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VÂNIA MARIA TEIXEIRA CARNEIRO

Síntese de piretróides e estudo de sua atividade inseticida Dissertação apresentada à Universidade

Federal de Viçosa, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agroquímica, para obtenção do título de Magister Scientiae.

VIÇOSA MINAS GERAIS – BRASIL

2006

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Ficha catalográfica preparada pela Seção de Catalogação e Classificação da Biblioteca Central da UFV

T Carneiro, Vânia Maria Teixeira, 1982- C289s Síntese de piretróides e estudos de sua atividade de inseticida 2006 / Vânia Maria Teixeira Carneiro. – Viçosa : UFV, 2006. xiii, 190f. : il. ; 29cm. Inclui anexos. Orientador: Elson Santiago Alvarenga. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Viçosa. Referências bibliográficas: f. 101-104. 1. Piretróides - Síntese. 2. Inseticidas. 3. Química orgânica. 4. Fotoquímica. I. Universidade Federal de Viçosa. II.Título. CDD 22.ed. 668.651

VÂNIA MARIA TEIXEIRA CARNEIRO

Síntese de piretróides e estudo de sua atividade inseticida Dissertação apresentada à Universidade

Federal de Viçosa, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agroquímica, para obtenção do título de Magister Scientiae.

APROVADA: 28 de julho de 2006

________________________________ Profa. Mayura M. Magalhães Rubinger (Co-Orientadora) ________________________________ Prof. Luciano Sindra Virtuoso

________________________________ Prof. Marcelo Coutinho Picanço (Co-Orientador) ________________________________ Profa. Vanderlúcia Fonseca de Paula

_______________________________ Prof. Elson Santiago de Alvarenga

(Orientador)

ii

AGRADECIMENTOS

Gostaria de agradecer aos meus pais Walter e Vitolina, pelo apoio em todos os

momentos da minha vida.

À Universidade Federal de Viçosa e ao Departamento de Química, pela

oportunidade de desenvolvimento desta dissertação.

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES),

pela concessão da minha bolsa de estudos.

Ao Prof. Elson Santiago de Alvarenga pela orientação e aos colegas de

Laboratório pela cooperação no decorrer deste trabalho.

À Profa. Mayura M. Magalhães Rubinger e ao Prof. Marcelo Coutinho Picanço

pelas sugestões e apoio durante o desenvolvimento deste trabalho.

À minha irmã Wilza por todo amor que ela tem por mim e, principalmente, por

ter me apoiado e ajudado durante o processo de escrita desta dissertação.

iii

BIOGRAFIA

Vânia Maria Teixeira Carneiro, filha caçula de Vitolina Maria Teixeira Carneiro

e Walter Cotta Carneiro, nasceu em 06 de fevereiro de 1982, na cidade de Alvinópolis

no estado de Minas Gerais.

Viveu seus primeiros 18 anos em Dom Silvério, cidade pequena pertencente à

Zona da Mata Mineira, onde estudou até concluir o ensino médio. Cursou ensino

fundamental na “Escola Estadual Nossa Senhora da Saúde” e o ensino médio na “Escola

Estadual Presidente Tancredo Neves”.

Ingressou em 2000 no curso de Química pela Universidade Federal de Viçosa,

graduando-se em julho de 2004.

Em agosto de 2004 foi admitida no programa de Pós-Graduação em

Agroquímica pela mesma universidade, na área de Síntese Orgânica, sob orientação do

professor Elson Santiago de Alvarenga. Em 28 de julho de 2006 teve sua dissertação

aprovada para a obtenção do título de Magister Scientiae.

iv

SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS............................................................................................................................... ii

BIOGRAFIA.............................................................................................................................................. iii

LISTA DE ABREVIATURAS ................................................................................................................. vi

RESUMO .................................................................................................................................................viii

ABSTRACT............................................................................................................................................... xi

INTRODUÇÃO GERAL........................................................................................................................... 1

GENERALIDADES METODOLÓGICAS.............................................................................................. 7

TÉCNICAS EXPERIMENTAIS E INSTRUMENTOS........................................................................................... 7 Reator de UV de Alta Pressão............................................................................................................. 7 Reator de Luz UV de Baixa Pressão................................................................................................... 8 Temperaturas de Fusão....................................................................................................................... 8 Rotação Específica.............................................................................................................................. 8 Teste para Detecção de H2O2 .............................................................................................................. 8 Cromatografia em Camada Delgada (CCD)...................................................................................... 9 Separações Cromatográficas em Coluna............................................................................................ 9

TÉCNICAS ESPECTROSCÓPICAS................................................................................................................. 9 Espectroscopia no Infravermelho....................................................................................................... 9 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear.......................................................................... 9 Espectroscopia de Massas................................................................................................................. 10

TRATAMENTO DE SOLVENTES E REAGENTES.......................................................................................... 10 Secagem de Acetona.......................................................................................................................... 10 Secagem de Tetraidrofurano, Tolueno, Benzeno e Éter Dietílico ................................................... 10 Secagem de Diclorometano............................................................................................................... 11 Tratamento de Cloreto de Zinco....................................................................................................... 11 Tratamento de Furfural.................................................................................................................... 11

CAPÍTULO 1 - SÍNTESE DE PIRETRÓIDES..................................................................................... 12

1.1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 12 1.2. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................................ 17 1.3. CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 30 1.4. EXPERIMENTAL ..................................................................................................................... 31

1.4.1. Síntese do metoxicarbonilmetileno(trifenil)fosforano...................................................... 31

v

1.4.2. Síntese dos Sais de Wittig S1-S5....................................................................................... 32 1.4.3. Síntese do 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2)................................................... 35 1.4.4. Síntese do 2,3-O-isopropilideno-D-gliceraldeído (1.3)..................................................... 36 1.4.5. Síntese dos isômeros (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4) e (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5)........................................................................... 36 1.4.6. Síntese do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6)................................................................................................................. 38 1.4.7. Síntese do (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7)....... 39 1.4.8. Síntese do (1R,3R)-3-[(R)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopro-pano-1-carboxilato de metila (1.8)................................................................................................................. 40 1.4.9. Síntese do (1R,3R)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9)....... 40 1.4.10. Síntese de piretróides......................................................................................................... 41 1.4.11. Isomerização Fotoquímica da mistura de E e Z (1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.14)......................................................................... 47

CAPÍTULO 2 - ADIÇÃO FOTOQUÍMICA DE ÁLCOOL ISOPROPÍL ICO COMO ETAPA INTERMEDIÁRIA NA SÍNTESE DE PIRETRÓIDES............ ........................................................... 48


2.4.1. Síntese da 5H-furan-2-ona (2.2a)..................................................................................... 66 2.4.2. Síntese da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3)...................................... 67 2.4.3. Síntese da 4-isopropeniltetraidrofuran-2-ona (2.4a) e da 4-(1-metiletilideno)tetraidrofuran-2-ona (2.4b)....................................................................................... 67 2.4.4. Síntese da 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) a partir da mistura de (2.4a) e (2.4b)..................................................................................................................................... 68 2.4.5. Síntese da 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) a partir da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3).............................................................................................. 69 2.4.6. Síntese da 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6)........................................... 70 2.4.7. Síntese da (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7)........................................................ 71 2.4.8. Síntese da (S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8)............................. 71 2.4.9. Síntese da (4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil- 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil) tetraidrofuran-2-ona (2.9)................................................................................................................. 72 2.4.10. Síntese da (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil) tetraidrofuran-2-ona (2.10). ............................................................................................................................................ 73 2.4.11. Síntese da (4S,5S)-5-benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)-tetraidrofuran-2-ona (2.11) ............................................................................................................................................ 74

CAPÍTULO 3 - OUTRAS REAÇÕES FOTOQUÍMICAS................................................................... 76


3.4.1. Síntese do ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2)........................................................... 86 3.4.2. Síntese do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico (3.3)........................................ 86 3.4.3. Síntese da 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4)................................................. 87 3.4.4. Síntese do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6)...................................................... 88

CAPÍTULO 4 – ATIVIDADE INSETICIDA DOS PIRETRÓIDES.. ................................................. 89

4.1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 89 4.2. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................................ 92 4.3. CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 99 4.4. EXPERIMENTAL ................................................................................................................... 100

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................. 101

vi

LISTA DE ABREVIATURAS

λ comprimento de onda

Bz benzila

BuLi butilítio

CCD cromatografia em camada delgada

CG cromatografia gasosa

COSY Correlated Spectroscopy

d dupleto

DCM diclorometano

dd dupleto duplo

DDT Dicloro difenil tricloroetano

δ deslocamento químico

DME dimetoxietano

DMS dimetilsulfóxido

ee excesso enatiomérico

EM espectro de massas

HETCOR Heteronuclear Chemical Shift Correlation

IV infravermelho

J constante de acoplamento

m multipleto

Me metil

Ph fenil

Rf fator de retenção

RMN de 13C Ressonância Magnética Nuclear de Carbono 13

vii

RMN de 1H Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio

s simpleto

t tripleto

td tripleto duplo

THF tetraidrofurano

UV ultravioleta

viii

RESUMO

CARNEIRO, Vânia Maria Teixeira, M.Sc., Universidade Federal de Viçosa, julho de 2006. Síntese de piretróides e estudo de sua atividade inseticida. Orientador: Elson Santiago de Alvarenga. Co-Orientadores: Mayura Marques Magalhães Rubinger e Marcelo Coutinho Picanço.

O termo piretróide é usado para designar inseticidas sintéticos derivados

estruturalmente das piretrinas. Décadas de pesquisas feitas pela indústria agroquímica e

por laboratórios governamentais e acadêmicos têm resultado numa ampla mudança da

estrutura dos piretróides e numa multiplicidade de usos na agricultura, veterinária e

controle de pestes domésticas. Sabe-se que o uso prolongado de defensivos agrícolas

acarreta o desenvolvimento de mecanismos de resistência por várias espécies, além dos

efeitos tóxicos causados ao meio ambiente. Estas desvantagens justificam a necessidade

da busca por compostos mais específicos e com maior ação inseticida. Dessa forma, a

primeira parte deste trabalho teve como objetivo a síntese de piretróides contendo

variados grupos aromáticos em substituição ao grupo dimetilvinil presente na estrutura

de vários piretróides e piretrinas. A rota sintética mostrada no primeiro capítulo utilizou

como material de partida o D-manitol (1.1), que foi submetido a uma reação com

acetona em presença de cloreto de zinco, levando a formação do 1,2:5,6-di-O-

isopropilideno-D-manitol (1.2) em 87% de rendimento. O diacetal (1.2) foi clivado com

periodato de sódio para a formação do 2,3-O-isopropileno-D-gliceraldeído (1.3). O

aldeído (1.3) foi submetido à reação de Wittig utilizando-se

metoxicarbonilmetileno(trifenil)fosforano em metanol produzindo os ésteres (S)-(Z)-

4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4) e (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-

ix

enoato de metila (1.5) (8 : 1) em 24% de rendimento a partir do diacetal (1.2). O éster

(1.4) foi utilizado na síntese do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6) em 50% de rendimento, utilizando-se

sal de Wittig. O composto (1.6) foi hidrolisado com ácido perclórico em THF e clivado

com periodato de sódio originando o (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-

carboxilato de metila (1.7) em 80% de rendimento (e 40% de rendimento a partir de

1.4). Já o éster (1.5) foi submetido à mesma seqüência de reações do éster (1.4)

produzindo o (1R,3R)-3-[(R)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-

carboxilato de metila (1.8) e posteriormente o (1R,3R)-3-formil-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9) em 10% de rendimento a partir de

(1.5). Finalmente, os piretróides (1S,3S)-3-[2-(2-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.10), (1S,3S)-3-[2-(3-metoxifenil)eten-1-

il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.11), (1S,3S)-3-[2-(2-

clorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.12), (1S,3S)-3-

[2-(pentafluorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.13) e

(1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila

(1.14) foram produzidos por meio de reação de Wittig, a partir do aldeído (1.7) com

rendimentos de 46, 45, 64, 50 e 65%, respectivamente. Já o segundo capítulo trata de

uma rota alternativa para a síntese de piretróides tendo como etapa intermediária uma

reação fotoquímica de adição de álcool isopropílico. Esta rota utiliza o furfural (2.1)

como material de partida que foi inicialmente submetido a uma reação de oxidação

originando o 5H-furan-2-ona (2.2a) em 40% de rendimento. Este último foi irradiado

utilizando-se lâmpada de mercúrio de baixa pressão (λ = 254 nm) na presença de álcool

isopropílico, levando a formação da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3)

em 92% de rendimento. Este álcool foi desidratado utilizando-se pentacloreto de fósforo

em DCM originando os alquenos 4-isopropeniltetraidrofuran-2-ona (2.4a) e 4-(1-

metiletilideno)tetraidrofuran-2-ona (2.4b) em 90% de rendimento. Estes alquenos foram

submetidos à reação com tribrometo de fósforo em DCM na presença de óxido de

silício, produzindo o brometo 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) em

39% de rendimento. Este brometo foi tratado com tert-butóxido de potássio em THF

anidro, levando a formação da 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6) em

40% de rendimento. A lactona (2.6) é um importante intermediário para síntese do ácido

trans-crisantêmico e vários piretróides. O éster (1.4) foi tratado com ácido sulfúrico em

metanol originando a (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7) em 73% de rendimento.

x

Posteriormente, o grupo hidroxila da lactona (2.7) foi protegido utilizando-se cloreto de

tert-butildimetilsilano em DCM na presença de imidazol, levando a formação do (S)-5-

O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8) em 60% de rendimento. As lactonas

(2.8) e (2.7) foram irradiadas na presença de álcool isopropílico produzindo os álcoois

(4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona

(2.9) e (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10) em

66 e 90% de rendimento, respectivamente. O álcool (2.10) foi convertido na (4S,5S)-5-

benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.11) em 90% de

rendimento, utilizando-se cloreto de benzoíla em piridina anidra. No Capítulo 3, são

mostrados os resultados da irradiação (λ = 254 nm) do éster (1.4) e do ácido (2E, 4E)-

hexa-2,4-dienóico (3.2) na presença de álcool isopropílico. Primeiramente o sorbato de

potássio (3.1) foi tratado com ácido clorídrico para formar o ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-

dienóico (3.2) em 87% de rendimento. Este ácido foi dissolvido em álcool isopropílico e

irradiado por 96h, levando a formação do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico

(3.3) em 10% de rendimento. Este último foi reduzido com hidreto de lítio e alumínio

para formar o 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4) em 74% de rendimento. A

irradiação do ácido (3.2) utilizando-se acetonitrila levou a formação do ácido (2Z,4E)-

hexa-2,4-dienóico (3.5). Após irradiação do éster (1.4), durante 1h, foi observada a

formação do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6) em 85% de rendimento.

Finalmente, foram feitos ensaios biológicos com o objetivo de avaliar a ação inseticida

dos compostos (1.7), (1.9) a (1.14) e (2.6). Para realização destes testes foram utilizados

adultos de Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae) e Sitophilus zeamais

Mots. (Coleoptera: Curculionidae), larvas de segundo instar de Ascia monuste orseis

(Godart) (Lepidoptera: Pieridae) e ninfas de segundo instar de Periplaneta americana

(L.) (Blattaria: Blattidae). Todos os piretróides testados apresentaram ação inseticida

significativa para as quatro espécies, 48h após sua aplicação.

xi

ABSTRACT

CARNEIRO, Vânia Maria Teixeira, M.Sc., Universidade Federal de Viçosa, july of 2006. Pyrethroids synthesis and study of its insecticide activity . Adviser: Elson Santiago de Alvarenga. Co-Advisers: Mayura Marques Magalhães Rubinger and Marcelo Coutinho Picanço.

The term pyrethroid is used to designate synthetic insecticides derived

structurally of pyrethrins. Decades of researches done by the industry agrochemistry and

for government and academic laboratories have been resulting in a wide change of

structure of pyrethroids and in a multiplicity of uses in the agriculture, veterinary and

control of domestic plagues. It is known that the prolonged use of agricultural

defensives takes the development of resistance mechanisms for several species, besides

the toxicant effects caused to the environment. These disadvantages justify the need of

search for agricultural chemicals more specific and with larger insecticide action. In that

way, the first part of this work had as objective the pyrethroids synthesis containing

several aromatic groups in substitution to the group dimethylvinyl presents in the

structure of several pyrethroids and pyrethrins. The synthetic route shown in the first

chapter used as first material D-mannitol (1.1), that was submitted to a reaction with

ketone in presence of zinc chloride, taking the formation of 1,2:5,6-di-O-

isopropylidene-D-mannitol (1.2) in 87% of yielding. The diacetal (1.2) was broken with

sodium periodate for the formation of 2,3-O-isopropylidene-D-glyceraldehyde (1.3).

