 aumenta o caraacuteter eletrofiacutelico da cetona

influenciando a enantiosseletividade Com isto eles realizaram seus estudos em 48 Tur F Saaacute J M Organic Letters 2007 9 5079 49 Pierce M E Parsons R L Jr Radesca L A Lo Y S Silverman S Moore JRIslam Q Choudhury A Fortunak JM D Nguyen D Luo C Morgan S J Davis WP Confalone PM Chen C ndashY Tillyer R D Frey L Tan L Xu F ZhaoD Thompson A S Corley E G J Org Chem 1998 63 8536 50 (a) Baeza A Naacutejera C Sansano J M Saaacute JM Chem Eur J 2005 11 3849 (b) Baeza A Casas J Naacutejera C Sansano J M Saaacute J M Org Lett 2002 4 2589 51 Aspinall H C Chem Rev 2002 102 1807

Introduccedilatildeo

48

diversas cetonas variando somente o grupo R como demonstra a Tabela 12 Os

melhores resultados foram obtidos partindo dos compostos 98n 98p e 98q

Tabela 12 Condensaccedilatildeo enantiosseletiva de nitroaldol com triofluorometil cetona 98l-r48

R CF3

O+ CH3NO2

(ΔSSS)-97La (25 mol)Proton spongereg (25 mol)

CH2CN-40 degC96 h RNO2

F3C OH

98l-r 99l-r

Entrada R (cetona 98) Produto 99 Rend ()a ee ()b

1 Et (98l) 99i 55 85 (S)

2 Bn (98m) 99m 93 92 (S)

3 Ph (98n) 99n 78 96 (S)

4 3-CF3-C6H4 (98o) 99o 55 97 (S)

5 4-F-C6H4 (98p) 99p 68 97 (S)

6 4-t-Bu-C6H4 (98q) 99q 50 98 (S)

7 PhCequivC (98r) 99r 82 80 (S) a Rendimento isolado apoacutes coluna cromatograacutefica b Determinado por HPLC quiral

(Colunas Daicel Chiralpak AS-H ou Chiralcel OJ-H) A configuraccedilatildeo absoluta de 99n foi

estabelecida como (S) pela conversatildeo em 100c e anaacutelise de raio-X Por conseguinte a

configuraccedilatildeo absoluta dos demais nitroaldois 99 foi tentativamente designada como (S) c

Reaccedilatildeo realizada a ndash30 degC 7 dias

Gao e Martell52 foram mais criteriosos no trabalho de estudo de novos

ligantes quirais macrociacuteclicos de N4S2 e N6S3 Este grupo realizou primeiramente

um estudo analiacutetico dos melhores iacuteons para se coordenarem com esses ligantes

Foram testados os iacuteons Cu2+ Co2+ Zn2+ Ni2+ Ag+ e Ca2+ e o que forneceu melhor

resultado foi o Zn2+ Com isto iniciaram-se estudos com os novos complexos de

zinco na reaccedilatildeo de Henry

52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

Introduccedilatildeo

49

Para a preparaccedilatildeo do complexo foram testados 1 equivalente do ligante

para 1 2 ou 3 equivalentes de dietil zinco (Esquema 28)52

NH

NH

SHN

SHN

L101

HNNH

S S

NH HN

NH HNS N N

SS

NN

NN

S

Zn

ZnZn

Et EtEt

Et

Et

Et

3 equiv Zn(Et)2

10 M hexano

L102 L102[Zn(II)(Et2)]3

Esquema 27 Preparaccedilatildeo dos complexos utilizando dietil zinco52

O catalisador entatildeo preparado foi colocado direto no sistema reacional

contendo benzaldeiacutedo e nitrometano (reaccedilatildeo de nitroaldol ndash Esquema 29) dando

especial atenccedilatildeo para o estudo das quantidades estequiomeacutetricas dos ligantes

com o dietil zinco conforme eacute demonstrado na Tabela 13 Pode-se observar que 1

equivalente do ligante para 3 equivalentes do dietil zinco forneceu melhor

rendimento e excesso enantiomeacuterico

CHO

+

CH3NO2

5 mol do catalisador

THF -20 degC 48 h

NO2

OH

Esquema 28 Reaccedilatildeo de nitroaldol catalisada por complexos de Zn

Introduccedilatildeo

50

Tabela 13 Reaccedilatildeo cataliacutetica de Nitroaldol com CH3NO2 (concentraccedilatildeo do catalisador eacute 5

mol)52

Entrada Catalisador Solvente Rend ()a ee ()b

1 1 R 2 R-DACH + Zn(II) THF 19 21

2 L101 + Zn(II) THF 45 39

3 L102 + Zn(II) THF 54 51

4 L102 + 2Zn(II) THF 63 57

5 L102 + 3Zn(II) THF 68 75 a Todas as reaccedilotildees foram realizadas na escala de mmol 20 mmol do

aldeiacutedo na presenccedila de 100 mg de peneira molecular 4Aring b O excesso

enantiomeacuterico foi determinado por HPLC quiral (Coluna Chiralcel OD)

OBJETIVOS

ldquoAs ideacuteias satildeo um capital que soacute daacute juros

nas matildeos do talentordquo

(Rivarol)

Objetivo

51

2 Objetivos

Verificando a presenccedila de poucos trabalhos publicados com

catalisadores quirais de nioacutebio e a ampla disponibilidade deste em territoacuterio

nacional nosso objetivo eacute a siacutentese de novos catalisadores quirais de nioacutebio

A meta do trabalho inclui a investigaccedilatildeo da viabilidade aplicaccedilatildeo

sinteacutetica implicaccedilotildees mecaniacutesticas e limitaccedilotildees do uso destes complexos como

catalisadores na reaccedilatildeo de Henry

RESULTADOS E DISCUSSAtildeO

ldquoPensar eacute o trabalho mais pesado que

haacute Talvez seja essa a razatildeo para tatildeo

poucos se dedicarem a issordquo

(Henry Ford)

Resultados e Discussatildeo

52

3 Resultados e Discussatildeo

A seguir seratildeo apresentados e discutidos os resultados obtidos durante

a realizaccedilatildeo do presente trabalho Inicialmente seraacute discutida a siacutentese do

ligante imina quiral e em seguida discutir-se-aacute a aplicaccedilatildeo do mesmo em

coordenaccedilatildeo com o nioacutebio na reaccedilatildeo de Henry (nitroaldol)

31 Escolha do Ligante Quiral

Iminas satildeo compostos facilmente preparados por reaccedilatildeo de uma amina

primaacuteria com aldeiacutedos ou cetonas geralmente sob cataacutelise aacutecida Assim como

nos aminoaacutelcoois e outros ligantes as iminas possuem tambeacutem uma

importante caracteriacutestica estrutural que favorece a coordenaccedilatildeo com o nioacutebio e

outros metais atraveacutes do aacutetomo de nitrogecircnio Diante dessas caracteriacutesticas

favoraacuteveis para o desenvolvimento de novos ligantes quirais em cataacutelise

assimeacutetrica focalizamos na ideacuteia de obtenccedilatildeo da diimina da Figura 16 Sua

preparaccedilatildeo estaacute descrita no Esquema 29 e natildeo haacute relato de seu uso como

ligante quiral em reaccedilotildees orgacircnicas

N N

Figura 16 Ligante diimina

32 Preparaccedilatildeo do Ligante Diimina

O processo de preparaccedilatildeo do ligante inicia-se partindo da cacircnfora na

reaccedilatildeo com etilenodiamina tendo o BF3EtO2 como aacutecido de Lewis em uma

uacutenica etapa de reaccedilatildeo (Esquema 29)26 Assim o ligante diimina foi obtido em