The aldehyde (1.3) was submitted to the reaction of Wittig being used

methoxycarbonyl(triphenyl)phosphonium in methanol for the formation of esters methyl

(S)-(Z)-4,5-O-isopropylidenepent-2-enoate (1.4) and methyl (S)-(E)-4,5-O-

xii

isopropylidenepent-2-enoate (1.5) (8: 1) in 24% of yielding starting from the diacetal

(1.2). The ester (1.4) was used in the synthesis of methyl (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimethyl-

1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.6) in 50% of yielding,

with Wittig salt. The product (1.6) was hydrolyzed with perchloric acid in THF and

broken with sodium periodate that resulted the methyl (1S,3S)-3-formil-2,2-

dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.7) in 80% of yielding (and 40% of yielding

starting from 1.4). The esters (1.5) was submitted to the same sequence of reactions of

esters (1.4) taking the formation of methyl (1R,3R)-3-[(R)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-

il]-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.8) and later on of methyl (1R,3R)-3-

formil-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.9) in 10% of yielding starting from

(1.5). Finally, the pyrethroids methyl (1S,3S)-3-[2-(2-methoxyphenyl)eten-1-il]-2,2-

dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.10), methyl (1S,3S)-3-[2-(3-

methoxyphenyl)eten-1-il]-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.11), methyl

(1S,3S)-3-[2-(2-chlorophenyl)eten-1-il]-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.12),

methyl (1S,3S)-3-[2-(pentafluorophenyl)eten-1-il]-2,2-dimethylcyclopropane-1-

carboxylate (1.13) and methyl (1S,3S)-3-[2-(4-ethoxyphenyl)eten-1-il]-2,2-

dimethylcyclopropane-1-carboxylate (1.14) were produced through the reaction of

Wittig, starting from the aldehyde (1.7) with yielding of 46, 45, 64, 50 and 65%,

respectively. The second chapter is about an alternative route for pyrethroids synthesis

that has as intermediary stage a reaction photochemistry of photoadition of isopropylic

alcohol. This route uses the phurphural (2.1) as first material that was initially submitted

to an oxidation reaction to give the 5H-furan-2-one (2.2a) in 40% of yielding. This last

one was irradiated being used low-pressure mercury lamp (= 254 nm) in the presence of

isopropylic alcohol, resulting 4-(1'-hydroxy-1'-methylethyl)tetrahydrofuran-2-one (2.3)

in 92% of yielding. This alcohol was dehydrated being used phosphorus pentachloride

in DCM for formation of alkenes 4-isopropeniltetrahydrofuran-2-one (2.4a) and 4-(1-

methylethylideno)tetrahydrofuran-2-one (2.4b) in 90% of yielding. These alkenes were

submitted to the reaction with phosphorus tribromide in DCM in the presence of silicon

oxide for formation of bromide 4-(1'-bromide-1'-methylethyl)tetrahydrofuran-2-one

(2.5) in 39% of yielding. This bromide was treated with potassium tert-butoxide in THF

dry, taking the formation of 6,6-dimethyl-3-oxabicyclo[3.1.0]hexan-2-one (2.6) in 40%

of yielding. The lactone (2.6) is an important middleman for synthesis of acid trans-

chrysanthemic and several pyrethroids. The esters (1.4) was treated with sulfuric acid in

methanol for the formation of (S)-5-hydroxymethyl(5H)furan-2-one (2.7) in 73% of

xiii

yielding. Later on, the group hydroxyl of lactone (2.7) was protected being used tert-

butyldimethylsilyl chloride in DCM in the presence of the imidazole, resulting (S)-5-O-

tert-butyldimethylsiloxymethyl(5H)furan-2-one (2.8) in 60% of yielding. The lactones

(2.8) and (2.7) were irradiated in the presence of isopropylic alcohol taking the

formation of alcohols (4S,5S)-5-O-tert-butyldimethylsiloxymethyl-4-(1'-hydroxy-1'-

methylethyl)tetrahydrofuran-2-one (2.9) and (4S,5S)-5-hydroxymethyl-4-(1'-hydroxy-1'-

methylethyl)tetrahydrofuran-2-one (2.10) in 66 and 90% of yielding, respectively. The

alcohol (2.10) was transformed into the (4S,5S)-5-benzoiloxymethyl-4-(1'-hydroxy-1'-

methylethyl)tetrahydrofuran-2-one (2.11) in 90% of yielding, being used benzoil

chloride in pyridine dry. In the Chapter 3, the results of irradiation are shown (= 254

nm) of esters (1.4) and of (2E,4E)-hexa-2,4-dienoic acid (3.2) in the presence of

isopropylic alcohol. In the beginning, the potassium sorbate (3.1) was treated with

hydrochloric acid to form the (2E,4E)-hexa-2,4-dienoic acid (3.2) in 87% of yielding.

This acid was dissolved in isopropylic alcohol and irradiated by 96h, taking the

formation of 2-methyl-3-oxo-1-cyclobutanecarboxylic acid (3.3) in 10% of yielding.

This last one was reduced with lithium aluminum hydride to form the 3-hydroxymethyl-

2-methylcyclobutan-1-one (3.4) in 74% of yielding. The irradiation of acid (3.2) being

used acetonitrile took the formation of (2Z,4E)-hexa-2,4-dienoic acid (3.5). After

irradiation of esters (1.4), during 1h, was observed the formation of methyl 5-hydroxy-

4-oxopentanoate (3.6) in 85% of yielding. Finally, were made biological tests with the

objective of evaluating the insecticide action of compositions (1.7), (1.9) to (1.14) and

(2.6). Adults of Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae) and Sitophilus

zeamais Mots. (Coleoptera: Curculionidae), larvas of Ascia monuste orseis (Godart)

(Lepidoptera: Pieridae) and nymphs of Periplaneta americana (L.) (Blattaria: Blattidae)

were used to carry out these tests. All pyrethroids, were tested, presented significant

insecticide action for the four species, 48h after its application.

-1-

INTRODUÇÃO GERAL

O mais antigo registro do uso de compostos químicos para o controle de pragas é

atribuído aos sumérios, em 2500 a.C., pela utilização de enxofre para combater insetos.

Mas foi a partir do século XIX que surgiram os primeiros estudos sistemáticos sobre o

uso de compostos químicos para o controle de pragas agrícolas, devido ao constante

desenvolvimento da agricultura. Os pesticidas utilizados nesta época eram, geralmente,

compostos inorgânicos ou extratos vegetais (BARBOSA, 2004).

Com o desenvolvimento da química orgânica sintética a partir de 1828, data da

primeira síntese de um composto orgânico (a uréia), várias metodologias têm sido

desenvolvidas para permitir a síntese de compostos orgânicos nos moldes dos

compostos naturais. Os pesticidas sintéticos foram amplamente usados a partir da

Segunda Guerra Mundial, quando, juntamente com o desenvolvimento de armas

químicas, ocorreu uma intensa busca por novos inseticidas que pudessem proteger as

tropas nas regiões de combate que eram sujeitas à ação de insetos causadores de

doenças. A descoberta da atividade inseticida do DDT em 1939, por Muller, contribuiu

bastante para a larga aplicação dos pesticidas sintéticos (BARBOSA, 2004).

O “piretro” é o nome dado ao inseticida natural obtido na forma de extrato ou

como pó de flores secas de plantas do gênero Chrysanthemum (recentemente

denominado Tanacetum). Acredita-se que o uso do piretro como inseticida teve origem

na Pérsia (atual Irã) e que a fonte mais antiga conhecida deste inseticida natural é o C.

coccineum. Posteriormente a espécie C. cinerariaefolium passou a ser mais

eficientemente usada como fonte deste inseticida. O C. cinerariaefolium cresce

naturalmente na costa da Dalmatia, atual Sérvia e Montenegro. Esta planta foi

-2-

introduzida no Japão em 1881, tendo este país se tornado o principal produtor de piretro

no período que vai da Primeira à Segunda Guerra Mundial. A partir de 1920, plantações

de C. cinerariaefolium foram introduzidas na França, Inglaterra e Quênia. Com o

aumento do consumo deste inseticida durante a Segunda Guerra, a produção de piretro

foi estendida para as terras-altas da Tanzânia e sudeste de Uganda. Plantações de C.

cinerariaefolium foram introduzidas em muitos outros países tais como Ruanda,

Equador, Índia, Zaire, Nepal, China, Brasil e Tasmânia na Austrália (WANDAHWA et

al., 1996).

Os compostos responsáveis pela ação inseticida do piretro são seis ésteres

conhecidos conjuntamente como piretrinas. Os quatro principais ingredientes ativos do

piretro são as piretrinas I e II e cinerinas I e II. Também estão presentes no piretro,

pequenas quantidades de jasmolinas I e II. Os compostos designados por I são derivados

do ácido crisantêmico enquanto os compostos designados por II são derivados do ácido

pirétrico. Entre estes compostos a piretrina I é o componente que apresenta maior ação

inseticida. As estruturas e proporções relativas destes seis ésteres são mostradas na

Tabela 1 (NAUMANN, 1990).

Tabela 1: Estruturas e proporções relativas das piretrinas presentes no piretro natural (NAUMANN, 1990).

Grupo alquila (R)

O

O

O

O

O

O

COR

R = OH → Ácido Crisantêmico

Piretrina I 35 %

Jasmolina I 5 %

Cinerina I 10 %

CORCH3OOC

R = OH → Ácido Pirétrico

Piretrina II 32 %

Jasmolina II 4 %

Cinerina II 14 %

-3-

As piretrinas são bastante tóxicas contra um grande número de espécies de insetos

sendo praticamente inofensivas a animais de sangue quente e ao homem. Outra importante

característica destes compostos é o efeito “Knock-down” (que pode ser traduzido como

efeito de “choque”), que significa que o inseto é derrubado quase instantaneamente ao ser

exposto ao inseticida. Como as piretrinas possuem baixa estabilidade na presença de luz e

oxigênio, elas não são utilizadas de maneira eficiente para controle de pragas em lavouras,

restringindo seu uso a ambientes fechados (HASSAL, 1990).

A partir de 1970, com o desenvolvimento de inseticidas sintéticos mais estáveis

estruturalmente relacionados às piretrinas, a produção e a utilização do piretro diminuíram

significativamente. Atualmente, o Quênia é o maior produtor de piretro, sendo responsável

por aproximadamente 70% da produção mundial. Outros países que ainda se destacam na

produção deste inseticida são Ruanda, Tanzânia e Tasmânia, sendo responsáveis por quase

30% da produção mundial. O piretro produzido nestes países é exportado para os Estados

Unidos, Europa e Ásia (PKF Consulting Ltd, 2005).

Os análogos sintéticos das piretrinas são conhecidos como piretróides. Décadas de

pesquisas feitas pela indústria agroquímica e por laboratórios governamentais e acadêmicos

têm resultado numa ampla mudança estrutural dos piretróides e numa multiplicidade de

usos na agricultura, veterinária e controle de pestes domésticas (SODERLUND et al.,

2002).

O primeiro piretróide a ser sintetizado foi a aletrina (Figura 1), produzida em 1949

por Schechter na forma de uma mistura de oito isômeros derivados dos ácidos cis e trans

crisantêmicos. Esta mistura de isômeros apresenta toxidade semelhante à das piretrinas

naturais, mas um baixo efeito “Knock-down”. Em 1965, Elliott e colaboradores

sintetizaram a bioresmetrina (Figura 1) que é aproximadamente 100 vezes mais tóxica para

moscas que os ésteres naturais. Um aspecto marcante deste trabalho foi que a síntese da

bioresmetrina teve como objetivo principal mimetizar a geometria (forma tridimencional)

da piretrina I (NAUMANN, 1990).

A partir desta data, muitos grupos de pesquisa tiveram como objetivo a síntese de

uma grande variedade de álcoois para serem ligados a derivados do ácido

ciclopropanocarboxílico presente nas piretrinas naturais. Em 1972, alguns trabalhos

mostraram que eram formados ésteres bastante estáveis em condições atmosféricas ao ligar

um álcool apropriado a análogos diclorovinil do ácido ciclopropanocarboxílico. Um

exemplo importante deste tipo de substância é a permetrina (Figura 1), cuja descoberta foi

um ponto de mudança na química de piretróides. A permetrina não possui efeito tão rápido

-4-

como os compostos naturais, mas é altamente tóxica a insetos e muito estável na presença

de luz, sendo o primeiro piretróide suficientemente fotoestável para uso na agricultura. Na

mesma época, japoneses prepararam piretróides sem o anel ciclopropano, cujo

representante mais bem sucedido desta nova classe foi o fenvalerato (Figura 1). Este último,

também possui um grupo α-ciano em sua estrutura da mesma forma que dois outros

importantes piretróides estáveis à luz: cipermetrina e deltametrina, cujas estruturas estão

também representadas na Figura 1 (HASSAL, 1990).

O

O

O

H

Aletrina

DeltametrinaCipermetrina

Fenvalerato

Bioresmetrina

O

O

O

Permetrina

O

OO

Cl

Cl

O

OO

CNCl

Cl

Cl

O

OO

CNBr

Br

O

O

H CNO

Figura 1: Estruturas de alguns piretróides importantes.

É interessante resaltar que a presença do grupo α-ciano altera de modo significante

algumas respostas tóxicas desenvolvidas por organismos vertebrados e invertebrados. Em

1981, Gammon e colaboradores dividiram os piretróides em duas classes: piretróides tipo I

– incluindo piretrinas e piretróides que não possuem grupo α-ciano em sua estrutura;

piretróides tipo II – piretróides que possuem grupo α-ciano (HASSAL, 1990).

De modo geral, como o desenvolvimento de piretróides envolve um interativo

processo de modificação estrutural e avaliação biológica, muitos inseticidas identificados

como piretróides são bastante diferentes estruturalmente dos inseticidas naturais

(SODERLUND et al., 2002).

Os piretróides, da mesma forma que o DDT e análogos, são compostos

neurotóxicos que se ligam aos canais de sódio, presentes nas membranas dos neurônios,

alterando a transmissão de impulsos elétricos ao longo do axônio (HASSAL, 1990).

-5-

Estudos da relação estrutura-atividade indicam que a efetiva ação inseticida dos piretróides

está altamente relacionada à forma tridimensional da molécula como um todo. Assim, ao

mesmo tempo em que quase todas as partes da molécula molde (geralmente piretrina I)

podem ser substituídas simultaneamente por unidades estruturais análogas sem perda da

atividade inseticida, outras mudanças aparentemente menos drásticas podem levar à

produção de compostos inativos. Sabe-se que algumas características estruturais estão

relacionadas com a atividade inseticida, como por exemplo: cadeia lateral insaturada; a

presença de um grupo gem-dimetil na parte ácida da molécula; a estereoquímica de C1 e C3

em moléculas contendo anel ciclopropano; presença de uma ligação éster central ou análoga

(ligação éter no caso do Etofenprox mostrado na Figura 2); ponte de metileno ou análogo

separando uma região planar de uma região terminal insaturada (ELLIOTT, 1978). A

Figura 2 resume a dependência da atividade inseticida com a estrutura dos piretróides

(SODERLUND et al., 2002).

O

O

O

H

Fenvalerato

Bioresmetrina

O

O

O

Piretrina I

O

OO

CNCl

EtofenproxO

O

C2H5O

cadeia lateral insaturada(ou equivalente) grupo dimetil

geminal

ligação éster central(ou equivalente)

região planar ponte metileno(ou equilavente)

centro de insaturação não coplanar

Figura 2: Características estruturais dos piretróides relacionadas com a atividade, ilustradas pela Piretrina I e três piretróides sintéticos (SODERLUND et al., 2002).

-6-

Sabe-se que o uso prolongado de defensivos agrícolas acarreta o desenvolvimento

de mecanismos de resistência por várias espécies de insetos-praga, sem contar os efeitos

tóxicos causados ao meio ambiente quando resíduos destes defensivos contaminam rios e

lagoas (MARTIN et al., 2002). Estas desvantagens justificam a necessidade da constante

busca por compostos mais específicos e com maior ação inseticida. Dessa forma, a

primeira parte deste trabalho (Capítulo 1) tem como objetivo a síntese de piretróides

contendo variados grupos aromáticos em substituição ao grupo dimetilvinil ligado ao anel

ciclopropano presente nas piretrinas e em vários piretróides. Já o Capítulo 2 trata de uma

rota alternativa para síntese de piretróides, utilizando-se como etapa intermediária uma

reação de adição fotoquímica de álcool isopropílico à γ-lactonas α,β-insaturadas. O

Capítulo 3 mostra alguns resultados obtidos após tentativa de adição fotoquímica de

álcool isopropílico a ésteres α,β-insaturados. Finalmente, como discutido no Capítulo 4,

foram feitos ensaios biológicos com o objetivo de avaliar a ação inseticida de alguns

compostos sintetizados nos capítulos 1 e 2.

-7-

GENERALIDADES METODOLÓGICAS

Técnicas Experimentais e Instrumentos

Reator de UV de Alta Pressão

A reação de isomerização fotoquímica discutida no capítulo 1 foi feita

utilizando-se uma lâmpada de mercúrio de alta pressão de 125 W de potência (lâmpada

de mercúrio para iluminação pública da qual se retirou o bulbo externo de proteção) e

um reator de Pirex para acondicionar a amostra contendo sistema de resfriamento por

fluxo de água fria. Veja na Figura 3 as fotos da montagem:

(a)

(b)

Figura 3: (a) Foto do recipiente de Pirex utilizado para acondicionar a amostra durante a reação. (b) Foto da lâmpada de iluminação pública sem o bulbo externo.

-8-

Reator de Luz UV de Baixa Pressão

O reator de luz UV utilizado durante as reações fotoquímicas discutidas nos

capítulos 2 e 3 foi confeccionado utilizando-se uma caixa de madeira hexagonal de 60

cm de altura, contendo, em seu interior, quatro lâmpadas de mercúrio de baixa pressão

(15W, λ= 254nm) igualmente distanciadas. Esta caixa possui uma abertura na parte

superior para inserção de um tubo de quartzo contendo a mistura reacional, que deverá

ser suspenso por um suporte. As fotos do reator estão mostradas na Figura 4:

(a)

(b)

(c)

Figura 4: (a) Foto externa do reator. (b) Foto interna do reator. (c) Foto da abertura superior do reator.

Temperaturas de Fusão

As temperaturas de fusão dos compostos sólidos foram determinadas utilizando-

se o aparelho MQAPF-301.

Rotação Específica

As medidas de rotação específica foram feitas no polarímetro Bellingham +

Stanley Model D, do Departamento de Química da UFV. A concentração (c) das

amostras foi dada em g/100 mL.

Teste para Detecção de H2O2

Este teste foi realizado durante a primeira síntese mostrada no capítulo 2.

Utilizou-se dois tubos de ensaio (tubo 1 e tubo 2), onde foram adicionadas soluções de

sulfato ferroso amoniacal 1% (5 mL), H2SO4 0,5 mol.L-1 (0,5 mL) e tiocianato de

potássio 0,1 mol.L-1 (0,5 mL). Ao tubo 1 adicionou-se 5 mL de DCM puro e ao tubo 2

adicionou-se o mesmo volume da solução a ser testada quanto a presença de peróxido

-9-

de hidrogênio. Ambos os tubos foram agitados vigorosamente por 1 min. e os resultados

interpretados como descrito abaixo:

� Solução do tubo 2 apresentando cor amarela igual a solução do tubo 1 →

resultado negativo para presença de H2O2;

� Solução do tubo 2 apresentando cor vermelha → resultado positivo para

presença de H2O2.

Cromatografia em Camada Delgada (CCD)

Para cromatografia em camada delgada (CCD) analítica, foram utilizadas placas

de sílica poligrama / UV254 (MACHEREY – NAGEL).

As placas cromatográficas foram previamente observadas sob lâmpada de UV

(λ= 254 nm) antes de serem reveladas com solução de permanganato de potássio (3 g de

KMnO4, 20 g de K2CO3, 5 ml de NaOH 5% e 300 mL de H2O destilada) ou de ácido

fosfomolíbdico (12 g de 2H3PO4.20MoO3.48H2O em 250 mL de etanol).

Separações Cromatográficas em Coluna

As separações cromatográficas em coluna foram feitas utilizando-se sílica-gel

(70-230 Mesh, VETEC) e eluente apropriado. O material, quando sólido, foi

previamente incorporado à sílica em evaporador rotatório ou, quando líquido,

adicionado com auxílio de pipeta pelo topo da coluna previamente empacotada. As

frações coletadas foram analisadas por meio de CCD.

Técnicas Espectroscópicas

Espectroscopia no Infravermelho

Os espectros no Infravermelho foram obtidos em espectrofotômetro PERKIN

ELMER FT-IR 1000, pertencente ao Departamento de Química da UFV. As amostras

sólidas foram analisadas em pastilhas de KBr a 1% e as amostras oleosas como filme

sobre cristal de KBr, NaCl ou CsI.

Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear

Os espectros de Ressonância Magnética Nuclear foram registrados em

espectrômetro VARIAN MERCURY (300 MHz), pertencente ao Departamento de

Química da UFV. Clorofórmio e metanol deuterados e tetracloreto de carbono foram

-10-

utilizados como solventes. TMS foi utilizado como padrão interno de referência (δ = 0).

As constantes de acoplamento (J) foram expressas em Hertz (Hz) e os deslocamentos

químicos em δ.

Espectroscopia de Massas

Os espectros de massas foram obtidos em espectrômetro GC-MS SHIMADZU

QP5050A, pertencente ao Departamento de Química da UFV. As amostras obtidas na

forma de misturas de isômeros geométricos (Capítulo 1) foram separadas com o uso de

coluna capilar (25 m x 0,25 mm) DB-5. A temperatura do injetor e da coluna foi fixada

em 250 °C. Hélio foi utilizado como gás carreador à pressão de 173,4 kPa e a vazão da

coluna foi de 2,5 mL/min.

Tratamento de Solventes e Reagentes

Secagem de Acetona

A acetona (600 mL) foi mantida sob refluxo na presença de carbonato de

potássio anidro (40 g, 7 % m/v) por 3 h. Em seguida, o solvente foi destilado e

armazenado em frascos contendo peneira molecular 4 Å tampados com septo de

borracha.

O carbonato de potássio anidro foi obtido através de secagem em mufla a 200 °C

durante 6 horas.

Secagem de Tetraidrofurano, Tolueno, Benzeno e Éter Dietílico

O tetraidrofurano (600 mL) foi mantido sob refluxo na presença de sódio

metálico (3 g, 0,5 % m/v) por 16 h. Adicionou-se benzofenona (100 mg) e manteve-se o

sistema sob refluxo até a mistura apresentar coloração azul escura. Em seguida, o THF

foi destilado e armazenado em frascos contendo peneira molecular 4 Å tampados com

septo de borracha.

Tolueno, benzeno e éter dietílico foram secados utilizando-se o mesmo

procedimento descrito para secagem de THF, sendo necessárias apenas 4 h de refluxo

na presença do sódio.

-11-

Secagem de Diclorometano

O diclorometano (600 mL) foi mantido sob refluxo na presença de hidreto de

cálcio (3 g, 0,5 % m/v) por 3 h. Em seguida, o DCM foi destilado e armazenado em

frascos contendo peneira molecular 4 Å tampados com septo de borracha.

Tratamento de Cloreto de Zinco

O cloreto de zinco comercial, muitas vezes contaminado com óxido de zinco, foi

dissolvido em ácido clorídrico concentrado (1 mL por g de ZnCl2) e a solução aquecida

até total eliminação de vapor de água e de HCl(g). Em seguida, o ZnCl2 foi transferido

para um frasco apropriado e mantido em dessecador.

Tratamento de Furfural

O furfural (100 g) foi destilado sob vácuo (30 mm) e agitação magnética em

banho de óleo (100º C) na presença de Na2CO3 (7 % m/m) obtendo-se um líquido

incolor.

-12-

CAPÍTULO 1 - SÍNTESE DE PIRETRÓIDES

1.1. INTRODUÇÃO

A elucidação da estrutura dos componentes do “piretro” e a observação da

superior ação inseticida da piretrina I inspiraram a síntese de compostos estruturalmente

relacionados a este produto natural, derivados do ácido trans-crisantêmico. Um

exemplo deste tipo de piretróide é a bioresmetrina, sintetizada em 1965 por Elliott e

colaboradores, cuja toxidade é superior à das piretrinas naturais (ELLIOTT et al., 1965).

As estruturas da bioresmetrina e piretrina I estão representadas abaixo:

O

O

O

HPiretrina I

BioresmetrinaO

O

O

Como o ácido trans-crisantêmico é um importante intermediário para a síntese

dos piretróides, várias metodologias foram desenvolvidas para a síntese deste composto.

Uma metodologia que se destacou foi o emprego de ilídeos de enxofre e fósforo em

reações com compostos contendo dupla ligação conjugada a um grupo carbonílico.

-13-

Em 1967, Corey observou que ao reagir o ilídeo de enxofre

isopropilidenodifenilsulfônio com compostos carbonílicos α,β-insaturados ocorria

adição do grupo isopropilideno á dupla ligação. Assim, ele utilizou esta metodologia

para a síntese do ácido (+)-trans-crisantêmico a partir do (E)-5-metilexa-2,4-dienoato de

metila como mostrada na Figura 1.1. Neste caso, o (E)-5-metilexa-2,4-dienoato de

metila reagiu com o isopropilidenodifenilsulfônio em dimetoxietano (-70°C a -20°C),

ocorrendo adição do grupo isopropil aos átomos de carbono da dupla ligação mais

próxima ao grupo éster. Esta reação ocorreu com rendimento de 72% e levou a

formação de uma mistura racêmica dos ésteres (+)-trans-crisantematos de metila. Em

seguida, a hidrólise alcalina dos ésteres levou a formação da mistura dos ácidos (+)-

trans-crisantêmicos (COREY, 1967).

CO2CH3

CO2CH3

-70 °C a -20 °C72 %

Ph2S C(CH3)2, DME

CO2H

ácido (+)-trans-crisatêmico

H2O / OH-

+ enantiômero

+ enantiômero

Figura 1.1: Síntese do ácido (+)-trans-crisantêmico utilizando ilídeo de enxofre.

Posteriormente, Krief estudou o emprego dos ilídeos de enxofre

(isopropilidenodifenilsulfônio) e de fósforo (isopropilidenotrifenilfosfônio) para

construção de anéis dimetilciclopropanos utilizando-se ésteres γ-alcóxi-α,β-insaturados.

Ele observou a estereoespecificidade da reação destes ésteres com os ilídeos de enxofre,

onde a olefina na configuração Z leva a formação do ciclopropano cis-substituído e a

olefina na configuração E leva a formação do ciclopropano trans-substituído. Estes

estudos mostraram também a estereosseletividade da reação com ilídeo de fósforo, onde

as olefinas tanto na configuração Z quanto na E levam a formação de ciclopropanos

trans-substituídos (KRIEF, 1989). A Figura 1.2 mostra um resumo dos resultados

obtidos para estas reações.

-14-

O

O CO2MeO

OCO2Me

O

O

CO2Me

O

O

CO2MeO

O

CO2Me

O

O

CO2Me

OHC CO2Me

S Ri) HClO4, THFii) NaIO4, MeOH

60%ee 96%

Ph3P=C(CH3)2, THF

61%0 °C a 20 °C

Ph2S=C(CH3)2, DME -78 °C a -50 °C

84%

i) HClO4, THFii) NaIO4, MeOH

63%ee 98%

OHC CO2Me

SS

Ph2S=C(CH3)2, DME -78 °C a -50 °C

92%

Ph3P=C(CH3)2, THF

55%0 °C a 20 °C

i) HClO4, THFii) NaIO4, MeOH

63%ee 97%

OHC CO2Me

R Ri) HClO4, THFii) NaIO4, MeOH

66%ee 71%

OHC CO2Me

SS

Figura 1.2: Formação de anel dimetilciclopropano pelo uso de ilídeos de enxofre e fósforo.

Os mecanismos mostrados na Figura 1.3, propostos por Krief, explicam a

estereoquímica dos produtos formados pela reação entre o ilídeo de enxofre e os ésteres

Z e E γ-alcóxi-α,β-insaturados. Neste caso, o ataque do ilídeo de enxofre ocorre pela

face Re do carbono β para ambos os ésteres E e Z. Consequentemente, forma-se um

intermediário contendo um anel de quatro átomos. Este intermediário se decompõe,

levando a formação do produto contendo um anel dimetilciclopropano pela eliminação

do Ph2S. Esta reação apresenta elevada estereoespecificidade para ambos isômeros Z e

E, produzindo anéis ciclopropano com configurações cis e trans, respectivamente

(KRIEF, 1989).

-15-

Re

Z

O

O CO2CH3

H

C SPh2

H3C

H3C

- Ph2S

O

O

CO2CH3

H

CS

Ph

CH3

H3C

Ph

O

O

CO2CH3

H

E

C SPh2

H3C

H3C

Re- Ph2S

O

O

H

CO2CH3

SS- 78 °C a - 50 °C

DME

- 78 °C a - 50 °CDME

O

O CO2CH3

H

CS

Ph

CH3

H3C

Ph

O

O

H

CO2CH3

SR

Figura 1.3: Mecanismo da reação de ciclopropanação utilizando-se ilídeo de enxofre.

Os mecanismos para as reações entre o ilídeo de fósforo e os ésteres Z e E γ-

alcóxi-α,β-insaturados são mostrados na Figura 1.4. O ataque do ilídeo de fósforo

ocorre pela face Re do carbono β para o éster contendo a dupla ligação conjugada na

configuração Z e pela face Si do carbono β para o éster contendo a dupla ligação

conjugada na configuração E. O intermediário formado após ataque do ilídeo de fósforo

ao carbono β possui cadeia aberta, permitindo rotação da ligação Cα-Cβ, ao contrário

do intermediário formado após ataque do ilídeo de enxofre. A natureza do intermediário

formado explica o fato de ambos isômeros E e Z levarem a formação de produtos

contendo anel ciclopropano com configuração trans (KRIEF, 1989).

-16-

Re

Z

O

O CO2CH3

H

C PPh3

H3C

H3C

O

OC

H

CCH3

CH3 P

Ph PhPh

OCH3

OO

O

C

H

CCH3

CH3P

Ph PhPh

OCH3

O

O

O

H

CO2CH3

SS

SiO

O

CO2CH3

H C

PPh3

CH3

H3CE

- PPh3

THF, 0 °C

O

O

C

H

O

OCH3

C

CH3

CH3

P

Ph

Ph

Ph

- PPh3

O

O

H

CO2CH3

RR

THF, 0 °C

Figura 1.4: Mecanismo da reação de ciclopropanação utilizando-se ilídeo de fósforo.

Neste capítulo será discutida a síntese de piretróides derivados do ácido trans-

crisantêmico contendo grupos aromáticos no lugar do grupo dimetilvinil (presente na

piretrina I e em muitos piretróides) como mostrado na estrutura abaixo. A etapa chave

desta rota sintética será a utilização da reação entre o ilídeo isopropildimetilfosforano e

um éster γ-alcóxi-α,β-insaturado obtido a partir do D-manitol.

CO2CH3R1

R2 Sendo R1 = H e R2 = Ar ou R1 = Ar e R2 = H.

-17-

1.2. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na rota sintética apresentada na Figura 1.5 utilizou-se D-manitol (1.1) como

material de partida para produção dos ésteres (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato

de metila (1.4) e (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5).

CO2CH3

OO

OO

CHO

H

HO

OH

HO

HO

OH

OH

O

O

O

O

OH

HO

(1.1) (1.2)

(1.3)

(1.4)

CO2CH3

OO

(1.5)

+

acetona, ZnCl2

87%

NaIO4 Ph3PCHCO2Me

MeOH48%

50%

Figura 1.5: Síntese dos ésteres (1.4) e (1.5) a partir do D-manitol (1.1).

Utilizou-se reação entre D-manitol (1.1) e acetona anidra para síntese do 1,2:5,6-

di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2) em 87% de rendimento. Esta reação foi catalisada

por cloreto de zinco, empregando procedimento modificado de Baer (BAER, 1945).

Primeiramente dissolveu-se o catalisador em acetona, formando uma solução

transparente. Em seguida adicionou-se D-manitol (1.1) formando uma suspensão, pois

este reagente é pouco solúvel em acetona. Como o produto (1.2) é bastante solúvel neste

solvente, o término da reação foi determinado pela total dissolução do soluto

inicialmente em suspensão. A reação foi encerrada por meio de neutralização com

solução aquosa de carbonato de potássio.

Durante a elaboração desta reação, observou-se hidrólise do produto (1.2) em

quantidades significativas ao evaporar a acetona e a água utilizando-se evaporador

rotatório a 40 °C. Para evitar hidrólise do diacetal utilizou-se fluxo de ar comprimido

para evaporação da acetona e parte da água. Em seguida, o resíduo foi extraído com éter

dietílico que foi evaporado sob pressão reduzida à temperatura ambiente, originando um

sólido branco contendo o diacetal (1.2) e resíduos de triacetais. O sólido branco foi

lavado com hexano, solvente no qual os triacetais foram altamente solúveis, originando

o produto (1.2) em 87% de rendimento, com pureza suficiente para ser utilizado na

próxima etapa da rota. A Tabela 1.1 mostra uma comparação dos resultados obtidos a

partir de diversos procedimentos encontrados na literartura para obtenção de (1.2).

-18-

Tabela 1.1: Resumo dos procedimentos (em ordem cronológica) para obtenção de 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-mannitol (1.2) e seus respectivos rendimentos.

Reagentes Tempo de reação

Método de Purificação Rendimento Referências

D-manitol, ZnCl2, acetona (1:8:94)

18-19 h

Recristalização com éter de petróleo (60-800C).

54,8% BAER, 1939.


2 h

Recristalização com éter n-butílico (1350C).

42% BAER, 1945.

D-manitol, 2,2-dimetoxipropano, 1,2-dimetoxietano, SnCl2.

35 min (refluxo)


54-58 % CHITTENDEN,

1980.

D-manitol, 2,2-dimetoxipropano, 1,2-

dimetoxietano.

20-24 h (refluxo)


52 % CHITTENDEN,

1980.

D-manitol, 2-metoxipropeno, N,N-

dimetilformamida, ácido p-toluenosulfônico.

3-4 h

92%

36%

40%

DEBOST et al., 1983.

KUSZMANN et al., 1984.

CHITTENDEN, 1991.


18 h

Recristalização com tolueno (1100C).

60-61% MORPAIN et al.,

1990.

D-manitol, 2,2-dimetoxipropano, 1,2-dimetoxietano, SnCl2.

1h (refluxo)

Lavagem com diclorometano.

54 % SCHMID, 1993.


5 h Lavagem com Hexano. 87% *

* procedimento descrito neste trabalho.

Para testar a estabilidade do diacetal (1.2) foram mantidos em repouso e à

temperatura ambiente (25 °C) três soluções deste composto (50 mg/mL): uma em éter

dietílico, outra em acetona e a última em diclorometano. Não foram observados sinais

de decomposição do material em éter ou acetona durante 30 dias. Já a solução em

diclorometano apresentou-se turva após 3 dias, sendo um claro indício de

decomposição. A instabilidade da última solução pode ser explicada pela acidez do

diclorometano levando à hidrólise dos grupos acetal e conseqüente precipitação do D-

manitol (1.1) que é insolúvel neste solvente.

Observou-se que o aquecimento do produto, por alguns minutos, a 40 °C leva a

decomposição de quantidades consideráveis do diacetal (1.2). Desta forma, uma

provável explicação para os menores rendimentos (42-61%) descritos na literatura para

esta reação entre D-manitol e acetona na presença de ZnCl2 é devido a hidrólise do

-19-

produto durante a etapa de recristalização, que utiliza aquecimento do material em

solução, como indicado na Tabela 1.1.

O espectro no IV do diacetal (1.2), Anexo 1, mostra uma banda larga em ν

3436 cm-1 referente ao estiramento das duas ligações O-H. Os sinais no espectro de

RMN de 1H (Anexo 2) do produto foram completamente atribuídos com o auxílio da

técnica de dupla irradiação e de NOEDIF. Os simpletos em δ 1,36 e δ 1,42 integrados

para 6H cada e atribuídos aos grupos CH3’ e CH3, respectivamente, e o dupleto em δ

2,66 integrando para 2H, atribuídos aos grupos hidroxila são fortes indícios da formação

do produto esperado. As atribuições dos sinais no espectro de RMN de 13C mostrado no

Anexo 3 foram confirmadas por meio de HETCOR. Os sinais em δ 25,7 e δ 27,2

atribuídos respectivamente aos grupos CH3’ e CH3 e o sinal em δ 109,6 atribuído aos

átomos de carbono não hidrogenados C(CH3)2, confirmam a formação do diacetal (1.2).

O 2,3-O-isopropileno-D-gliceraldeído (1.3) foi preparado a partir da clivagem

oxidativa do 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2) utilizando-se 2 equi. molares

de metaperiodato de sódio em DCM, na presença de solução saturada de bicarbonato de

sódio (SCHMID & BRYANT, 1993). Utilizou-se solução de bicarbonato de sódio para

minimizar a formação do hidrato a partir do aldeído (1.3), altamente solúvel em água.

Devido a sua baixa estabilidade, o aldeído (1.3) foi utilizado na próxima etapa da síntese

imediatamente após sua preparação, sem ser purificado.

Os ésteres (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4) e (S)-(E)-

4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5) foram preparados por meio de reação

de Wittig entre o aldeído 2,3-O-isopropiledeno-D-gliceraldeído (1.3) e

metoxicarbonilmetileno(trifenil)fosforano em metanol (MANN et al., 1987). Estes

isômeros (1.4) e (1.5) foram obtidos na proporção de 8 : 1, em 24% de rendimento a

partir do diacetonídeo (1.2). Esta reação foi conduzida em banho de gelo, sob controle

cinético, favorecendo a formação do produto cis menos estável. Os isômeros foram

separados por cromatografia em coluna, caracterizados e utilizados nas próximas

sínteses.

No espectro no IV do composto (1.4) dado no Anexo 4 pode-se notar a presença

de uma banda intensa em 1726 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=O e outra

banda em 1646 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=C. No espectro de RMN de 1H (Anexo 5) o simpleto em δ 3,70 integrado para 3H e atribuído ao grupo OCH3 é um

indício da formação do éster (1.4). Neste espectro observa-se um dupleto duplo em δ

-20-

5,84 atribuído a H2 e originado pelo acoplamento deste com H3 (J2-3 = 11,7 Hz) e H4

(J2-4 = 1-8 Hz) e um dupleto duplo em δ 6,35 atribuído a H3 e originado do

acoplamento deste com H2 (J3-2= 11,7 Hz) e H4 (J3-4= 6,6 Hz). As constantes de

acoplamento entre os átomos de hidrogênio olefínicos H2 e H3 estão de acordo com os

valores descritos na literatura para isômeros Z, confirmando a geometria do produto

(1.4) (SILVERSTEIN & WEBSTER, 2000). No espectro de RMN de 13C (Anexo 6)

observa-se o sinal em δ 51,7 atribuído ao carbono da metoxila e os sinais em δ 120,5

e δ 149,7 atribuídos a C2 e C3 respectivamente, que confirmam a formação deste éster

α,β-insaturado (1.4).