86 de rendimento

Resultados e Discussatildeo

53

N NO

H2N NH2

BF3Et2OTolueno

Refluxo (Dean-Stark) 86

Esquema 29 Siacutentese do ligante imina

O produto foi obtido na forma de um oacuteleo incolor o qual foi purificado

atraveacutes de cromatografia em coluna de gel de siacutelica eluiacutedo com hexano e

acetato de etila (82) obtendo-se um soacutelido branco O produto foi identificado

por RMN-1H atraveacutes do aparecimento dos picos na faixa de 335 a 355 ppm

(multipleto) e 238 ppm (dubleto) como mostra a Figura 17

Figura 17 Espectro de RMN-1H (CDCl3 300 MHz) do ligante diimina

O ligante diimina foi tambeacutem identificado por RMN-13C (Figura 18) onde

observou-se o aparecimento do pico proacuteximo a 180 ppm indicando a presenccedila

Resultados e Discussatildeo

54

de C=N da funccedilatildeo imina A mateacuteria-prima (cacircnfora) apresenta a regiatildeo do pico

de C=O em 220 ppm o que comprova a formaccedilatildeo do produto desejado

Figura 18 Espectro de RMN-13C (CDCl3 75 MHz) do ligante diimina

33 Preparaccedilatildeo dos Catalisadores Quirais de Nioacutebio

Em muitos trabalhos que envolvem cataacutelise assimeacutetrica haacute uma grande

preocupaccedilatildeo quanto agrave caracterizaccedilatildeo dos complexos de coordenaccedilatildeo pois

aleacutem de poder comprovar a formaccedilatildeo e obtenccedilatildeo do complexo pode-se

tambeacutem obter sua estrutura O interesse na sua estrutura eacute fundamentado em

uma provaacutevel explicaccedilatildeo para as interaccedilotildees intramoleculares ou estado de

transiccedilatildeo das reaccedilotildees em cataacutelise e consequentemente na descriccedilatildeo do

mecanismo de reaccedilatildeo

O meacutetodo utilizado na preparaccedilatildeo dos catalisadores eacute bastante simples

e consiste na complexaccedilatildeo do ligante com o nioacutebio (Esquema 30) onde foram

estudados nas proporccedilotildees de 11 e 21 respectivamente

Resultados e Discussatildeo

55

N N

NbCl5Solvente

TA N N

NbCl ClCl

Esquema 30 Meacutetodo geral de preparaccedilatildeo do catalisador quiral de nioacutebio

Esses catalisadores foram cuidadosamente preparados em tolueno e um

sistema munido de argocircnio livres de qualquer interaccedilatildeo com a aacutegua ou

oxigecircnio do ar que decomporiam o NbCl5 tornando-o inativo ou seja improacuteprio

para o uso podendo impossibilitar a formaccedilatildeo do complexo Apoacutes alguns

minutos de reaccedilatildeo os complexos formados foram isolados por simples

evaporaccedilatildeo do solvente da reaccedilatildeo

Para caracterizaccedilatildeo dos novos complexos foram realizadas anaacutelises de

RMN-1H e RMN-13C nos complexos formados a partir da proporccedilatildeo de 11 e 21

do ligante e do NbCl5 respectivamente Conforme demonstrado na Figura 19

em comparaccedilatildeo com as Figuras 17 e 18 pode-se observar o deslocamento

dos picos tanto no espectro de 1H como no espectro de 13C confirmando que

houve a formaccedilatildeo do complexo No espectro de RMN-13C em especial pode-se

verificar com melhor nitidez o deslocamento do carbono C=N onde antes da

complexaccedilatildeo o mesmo apresentou pico na regiatildeo proacutexima de 180 ppm e

complexado ao nioacutebio o pico deslocou-se para a regiatildeo proacutexima a 210 ppm

Resultados e Discussatildeo

56

Figura 19 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (1 equiv para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Resultados e Discussatildeo

57

Figura 20 Espectros de RMN-1H (CD3OD 300 MHz) e RMN-13C (CD3OD 75 MHz)

do complexo (2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5) respectivamente

Na Figura 20 observou-se tambeacutem com sucesso a formaccedilatildeo do

complexo na proporccedilatildeo de 2 equiv do ligante para 1 equiv do NbCl5 Assim

Resultados e Discussatildeo

58

como anteriormente houve o deslocamento dos picos tanto em RMN-1H como

em RMN-13C este uacuteltimo com pico do C=N deslocado tambeacutem

aproximadamente para 210 ppm

Mediante os estudos das estruturas de alguns complexos propostas na

literatura4041 foram idealizadas algumas provaacuteveis foacutermulas estruturais para o

complexo com nioacutebio (Figura 21) As estruturas 103 e 105 representam a

coordenaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de 11 Jaacute a estrutura

104 demonstra a complexaccedilatildeo do ligante imina com o nioacutebio na proporccedilatildeo de

21 respectivamente

N N

NbCl Cl Cl

N

N

Nb

N

N Cl

N

N

NbCl

ClNb

N

N

Cl

Cl

103104 105

2Cl-

2Cl-2Cl- 2Cl- 2Cl-

Figura 21 Provaacuteveis estruturas de coordenaccedilatildeo do nioacutebio com o ligante

Para confirmaccedilatildeo das foacutermulas estruturais da Figura 21 seria

interessante realizar algumas anaacutelises tais como anaacutelise elementar massa de

alta resoluccedilatildeo e raios X O soacutelido obtido a partir da simples evaporaccedilatildeo do

solvente da reaccedilatildeo apresentou caracteriacutesticas amorfas que incapacitaram a

realizaccedilatildeo de raios X Poreacutem haacute possibilidade de se tentar a recristalizaccedilatildeo

procurando-se obter formas cristalinas do composto Este eacute um fato a ser

estudado para desvendar as foacutermulas estruturais

34 Reaccedilatildeo de Henry ou Reaccedilatildeo de Nitroaldol Em alguns dos recentes trabalhos envolvendo cataacutelise assimeacutetrica

pode-se verificar o interesse de grande parte dos pesquisadores pela reaccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

59

de Henry Nos estudos dos publicados esta reaccedilatildeo demonstrou ser um meacutetodo

bastante eficiente apresentando excessos enantiomeacutericos que variam de 80

a 100 aleacutem de fornecer excelentes rendimentos Portanto resolveu-se

aplicar o complexo do ligante diimina coordenado ao nioacutebio na reaccedilatildeo de

nitroaldol (Esquema 31)