No espectro no IV do isômero (1.5) (Anexo 7) pode-se notar a presença de uma

banda intensa em 1730 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=O e outra banda em

1666 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=C. No espectro de RMN de 1H (Anexo

8) o simpleto em δ 3,75 integrado para 3H e atribuído ao grupo OCH3 é um indício da

formação do éster (1.5). Neste espectro observa-se um duplo dupleto em δ 6,10

atribuído a H2 e originado pelo acoplamento deste com H3 (J2-3 = 15,6 Hz) e H4 (J2-4 =

1,5 Hz) e um duplo dupleto em δ 6,89 atribuído a H3 e originado do acoplamento deste

com H2 (J3-2= 15,6 Hz) e H4 (J3-4= 5,4 Hz). As constantes de acoplamento entre os

átomos de hidrogênio olefínicos H2 e H3 estão de acordo com os valores descritos na

literatura para isômeros E, confirmando a geometria do produto (1.5) (SILVERSTEIN

& WEBSTER, 2000). No espectro de RMN de 13C (Anexo 9) observa-se o sinal em δ

51,9 atribuído ao carbono da metoxila e os sinais em δ 122,2 e δ 145,2 atribuídos a

C2 e C3 respectivamente, que confirmam a formação deste éster α,β-insaturado (1.5).

Após serem separados, os isômeros (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato

de metila (1.4) e (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5) foram

submetidos à reação com o ilídeo isopropilidenotrifenilfosfônio em THF a 0 °C, sob

condições anidras (KRIEF, 1989). Os produtos formados contendo anel ciclopropano

(1.6) e (1.8) foram convertidos nos aldeídos (1.7) e (1.9), respectivamente, como

representado na Figura 1.6.

-21-

OO

CO2CH3

(1.8)

(1.7)

OHC CO2CH3

(1.9)

OHC CO2CH3

OO

CO2CH3

(1.6)

(1.4)

OO

CO2CH3

OO

CO2CH3

(1.5)

10% (a partir de 1.5)(impuro)

i) HClO4, THF

ii) NaIO4, MeOH80%

Ph3P=C(CH3)2

50% THF, 0°C

i) HClO4, THF

ii) NaIO4, MeOH

Ph3P=C(CH3)2

THF, 0°C

Figura 1.6: Formação dos aldeídos (1.7) e (1.9).

A reação com o isômero (1.4) levou a formação do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-

1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6) em 50% de

rendimento. Não foi possível isolar outro estereoisômero desta reação. A

enantiosseletividade desta reação com ílideo de fósforo foi previamente estudada por

Krief e colaboradores (KRIEF, 1989). Eles propuseram um mecanismo capaz de

explicar a formação preferencial deste estereoisômero (1.6) discutido na introdução

deste capítulo e representado na Figura 1.4.

No espectro no IV mostrado no Anexo 10 observa-se uma banda intensa em

1734 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=O e desaparecimento da banda em

1646 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=C do reagente (1.4) (Anexo 4).

Analisando o espectro de RMN de 1H do composto (1.6) (Anexo 11) observa-se a

presença de dois simpletos em δ 1,25 e δ 1,26 atribuídos aos átomos de hidrogênio dos

grupos metila geminais ligados ao anel ciclopropano. Pode-se observar também a

presença de dois simpletos em δ 1,34 e δ 1,43 atribuídos aos grupos metila geminais

pertencentes ao anel de 5 membros. A presença destes quatro sinais juntamente com o

simpleto em δ 3,66 atribuído aos átomos de hidrogênio do grupo OCH3 e o

desaparecimento dos sinais dos átomos de hidrogênio olefínicos do reagente (1.4)

(Anexo 5) são fortes indicativos da formação do produto (1.6). A constante de

acoplamento entre H1 e H3 (J1-3 = 5,4 Hz) está dentro da faixa esperada para o isômero

ciclopropano contendo átomos de hidrogênio na configuração trans (SILVERSTEIN &

-22-

WEBSTER, 2000). Baseado no valor da constante de acoplamento entre H1 e H3 e nos

estudos feitos por Krief podemos definir a estereoquímica do produto (1.4) como 1S-

trans. No espectro de RMN de 13C (Anexo 12) os quatro sinais entre δ 21,1 e δ 27,5

atribuídos aos átomos de carbono metílicos e o desaparecimento dos sinais dos átomos

de carbonos olefínicos (Anexo 6) confirmam a adição do grupo isopropil ao éster (1.4)

formando o produto (1.6).

O grupo acetal do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6) foi hidrolisado em solução de ácido

perclórico e THF sob agitação a temperatura ambiente durante 2 horas. O consumo do

reagente (1.6) foi acompanhado por CCD. Em seqüência, adicionou-se solução saturada

de bicarbonato de sódio à mistura reacional até atingir pH = 7,5 e 2 equi. molares de

metaperiodato de sódio. Após 1,5 horas de agitação observou-se o término da reação de

clivagem do diol por meio de CCD e fez-se extração do produto com éter dietílico. O

solvente foi concentrado sob pressão reduzida e o resíduo da evaporação foi purificado

por cromatografia em coluna, levando a formação do aldeído (1S,3S)-3-formil-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7) em 80% de rendimento. Pode-se

observar que o produto (1.7) foi obtido a partir do reagente (1.6) com rendimento

superior ao descrito por Krief (63%). Provavelmente este aumento significativo de

rendimento tenha ocorrido devido a conversão de (1.6) em (1.7) em uma única etapa

sem isolamento do intermediário diol. Em seus trabalhos, Krief purificou o diol antes da

clivagem oxidativa que leva ao aldeído. Assim, o menor rendimento obtido por ele para

formação deste aldeído pode ser explicado pela dificuldade em purificar o intermediário

diol, devido a sua alta polaridade.

No espectro no IV (Anexo 13) do aldeído (1.7) pode-se observar a presença de

duas bandas em 1734 e 1704 cm-1 referentes ao estiramento das duas ligações C=O do

grupo éster e aldeído, respectivamente. No espectro de RMN de 1H (Anexo 14) pode-se

observar um dupleto em δ 9,59 atribuído ao hidrogênio do grupo aldeído. Nos espectros

de RMN de 1H e 13C (Anexos 14 e 15, respectivamente) as atribuições dos sinais

confirmam a formação do aldeído esperado.

De acordo com os estudos de Krief, a reação entre o ilídeo

isopropilidenotrifenilfosfônio e o isômero (1.5) levou a formação do (1R,3R)-3-[(S)-2,2-

dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.8). Não

foi possível purificar este produto para obtenção dos dados espectroscópicos. Dessa

forma, o composto (1.8) impuro foi submetido à reação de hidrólise do grupo acetal

-23-

formando o diol correspondente para posterior clivagem deste diol, utilizando-se o

mesmo procedimento descrito para o ciclopropano (1.6). Esta seqüência de reações

levou a formação do (1R,3R)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila

(1.9), em 10% de rendimento a partir do éster (1.5).

Como os aldeídos (1.7) e (1.9) são enantiômeros, seus espectros no IV e RMN

de 1H e 13C são semelhantes. No espectro no IV (Anexo 16) do aldeído (1.9) pode-se

observar a presença de duas bandas em 1738 e 1714 cm-1 referentes ao estiramento das

duas ligações C=O dos grupos éster e aldeído, respectivamente. As atribuições dos

sinais nos espectros de RMN de 1H e 13C nos Anexos 17 e 18, respectivamente,

confirmam a formação do aldeído esperado. No espectro de RMN de 1H (Anexo 17)

pode-se observar um dupleto em δ 9,55 atribuído ao hidrogênio do grupo aldeído. Pode-

se observar no Anexo 17 que os sinais referentes a H1 e H3 têm deslocamentos

químicos semelhantes, impedindo a confirmação da estereoquímica do produto (1.9).

Dessa forma, considerou-se que o aldeído possui estereoquímica 1R-trans com base nos

estudos de Krief (KRIEF, 1989).

O aldeído (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila

(1.7) foi submetido a reações de Wittig em THF anidro a 0 °C, sob atmosfera de N2.

Estas reações levaram a formação de uma mistura de isômeros Z e E dos piretróides

(1.10), (1.11), (1.12), (1.13) e (1.14). A Tabela 1.2 apresenta os compostos formados,

rendimentos e proporções aproximadas de cada isômero.

Não foi possível separar os isômeros Z e E de cada piretróide por meio de

cromatografia em coluna, logo eles foram utilizados na forma de mistura para os testes

de atividade discutidos no Capítulo 4. As proporções dos isômeros foram estimadas

pelos valores das integrais dos sinais referentes a cada isômero nos espectros de RMN

de 1H. Estas proporções também foram confirmadas pelos cromatogramas obtidos pela

separação dos isômeros em cromatógrafo a gás acoplado a espectrômetro de massas.

Em cada cromatograma mostrado na Figura 1.7, podem-se ver dois picos principais

contendo aproximadamente a mesma área, com exceção do cromatograma da mistura de

piretróides (1.12), onde o pico com tempo de retenção menor possui aproximadamente

o dobro da área do pico com tempo de retenção maior. Através do espectro de RMN de 1H descobriu-se que o isômero Z está em maior quantidade que o isômero E na mistura

de piretróides (1.12). Desta forma, no cromatograma obtido para (1.12), mostrado na

Figura 1.7, o pico com tempo de retenção menor (e área maior) se refere ao isômero Z

do piretróide (1.12).

-24-

Tabela 1.2: Estruturas, rendimentos e proporções dos piretróides sintetizados a partir do (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7).

CO2CH3

R1

R2

CO2CH3OHC sal de Wittig, BuLi

THF

Composto R1 R2 Proporção

a : b Rendimento

%

(1.10a) H- OCH3

(1.10b) OCH3

H-

1 : 1 46

(1.11a) H- OCH3

(1.11b)

OCH3

H-

1 : 1 45

(1.12a) H- Cl

(1.12b) Cl

H-

2 : 1 64

(1.13a) H- F

F

F

F

F

(1.13b) F

F

F

F

F

H-

1 : 1 50

(1.14a) H- EtO

(1.14b) EtO

H-

1 : 1 65

-25-

(1.10)

14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5

10e6

20e6

30e6 TIC

(1.11)

(1.12)

12 13 14 15 16 17 18 19

10e6

20e6

30e6TIC

(1.13)

8 9 10 11 12

10e6

20e6TIC

(1.14)

16 17 18 19 20 21

10e6

20e6

30e6TIC

Figura 1.7: Cromatogramas das misturas contendo os isômeros Z e E (1.10) a (1.14).

-26-

Os espectros no IV mostrados nos Anexos 19 a 23 foram obtidos a partir da

mistura de isômeros geométricos Z e E. Nestes espectros pode-se observar uma banda

intensa entre 1725 e 1734 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=O do grupo éster

de cada piretróide. Pode-se observar também bandas de deformação angular fora do

plano das ligações =C-H do anel aromático. Na Tabela 1.3 temos um resumo destas

bandas.

Tabela 1.3: Bandas dos espectros de IV de cada mistura de isômeros Z e E dos piretróides (1.10) a (1.14).

Compostos IV Estiramento C=O (cm-1)

Deformação angular de C-H aromático (cm-1)

(1.10) Anexo 19 1724 752 (F)

(1.11) Anexo 20 1726 779 (m), 691 (m)

(1.12) Anexo 21 1728 751 (F)

(1.13) Anexo 22 1734 ------

(1.14) Anexo 23 1725 841 (F)

Intensidade: F = forte; m = média

Também não foi possível a atribuição de todos os sinais nos espectros de RMN

de 1H e 13C das misturas de isômeros geométricos. Nos espectros de RMN de 1H das

misturas de piretróides, os sinais de H4 de ambos isômeros puderam ser facilmente

observados nos deslocamentos listados na Tabela 1.4. De acordo com a constante de

acoplamento (J4-5 / Hz) foi possível determinar qual sinal correspondia ao isômero E ou

Z. Utilizou-se também espectro de COSY para atribuir os sinais de H3 e H1, onde se

observou correlações entre (H4 - H3) e (H3 - H1) de cada isômero E e Z. Os sinais

referentes a H5 dos isômeros Z e E puderam ser atribuídos utilizando-se os valores das

constantes de acoplamento e espectro de COSY para as mistura de isômeros (1.12),

como mostrado no Anexo 26. No caso das misturas (1.11) e (1.14) os sinais de H5cis e

H5trans apresentaram deslocamentos químicos coincidentes (Anexos 25 e 28,

respectivamente). Os sinais de C1 e C3 dos isômeros Z e E no RMN de 13C (Anexos 29

a 33) foram atribuídos por meio de HETCOR.

-27-

Tabela 1.6: Atribuições dos sinais de H4, H3 e H1 nos espectros de RMN de 1H.

Composto RMN de 1H

Config. C=C δδδδ H4 J5-4 * δδδδ H3 J4-3 * δδδδ H1 J3-1 *

(1.10a) Anexo 24 Z 5,45 (dd) 11,5 2,34

(dd) 9,0 1,57 (d) 5,4

(1.10b) Anexo 24 E 5,96 (dd) 15,9 2,26

(dd) 8,7 1,69 (d) 5,4

(1.11a) Anexo 25 Z 5,40 (dd) 11,7 2,45

(dd) 8,7 1,57 (d) 5,4

(1.11b) Anexo 25 E 5,95 (dd) 15,9 2,22

(dd) 8,4 1,67 (d) 5,7

(1.12a) Anexo 26 Z 5,55 (dd) 11,4 2,27

(m) 9,0 1,60

(d) 5,7

(1.12b) Anexo 26 E 5,97 (dd) 15,9 2,27

(m) 9,0 1,73

(d) 5,4

(1.13a) Anexo 27 Z 5,75 (dd) 11,1 2,16

(m) 9,6 1,65

(d) 5,4

(1.13b) Anexo 27 E 6,27 (dd) 16,2 2,33

(m) 9,0 1,75

(d) 5,4

(1.14a) Anexo 28 Z 5,30 (dd) 11,5 2,40

(m) 8,4 1,54

(d) 5,4

(1.14b) Anexo 28 E 5,82 (dd) 15,6 2,18

(m) 8,7 1,64

(d) 5,4

* J em Hz.

Os espectros de massas de cada isômero Z e E foram obtidos após separação

destes isômeros em CG-EM, mas por serem idênticos estão apresentados neste trabalho

apenas os espectros de massas dos isômeros que apresentaram menor tempo de retenção

durante a cromatografia gasosa (Anexos 34 a 38). Para todos os piretróides (1.10),

(1.11), (1.12), (1.13) e (1.14) foi possível a observação do pico do íon molecular no

EM.

Sabe-se que ao absorver luz UV num determinado comprimento de onda uma

molécula passa do estado fundamental para o estado excitado. Durante a excitação de

um composto contendo dupla ligação, um elétron pertencente ao orbital π ligante (que

contribui para formação da ligação π) é promovido para o orbital π antiligante (que

contribui para a quebra da ligação π). Esta transição eletrônica provoca a perda, no

estado excitado, do caráter de dupla ligação existente na molécula inicialmente no

estado fundamental. Logo, quando a molécula retorna ao seu estado fundamental ela

-28-

pode continuar na configuração original ou ter a configuração invertida (isomerização).

Dessa forma, a isomerização efetiva de uma mistura de isômeros Z ou E pode ocorrer

quando um dos isômeros absorve luz mais efetivamente que outro. Neste caso o

isômero que apresenta menor absorção terá tendência de permanecer em maior

quantidade durante a irradiação (COYLE, 1985).

Uma solução de 1000 ppm contendo a mistura de piretróides Z e E (1.14) em

benzeno foi irradiada com lâmpada de mercúrio de alta pressão com intuito de observar

uma possível isomerização das espécies (BROWN e WONG, 2004). Fez-se CG-EM das

alíquotas retiradas antes do início da irradiação e após 0,5 h, 1 h, 2 h e 5 h de irradiação.

De acordo com os cromatogramas obtidos para cada amostra (Figura 1.8) não se

observou mudança na proporção dos isômeros durante a irradiação. Dessa forma, não

ocorreu isomerização efetiva de nenhum dos dois compostos Z e E. Uma possível

explicação para estas observações experimentais pode estar no fato de ambos isômeros

apresentarem absorções semelhantes de luz UV na faixa de comprimento de onda

utilizada. Assim, não ocorre favorecimento da formação de nenhuma das duas espécies.

-29-

(a)

16 17 18 19 20 21

10e6

20e6

30e6TIC

(b)

16 17 18 19 20 21

10e6

20e6

30e6TIC

(c)

16 17 18 19 20 21

10e6

20e6

30e6TIC

(d)

16 17 18 19 20 21

10e6

20e6

30e6TIC

(e)

16 17 18 19 20 21

10e6

20e6

30e6TIC

Figura 1.8: Cromatogramas da mistura dos isômeros Z e E (1.14). (a) antes da irradiação com luz UV; (b) após 0,5 h de irradiação; (c) após 1 h de irradiação; (d) após 2 h de irradiação; (e) após 5 h de irradiação.

-30-

1.3. CONCLUSÃO

Sintetizou-se o (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila

(1.7) em 8,3% de rendimento a partir do D-manitol (1.1). Esta síntese teve como etapa

intermediária uma reação de ciclopropanação do éster γ-alcóxi-α,β-insaturado (1.4)

utilizando-se o ilídeo isopropilidenotrifenilfosfônio, de acordo com metodologia

descrita por Krief e colaboradores.

O aldeído (1.7) foi convertido nos piretróides (1.10), (1.11), (1.12), (1.13) e

(1.14) por meio de reação de Wittig. Estes piretróides foram obtidos como uma mistura

de isômeros Z e E, cuja separação não foi possível por cromatografia em coluna. A

mistura de isômeros geométricos (1.14) foi irradiada com lâmpada de mercúrio de alta

pressão durante 5 horas, mas não se observou mudança na proporção dos isômeros.

O (1R,3R)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9) foi

sintetizado a partir do D-manitol (1.1) em baixo rendimento, seguindo metodologia

semelhante a utilizada na síntese de seu enantiômero (1.7).

-31-

1.4. EXPERIMENTAL

1.4.1. Síntese do metoxicarbonilmetileno(trifenil)fosforano

Br CO

O

Tolueno

PPh3Br Ph3P

O

O

Ph3PO

OOH- / H2O

ilídeosal de Wittigbromoacetato de metila

Adicionou-se trifenilfosfina (37 g, 141 mmol) a uma solução de bromoacetato de

metila (20 g, 131 mmol) em tolueno anidro (300 mL). O balão contendo a mistura foi

tampado com um tubo de cloreto de cálcio e o sistema mantido sob agitação magnética

por 48 h. O sólido branco formado foi filtrado sob vácuo, lavado com éter dietílico (100

mL) e mantido em dessecador sob vácuo por 4 h. Obteve-se o brometo de

metoxicarbonilmetileno(trifenil)fosforano (54 g, 130 mmol) em rendimento

quantitativo.

Adicionou-se água destilada (400 mL) ao sal de Wittig observando a dissolução

quase completa do material. Adicionou-se lentamente solução de NaOH 2 mol.L-1 (400

mL) e observou-se a formação de um precipitado amarelado que foi separado por

filtração à vácuo em funil de vidro sinterizado. O sólido foi dissolvido em DCM (150

mL), a solução foi secada com MgSO4 e filtrada. O DCM foi evaporado sob pressão

reduzida obtendo-se o metoxicarbonilmetileno(trifenil)fosforano (39 g, 117 mmol) em

93% de rendimento global na forma de um sólido amarelado.

Características do sal de Wittig:

Tf = 164,5-166,5 ºC.

IV (KBr, cm -1) ν : 3057, 1942, 1619, 1482, 1441, 1435, 1435, 1349, 1181, 1122, 1111,

1103, 885, 748, 721, 712, 692, 527.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 3,57 (s, 3H, OCH3), 5,57 (d, 2H, JH-P = 13,5, CH2),

7,75 (m, 15H, PPh3).

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 32,9 (d, JCH2-P = 57,2, CH2), 53,4 (CH3), 118,0 (d,

JC-P = 88,7, =C-P), 130,1 (d, JCo-P = 13,1, Co), 133,8 (d, JCm-P = 10,3, Cm), 135,1 (d, JCp-

P = 3,5, Cp), 165,1 (C=O).

-32-

1.4.2. Síntese dos Sais de Wittig S1-S5

Em um balão de 50 ml equipado com condensador, barra magnética e tubo de

cloreto de cálcio, adicionou-se o haleto (10 mmol), tolueno seco (25 mL) e

trifenilfosfina (2,9 g, 11 mmol). A mistura foi refluxada sob agitação magnética (veja o

tempo de reação na Tabela 1), observando-se a formação de um sólido branco. O sólido

foi filtrado sob vácuo em funil de vidro sinterizado, lavado com éter dietílico (15 mL) e

secado em dessecador sob vácuo por 2 h. Os rendimentos de cada reação são dados na

Tabela 1.7:

Tabela 1.7: Condições para formação dos sais de Wittig S1 – S5.

Sal Haleto Massa haleto Tempo de

reação (h)

Rendimento

(%)

S1 (H3C)2CHI 1,70 48 42

S2 o-MeOPhCH2Cl 1,57 48 88

S3 m-MeOPhCH2Cl 1,57 48 72

S4 o-ClPhCH2Br 2,10 21 99

S5 F5PhCH2Br 2,60 21 98

Iodeto de isopropiltrifenilfosfônio (S1):

I -CH P

H3C

H3C

IV (KBr, cm -1) ν : 2878, 1629, 1439, 1112, 755, 723, 693, 531.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,33 (dd, 6H, JCH3-CH = 6,9 e JCH3-P = 18,9, 2x CH3),

5,33 (m, 1H, CH), 7,65 (m, 15 H, PPh3).

-33-

Cloreto de 2-metoxibenziltrifenilfosfônio (S2):

1

23

4

5 6

CH2 P

OCH3

Cl-

Tf = 251,2 - 251,5 °C

IV (KBr, cm -1) ν : 3044, 2844, 1598, 1495, 1437, 1251, 1113, 765, 747, 692, 508.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 3,15 (s, 3H, OCH3), 5,17 (d, 2H, J H-P = 13,5, CH2),

6,55 (d, 1H, , J3-4 = 8,1, H3), 6,76 (t, 1H, J5-4 = 7,8 e J5-6 = 7,8, H5), 7,19 (t, 1H, J4-3 =

8,1 e J4-5 = 7,8, H4), 7,32 (d, 1H, J5-6 = 7,8, H6), 7,65 (m, 15H, PPh3).

Cloreto de 3-metoxibenziltrifenilfosfônio (S3):

1

23

4

5 6

CH2 P

CH3O

Cl-

Tf = 270,2 – 270,9 °C

IV (KBr, cm -1) ν : 2990, 2859, 2782, 1596, 1483, 1437, 1250, 1111, 1041, 746, 716,

699, 502.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 3,45 (s, 3H, OCH3), 5,34 (d, 2H, J H-P = 14,4, CH2),

6,66 (m, 3H, H2, H4 e H6), 6,96 (t, 1H, J5-4 = 7,8 e J5-6 = 7,8, H5), 7,65 (m, 15H, PPh3).

-34-

Brometo de 2-clorobenziltrifenilfosfônio (S4):

1

23

4

5 6

CH2 P

Cl

Br-

IV (KBr, cm -1) ν : 3047, 2841, 2773, 1436, 1110, 782, 759, 752, 691, 592.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 5,59 (d, 2H, JCH2-P = 14,1, CH2), 7,15 (m, 4H, H3-

H6), 7,70 (m, 15 H, PPh3).

Brometo de pentafluorobenziltrifenilfosfônio (S5):

CH2 P

F

FF

F

F

Br-

Tf = 240,0 – 240,5 °C

IV (KBr, cm -1) ν : 2859, 1524, 1505, 1439, 1111, 981, 751, 726, 690.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 5,61 (d, 2H, JCH2-P = 13,8, CH2), 7,8 (m, 15 H,

PPh3).

-35-

1.4.3. Síntese do 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2)

O

OHO H

OHH

O

O

H

H'

H

H

'H

H

CH3

CH3'

'H3C

H3C

1

2

3

(1.2)

A um balão de fundo redondo (500 mL) equipado com barra magnética foram

adicionados acetona anidra (250 mL) e cloreto de zinco (40 g, 294 mmol). O balão foi

tampado e a mistura mantida sob agitação magnética até total dissolução do sólido (30

min). Adicionou-se D-manitol (1.1) (20 g, 110 mmol) à mistura reacional, formando

uma suspensão. A mistura foi mantida sob agitação magnética por 5 horas, observando-

se formação de uma solução incolor. A mistura reacional foi neutralizada com solução

de carbonato de potássio (45 g; 326 mmol) em água (45 mL). O sólido obtido (KCl e

ZnCO3) foi separado por filtração simples e lavado com 50 mL de acetona anidra. O

filtrado foi concentrado sob ar comprimido até início da cristalização. Adicionou-se éter

dietílico (100 mL) ao resíduo aquoso, separou-se a fase orgânica e, a fase aquosa foi

extraída com éter dietílico (3 x 50 mL). As fases orgânicas foram reunidas, secadas com

MgSO4 e concentradas sob pressão reduzida, observando-se a formação de um sólido

branco. Adicionou-se hexano (100 mL) a este resíduo, a mistura foi mantida em

geladeira por 2 horas e filtrada sob vácuo sendo o sólido lavado com hexano (100 mL)

previamente resfriado. O sólido foi seco sob vácuo em dessecador por 2 horas, obtendo-

se o 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2) (25 g, 95 mmol) em 87% de

rendimento, com pureza suficiente para ser utilizado na próxima etapa da síntese.

T f: 117-119 oC.

CCD: Rf = 0,20 (hexano : éter dietílico 1:1).

Rotação específica: 20][ Dα = +10,7 ° (c = 1,74, acetona).

IV (KBr, cm -1) ν : 3403, 3280, 1384, 1372, 1259, 1213, 1159, 1069, 859, 846, 654.

-36-

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,36 (s, 6H, CH3’), 1,42 (s, 6H, CH3), 2,66 (d, 2H,

J3-OH = 6,0, OH), 3,74 (dd, 2H, J3-OH = 6,0, J3-2 = 5,7, H3), 3,98 (dd, 2H, J1-2 = 5,4, J1-1’ =

8,4, H1), 4,09-4,22 (m, 4H, H1’ e H2).

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 25,4 (CH3’), 26,9 (CH3), 67,0 (C1), 71,3 (C3), 76,3

(C2) e 109,6 [C(CH3)2].

1.4.4. Síntese do 2,3-O-isopropilideno-D-gliceraldeído (1.3)

OO

CHOH

(1.3)

A um balão de 250 mL adicionou-se 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol

(1.2) (23 g; 87,8 mmol), DCM (125 mL) e solução saturada de NaHCO3 (9,5 mL, 0,4

mL por g de diacetal). A mistura foi agitada por 5 min e colocada em banho de gelo.

Adicionou-se periodato de sódio (37,4 g, 175 mmol) e manteve-se a mistura sob

agitação em banho de gelo por 2,5 h. Adicionou-se MgSO4 (11,5 g, 0,5 g por g de

diacetal) mantendo a agitação por mais 20 min. A mistura foi filtrada e o sólido lavado

com DCM (3 x 50 mL). O filtrado foi concentrado sob pressão reduzida obtendo-se o

2,3-O-isopropileno-D-gliceraldeído (1.3) na forma de um óleo castanho impuro (15 g),

que foi usado na etapa seguinte da rota sintética.

CCD: Rf = 0,25 (hexano : acetato de etila 1:1).

1.4.5. Síntese dos isômeros (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4) e (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5)

OO

CO2CH3

(1.4)

23

45

OO

CO2CH3(1.5)

23

45

A um balão de 250 mL foram adicionados 15 g do óleo castanho escuro obtido

na etapa anterior e metanol (75 mL). Manteve-se a mistura sob banho de gelo e

adicionou-se lentamente metoxicarbonilmetileno(trifenil)fosforano (29 g, 86,8 mmol),

sob constante agitação. Para calcular a quantidade de ilídeo considerou-se 50 % de

-37-

rendimento para a reação de clivagem do diacetal. A mistura foi mantida sob agitação

em banho de gelo por 6 horas e o término da reação foi detectado por CCD (solução

reveladora de KMnO4). O metanol foi evaporado e o resíduo extraído a quente com

hexano : éter dietílico 7 : 3 (5 x 50 mL). Os extratos foram reunidos e concentrados sob

pressão reduzida. O resíduo da evaporação foi purificado por cromatografia em coluna

(hexano : éter 8 : 2), levando à obtenção dos isômeros (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-

2-enoato de metila (1.4) e (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5)

(7,8 g e 1,0 g, respectivamente) em 24% de rendimento à partir do diacetal (1.2). Os

ésteres Z e E foram obtidos na forma de óleo amarelo claro.

(S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4)


Rotação específica: 20][ Dα = + 125,2 ° (c = 1,02, CHCl3).

IV (KBr, cm -1) ν : 2988, 2944, 2876, 1722, 1642, 1439, 1402, 1381, 1209, 1155, 1060,

1000, 859, 821.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,37 (s, 3H, CH3), 1,43 (s, 3H, CH3), 3,58 (dd, 1H,

J5-5’ = 6,9 e J5-4= 8,1, H5), 3,70 (s, 3H, OCH3), 4,35 (dd, 1H, J5’-5 = 6,9 e J5’-4 = 8,4,

H5’), 5,47 (m, 1H, H4), 5,84 (dd, 1H, J2-3 = 11,7 e J2-4 = 1,8, H2), 6,35 (dd, 1H, J3-2 =

11,7 e J3-4 = 6,6, H3).

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 25,6 (CH3), 26,7 (CH3), 51,7 (OCH3), 69,5 (C5),

73,7 (C4), 109,9 [C(CH3)2)], 120,5 (C2), 149,7 (C3) e 166,3 (C=O).

(S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5)

CCD: Rf = 0,48 (Hexano : éter dietílico 8:2).

Rotação específica: 20][ Dα = + 43,3 ° (c = 1,02, CHCl3).

IV (KBr, cm -1) ν : 2988, 2948, 2878, 1727, 1664, 1437, 1360, 1307, 1263, 1212, 1164,

1063, 978, 852.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,40 (s, 3H, CH3), 1,44 (s, 3H, CH3), 3,67 (dd, 1H,

J5-5’ = 8,4 e J5-4 = 7,1, H5), 3,75 (s, 3H, OCH3), 4,18 (dd, 1H, J5’-5 = 8,4 e J5’-4 = 6,6,

-38-

H5’), 4,66 (m, 1H, H4), 6,10 (dd, 1H, J2-3 = 15,6 e J2-4 = 1,5, H2), 6,89 (dd, 1H, J3-2=

15,6 e J3-4= 5,4, H3).

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 25,9 (CH3), 26,6 (CH3), 51,9 (OCH3), 69,0 (C5),

75,1 (C4), 110,4 [C(CH3)2], 122,2 (C2), 145,2 (C3) e 166,4 (C=O).

1.4.6. Síntese do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6)

OOCO2CH3

(1.6)

23

45 1

Adicionou-se solução comercial de butillítio (3,5 mL, BuLi 2 mol.L-1 em

hexano) a uma suspensão de iodeto de isopropiltrifenilfosfônio (S1) (3,0 g, 6,94 mmol)

em THF seco (15 mL), sob atmosfera de N2, em banho de gelo. Observou-se durante a

adição do BuLi a dissolução do sal e formação de uma solução avermelhada. O sistema

foi mantido sob agitação magnética por 10 min e adicionou-se solução do éster (1.4)

(1,2 g, 6,45 mmol) em THF seco (5 mL), observando-se mudança da cor vermelha para

amarela. A mistura foi mantida sob agitação em banho de gelo por três horas e o final da

reação foi detectado por CCD. O THF foi evaporado sob pressão reduzida. Adicionou-

se água destilada (10 mL) ao resíduo da evaporação e fez-se extração do material com

éter dietílico (5 x 20 mL). As fases orgânicas foram reunidas, o material secado com

MgSO4 e filtrado. O filtrado foi concentrado sob pressão reduzida e o resíduo da

evaporação submetido à cromatografia em coluna (hexano : acetato de etila 9:1) levando

à obtenção do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-

carboxilato de metila (1.6) (0,9 g, 3,95 mmol) em 50% de rendimento como um óleo

amarelo viscoso.


Rotação específica: 20][ Dα = + 30 ° (c = 1,02, CHCl3).

IV (KBr, cm -1) ν : 2985, 2874, 1729, 1447, 1374, 1234, 1213, 1175, 1116, 1065, 853.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ:1,25 (s, 3H, CH3), 1,26 (s, 3H, CH3), 1,28 (d, 1H, J1-

3 = 5,4, H1), 1,34 (s, 3H, CH3), 1,43 (s, 3H, CH3), 1,55 (dd, 1H, J3-1 = 5,4 e J3-4 = 6,6,

H3), 3,66 (s, 3H, OCH3), 3,70-3,72 (m, 2H, H4 e H5) e 3,97 (m, 1H, H5’).

-39-

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 21,1 (CH3), 22 (CH3), 26,4 (CH3), 27,4 (C2), 27,5

(CH3), 30,9 (C1), 35,2 (C3), 52,1 (OCH3), 69,6 (C5), 76,1 (C4), 109,6 [C(CH3)2],

172,0 (C=O).

1.4.7. Síntese do (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7)

(1.7)

23

1OHC CO2CH3

Adicionou-se solução de HClO4 2,5 mol.L-1 (12,5 mL) a uma balão de 100 mL

contendo solução do (1.6) (2,1 g, 9,21 mmol) em THF (25 mL). A mistura foi mantida

sob agitação magnética por 2 h em temperatura ambiente e o término da reação de

clivagem acompanhado por CCD. Adicionou-se solução saturada de NaHCO3 até cessar

a liberação de gás (pH = 7,5) e manteve-se a mistura sob agitação por 10 min.

Adicionou-se NaIO4 (4,0 g, 18,7 mmol), observando-se a formação de um precipitado

branco gelatinoso e desprendimento de gás. A mistura foi mantida sob agitação por 1,5

h e, em seguida, extraída com éter dietílico (5 x 30 mL). As fases etéreas foram

reunidas, o material foi secado com MgSO4 e filtrado. O filtrado foi concentrado sob

pressão reduzida e o resíduo da evaporação submetido à cromatografia em coluna

(hexano : acetato de etila 4:1) levando à obtenção do (1S,3S)-3-formil-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7) (0,9 g, 3,95 mmol) em 80 % de

rendimento como um óleo incolor.


Rotação específica: 20][ Dα = - 18,6 ° (c = 1,3, acetona).

IV (KBr, cm -1) ν : 2955, 2932, 2743, 1734, 1442, 1339, 1242, 1171, 1106, 976, 910.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ:1,30 (s, 3H, CH3), 1,34 (s, 3H, CH3), 2,46 (m, 2H,

H1 e H3), 3,70 (s, 3H, OCH3), 9,59 (d, 1H, JOHC-H3 = 3,3, HC=O).

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 20,8 (CH3), 21,1 (CH3), 33,4 (C2), 34,4 (C1), 42,3

(C3), 52,0 (OCH3), 170,5 (COOCH3), 198,8 (HC=O).

-40-

1.4.8. Síntese do (1R,3R)-3-[(R)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopro-pano-1-carboxilato de metila (1.8)

OO

CO2CH3

(1.8)

23

45 1

Adicionou-se solução comercial de butillítio (3,5 mL, BuLi 2 mol.L-1 em

hexano) a uma suspensão do iodeto de isopropiltrifenilfosfônio (S1) (3,0 g, 6,94 mmol)

em THF seco (15 mL), sob atmosfera de N2, em banho de gelo. Observou-se durante a

adição do BuLi a dissolução do sal e formação de uma solução avermelhada. O sistema

foi mantido sob agitação magnética por 10 min e adicionou-se solução do éster (1.5)

(1,2 g, 6,45 mmol) em THF seco (5 mL), observando-se mudança da cor vermelha para

amarela. A mistura foi mantida sob agitação em banho de gelo por três horas e o final da

reação foi detectado por CCD. O THF foi evaporado sob pressão reduzida. Adicionou-

se água destilada (10 mL) ao resíduo da evaporação e fez-se extração do material com

éter dietílico (5 x 20 mL). As fases orgânicas foram reunidas, o material secado com

MgSO4 e filtrado. O filtrado foi concentrado sob pressão reduzida e o resíduo da

evaporação submetido à cromatografia em coluna (hexano : acetato de etila 4:1) levando

à obtenção de 0,9 g de um óleo amarelo viscoso contendo o (1R,3R)-3-[(R)-2,2-dimetil-

1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.8). Devido a

dificuldade de purificação do produto ele foi utilizado de forma impura para a próxima

etapa da síntese.


1.4.9. Síntese do (1R,3R)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9)

(1.9)

23

1OHC CO2CH3

Adicionou-se solução de HClO4 2,5 mol.L-1 (8,5 mL) a uma balão de 50 mL

contendo solução do (1.8) (0,9 g de material impuro) em THF (15 mL). A mistura foi

-41-

mantida sob agitação magnética por 2 h em temperatura ambiente e o término da reação

de clivagem acompanhado por CCD. Adicionou-se solução saturada de NaHCO3 até

cessar a liberação de gás (pH = 7,5) e manteve-se a mistura sob agitação por 10 min.