H

O OHNO2

CH3NO2 +

ComplexoSolvente

Et3NTemp

Esquema 31 Reaccedilatildeo de Henry

No estabelecimento das condiccedilotildees reacionais para as reaccedilotildees de

nitroaldol promovidas pelo ligante diimina coordenado com NbCl5 foram

considerados os seguintes fatores solvente temperatura base modo de

adiccedilatildeo dos reagentes e estequiometria dos reagentes Cada um foi testado e

analisado criteriosamente com a intenccedilatildeo de se verificar aquela condiccedilatildeo

favoraacutevel para um bom rendimento e principalmente bom excesso

enantiomeacuterico o que eacute o objetivo principal do trabalho

341 Escolha do Solvente e Temperatura O solvente adequado a ser utilizado nas reaccedilotildees de Henry promovidas

pelo complexo foi determinado efetuando-se a reaccedilatildeo do benzaldeiacutedo com

nitrometano na presenccedila da base Et3N usando-se alternativamente os

solventes acetonitrila diclorometano clorofoacutermio acetato de etila metanol

etanol THF e tolueno Juntamente com os solventes a temperatura foi tambeacutem

variada A Tabela 14 mostra os resultados obtidos para cada solvente nas

seguintes condiccedilotildees de temperatura TA -50 degC rarr -20 degC

Resultados e Discussatildeo

60

Tabela 14 Reaccedilatildeo de Henry variando o solvente e a temperatura

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeEt3N Temp

8

Entrada Solvente T (degC) t (h) Rend ()b ee ()e

1 MeOH TA 24 60 48

2 MeOH -20a 22 85 57

3 EtOH TA 24 81 53

4 EtOH -20a 23 72 5

5 THF TA 21 95 59

6 THF -20a 24 68 -c

7 Tolueno TA 20 97 22

8 Tolueno -20a 24 83 -c

9 PEG TA 114 63 26

10 PEG -20a 24 70 -c

11 AcOEt TA 96 20 -d

12 CHCl3 TA 72 17 -d

13 CH2Cl2 TA 96 10 -d

a Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentada para ndash20 degC b

Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna c Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico d

Excesso enantiomeacuterico natildeo calculado por ter apresentado rendimento

muito baixo e Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC

Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e coluna quiral

Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

De acordo com a Tabela 14 a utilizaccedilatildeo do tolueno como solvente da

reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente (entrada 7) forneceu melhor rendimento

(97) poreacutem um baixo excesso enantiomeacuterico (22) Com os solventes EtOH

e THF foram obtidos bons resultados sendo favorecida a reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente em ambos os casos (entradas 3 e 5 respectivamente) A

Resultados e Discussatildeo

61

utilizaccedilatildeo de MeOH como solvente forneceu melhores resultados agrave temperatura

de ndash20 degC (entrada 2) As reaccedilotildees realizadas em PEG AcOEt CHCl3 e CH2Cl2

natildeo apresentaram resultados satisfatoacuterios (entradas 9 ndash 13) Assim as

condiccedilotildees experimentais mais promissoras envolvem o uso do solvente THF

na reaccedilatildeo agrave temperatura ambiente que apresentou 95 de rendimento e 59

de excesso enantiomeacuterico do nitroaldol (entrada 5)

O bom resultado obtido tendo-se o THF como solvente deve estar

relacionado com a alta solubilidade do pentacloreto de nioacutebio e do ligante

diimina neste solvente contribuindo para a formaccedilatildeo do complexo e

consequentemente para a obtenccedilatildeo do produto da reaccedilatildeo de Henry

Com os resultados do melhor solvente reacional estabeleceu-se que

THF agrave temperatura ambiente seria a melhor condiccedilatildeo a ser mantida para os

demais testes envolvendo as reaccedilotildees de nitroadol

Os excessos enantiomeacutericos foram identificados por meio de caacutelculos

realizados atraveacutes de anaacutelises do produto da reaccedilatildeo por HPLC como mostra a

Figura 22 De acordo com os dados da literatura o cromatograma pode ser

tambeacutem um fator de identificaccedilatildeo quanto agrave configuraccedilatildeo R e S da moleacutecula

Assim com base nesses dados o produto com configuraccedilatildeo R tem menor

tempo de retenccedilatildeo que com a configuraccedilatildeo S Portanto o produto majoritaacuterio

da reaccedilatildeo de nitroaldol apresenta a configuraccedilatildeo R

O cromatograma apresentado na Figura 22 representa a anaacutelise do

produto da reaccedilatildeo de Henry de acordo com as seguintes condiccedilotildees THF como

solvente Et3N como base temperatura ambiente 1 equivalente do ligante

diimina e 1 equivalente do NbCl5

Resultados e Discussatildeo

62

Figura 22 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry

342 Escolha da Base Em seguida agrave definiccedilatildeo do solvente e da temperatura que seriam

empregados nas reaccedilotildees subsequentes investigou-se a influecircncia da base

sobre o rendimento e o excesso enantiomeacuterico da reaccedilatildeo Realizaram-se dois

meios para o teste envolvendo uma reaccedilatildeo na ausecircncia de base e uma outra

reaccedilatildeo na presenccedila de uma das bases em teste Et3N (Tabela 14 ndash paacuteg 60) e

DIPEA (Tabela 15)

OHNO2

(R)

OHNO2

(S)

Resultados e Discussatildeo

63

Tabela 15 Influecircncia da base na reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +N N

8 NbCl5 SolventeBase TA

8

Entrada Solvente Basea T (degC) t (h) Rend ()c ee ()e

1 THF - TA 30 0 -

2 THF DIPEA TA 44 98 22

3 Tolueno DIPEA TA 20 80 51

4 Tolueno DIPEA -20b 200 62 -d

5 MeOH DIPEA TA 20 44 62

6 MeOH DIPEA -20b 24 25 6

7 EtOH DIPEA TA 20 43 -d

8 EtOH DIPEA -20b 192 8 47 a Foi utilizado 01 mL de base b Temperatura inicial de ndash50 degC que foi aumentando

para ndash20 degC c Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em

coluna d Natildeo foi possiacutevel identificar o excesso enantiomeacuterico e Os excessos

enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com

detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

A princiacutepio jaacute na entrada 1 pode-se observar que a presenccedila de uma

base na reaccedilatildeo eacute essencial tendo em vista que na sua ausecircncia apoacutes 30

horas de agitaccedilatildeo agrave temperatura ambiente natildeo houve a formaccedilatildeo do produto

Ainda na Tabela 15 nota-se um maior rendimento (98) na utilizaccedilatildeo do

THF como solvente agrave temperatura ambiente e presenccedila da DIPEA como base

da reaccedilatildeo (entrada 2) mas o excesso enantiomeacuterico apresentado foi baixo

(22) O uso da base DIPEA em MeOH como solvente na reaccedilatildeo agrave

temperatura ambiente forneceu o melhor excesso enantiomeacuterico (ee 62 -

entrada 5) de todos os outros testes jaacute estudados no entanto o rendimento da

reaccedilatildeo foi baixo tornando inviaacutevel o uso da condiccedilatildeo

Resultados e Discussatildeo

64

O melhor resultado no uso de DIPEA como base foi alcanccedilado em

tolueno agrave temperatura ambiente (entrada 3) inferior agrave melhor condiccedilatildeo obtida

com Et3N (THF TA)