Adicionou-se NaIO4 (1,7 g, 7,95 mmol), observando-se a formação de um precipitado

branco gelatinoso e desprendimento de gás. A mistura foi mantida sob agitação por 1,5

h e, em seguida, extraída com éter dietílico (5 x 15 mL). As fases etéreas foram

reunidas, o material foi secado com MgSO4 e filtrado. O filtrado foi concentrado sob

pressão reduzida e o resíduo da evaporação submetido à cromatografia em coluna

(hexano : acetato de etila 4:1) levando à obtenção do (1R,3R)-3-formil-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9) (0,10 g, 0,64 mmol) em 10 % de

rendimento à partir do éster (1.5) e na forma de um óleo incolor.


Rotação específica: 20][ Dα = + 14,0 ° (c = 1,3, acetona).

IV (KBr, cm -1) ν : 2956, 2752, 1738, 1714, 1434, 1237, 1173, 1112, 975.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ:1,27 (s, 3H, CH3), 1,31 (s, 3H, CH3), 2,44 (m, 2H,

H1 e H3), 3,67 (s, 3H, OCH3), 9,55 (d, 1H, JHOC-H3 = 3,3, HC=O).


(C3), 52,2 (OCH3), 170,4 (COOCH3), 199,0 (HC=O).

1.4.10. Síntese de piretróides

Adicionou-se solução de butillítio (1,8 mL, BuLi 2 mol.L-1 em hexano) a uma

suspensão do sal de Wittig (S2 - S6) (3,53 mmol) em THF seco (15 mL), sob atmosfera

de N2, em banho de gelo. O sistema foi mantido sob agitação magnética por 10 min e

adicionou-se solução do aldeído (1.7) (0,50 g, 3,20 mmol) em THF seco (5 mL). A

mistura foi mantida sob agitação em banho de gelo por três horas e o final da reação foi

detectado por CCD. O THF foi evaporado sob pressão reduzida. Adicionou-se água

destilada (10 mL) ao resíduo da evaporação e fez-se extração do material com éter

dietílico (5 x 20 mL). As fases orgânicas foram reunidas, o material secado com MgSO4

e filtrado. O filtrado foi concentrado sob pressão reduzida e o resíduo da evaporação

submetido à cromatografia em coluna (hexano : éter dietílico 9:1) levando à obtenção de

uma mistura de isômeros geométricos. A proporção de cada isômero e o rendimento das

reações são dados na Tabela 1.8:

-42-

Tabela 1.8: Condições para formação dos piretróides (1.10) a (1.14).

Piretróides Sal de Wittig (g) Massa do sal Proporção

Z : E

Rendimento

(%)

(1.10) S2 1,47 1 : 1 46

(1.11) S3 1,47 1 : 1 45

(1.12) S4 1,64 2 : 1 64

(1.13) S5 1,85 1 : 1 50

(1.14) p-EtOPhCH2PPh3Br S6

1,69 1 : 1 65

Dados para a mistura dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-

dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.10):

(1.10a) (1.10b)

CO2CH3

CH3O1

2

3

45

4'5'

CO2CH3CH3O

1'2'

3'6'

1'2'

3'

4'5'

6'1

2

3

4

5

CCD: Rf = 0,45 (hexano : éter dietílico 9 : 1).


IV (KBr, cm -1) ν : 2950, 1724, 1598, 1438, 1244, 1167, 1029, 752.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ:1,20 (s, 6H, 2 x CH3), 1,25 (s, 3H, CH3), 1,30 (s, 3H,

CH3), 1,57 (d, 1H, J1-3cis = 5,4, H1cis), 1,69 (d, 1H, J1-3trans = 5,4, H1trans), 2,26 (dd, 1H,

J1-3trans = 5,4 e J3-4trans = 8,7, H3trans), 2,34 (dd, 1H, J1-3 cis = 5,4 e J3-4 cis = 9,0, H3cis),

3,65 (s, 3H, OCH3), 3,70 (s, 3H, OCH3), 3,83 (s, 3H, CH3O-Ar), 3,83 (s, 6H, CH3O-Ar),

5,45 (dd, 1H, J3-4cis = 9,0 e J4-5cis = 11,5, H4cis), 5,96 (dd, 1H, J3-4trans = 8,7 e J4-5trans =

15,9, H4trans), 6,68 (d, 1H, J4-5cis = 11,5, H5cis), 6,92 ( m, 5H, H5trans, H3’ e H5’), 7,30

(m, 4H, H4’ e H6’).

-43-

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 20,4 (CH3), 20,7 (CH3), 22,4 (CH3), 22,5 (CH3),

29,7 [C(CH3)2], 28,8 [C(CH3)2], 33,7 (C3cis), 34,6 (C1trans), 35,7 (C1cis), 37,6 (C3trans),

51,7 (OCH3), 51,8 (OCH3), 55,7 (CH3OAr), 55,8 (CH3OAr), 110,5 – 130,2 (C4, C5 e

Ar), 156,5 (C2’), 157,1 (C2’), 172,5 (C=O), 172,7 (C=O).

EM, m/z (I): [ +•M ] 260 (35,02), 201 (100,00), 185 (46,55), 121 (56,32), 91 (95,16), 77

(57,62), 41 (73,00).

Dados para a mistura dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(3-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-


(1.11a) (1.11b)

CO2CH3

CH3O

1

2

3

45

CO2CH3

OCH3

1'1'

2'

2'

3'

3'

4'

4'

5'

5'

6'6'1

2

3

4

5


IV (KBr, cm -1) ν : 2948, 1728, 1438, 1219, 767, 751.


RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,24 (s, 6H, CH3 cis), 1,26 (s, 3H, CH3 trans), 1,28 (s,

6H, CH3 cis), 1,34 (s, 3H, CH3 trans), 1,60 (d, 2H, J1-3cis = 5,7, H1cis), 1,73 (d, 1H, J1-3trans

= 5,7, H1trans), 2,27 (m, 3H, H3cis e H3trans), 3,67 (s, 6H, OCH3 cis), 3,71 (s, 3H, OCH3

trans), 5,55 (dd, 2H, J3-4cis = 9,0 e J4-5cis = 11,4, H4cis), 5,97 (dd, 1H, J3-4trans = 9,0 e J4-

5trans = 15,9, H4trans), 6,67 (d, 2H, J4-5cis = 11,4, H5cis), 6,95 (d, 1H, J4-5trans = 15,9,

H5trans), 7,25 (m, 12H, Arcis e Artrans)*.

* Os isômeros Z e E estão na proporção de 2 : 1, aproximadamente.

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 20,4 (2 x CH3), 20,6 (CH3), 22,4 (CH3), 29,7 [2 x

C(CH3)2], 33,2 (C3cis), 34,8 (C1trans), 35,7 (C1cis), 37,0 (C3trans), 51,8 (2 x OCH3), 126,5

– 135,3 (C4, C5 e Ar), 172,4 (2 x C=O).

-44-

EM, m/z (I): [ +•M ] 260 (26,10), 201 (61,42), 185 (58,24), 159 (60,84), 115 (77,52),

102 (100,00), 91 (67,98), 77 (68,16), 41 (72,87).

Dados para a mistura dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-clorofenil)eten-1-il]-2,2-


(1.12a) (1.12b)

CO2CH3

Cl1

2

3

45

4

5CO2CH3

Cl1

2

3

1'2'

3'

4'5'

6'

6'

1'2'

3'

4'5'



IV (KBr, cm -1) ν : 2956, 2752, 1738, 1714, 1434, 1237, 1173, 1112, 975.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) 1,20 (s, 6H, 2 x CH3), 1,25 (s, 6H, 2 x CH3) 1,57 (d,

1H, J1-3cis = 5,4, H1cis), 1,67 (d, 1H, J1-3trans = 5,7, H1trans), 2,22 (dd, 1H, J1-3trans = 5,7 e

J3-4trans = 8,4, H3trans), 2,45 (dd, 1H, J1-3cis = 5,4 e J3-4cis = 8,7, H3cis), 3,67 (s, 3H,

OCH3), 3,69 (s, 3H, OCH3), 3,80 (s, 6H, 2 x CH3O-Ar), 5,40 (dd, 1H, J3-4cis = 8,7 e J4-

5cis = 11,7, H4cis), 5,95 (dd, 1H, J3-4trans = 8,4 e J4-5trans = 15,9, H4trans), 6,54 (m, 2H,

H5trans e H5cis), 6,90 ( m, 6H, H2’, H4’ e H6’), 7,23 (m, 2H, H5’).


(C3), 52,2 (OCH3), 170,4 (COOCH3), 199,0 (HC=O).

EM, m/z (I): [ +•M +2] 266 (6,29), [ +

•M ] 264 (19,09), 207 (28,14), 205 (100,00), 139

(43,93), 125 (84,02), 115 (31,50), 77 (25,86).

-45-

Dados para a mistura dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(pentafluorofenil)eten-1-il]-

2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.13):

CO2CH3

F

F

FF

F

1

2

3

45

4

5

CO2CH3F

F

F

FF

1

2

3

(1.13a) (1.13b)



IV (KBr, cm -1) ν : 2952, 1734, 1651, 1521, 1495, 1219, 1171, 1002, 869.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,23 (s, 6H, 2 x CH3), 1,34 (s, 6H, 2 x CH3) 1,65 (d,

1H, J1-3cis = 5,4, H1cis), 1,75 (d, 1H, J1-3trans = 5,4, H1trans), 2,16 (m, 1H, H3cis), 2,23 (m,

1H, H3trans), 3,65 (s, 3H, OCH3), 3,67 (s, 3H, OCH3), 5,75 (dd, 1H, J3-4cis = 9,6 e J4-5cis =

11,1, H4cis), 6,14 (d, 1H, J4-5cis = 11,1, H5cis), 6,27 (dd, 1H, J3-4trans = 9,0 e J4-5trans =

16,2, H4trans), 6,46 (d, 1H, J4-5trans = 16,2, H5trans).

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 20,5 (2 x CH3), 22,3 (CH3), 22,5 (CH3), 29,8

[C(CH3)2], 30,0 [C(CH3)2], 34,1 (C3cis), 34,2 (C1trans), 35,7 (C1cis), 37,7 (C3trans), 51,9

(OCH3), 52,0 (OCH3), 114,7 (C5cis), 115,8 (C5trans), 137,4 (C4cis e C4 trans), 172,0 (2 x

C=O).

EM, m/z (I): [ +•M ] 320 (8,37), 261 (100,00), 195 (24,67), 181 (98,29), 139 (38,03), 59

(38,77), 41 (57,36).

-46-

Dados para a mistura dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-


(1.14a) (1.14b)

CO2CH3

OEt

1

2

3

45

4

5CO2CH3

EtO

1

2

3

1'2'

3'

4'

1'

2'

3'4'



IV (KBr, cm -1) ν : 2979, 2949, 1725, 1607, 1510, 1245, 1167, 1048, 841, 732.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,20 (s, 3H, CH3), 1,21 (s, 3H, CH3), 1,30 (s, 3H,

CH3), 1,32 (s, 3H, CH3), 1,54 (d, 1H, J1-3cis = 5,4, H1cis), 1,64 (d, 1H, J1-3trans = 5,4,

H1trans), 2,18 (m, 1H, H3trans), 2,40 (m, 1H, H3cis), 3,67 (s, 3H, OCH3), 3,69 (s, 3H,

OCH3), 4,03 (m, 4H, 2 x OCH2), 5,30 (dd, 1H, J3-4cis = 8,4 e J4-5cis = 11,5, H4cis), 5,82

(dd, 1H, J3-4trans = 8,7 e J4-5trans = 15,6, H4trans), 6,46 (m, 2H, H5trans e H5cis), 6,85 ( m,

4H, H3’), 7,25 (m, 4H, H2’).

RMN de 13C (75 MHz; CDCl3) δδδδ: 15,1 (2 x OCH2CH3), 20,4 (2 x CH3), 22,4 (2 x

CH3), 29,5 [C(CH3)2], 39,8 [C(CH3)2], 33,4 (C3cis), 34,5 (C1trans), 35,7 (C1cis), 37,1

(C3trans), 51,8 (2 x OCH3), 63,36 (2 x OCH2), 114,4 (C3’), 114,7 (C3’), 125,0 (C4trans),

126,7 (C4cis), 127,2 (2 x C1’), 129,8 (C2’), 130,2 (C2’), 131,5 (C5), 131,6 (C5), 158,1

(C4’), 158,5 (C4’), 172,7 (2 x C=O).

EM, m/z (I): [ +•M ] 274 (51,44), 215 (100,00), 199 (35,28), 107 (50,20), 77 (44,56), 29

(62,83).

-47-

1.4.11. Isomerização Fotoquímica da mistura de E e Z (1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.14)

Fez-se uma solução na concentração de 1000 ppm da mistura dos isômeros E e Z

(1.14) (30 mg) em benzeno anidro (30 mL). Reservou-se uma alíquota desta solução (1

mL) e transferiu-se o restante da solução para o reator de vidro mostrado na Figura 3(a),

ligado a um fluxo de água gelada. Borbulhou-se N2 durante 1 h tampando-se o reator. A

solução foi irradiada por 5 h utilizando-se lâmpada de mercúrio de alta pressão. Retirou-

se uma alíquota (1 mL) da mistura reacional 0,5 h, 1,0 h, 2,0 h e 5,0 h após irradiação.

As 5 alíquotas retiradas antes e durante a irradiação foram submetidas a CG-EM para

observação da possível mudança na proporção dos isômeros.

-48-

CAPÍTULO 2 - ADIÇÃO FOTOQUÍMICA DE ÁLCOOL ISOPROPÍL ICO COMO ETAPA INTERMEDIÁRIA NA SÍNTESE DE PIRETRÓIDES

2.1. INTRODUÇÃO

Sabe-se que alguns piretróides derivados do ácido cis-crisantêmico possuem

atividade superior quando comparados com os piretróides derivados do ácido trans-

crisantêmico. Um exemplo importante é o caso da deltametrina, sintetizada por Elliott e

colaboradores, derivada do ácido (1R,3S)-cis-crisantêmico. Ela possui elevada atividade

inseticida quando comparada com vários outros piretróides sintéticos e com a piretrina I

(ELLIOTT et al., 1974). Abaixo estão apresentadas as estruturas da piretrina I

(componente mais ativo do piretro natural) e da deltametrina (inseticida comercial para

proteção de grãos armazenados, componente ativo em loções e shampoos contra

piolhos, entre outras aplicações).

O

O

O

HPiretrina I

DeltametrinaBr

Br

O

O

H CNO

Com a descoberta de piretróides altamente ativos derivados do ácido cis-

crisantêmico, vários grupos de pesquisa se dedicaram à produção deste ácido. Uma rota

-49-

sintética bastante interessante foi desenvolvida por R. L. Funk e J. D. Munger em 1984,

tendo como material de partida o ácido 3,3-dimetilpent-4-inóico facilmente disponível

que foi convertido no ácido (±) cis-crisantêmico em cinco etapas como mostrado na

Figura 2.1 (FUNK & MUNGER, 1984). Na primeira reação utilizou-se butillítio para

retirar o hidrogênio do alquino terminal formando um carbânion que, em seguida, se

adicionou à carbonila da acetona. O produto da reação anterior foi submetido a uma

reação de hidrogenação catalítica parcial, ocorrendo adição sin de hidrogênio à tripla

ligação e subseqüente lactonização do cis-alqueno. A lactona foi submetida à reação de

sililação originando um acetal que sofreu rearranjo ao ser dissolvido em clorofórmio a

65 °C. Este rearranjo, conhecido como rearranjo de Claisen, ocorreu com a formação de

dois possíveis estados de transição mostrados na Figura 2.2. Um dos estados de

transição levou ao éster (1R, 3S)-cis-crisantêmico e o outro levou ao éster (1S, 3R)-cis-

crisantêmico. Finalmente, os ésteres foram hidrolisados com ácido fluorídrico em

acetonitrila para formar uma mistura dos ácidos cis-crisantêmicos.

OH

O

H

OH

O

OH

O

O

O

OR

H2/Pd-BaSO4

quinolina90%

i) (i-Pr)2NLi, THFii) t-BuMe2SiCl

CHCl3, 65 °C

97%

100%94%

R = t-BuMe2Si

HF, CH3CN

O

ORH

H

O

OHH

H

65%

i) BuLi, THF

ii) (CH3)2C=O (- 41°C)iii) ácido

+ enantiômero+ enantiômero

Figura 2.1: Síntese do ácido (±) cis-crisantêmico a partir do ácido 3,3-dimetilpent-4-inóico.

-50-

OR

H

HO

O

H

HOR

O

ORH

H O

ORH

H

O

OR(a)

(b)

Figura 2.2: Estados de transição formados durante o rearranjo de Claisen. (a) Formação do éster (1R, 3S)-cis-crisantêmico. (b) Formação do éster (1S, 3R)-cis-crisantêmico..

Em 1988, Krief e colaboradores estudaram a síntese do ácido (±) cis-

crisantêmico tendo como etapa chave a ciclopropanação da 2,2,5,5-tetrametilciclohexa-

1,3-diona em meio básico na presença de Br2, como mostrado na primeira etapa da

Figura 2.3. A redução do produto da ciclopropanação para produção do álcool exo foi

feita testando-se vários agentes redutores e condições reacionais, concluindo-se que o

melhor resultado foi obtido pela redução com 1 equi. de NaBH4 e 1 equi. de CeCl3 em

éter/metanol a -78 °C. Esta redução leva a formação de dois enantiômeros, um pela

redução de uma carbonila e outro pela redução da outra carbonila (apenas um

enantiômero foi representado na Figura 2.3). A mistura racêmica dos álcoois exo foi

convertida na mistura dos β-ceto mesilatos correspondentes por reação com cloreto de

metanossulfonila. Finalmente, ao reagir a mistura de mesilatos com hidróxido de

potássio ocorre a abertura do anel de cinco átomos de carbono, produzindo o ácido cis-

crisantêmico como uma mistura de enantiômeros (KRIEF, 1988).

-51-

O

O

O

O

O

OH

i) t-BuOK, THF

ii)Br2, +40 °C

67%

NaBH4, CeCl3

-78 °C

88%

MsCl, NEt3DCM, 20 °C

85%

KOH, DMS/H2O

70 °C69%

ácido (+) cis-crisantêmico

O

H

HO

O

H

MsO

Figura 2.3: Síntese do ácido (±) cis-crisantêmico a partir do 2,2,5,5-tetrametilciclohexa-1,3-diona.

Posteriormente, esta rota foi modificada para produção do ácido (1R, 3S)-cis-

crisantêmico a partir da síntese quimio e enantiosseletiva do β-ceto mesilato como

mostrado resumidamente na Figura 2.4. O diol foi obtido pela redução do reagente

dicarbonílico utilizando-se 2 equi. de NaBH4 e 2 equi. de CeCl3 em éter/metanol a -78

°C. Em seguida, o diol foi acetilado pela reação com anidrido acético. O produto

diacetilado foi hidrolisado por uma enzima estearase encontrada em fígado de porco

(PLE), quimio e enantioseletiva, levando a produção do álcool enantiomericamente puro

mostrado na Figura 2.4. O álcool foi oxidado com o uso de um complexo de óxido de

crômio (VI) e piridina, conhecido como reagente de Collins. O grupo acetila foi

hidrolisado e substituído pelo grupo mesila. Finalmente, o β-ceto mesilato formado na

etapa anterior foi convertido no ácido (1R, 3S)-cis-crisantêmico por meio de reação com

hidróxido de potássio em dimetilsulfóxido e água (KRIEF, 1993).