Sendo assim confirmou-se a melhor condiccedilatildeo para se prosseguir no

estudo metodoloacutegico de aplicabilidade do catalisador quiral de nioacutebio ou seja

foram estabelecidos trecircs componentes da reaccedilatildeo de nitroaldol uso de Et3N

como base THF como solvente e temperatura ambiente

343 Estequiometria do Ligante em Funccedilatildeo do NbCl5

Com trecircs paracircmetros de reaccedilatildeo estabelecidos (solvente temperatura e

base) investigou-se a variaccedilatildeo dos rendimentos e excessos enantiomeacutericos

em funccedilatildeo da quantidade do ligante diimina A Tabela 16 abaixo mostra os

resultados obtidos para temperatura ambiente e a base Et3N

Tabela 16 Influecircncia do excesso do ligante diimina sobre o rendimento e o excesso

enantiomeacuterico da reaccedilatildeo de Henry

H

O OHNO2

CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

Entrada mmol do ligante

mmol do NbCl5

Rend ()b ee ()d

1 015 015 95 59

2 030 015 68a -c

a Rendimento apoacutes 72 h de reaccedilatildeo b Rendimento calculado apoacutes

isolado o produto por cromatografia em coluna c Em fase de

anaacutelise por HPLC d Os excessos enantiomeacutericos foram obtidos em

um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A com detector UVVIS e

coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

Resultados e Discussatildeo

65

Analisando-se os dados da Tabela 16 o melhor resultado obtido quanto

ao rendimento foi na utilizaccedilatildeo da proporccedilatildeo de 1 equiv do NbCl5 para 1 equiv

do ligante (Rend 95 ee 59 ndash entrada 1) Sendo portanto estabelecida a

condiccedilatildeo de 11 do NbCl5 e ligante

344 Variaccedilatildeo do Aldeiacutedo na Reaccedilatildeo de Henry O estudo com vaacuterios aldeiacutedos foi tambeacutem realizado com o intuito de

determinar o escopo da metodologia na condiccedilatildeo de melhor excesso

enantiomeacuterico Portanto foram utilizados o solvente a temperatura e a base

que demonstraram melhores resultados nos testes anteriores Os resultados

dos testes com os aldeiacutedos podem ser observados na Tabela 17 O aldeiacutedo

que apresentou o melhor rendimento foi o piperonal (entrada 6) No entanto

nota-se que grupos doadores de eleacutetrons tornam o aldeiacutedo menos reativo o

que explica o baixo rendimento obtido na utilizaccedilatildeo dos aldeiacutedos p-

metoxibenzaldeiacutedo m-metoxibenzaldeiacutedo e 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entradas

2 3 e 4) No caso dos grupos retiradores de eleacutetrons que ativam o aldeiacutedo

houve um aumento nos rendimentos observados quando foram usados os

aldeiacutedos m-nitrobenzaldeiacutedo p-nitrobenzaldeiacutedo 2-clorobenzaldeiacutedo e 4-

clorobenzaldeiacutedo (entradas 11 12 13 e 14) Outro dado importante foram os

bons resultados obtidos com os aldeiacutedos alifaacuteticos isobutiraldeiacutedo e

propionaldeiacutedo (entradas 8 e 10) Dos casos investigados os uacutenicos que

apresentaram algum excesso enantiomeacuterico foram o m-metoxibenzaldeiacutedo

(entrada 3) e o 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (entrada 4) Surpreendentemente

neste uacuteltimo caso o isocircmero majoritaacuterio foi o S

Resultados e Discussatildeo

66

Tabela 17 Variaccedilatildeo do aldeiacutedo na reaccedilatildeo de Henry

R H

O

R

OHNO2CH3NO2 +

N N

8 NbCl5 THFEt3N TA

8

106a-n 107a-n

Entrada Aldeiacutedo t (h) Rend ()a ee ()b

1 Benzaldeiacutedo (106a) 21 95 59 (R)

2 p-metoxibenzaldeiacutedo (106b) 48 63 0

3 m-metoxibenzaldeiacutedo (106c) 48 42 52 (R)

4 24-dimetoxibenzaldeiacutedo (106d) 48 52 81 (S)

5 p-dimetilaminobenzaldeiacutedo (106e) 30 0 -

6 Piperonal (106f) 70 98 -c

7 Furfural (106g) 24 84 -c

8 Cinamaldeiacutedo (106h) 21 90 -c

9 Isobutiraldeiacutedo (106i) 61 84 4 (S)

10 Propionaldeiacutedo (106j) 61 54 -c

11 m-nitrobenzaldeiacutedo (106k) 21 83 -c

12 p-nitrobenzaldeiacutedo (106l) 24 90 0

13 2-clorobenzaldeiacutedo (106m) 77 80 -d

14 4-clorobenzaldeiacutedo (106n) 77 86 6 (R) a Rendimento calculado apoacutes isolado o produto por cromatografia em coluna b Os

excessos enantiomeacutericos foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-20A

com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H c Em fase

de anaacutelise por HPLC d Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

345 Modo de Adiccedilatildeo dos Reagentes O modo de adiccedilatildeo dos reagentes tambeacutem eacute bastante importante e

teoricamente pode contribuir para o fator de rendimento e enantiosseletividade

do produto Definiram-se dois modos de adiccedilatildeo que foram denominados de

modo de adiccedilatildeo normal e modo de adiccedilatildeo inversa A primeira trata-se da

Resultados e Discussatildeo

67

reaccedilatildeo em que o reagente nitrometano eacute gotejado sobre uma suspensatildeo ou

soluccedilatildeo do complexo ocorrendo a posterior adiccedilatildeo do benzaldeiacutedo e em

seguida da amina Enquanto em relaccedilatildeo agrave adiccedilatildeo inversa o reagente

benzaldeiacutedo foi gotejado sobre a soluccedilatildeo do complexo e logo em seguida

houve a adiccedilatildeo do nitrometano e da amina nesta ordem Em ambos os modos

o solvente utilizado foi o THF

Tanto no modo de adiccedilatildeo normal como no modo de adiccedilatildeo inversa

ocorreu a formaccedilatildeo do produto No primeiro caso foi obtido o produto com 95

de rendimento e 59 de excesso enantiomeacuterico em 21 horas de reaccedilatildeo como

jaacute mencionado anteriormente Jaacute no modo de adiccedilatildeo inversa foi possiacutevel obter

o produto com 91 de rendimento e 73 de excesso enantiomeacuterico (Figura

23) Portanto o modo de adiccedilatildeo inversa apresentou rendimento similar ao

obtido na adiccedilatildeo normal e um aumento significativo no ee devendo ser mais

cuidadosamente investigado

Figura 23 Cromatograma do produto da Reaccedilatildeo de Henry do modo de adiccedilatildeo

inversa

Resultados e Discussatildeo

68

346 Aspectos Mecaniacutestico Baseando-se nos estudos realizados por Shibasaki45 46 o qual propotildee

um mecanismo para a reaccedilatildeo de Henry a partir de um ciclo cataliacutetico foi

idealizado um processo de mecanismo para se tentar obter uma maior e

melhor explicaccedilatildeo nas interaccedilotildees do complexo em estudo na reaccedilatildeo de

nitroaldol Assim como pode-se verificar no Esquema 32 o ligante orgacircnico

coordena-se ao metal formando um complexo quiral Em seguida o complexo

ativa o nitroalcano para desprotonaccedilatildeo pela base Et3N originando o complexo

106 Este reage com o aldeiacutedo para formar o complexo 107 no qual o carbono

presente atua como um nucleoacutefilo na reaccedilatildeo formando o complexo 108 Por

ultimo o complexo 106 eacute regenerado e o produto final 109 eacute obtido

N N

+

NbCl5

Complexo Quiral

NO

ONb

N

N

R

O

R H

O

CH3NO2

NO

ONb

N

N

RO

NO

ONb

N

N

R

OHNO2

106

107

108

109Et3N

Esquema 32 Proposta de mecanismo para o complexo nioacutebio-diimina

CONCLUSAtildeO E PERSPECTIVAS

ldquoO deacutebil acovardado indeciso e servil

natildeo conhece nem pode conhecer o

generoso impulso que guia aquele que

confia em si mesmo e cujo prazer natildeo

eacute de ter conseguido a vitoacuteria se natildeo

de sentir capaz de conquistaacute-lardquo

(William Shakespeare)

Conclusotildees e Perspectivas

69

4 Conclusotildees e Perspectivas

Os processos cataliacuteticos experimentam em geral um enorme avanccedilo

nos uacuteltimos anos em relaccedilatildeo agrave eficiecircncia agrave seletividade e em alguma

extensatildeo agrave sua previsibilidade embora ainda ocorram limitaccedilotildees com respeito

a seu escopo e preparaccedilatildeo As provaacuteveis estruturas e mecanismos de reaccedilatildeo

inter e intra-molecular envolvendo os complexos satildeo bastante discutidas e

questionadas

O controle da estereoquiacutemica nas reaccedilotildees de nitroaldol continua sendo

um dos principais desafios a serem superados jaacute que os niacuteveis de

enantiosseletividade conseguidos satildeo relativamente variaacuteveis embora possam

ser altos em muitos casos

As reaccedilotildees natildeo apresentam em sua maioria sensibilidade agraves

caracteriacutesticas proacute-estereogecircnicas dos substratos natildeo havendo portanto uma

dependecircncia entre a configuraccedilatildeo dos nucleoacutefilos e a diastereosseletividade

dos produtos

No presente trabalho o complexo de nioacutebio preparado mostrou ser um

catalisador bastante favoraacutevel nas reaccedilotildees de nitroaldol Sua formaccedilatildeo

comprovada por espectros de 1H e 13C demonstrou o sucesso alcanccedilado

atraveacutes do modo de preparaccedilatildeo No entanto outros meios de caracterizaccedilatildeo

ainda satildeo indispensaacuteveis para uma melhor comprovaccedilatildeo de sua estrutura

Apesar do progresso atingido pela cataacutelise assimeacutetrica na reaccedilatildeo de

nitroaldol haacute no entanto muito espaccedilo para o desenvolvimento de novos

catalisadores Os resultados obtidos nos estudos com complexo de nioacutebio

apontam a utilizaccedilatildeo do THF como solvente Et3N como base e temperatura

ambiente (Tabela 14 entrada 7) com melhores condiccedilotildees reacionais Em

termos de rendimento o modo de adiccedilatildeo normal e a utilizaccedilatildeo do piperonal

como aldeiacutedo favorece um bom andamento da reaccedilatildeo embora seja necessaacuterio

para a comprovaccedilatildeo desta estimativa o resultado quanto ao excesso

Conclusotildees e Perspectivas

70

enantiomeacuterico Assim o mesmo se aplica para o uso de 1 equiv do ligante

diimino com 1 equiv de nioacutebio

Entende-se que os estudos com o nioacutebio ainda satildeo pouco explorados e

a proposta de nossas pesquisas com este metal seja um grande incentivo para

o desenvolvimento de novos estudos Em vista dos sucessos alcanccedilados no

emprego deste complexo na reaccedilatildeo de Henry percebe-se que o meio de

pesquisa eacute de grande contribuiccedilatildeo para novas investigaccedilotildees quanto agrave condiccedilatildeo

reacional podendo ser encontrados bons rendimento e melhores excessos

enatiomeacutericos na reaccedilatildeo

PARTE EXPERIMENTAL

ldquoA distacircncia que vocecirc consegue

percorrer na vida depende da sua

ternura para com os jovens

compaixatildeo pelos idosos

solidariedade para como esforccedilados e

toleracircncia para com os fracos e fortes

porque chegaraacute o dia em que vocecirc

teraacute sido todos elesrdquo

(George Washington Carver)

Parte Experimental

71

5 Parte Experimental

51 Preparaccedilatildeo de Reagentes e Aparelhagem

As vidrarias utilizadas em todas as reaccedilotildees foram previamente secas em

estufa agrave 105 degC e os solventes foram purificados eou secos seguindo-se as

normas descritas no livro Purification of Laboratory Chemicals (Perrim D D

Armarego W L F Pergamon Press Oxford 1988) e destilados

imediatamente antes do uso

Os reagentes comercialmente disponiacuteveis utilizados natildeo sofreram

purificaccedilatildeo preacutevia Todas as reaccedilotildees foram realizadas em condiccedilotildees expliacutecitas

no texto

O THF foi refluxado sob soacutedio metaacutelico utilizando como indicador a

benzofenona e destilado imediatamente antes do uso Diclorometano e

acetonitrila foram secos sob hidreto de caacutelcio e destilados para uso Tolueno foi

destilado sob soacutedio metaacutelico e metanol etanol e terc-butanol foram secos com

oxido de caacutelcio e destilados

As placas de cromatografia em camada delgada (CCD) foram obtidas de

fontes comerciais siacutelica gel 60 F254 em folha de alumiacutenio Merck Utilizou-se

como meacutetodo de revelaccedilatildeo cuba de iodo e luz ultravioleta

Os pontos de fusatildeo foram medidos em um aparelho Leica DM LS2 sem

correccedilatildeo

Para os produtos purificados utilizando cromatografia em coluna o

material usado foi uma coluna de vidro gel de siacutelica 60 (70-230 mesh) e como

eluente um solvente ou mistura de solventes adequados

Os espectros de RMN foram adquiridos a 25 degC em espectrocircmetros

Varian Mercury 300 a 3002 MHz ou 755 MHz para se obter RMN-1H e RMN-

Parte Experimental

72

13C respectivamente Os espectros de infravermelho foram obtidos em

aparelho BOMEM MB-100

Nos espectros de RMN1-H e 13C os deslocamentos quiacutemicos (δ) estatildeo

expressos em ppm tendo-se como referecircncia interna TMS e CDCl3 ou CD3OD

respectivamente indicando-se o nuacutemero de hidrogecircnios multiplicidade (s

singleto m multipleto d dubleto t tripleto q quarteto qt quinteto dd duplo

dubleto ddd duplo-duplo-dubleto) e as constantes de acoplamento (J) em

Hertz respectivamente

Os cromatogramas foram obtidos em um HPLC Shimadzu modelo SPD-

20A com detector UVVIS e coluna quiral Chiralcel OD-H ou Chiralpak AD-H

As condiccedilotildees utilizadas estatildeo descritas para cada amostra em particular nas

sessotildees seguintes

Os aldeiacutedos utilizados nas diversas etapas deste trabalho alguns foram

usados em suas formas obtidas comercialmente e outros purificados por meio

de destilaccedilatildeo e imediatamente usados

52 Procedimento geral para a siacutentese do ligante (6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-ilideno)etano-12-diamina a partir da cacircnfora