-52-

O

O

OH

H

OH

O

H

MsO

NaBH4, CeCl3

-78 °C

72%

ii) MsCl, NEt3, DCM

88%

ácido (1R, 3S)-cis-crisantêmico

AcO

H

AcO

OH

H

AcO

CO2H

KOH, DMSO/H2O

70 °C69%

i) CrO3-Pir, DCM

Ac2O, Pir, DCM

86%

RS

estearase, pH = 792%

Figura 2.4: Síntese do ácido (1R, 3S)-cis-crisantêmico a partir do 2,2,5,5-tetrametilciclohexa-1,3-diona.

Krief e colaboradores também estudaram o emprego de isopropilideno difenil

sulfuranos na síntese do ácido (1R, 3S)-cis-crisantêmico, observando a

estereoespecificidade da reação deste ilídeo de enxofre com ésteres α,β-insaturados na

configuração Z, como mostrado na Figura 2.5 (KRIEF, 1988).

O

O CO2MePh2S=C(CH3)2, DME

-78 °C a -50 °C96% O

OCO2Me

OHC CO2Me

Figura 2.5: Estereoespecificidade da reação entre ilídeo de enxofre e ésteres α,β-insaturados na configuração Z.

-53-

John Mann e Alexander Weymouth-Wilson desenvolveram uma nova rota para a

síntese de um importante precursor do ácido (1R, 3S)-cis-crisantêmico. Nesta rota

sintética, utilizaram-se como etapa chave uma reação de adição fotoquímica de álcool

isopropílico a γ-lactonas α,β-insaturadas, representada na Figura 2.6. O álcool terciário

produzido pela reação fotoquímica foi desidratado por meio de reação com pentacloreto

de fósforo em DCM. O alqueno foi submetido à reação de adição de brometo de

hidrogênio em ácido acético. O brometo formado foi ciclisado por reação com t-

butóxido de potássio em THF produzindo um composto contendo um anel ciclopropano

que pode ser facilmente convertido no ácido (1R, 3S)-cis-crisantêmico (MANN &

WEYMOUTH-WILSON, 1991).

O OHO

O OHO

OH

O OBzO

O OBzO

i-PrOH254 nm

O OBzO

Br

HBr, AcOH

94%

98%

ii) PCl5, DCM, 0 °C95%

t-BuOK, THF

51%

0 °C

i) BzCl, pir, 97%

Figura 2.6: Síntese de um precursor do ácido (1R, 3S)-cis-crisantêmico utilizando reação de fotoadição de álcool isopropílico a γ-lactonas α,β-insaturadas.

As reações apresentadas neste capítulo se baseiam no trabalho de John Mann

mostrado acima. Primeiramente, utilizou-se como material de partida para produção de

um intermediário para síntese do ácido (+) cis-crisantêmico o furfural que é um

reagente barato de fácil disponibilidade.

Posteriormente, utilizou-se a reação de adição fotoquímica de álcool isopropílico

a γ-lactonas α,β-insaturadas com substituinte na posição γ, para obtenção de alguns

compostos enantiomericamente puros. Estes compostos foram produzidos para serem

submetidos a testes de atividade inseticida, levando em consideração que alguns

piretróides com comprovada ação inseticida não possuem anel de três átomos de

-54-

carbono com metilas geminais. Abaixo estão mostradas as estruturas de dois

representantes importantes deste tipo de piretróides: o fenvalerato e o etofenprox.

Fenvalerato

O

OO

CNCl

EtofenproxO

O

C2H5O

-55-


A reação de adição fotoquímica de álcool isopropílico a γ-lactonas α,β-insaturadas

pode ser usada como etapa chave na síntese do ácido cis-crisantêmico (e também vários

piretróides), pois o produto da adição pode ser facilmente convertido a um composto

contendo um anel ciclopropano com duas metilas geminais (MANN & WEYMOUTH-

WILSON, 1991).

Na Figura 2.7 estão representadas as reações utilizadas na síntese da 6,6-dimetil-3-

oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6), importante intermediário para a síntese do ácido cis-

crisantêmico.

(2.4a)

O

Br

O

(2.5)

O OO O

(2.6)

PCl5

PBr3/SiO2

DCM

DCM 90%

39%

50%

t-BuOK / THF

40%

i) PBr3/ DCM /pir.ii) SiO2

O O

+

(2.4b)

O CHO O OO

OH

O

(2.1) (2.2)(2.3)

i-PrOHH2O2/HCO2H

hν40%92%

Figura 2.7: Síntese da 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6).

O furfural (2.1) foi oxidado pelo ácido perfórmico formado a partir da mistura de

ácido fórmico e peróxido de hidrogênio. De acordo com o mecanismo de oxidação do

furfural dado na Figura 2.8, além da formação da 5H-furan-2-ona (2.2a), forma-se também

a 3H-furan-2-ona (2.2b). Nesta reação utilizou-se N,N-dietiletanolamina para promover a

isomerização da 3H-furan-2-ona (2.2b) para 5H-furan-2-ona (2.2a) ao invés de N,N-

dimetiletanolamina, como descrito na literatura, e observou-se resultados semelhantes (40%

de rendimento). De acordo com a literatura, uma vantagem da utilização deste amino álcool

é que ele forma também um complexo com o ácido fórmico fazendo com que este não

passe eficientemente para a fase orgânica, o que torna o produto mais fácil para ser isolado.

-56-

Acredita-se que a oxidação ocorra na fase aquosa, pois reações testadas com furfurais

substituídos, menos solúveis em água, não foram bem sucedidas (NÄSMAN, 1990).

O OC

O

H

O O

H

H+

H+O O

O O

(2.2a) (2.2b)

(2.2a)

1

122

HCO2H

N,N-dietiletanolamina

OC H

O O C

O

H

O H

O CO

H

H OO

H

O

HCO2H

H2O

O O

Figura 2.8: Mecanismo da reação de oxidação do furfural (2.1).

Após o término da reação separou-se a fase orgânica, lavando-a com solução

saturada de bissulfito de sódio. Os íons bissulfito reagem com peróxidos eliminando os

resíduos presentes na fase orgânica. Em seguida, fez-se teste para detecção da presença de

resíduos de peróxido adicionando a fase orgânica a um tubo contendo solução ácida de

sulfato ferroso amoniacal (como fonte de Fe2+) e tiocianato de potássio. O peróxido oxida

os íons Fe2+ a Fe3+ que formam um complexo vermelho ao se coordenar com íons tiocianato

e água. Assim, a presença de peróxido é detectada pela mudança de coloração da solução de

amarelo claro para vermelho. Quando não ocorre mudança de coloração da solução tem-se

resultado negativo para presença de peróxido e pode-se continuar a elaboração da reação.

Abaixo estão representadas as equações balanceadas dessas reações:

Reação de eliminação de peróxido: +−− ++→+ 2H OH2SOOSO2H 22

42

5222

Reação de oxidação do Fe(II): O2H2Fe2HOH2Fe 23

222 +→++ +++

Reação de complexação: +−+ →++ 2522

3 ]O)[Fe(SCN)(HO5HSCNFe

vermelho

-57-

O espectro no IV do produto apresentado no Anexo 39 apresenta duas bandas

intensas em ν 1775 e 1741 cm-1 uma referente ao estiramento da ligação C=O e outra

devido à ressonância de Fermi. Os espectros de RMN de 1H e 13C (Anexos 40 e 41)

confirmam a formação da 5H-furan-2-ona (2.2a).

A 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3) foi preparada pela adição

fotoquímica de álcool isopropílico ao carbono β da 5H-furan-2-ona (2.2a) (OHGA e

MATSUO, 1974). Esta reação se processou com rendimento quantitativo. Um possível

mecanismo para esta reação proposto por John Mann e colaboradores está representado na

Figura 2.9. Primeiramente, a lactona absorve um fóton de luz UV passando do estado

fundamental para o estado excitado. Em seguida, um elétron é transferido de uma molécula

de álcool isopropílico para a lactona no estado excitado. Ocorre então a transferência de um

próton do álcool para a lactona seguida da adição do radical do álcool para formar o produto

em sua forma enólica. Finalmente, ocorre tautomerização da forma enólica para a forma

ceto mais estável (MANN & WEYMOUTH-WILSON, 1994).

HO H

O O

HO H

O OH

OH

O Ohν

O O

OH

O

OH

OH

(2.3)

(2.2a)

O O *

Figura 2.9: Mecanismo da adição fotoquímica de álcool isopropílico à 5H-furan-2-ona (2.2a)

A banda larga observada no espectro no IV (Anexo 42) ν 3428 cm-1 refere-se ao

estiramento da ligação O-H. No espectro de RMN de 1H (Anexo 43) o aparecimento do

multipleto em δ 1,28 integrado para 6H e o desaparecimento dos sinais referentes aos

átomos de hidrogênios olefínicos evidenciam a formação do produto esperado (2.3). No

espectro de RMN de 13C (Anexo 44) os sinais em δ 27,9 e δ 28,3 atribuídos aos grupos CH3

e o sinal em δ 70,0 atribuído ao carbono não hidrogenado do álcool (2.3) confirmam sua

formação.

-58-

Os alquenos 4-isopropeniltetraidrofuran-2-ona (2.4a) e 4-(1-

metiletilideno)tetraidrofuran-2-ona (2.4b) foram preparados a partir da mistura racêmica da

4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3) por eliminação de água, utilizando-se

PCl5 em DCM anidro, em 90% de rendimento total. O mecanismo da reação de eliminação

mostrando a formação do produto principal (2.4a) está representado na Figura 1.10. Os

produtos (2.4a) e (2.4b) não foram totalmente separados por cromatografia em coluna,

dessa forma, as frações obtidas puras foram usadas para identificação por meio de

espectroscopia de IV, RMN de 1H e RMN de 13C, e a mistura contendo quantidade

predominante do isômero (2.4a) foi utilizada na próxima etapa da rota.

O O

CH3

CH2

POCl3

HCl+

O O

CH3

H2CO P

Cl

Cl

Cl

ClH

O O

CH3

CH3O

H

P

Cl

Cl

Cl

ClCl

(2.3) (2.4a)

HCl

Figura 2.10: Mecanismo da reação de eliminação de água.

No espectro no IV do isômero (2.4a) (Anexo 45) pode-se observar uma banda em

ν 1650 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=C e desaparecimento da banda larga em

ν 3428 cm-1, indicando o sucesso da reação de eliminação. No espectro de RMN de 1H do

Anexo 46 o simpleto em δ 1,73 integrado para 3H atribuído ao CH3 e o multipleto em δ

4,85 integrado para 2H atribuído ao =CH2 são os principais sinais que indicam a formação

do alqueno (2.4a). No espectro de RMN de 13C (Anexo 47) as atribuições dos sinais em δ

33,2 e δ 42,5 aos C3 e C4, respectivamente, foram confirmadas por meio do espectro de

DEPT.

No espectro no IV do isômero (2.4b) (Anexo 48) pode-se observar uma banda em

ν 1648 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=C e desaparecimento da banda larga em

ν 3428 cm-1. As atribuições dos sinais em δ 1,60 e 1,68 aos grupos CH3 e CH3’,

respectivamente, no espectro de RMN de 1H (Anexo 49) foram feitas com o auxílio de

COSY. No espectro de COSY o sinal em δ 1,60 apresentou maior correlação com o

multipleto em δ 3,13 atribuído ao CH2 α a carbonila, logo corresponde ao CH3. Da mesma

forma, o sinal em δ 1,68 apresentou maior correlação com o multipleto em δ 4,83 atribuído

-59-

ao O-CH2, logo corresponde ao CH3’. Os sinais em δ 19,6 e δ 21,6 no espectro de RMN de 13C (Anexo 50) foram atribuídos aos grupos CH3 e CH3’, respectivamente, com auxílio de

HETCOR.

A reação da mistura de alquenos (2.4a) e (2.4b) com PBr3/SiO2 em DCM levou ao

produto da adição de HBr seguindo a regra de Markovnikov. A mistura de enantiômeros 4-

(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) foi obtida em 39% de rendimento. Esta

reação tem como vantagem não necessitar de condições anidras e não levar a formação de

produtos da adição anti-Markovnikov, comuns devido à presença de luz ou O2 no meio

reacional (SANSEVERINO e MATTOS, 2001). Uma proposta para o mecanismo desta

reação está representada na Figura 2.11.

Si

OH

OO

O H O H

SiO

OO

H

Br

P

Br

Br

Si

OH

OO

O H O H

SiO

OO

H

P

Br

Br

Si

OH

OO

O H O H

SiO

OO P

Br

Br

Br-

+

O

C

CH3

H

H

O

O O

CH3

CH3Br

(2.4a)

(2.5)

Figura 2.11: Mecanismo da adição de HBr ao alqueno 4-isopropeniltetraidrofuran-2-ona (2.4a).

Foi desenvolvida uma metodologia para conversão dos álcoois (2.3) no brometo

(2.5) sem a necessidade de isolar os alquenos (2.4a) e (2.4b). Nesta metodologia adicionou-

se lentamente um excesso de PBr3 a uma solução dos álcoois (2.3) e piridina (1 eq. molar)

em DCM e, após alguns minutos, adicionou-se SiO2. A mistura reacional juntamente com

sílica foi agitada por meia hora e filtrada em seguida. O filtrado foi lavado com solução de

NaHCO3 10% e solução de NaCl, secado com MgSO4 e concentrado sob pressão reduzida.

O resíduo foi purificado por meio de cromatografia em coluna, originando o brometo 4-(1’-

-60-

bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) em 50% de rendimento. Desta forma, há a

economia de uma etapa na rota sintética e aumento significativo no rendimento da

conversão de (2.3) em (2.5) de 35% (no caso da desidratação seguida por adição de HBr)

para 50% (no caso da conversão do álcool no brometo). Como se trata de um álcool

terciário não é provável que ocorra a substituição direta do grupo hidroxila pelo brometo

como esperado para álcoois primários e secundários. Assim, suspeita-se que ocorra

inicialmente a eliminação de água catalisada por PBr3 seguida pela adição de HBr aos

alquenos formados.

As características físicas e dados espectroscópicos de ambos os produtos das

reações acima coincidiram perfeitamente. No espectro no IV (Anexo 51) pode-se observar

uma banda intensa em ν 1779 cm-1 referente ao estiramento C=O. O espectro de RMN de 1H é mostrado no Anexo 52 e as atribuições dos sinais do RMN de 13C (Anexo 53) foram

feitas com auxílio de espectro de DEPT.

A 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) foi tratada com tert-butóxido

de potássio em THF anidro para formar a 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6),

em 40% de rendimento. A base forte retirou um hidrogênio α à carbonila e o carbânion

formado sofreu ciclização por substituição nucleofílica no carbono ligado ao brometo. No

espectro no IV da lactona (2.6) (Anexo 54) pode-se observar uma banda intensa em ν 1774

cm-1 referente ao estiramento da ligação C=O. No espectro de RMN de 1H (Anexo 55), de

acordo com os deslocamentos químicos supõe-se que os dois sinais em δ 1,88 e δ 2,01

correspondem a H3 e H4 e os sinais em δ 4,10 e δ 4,31 correspondem aos átomos de

hidrogênio do CH2. Para completar as atribuições destes quatro sinais foram feitos

experimentos de dupla irradiação. Primeiramente irradiou-se o sinal em δ 2,01 observando a

simplificação dos sinais em δ 4,10 e δ 4,31 e confirmando a existência de um maior

acoplamento (J = 5,2) com o sinal de deslocamento químico maior, assim, atribuiu-se

inicialmente o sinal em δ 2,01 ao H4, o sinal em δ 4,31 ao H5 (cis ao H4) e o sinal em δ

4,10 ao H5’ (trans ao H4). Ao irradiar o sinal em δ 1,88 observou-se o desacoplamento do

sinal em δ 4,10 e nenhuma mudança no sinal em δ 4,31, logo ao atribuir o sinal em δ 1,88

ao H3 observa-se um acoplamento a longa distância entre o H3 e o H5’ (J4 = 0,9). Para

confirmar estas atribuições irradiou-se o sinal em δ 4,31 e observou-se a simplificação do

sinal em δ 2,01 e nenhuma mudança no desdobramento do sinal em δ 1,88. Ao irradiar o

sinal em δ 4,10 observou-se a simplificação dos sinais em δ 2,01 e δ 1,88. Na Figura 2.12

está representado um esquema indicando as constantes de acoplamento do composto (2.6).

-61-

As atribuições dos sinais no espectro de RMN de 13C (Anexo 56) foram confirmadas por

espectro de DEPT.

O O

HH

H

H

34

5

5'0,9

1,29,9

6,3

5,2

Figura 2.12: Esquema indicando as constantes de acoplamento do composto (2.6)

A Figura 2.13 apresenta a rota utilizada na síntese dos álcoois enantiomericamente

puros (2.9), (2.10) e (2.11), de acordo com a estereosseletividade da reação de adição

fotoquímica de álcool isopropílico às γ-lactonas α,β-insaturadas (2.7) e (2.8) (MANN &

WEYMOUTH-WILSON, 1994).

O

OH

OHO

OO

CO2CH3

O OHO O OSiO

O OSiO

OH

(2.9)

O

OH

OO

O

(2.11)

(1.4)

(2.7) (2.8)

(2.10)

H2SO4 cat.

MeOH

TBDMSCl

imidazol / DCM

i-PrOHhν

i-PrOHhν

BzClpir.

73% 60%

66%90%

90%

S

S

S

S

S

S

S

S

Figura 2.13: Síntese das lactonas (2.9) e (2.11).

Bz = benzoíla

-62-

A γ-lactona α,β-insaturada (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7) foi obtida em

73% de rendimento pela hidrólise do grupo acetal do (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-

enoato de metila (1.4), seguida por ciclização do diol formado (MANN et al., 1987). Na

Figura 2.14 está representada uma proposta para o mecanismo desta reação. A síntese do

éster (1.4) foi discutida no Capítulo 1.

OO

C

O

OCH3H

OHO

H

OCH3

OH

H

OOC

O

OCH3

HH

H

+ H+

OHO O H

H

OHO O

H

OOC

O

OCH3

HHH

H

OHO

OCH3

OH

H

H

HOCH3

H2O/H+

H+

(1.4)

(2.7)

Figura 2.14: Mecanismo da reação de formação da (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7).