Em um balatildeo de 250 mL munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foram

adicionados 200 mmol (304 g) de cacircnfora dissolvendo-a em 45 mL de

tolueno Logo em seguida foram adicionados 120 mmol (08 mL) de

etilenodiamina destilada e 095 mmol (01 mL) de BF3Et2O destilado Deixou-se

o sistema sob refluxo em Dean-Stark por 13 horas A mistura foi diluiacuteda em 25

mL de acetato de etila tratando-se com uma soluccedilatildeo saturada de NaHCO3 e

depois seca com Na2SO4 Filtrou-se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no

rotaevaporador

Parte Experimental

73

O

H2N NH2

BF3E2O

ToluenoRefluxo (Dean-Stark)

N N

Rendimento 85

Ponto de Fusatildeo 62 ndash 65 degC

O produto bruto foi purificado por cromatografia em coluna utilizando

mistura de hexanoacetato de etila 8020 como eluente dando um soacutelido

branco que em seguida foi caracterizado por RMN1-H e RMN13-C

Dados Espectroscoacutepicos

(6E 13E)-N1N2-bis((1R4R)-177-trimetilbiciclo[221]heptano-2-

ilideno)etano-12-diamina

(E 11) RMN -1H (300 MHz CD3OD) δ 35 - 34 (m 4H) 24 (d J = 170

Hz 2H) 19 - 17 (m 6H) 16 (tt J = 117 e 35 Hz 2H) 14 - 10 (m 4H) 09

(d J = 72 Hz 12H) 07 (d J = 19 Hz 6H)

(E 12) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 1830 537 536 471 441

361 324 277 199 192 117

53 Procedimento geral para a siacutentese do catalisador diimina quiral de nioacutebio

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

adicionado 015 mmol (412 mg) de pentacloreto de nioacutebio diluindo-o em 1 mL

de solvente Em um frasco de penicilina preparou-se uma soluccedilatildeo diluindo-se

015 mmol (500 mg) do ligante imino em 1 mL de solvente adicionando-o ao

balatildeo contendo o NbCl5 Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo agrave temperatura

ambiente por 40 minutos Logo em seguida o solvente foi evaporado e o

complexo isolado para caracterizaccedilatildeo por RMN1-H

Parte Experimental

74

N N

NbCl5Solvente

TAN N

NbCl

ClCl

Dados Espectroscoacutepicos

Complexo 1 equiv do ligante diimina + 1 equiv de NbCl5

(E 21) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 21 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 183 1H) 14 - 13 (m 3H) 10 - 09 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 22) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2082 589 507 459 438

378 316 255 189 176 96

Complexo 2 equiv do ligante + 1 equiv de NbCl5

(E 31) RMN-1H (300 MHz CD3OD) δ 23 (s 4H) 21 (t J = 45 1H)

18 (d J = 182 1H) 15 - 13 (m 3H) 11 - 08 (m 7H) 08 (s 2H)

(E 32) RMN-13C (75 MHz CD3OD) δ = 2081 590 507 459 439

379 317 255 190 177 97

54 Procedimento Geral para a Reaccedilatildeo de Henry

541 Modo Inverso

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (019 mL) de aldeiacutedo 188 mmol (102 mL) de

nitrometano e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo

Deixou-se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi

Parte Experimental

75

tratada com 3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de

etila Em seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-

se a soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C

542 Modo Normal

Em um balatildeo de 10 mL sob argocircnio munido de agitaccedilatildeo magneacutetica foi

preparado o complexo 11 Nb5Clligante diimina (descrito no item 43) Logo

foram adicionados 188 mmol (102 mL) de nitrometano 188 mmol (019 mL)

de aldeiacutedo e por uacuteltimo 01 mL de trietilamina nesta ordem de adiccedilatildeo Deixou-

se o sistema sob agitaccedilatildeo por algumas horas Entatildeo a reaccedilatildeo foi tratada com

3x5 mL de NaHCO3 saturado e extraiacuteda com 10 mL de acetato de etila Em

seguida o composto orgacircnico extraiacutedo foi seco com Na2SO4 Filtrou-se a

soluccedilatildeo e o solvente foi removido no rotaevaporador O produto bruto foi

purificado por cromatografia de coluna seguida da posterior caracterizaccedilatildeo por

RMN1-H e RMN13-C 107a - (R)-2-nitro-1-feniletanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 123 min e tr = 148 min

Rendimento 97

Excesso Enantiomeacuterico 59

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

NO2

OH

Parte Experimental

76

MeO

OHNO2

(E 41) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (s 5H) 54 (dd J = 95 e 33

Hz 1H) 46 (ddd J = 131 95 e 12 Hz 1H) 45 (ddd J = 131 33 e 12 Hz

1H) 20 (s 1H)

(E 42) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1385 1296 1294 1292

1292 1262 815 712

(E 43) IV (ATR cm-1) 3445 2984 2922 1732 1555 1376 1248

107b - (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral OD-H

utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente

com fluxo de 08 mLmin e detecccedilatildeo em 220 nm Tempos

de retenccedilatildeo tr = 187 min e tr = 245 min

Rendimento 63

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 61) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 66 (m 4H) 54 (dd J = 95 e

31 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 96 Hz 1H) 44 (dd J = 131 e 32 Hz 1H) 38

(s 3H) 13 (s 1H)

(E 62) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1604 1308 1288 1276 815

709 556 414 299

(E 63) IV (ATR cm-1) 3418 2923 2859 1462

Parte Experimental

77

NO2

OHMeO

107c - (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 196 min e tr =

261 min

Rendimento 42

Excesso Enantiomeacuterico 76

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 51) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (t J = 81 Hz 1H) 70 - 68 (m

3H) 54 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 46 (dd J = 131 e 95 Hz 1H) 45 (dd J =

131 e 33 Hz 1H) 38 (s 3H) 14 (d J = 61 Hz 1H)

(E 52) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1600 1397 1301 1180

1144 1114 812 709 553

(E 53) IV (ATR cm-1) 3422 2927 2855 1555 1462 1035

107d - (S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 205 min e tr =

244 min

Parte Experimental

78

Rendimento 52

Excesso Enantiomeacuterico 91

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 71) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (s 1H) 71 (s 1H) 70 (s 1H)

65 (tdd J = 107 83 e 24 Hz 1H) 48 (d J = 71 Hz 2H) 39 (s 3H) 38 (s

3H) 16 (s 1H)

(E 72) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1615 1584 1308 1281

1145 1050 803 678 556 390

(E 73) IV (ATR cm-1) 3418 2931 2863 1615 1551 1458 1028

107f - 1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol

Rendimento 98

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 81) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 69 - 67 (m 4H) 54 (dd J = 94 e

32 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 94 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 32 Hz 2H) 27

(s 1H)

(E 82) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1320 1198 1080 1075

1064 1018 1017 814 710

MeOOH

NO2

OMe

O

O

OHNO2

Parte Experimental

79

107g - 1-(3-furanil)-2-nitroetanol

Rendimento 84

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 91) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 (dd J = 32 e 49 Hz 1H) 73

(s 1H) 62 (d J = 13 Hz 1H) 55 (dd J = 94 e 32 Hz 1H) 48 (dd J = 73 e

25 Hz 1H) 45 (ddd J = 165 133 e 63 Hz 1H) 13 (s 1H)

(E 92) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1438 1081 781 742 650

360

107h - 1-nitro-4-fenil-32-butenol

Rendimento 90

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 121) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 73 (dddd J = 113 81 42 e 17

Hz 5H) 68 (dd J = 159 e 13 Hz 1H) 62 (dd J = 159 e 63 Hz 1H) 51 (dd

J = 120 e 55 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 27 (s 1H)

(E 122) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1359 1337 1290 1288

1270 1254 802 699

O

HO NO2

OHNO2

Parte Experimental

80

107i - (S)-3-metil-12-nitrobutanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 982 como eluente com fluxo de

06 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempo de retenccedilatildeo tr = 351 min e tr =

397 min

Rendimento 84

Excesso Enantiomeacuterico 52

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 101) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 45 (dd J = 131 e 32 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 87 Hz 1H) 41 (ddd J = 88 57 e 31 Hz 1H) 26 (s 1H)

18 (dq J = 127 e 68 Hz 1H) 10 (d J = 42 Hz 3H) 09 (d J = 42 Hz 3H)

(E 102) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 799 740 325 192 181

107j - 12-nitrobutanol

Rendimento 54

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 111) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 44 (dd J = 131 e 33 Hz 1H)

44 (dd J = 131 e 81 Hz 1H) 16 - 15 (m 2H) 10 (t J = 74 Hz 5H)

OHNO2

OHNO2

Parte Experimental

81

OHNO2

O2N

107k - 2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol

Rendimento 83

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 131) RMN-1H (300 MHz CDCl3) 82 (ddd J = 82 23 e 11 Hz 2H)

76 (t J = 80 Hz 2H) 56 (dd J = 80 e 43 Hz 1H) 47 - 45 (m 2H) 33 (s

1H)

(E 132) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1488 1404 1323 1304

1240 1214 809 701

107l - (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 255 min e tr =

288 min

Rendimento 90

Excesso Enantiomeacuterico 51

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 141) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 82 (d J = 88 Hz 2H) 76 (d J =

85 Hz 2H) 56 (dd J = 75 e 47 Hz 1H) 46 - 45 (m 2H) 34 (s 1H)

O2NOH

NO2

Parte Experimental

82

(E 142) RMN-13C (75 MHz CDCl3) δ = 1486 1460 1276 1248

814 706

(E 143) IV (ATR cm-1) 3518 3114 2923 1606 1555 1349 1084

857

107m - (S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 9010 como eluente com fluxo de

10 mLmin e detecccedilatildeo em 254 nm Tempos de retenccedilatildeo tr = 91 min e tr =

115 min

Rendimento 80

Excesso Enantiomeacuterico 71

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 151) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 77 - 75 (m 1H) 74 - 72 (m

3H) 58 (d J = 95 Hz 1H) 47 (dd J = 134 e 25 Hz 1H) 44 (dd J = 134 e

96 Hz 1H) 34 (s 1H)

(E 153) IV (ATR cm-1) 3439 2923 2883 1555 1463 1373

107n - (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol

O excesso enantiomeacuterico foi determinado por HPLC com coluna quiral

OD-H utilizando mistura hexanoisopropanol 8515 como eluente com fluxo de

08 mLmin e detecccedilatildeo em 215 nm Tempos de retenccedilatildeo tr= 129 min e tr=

163 min

OHNO2

Cl

Parte Experimental

83

OHNO2

Cl

Rendimento 86

Excesso Enantiomeacuterico 53

Estado Fiacutesico oacuteleo acircmbar

Dados Espectroscoacutepicos

(E 161) RMN-1H (300 MHz CDCl3) δ 74 - 73 (m 4H) 54 (dd J = 92

e 34 Hz 1H) 46 (dd J = 133 e 92 Hz 1H) 45 (dd J = 133 e 34 Hz 1H)

32 (s 1H)

(E 163) IV (ATR cm-1) 3427 2923 2851 1551 1378 1084 831 738

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ldquoO segredo para permanecer jovem eacute

viver honestamente comer devagar e

mentir sobre a idaderdquo

(Lucille Ball)

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C Murry J A Burgey C S Campos K R Connell B T Staples R J

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Kozlowski M C Tregay S W J Am Chem Soc 1999 121 686 e)

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Am Chem Soc 2000 122 7936

24 Evans D A MacMillan D W C Campos K R J Am Chem Soc

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25 Nagayama S Kobayashi S J Am Chem Soc 2000 122 11531

26 Kobayashi S Hamada T Nagayama S Manabe K Org Lett 2001 3

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52 Gao J Martell A E Org Biomol Chem 2003 1 2801

ANEXOS

ldquoNas ideacuteias natildeo se datildeo tiros combatem-

se com raciociacuteniordquo

(William James)

Anexos

88

7 Anexos

060 7080 91 01 11 2131 4151 6171 8192 02 12 22 3242 5262 7282 93 03 13 2333 4353 637

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

278

619

231

106

326

100

209

071

072

088

090

112

113

115

116

119

120

122

126

127

130

131

155

156

157

159

160

161

164

174

176

177

178

180

181

182

185

187

189

190

236

242

340

343

344

345

346

347

350

Espectro 11 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

89

Espectro 12 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do ligante diimina

N N

Anexos

90

05060708091011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041

f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

817

349

0

132

4

309

408

158

8

081

088

090

098

135

138

140

179

185

205

207

208

214

Espectro 21 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

91

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-2000

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

236

242

263

284

218

277

272

241

188

139

100

958

175

518

87

254

6

315

7

378

2

437

7

507

2

589

3

208

23

Espectro 22 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 11

N N+1 1 NbCl5

Anexos

92

0506070809101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

017

100

051

009

006

012

080

081

089

094

098

135

135

138

140

141

179

185

205

207

208

227

Espectro 31 Espectro de RMN-1H (300 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

93

-100102030405060708090100110120130140150160170180190200210220

f1 (ppm)

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

190

204

200

232

131

232

252

250

106

109

100

973

176

618

96

255

1

316

5

379

0

438

0

507

1

589

6

208

13

Espectro 32 Espectros de RMN-13C (75 MHz CD3OD) do complexo 21

N N+2 1 NbCl5

Anexos

94

05101520253035404550556065707580f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

219

100

556

443

443

444

444

447

448

448

449

452

453

456

456

457

457

460

460

538

539

541

542

736

Espectro 41 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

95

6065707580859095100105110115120125130135140145150

f1 (ppm)

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

65000

70000

75000

80000

321

358

575

145

3

100

712

2

814

8

126

19

129

1612

923

129

4212

964

138

45

Espectro 42 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

96

Espectro 43 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-feniletanol ndash 107a

NO2

OH

Anexos

97

101 5202530354045505560657075f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

141

701

124

135

100

989

125

379

443

444

447

448

455

458

459

462

536

537

539

540

686

689

692

726

728

731

731

Espectro 51 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

98

30405060708090100110120130140150160170

f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

100

141

677

314

308

652

626

203

221

299

2

413

5

555

5

708

7

815

1

127

5612

880

130

67

160

14

Espectro 52 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

99

Espectro 53 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

MeO

OHNO2

Anexos

100

1015202530354045505560657075

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

105

348

105

106

100

350

123

113

115

378

443

444

447

448

452

455

456

459

535

536

538

539

683

684

686

687

691

692

693

725

728

730

Espectro 61 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

101

Espectro 62 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

102

Espectro 63 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

NO2

OHMeO

Anexos

103

15202530354045505560657075

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

106

212

8

836

730

208

100

159

378

381

385

481

484

642

642

644

645

646

647

649

650

652

653

702

705

726

Espectro 71 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

104

35404550556065707580859095100105110115120125130135140145150155160165

f1 (ppm)

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

247

779

125

123

284

102

124

256

100

160

390

4

555

6

678

1

802

9

104

99

114

52

128

12

130

78

158

42

161

48

Espectro 72 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

105

Espectro 73 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

106

2530354045505560657075

f1 (ppm)

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

100

215

217

196

486

754

274

444

445

448

449

454

457

458

461

536

537

539

540

598

677

680

682

684

685

685

687

689

689

690

690

Espectro 81 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

107

Espectro 82 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-(benzo[d][13]-6-dioxolil)-2-nitroetanol ndash 107f

O

O

OHNO2

Anexos

108

Espectro 91 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

109

Espectro 92 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do 1-(3-furanil)-2-nitroetanol ndash 107g

O

HO NO2

Anexos

110

2 42628303234363 84 04 24 44 64 85 05 25 45 65 86062646668707 27 47 67 88 0

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

100

350

181

161

170

190

8

266

451

452

453

503

505

507

509

611

613

616

618

676

677

682

682

728

729

730

730

731

732

732

732

734

734

736

737

738

Espectro 101 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

111

65707580859095100105110115120125130135140145

f1 (ppm)

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

21000

22000

23000

24000

112

114

100

448

829

119

113

698

8

802

1

125

41

127

01

128

7512

901

133

70

135

85

Espectro 102 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-1-nitro-4-fenil-32-butenol ndash 107h

OHNO2

Anexos

112

05101520253035404550

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

112

0

248

111

132

185

152

096

098

099

100

103

174

176

178

178

180

181

183

185

255

407

408

409

410

411

412

413

436

439

440

443

444

445

449

450

Espectro 111 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

113

06081 01 21 4161 82 02 2242 62 83 0323 43 63 8404 24 44 648f1 (ppm)

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

159

097

048

041

099

102

104

434

436

438

441

442

443

446

447

Espectro 121 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-12-nitrobutanol ndash 107j

OHNO2

Anexos

114

2830323436384 042444648505254565860626466687072747678808284868890

f1 (ppm)

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

207

691

319

463

375

431

312

328

455

456

460

460

461

463

465

467

559

560

562

563

758

761

764

776

776

778

820

821

821

821

823

823

824

824

831

832

833

Espectro 131 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

115

6065707580859095100105110115120125130135140145150155f1 (ppm)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

464

499

470

550

498

524

143

100

700

5

808

9

121

36

124

04

130

35

132

25

140

44

148

75

Espectro 132 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(3-nitrofenil)etanol ndash 107k

O2NOH

NO2

Anexos

116

28303234363840424446485052545658606264666870727476788082848688

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

183

5

378

4

203

3

100

444

1

469

7

343

457

459

460

558

560

561

562

726

760

763

822

823

824

825

Espectro 141 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

117

Espectro 142 Espectro de RMN-13C (75 MHz CDCl3) do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

118

Espectro 143 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

OHNO2

O2N

Anexos

119

3032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

218

239

228

100

222

879

260

343

439

443

444

447

462

463

466

487

489

580

583

725

726

726

726

727

728

728

729

729

730

731

732

732

733

735

762

762

762

762

762

763

764

765

765

765

Espectro 151 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

120

Espectro 153 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

121

283032343638404244464850525456586062646668707274767880

f1 (ppm)

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

158

236

249

205

102

7

321

444

445

449

450

452

455

457

460

540

541

543

544

731

731

732

733

734

735

735

736

737

738

738

Espectro 161 Espectro de RMN-1H (300 MHz CDCl3) do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

122

Espectro 163 Infravermelho filme ndash Aduto do (R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

OHNO2

Cl

Anexos

123

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 48

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

124

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 53

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

125

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 59

2-nitro-1-feniletanol ndash 106a

OH

NO2

Anexos

126

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base Et3N

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 57

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

127

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

128

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente PEG

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 26

2-nitro-1-feniletanol

OHNO2

Anexos

129

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente Tolueno

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 51

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

130

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 62

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

131

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base DIPEA

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 22

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

132

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente MeOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 6

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

133

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente EtOH

Base DIPEA

Temperatura - 50 degC agrave - 20 degC

Excesso enantiomeacuterico 47

(R)-2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

Anexos

134

MeO

OHNO2

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-1-(4-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107b

Anexos

135

NO2

OHMeO

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 52

(R)-1-(3-metoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107c

Anexos

136

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 81

(S)-1-(35-dimetoxfenil)-2-nitroetanol ndash 107d

MeOOH

NO2

OMe

Anexos

137

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 4

(S)-3-metil-12-nitrobutanol ndash 107i

OHNO2

Anexos

138

OHNO2

O2N

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 0

(R)-2-nitro-1-(4-nitrofenil)etanol ndash 107l

Anexos

139

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico Natildeo foi possiacutevel de ser determinado o excesso

enantiomeacuterico

(S)-1-(2-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107m

OHNO2

Cl

Anexos

140

OHNO2

Cl

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Excesso enantiomeacuterico 6

(R)-1-(4-clorofenil)-2nitroetanol ndash 107n

Anexos

141

Condiccedilotildees Reacionais

Solvente THF

Base Et3N

Temperatura TA

Modo de adiccedilatildeo inversa

Excesso enantiomeacuterico 73

2-nitro-1-feniletanol

OH

NO2

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