No espectro no IV (Anexo 57) podemos observar uma banda larga em ν 3414 cm-1

referente ao estiramento da ligação O-H, uma banda intensa em ν 1746 cm-1 referente ao

estiramento da ligação C=O e uma banda em ν 1602 cm-1 referente ao estiramento da

ligação C=C, que são fortes indicativos da formação do composto (2.7). No espectro de

RMN de 1H (Anexo 58) podemos notar o desaparecimento dos sinais das metilas geminais

do grupo acetal e da metila do grupo éster presentes no espectro de RMN de 1H do reagente

(1.4). A análise e atribuição dos sinais observados no espectro de RMN de 1H (Anexo 58) e

RMN de 13C (Anexo 59) confirmam a formação do produto esperado.

Formou-se a lactona (S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8) pela

proteção do grupo hidroxila da (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7) por reação com

cloreto de tert-butildimetilsilano em DCM anidro na presença de imidazol em 60% de

rendimento. No espectro no IV (Anexo 60) observou-se o desaparecimento da banda larga

de estiramento da ligação O-H acima de ν 3000 cm-1, sendo um forte indício da formação

do produto esperado (2.8). No espectro de RMN de 1H (Anexo 61) nota-se a presença de

-63-

dois simpletos em δ 0,06 e δ 0,07 integrados para 6H atribuídos às metilas ligadas ao Si e de

um simpleto em δ 0,87 integrado para 9H atribuídos às metilas do grupo tert-butil. No

espectro de 13C (Anexo 62) observam-se sinais em δ -5,0, δ 18,7 e δ 26,3 atribuídos a

Si(CH3)2], [C(CH3)3] e [C(CH3)3], respectivamente, confirmando a formação do produto.

A reação de adição fotoquímica de álcool isopropílico à 5H-furan-2-ona (2.2a)

ocorre com a produção de uma mistura racêmica do ácool terciário (2.3). Já no caso da

fotoadição aos compostos (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7) e (S)-5-O-tert-

butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8) esta reação, além de ser regioseletiva, é

também estereosseletiva. No caso do substrato (2.8), esta estereosseletividade é facilmente

explicada pela presença do grupo protetor que causa impedimento espacial em uma das

faces da molécula provocando a adição preferencial na face oposta, para formar a (4S,5S)-5-

O-tert-butildimetilsiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.9) em 66%

de rendimento. Já no caso do substrato (2.7), a estereosseletividade pode ser a conseqüência

da formação da ligação de hidrogênio entre o grupo hidroxila do substrato com o álcool

isopropílico, favorecendo a adição na fase oposta ao grupo hidroximetil, formando a

(4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10) em 90% de

rendimento (MANN & WEYMOUTH-WILSON, 1994).

No Anexo 63 tem-se o espectro no IV do produto da fotoadição do álcool

isopropílico à lactona (2.8), mostrando o aparecimento de uma banda larga em ν 3459 cm-1

de estiramento da ligação O-H. No espectro de RMN de 1H (Anexo 64) observa-se o

aparecimento de dois simpletos em δ 1,20 e δ 1,23 atribuídos as duas metilas geminais

ligadas ao C-OH e de um sinal largo em δ 1,91 atribuído ao hidrogênio do grupo OH, além

do desaparecimento dos sinais dos átomos de hidrogênio olefínicos do substrato (2.8).

Observa-se também o aparecimento de um multipleto em δ 2,43 atribuído aos H3 e H4 e

um dupleto duplo em 2,68 atribuído ao H3’. A análise do espectro de RMN de 1H

juntamente com o RMN de 13C (Anexo 65) confirma a formação da lactona (2.9).

No espectro no IV (Anexo 66) do produto da fotoadição de álcool isopropílico a (S)-

5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7) observa-se duas bandas largas parcialmente

sobrepostas em ν 3349 cm-1 e ν 3412 cm-1 referentes ao estiramentos das ligações O-H de

duas hidroxilas e a ausência da banda de estiramento C=C em ν 1602 cm-1 presente no

espectro no IV do substrato (Anexo 57). No espectro de RMN de 1H (Anexo 67) observa-se

a presença de dois simpletos em δ 1,08 e δ 1,10 integrados para 6H e atribuídos às metilas

geminais e ausência dos sinais dos átomos de hidrogênio olefínicos do substrato (2.7)

-64-

indicando a formação do produto (2.10), confirmada pela análise e atribuição dos sinais do

espectro de RMN de 13C (Anexo 68).

O (4S,5S)-5-benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.11)

foi preparado a partir da benzoilação do álcool primário da lactona (2.10). No espectro no

IV (Anexo 69) pode-se observar duas bandas em ν 1708 cm-1 e ν 1744 cm-1 referentes ao

estiramento da ligação C=O de duas carbonilas e uma banda em ν 3441 cm-1 referente ao

estiramento da ligação O-H do álcool terciário presentes no composto (2.11). No espectro

de RMN de 1H (Anexo 70) o principal indicativo da formação do produto benzoilado (2.11)

é o aparecimento de sinais entre δ 7-8 referentes aos átomos de hidrogênio aromáticos do

grupo benzoíla. No espectro de RMN de 13C (Anexo 71) observamos também a presença de

quatro sinais (entre δ 128,7 e δ 133,6) referentes aos átomos de C aromáticos e o

aparecimento de um sinal em δ 166,5 referente ao carbono da carbonila do grupo benzoíla,

confirmando a formação do composto (2.11).

-65-

2.3. CONCLUSÃO

A reação de adição fotoquímica de álcool isopropílico foi uma maneira eficiente

para produção dos compostos (2.3), (2.9) e (2.10) a partir de γ-lactonas α,β-insaturadas.

O álcool 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3) formado em 100%

de rendimento pela reação de fotoadição de álcool isopropílico a 5H-furan-2-ona (2.2a)

pôde ser facilmente convertido na 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6), que

é um intermediário chave para a síntese do ácido (+) cis-crisantêmico.

Os álcoois (4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-

metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.9) e (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-

metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10) foram obtidos em bons rendimentos (66% e 90%,

respectivamente) pela adição de álcool isopropílico às lactonas correspondentes. Estes

compostos poderão ser utilizados para a formação de produtos contendo anel gem-

dimetilciclopropano assim como o álcool (2.3).

-66-

2.4. EXPERIMENTAL

2.4.1. Síntese da 5H-furan-2-ona (2.2a)

O O

(2.2a)

A um balão tritubulado de 500 mL equipado com dois condensadores ligados a

um refrigerador de água, barra magnética e um funil de adição de líquido, adicionou-se

furfural (2.1) (21 mL), DCM (100 mL), Na2SO4 (10,7 g) e N,N-dietiletanolamina (8,5

mL). A mistura foi mantida sob agitação vigorosa durante a adição gota-a-gota de ácido

fórmico (19 mL) seguida da adição rápida de H2O2 30% (5 mL). A mistura reacional foi

mantida sob refluxo por 10 min. O sistema foi resfriado à temperatura ambiente e H2O2

30% (50 mL) foi adicionado gota-a-gota durante 3 h sob agitação vigorosa. A mistura

reacional foi mantida sob refluxo durante 18 h. O sistema foi resfriado a temperatura

ambiente, a fase orgânica foi separada e a fase aquosa extraída com DCM (3 x 20 mL).

As fases orgânicas foram reunidas e lavadas com solução saturada de Na2S2O5 (3 x 10

mL). Fez-se teste para detecção de peróxido (resultado negativo) e o DCM foi

evaporado sob pressão reduzida. O produto foi purificado por cromatografia em coluna

(acetato de etila : hexano 2:1) obtendo-se o 5H-furan-2-ona (2.2a) (12,23 g, 145,6

mmol) em 40% de rendimento bruto como um líquido amarelado com pureza suficiente

para utilização na próxima etapa da síntese.

CCD: Rf = 0,60 (acetato de etila : hexano 2:1).

IV (KBr, cm -1) ν : 3108, 2942, 2872, 1775, 1742, 1599, 1160, 1095, 1035, 811, 692.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 5,03 (m, 2H, H5 e H5’), 6,25 (m, 1H, H3), 7,77 (m,

1H, H4).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 71,8 (C5), 122,0 (C3), 152,5 (C4), 172,2 (C=O).

-67-

2.4.2. Síntese da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3)

O

OH

O

(2.3)

Adicionou-se a um tubo de quartzo 5H-furan-2-ona (2.2a) (4,5 g; 53,57 mmol) e

álcool isopropílico (100 mL). Borbulhou-se N2 durante 1 h tampando-se o tubo com

rolha esmerilhada. A solução foi irradiada por 12 h (λ = 254 nm). O término da reação

foi determinado por CCD. O álcool isopropílico foi evaporado sob pressão reduzida a

35 °C e o resíduo da evaporação submetido à cromatografia em coluna (acetato de etila :

hexano 2:1) obtendo-se o 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3) (7,0 g;

48,61 mmol) em 100% de rendimento como um óleo incolor.


IV (KBr, cm -1) ν : 3426, 2978, 2928, 1774, 1378, 1186, 1016, 956, 850.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,28 (m, 6H, 2 x CH3), 2,61 (m, 3H, H3, H3’ e H4),

2,8 (s, 1H, OH), 4,4 (m, 2H, H5 e H5’).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 27,9 (CH3), 28,3 (CH3), 30,1 (C3), 46,1 (C4), 69,7

(C5), 70,0 [C(CH3)2], 178,0 (C=O).

EM, m/z (I): [ +•M ] 144 (1,43), 126 (3,40), 111 (3,60), 85 (56,39), 59 (100,00).

2.4.3. Síntese da 4-isopropeniltetraidrofuran-2-ona (2.4a) e da 4-(1-metiletilideno)tetraidrofuran-2-ona (2.4b)

(2.4a)

O O O O

(2.4b)

Adicionou-se uma suspensão de PCl5 (20 g; 95,92 mmol) em DCM anidro (25

mL) a uma solução de 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3) (7g; 48,61

mmol) em DCM anidro (40 mL) em banho-de-gelo. O sistema foi deixado sob agitação

por 5 min, adicionou-se H2O (150 mL) e fez extração com éter dietílico (2 x 150 mL). A

-68-

fase orgânica foi lavada com solução saturada de NaCl (3 x 25 mL), secada com MgSO4

e concentrada sob pressão reduzida. Não foi possível a separação completa dos

compostos (2.4a) e (2.4b) por cromatografia em coluna (hexano : acetato de etila 1:1).

Assim, foram obtidas pequenas quantidades de cada isômero puro para identificação

espectroscópica. Obteve-se também uma mistura dos dois isômeros (5,5 g) em 90% de

rendimento global, contendo o composto (2.4a) em maior quantidade. A mistura foi

utilizada na próxima etapa da síntese.

(2.4a)


IV (KBr, cm -1) ν : 3083, 2975, 2916, 1794, 1650, 1179, 1021, 900.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,73 (s, 3H, CH3), 2,43 (dd, 1H, Jgem= 17,1, J3-4=

8,5, H3), 2,62 (dd, 1H, Jgem= 17,1 e J3’-4= 8,5, H3), 3,15 (m, 1H, H4), 4,07 (dd, 1H,

Jgem= 8,8 e J5-4= 7,8, H5), 4,42 (dd, 1H, Jgem= 8,8 e J5’-4= 7,8, H5’), 4,85 (m, 2H, =CH2).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 20,5 (CH3), 33,2 (C3), 42,5 (C4), 71,9 (C5), 112,4

(=CH2), 176,9 (C=O).

EM, m/z (I): [ +•M ] 126 (12,36), 125 (28,86), 95 (22,98), 68 (88,19), 67 (100,00), 59

(34,65).

(2.4b)


IV (KBr, cm -1) ν : 2974, 2912, 1784, 1650, 1362, 1180, 1025, 847, 558.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,60 (m, 3H, CH3), 1,68 (m, 3H, CH3’), 3,13 (m,

2H, H3 e H3’), 4,83 (m, 2H, H5 e H5’).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 19,6 (CH3), 21,6 (CH3’), 32,4 (C3), 71,6 (C5), 121,8

(C4), 126,8 (C6), 176,7 (C=O).

2.4.4. Síntese da 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) a partir da mistura de (2.4a) e (2.4b)

O

Br

O

(2.5)

-69-

Adicionou-se gota-a-gota solução de PBr3 (1,6 mL; 17,02 mmol) em DCM (10

mL) a uma suspensão contendo os isômeros (2.4a) e (2.4b) (5,5 g; 43,65 mmol), SiO2

(15 g) e DCM (50 mL). A mistura reacional foi mantida sob agitação por 1 h, filtrada

sob vácuo e o SiO2 lavado com DCM (50 mL). O filtrado foi lavado com NaHCO3 10%

(2 x 20 mL) e solução saturada de NaCl (2 x 20 mL), secado com MgSO4 e concentrado

sob pressão reduzida. O resíduo foi submetido à cromatografia em coluna (hexano :

acetato de etila 1:1) obtendo-se o 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5)

(3,5 g; 17,02 mmol) em 39% de rendimento como um sólido branco.


IV (KBr, cm -1) ν : 2973, 2917, 1779, 1373, 1175, 1115, 1027, 629.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,75 (m, 6H, 2xCH3), 2,64 (m, 3H, H3, H3’ e H4),

4,29 (m, 1H, H5), 4,45 (m, 1H, H5’).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 31,8 (C3), 32,0 (CH3), 32,3 (CH3), 48,2 (C4), 66,5

(C-Br), 70,5 (C5), 175,7 (C=O).

EM, m/z (I): [ +•M + 2] 209 (1,63), [ +

•M ] 207 (1,67), 126 (17,59), 111 (60,31), 83

(100,00), 68 (54,27).

2.4.5. Síntese da 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) a partir da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3)

O

Br

O

(2.5)

Adicionou-se gota-a-gota solução de PBr3 (2,0 mL; 21,28 mmol) em DCM (10

mmL) a uma solução de 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3) (7,00 g;

48,61 mmol) e piridina (4,0 mmL; 49,56 mmol) em DCM (25 mL) mantida sob agitação

vigorosa. Após 1h, adicionou-se novamente gota-a-gota solução de PBr3 (2,0 mL; 21,28

mmol) em DCM (10 mmL), após 20 min, adicionou-se SiO2 (15 g) e, após 40 min, fez-

se filtração a vácuo lavando-se o SiO2 com DCM (50 mL). O filtrado foi lavado com

NaHCO3 10% (2 x 25 mL) e solução saturada de NaCl (25 mL), secado com MgSO4 e

concentrado sob pressão reduzida. O resíduo foi submetido à cromatografia em coluna

-70-

(hexano : acetato de etila 1:1) obtendo-se a 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-

ona (2.5) (5,03 g; 24,30 mmol) em 50% de rendimento como um sólido branco.

CCD: Rf = 0,52 (acetato de etila: hexano 1:1).

IV (KBr, cm -1) ν : 2973, 2917, 1779, 1373, 1175, 1115, 1027, 629.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,75 (m, 6H, 2xCH3), 2,64 (m, 3H, H3, H3’ e H4),

4,29 (m, 1H, H5), 4,45 (m, 1H, H5’).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 31,8 (C3), 32,0 (CH3), 32,3 (CH3), 48,2 (C4), 66,5

(C-Br), 70,5 (C5), 175,7 (C=O).

EM, m/z (I): [ +•M + 2] 209 (1,63), [ +

•M ] 207 (1,67), 126 (17,59), 111 (60,31), 83

(100,00), 68 (54,27).

2.4.6. Síntese da 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6)

(2.6)

O O

Adicionou-se gota-a-gota uma solução da 4-(1’-bromo-1’-

metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5) (2,00 g; 9,66 mmol) em THF anidro (20 mL) a uma

suspensão de tert-butóxido de potássio (2,20 g; 19,64 mmol) em THF anidro (30 mL)

em banho-de-gelo. A mistura resultante foi mantida sob agitação por 5 min. Adicionou-

se solução saturada de NH4Cl (30 mL) e fez-se extração com DCM (3 x 50 mL). A fase

orgânica foi secada com MgSO4 e concentrada sob pressão reduzida. O resíduo foi

submetido à cromatografia em coluna (hexano: acetato de etila 1:1) obtendo-se a 6,6-

dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6) (0,4870 g; 3,87 mmol) em 40% de

rendimento como um óleo incolor.

CCD: Rf = 0,52 (acetato de etila: hexano 1:1).

IV (KBr, cm -1) ν : 3068, 2961, 2909, 1774, 1368, 1186, 1046, 975, 892.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,10 (s, 6H, 2 x CH3), 1,88 (dd, 1H, J3-4 = 6,3 e J3-5’

= 0,9, H3), 2,01 (ddd, 1H, J3-4 = 6,3, J4-5 = 5,2 e J4-5’ = 1,2, H4), 4,10 (dt, 1H, Jgem = 9,9,

J3-5’ = 0,9 e J4-5’ = 1,2, H5’), 4,31 (dd, 1H, Jgem = 9,9 e J4-5 = 5,2, H5).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 14,6 (CH3), 23,3 [C(CH3)2], 25,4 (CH3), 30,3 (C4),

30,7 (C3), 66,8 (C5), 175,3 (C=O).

-71-

EM, m/z (I): [ +•M ] 126 (3,67), 125 (9,74), 111 (18,33), 97 (25,60), 85 (28,50), 83

(31,98), 71 (53,30), 69 (47,64), 57 (100,00), 55 (67,45).

2.4.7. Síntese da (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7)

O OHO

(2.7)

Adicionou-se 6 gotas de H2SO4 20% a uma solução do (S)-(Z)-4,5-O-

isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4) (6,0g, 32,26 mmol) em metanol (40mL) em

banho-de-gelo. A mistura foi mantida sob agitação magnética por 1 h, adicionou-se

mais 6 gotas de H2SO4 20% e manteve-se a agitação por mais 3 h sempre em banho-de-

gelo. O término da reação foi determinado por CCD. Adicionou-se KOH 2 mol.L-1 (12

gotas) e concentrou-se a mistura sob pressão reduzida. Em seguida, adicionou-se éter

dietílico (70 mL), secou-se com MgSO4 e evaporou-se o éter. O resíduo foi submetido à

cromatografia em coluna (acetato de etila) obtendo-se a (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-

ona (2.7) (2,68g, 23,51 mmol) em 73% de rendimento como um sólido branco.

Tf = 40-41°C

CCD: Rf = 0,48 (acetato de etila).

Rotação específica: 20][ Dα = - 148 ° (c = 1,08, água) (lit., - 151,3 °, MANN et al., 1987)

IV (KBr, cm -1) ν : 3400, 3111, 2932, 2879, 1746, 1602, 1332, 1171, 1112, 1053, 829.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 2,65 (s, 1H, OH), 3,73 (dd, 1H, Jgem = 12,3 e J5-6 =

4,8, H6), 3,97 (dd, 1H, Jgem = 12,3 e J5-6’ = 3,9, H6’), 5,12 (m, 1H, H5), 6,16 (dd, J3-4 =

5,8 e J3-5 = 2,2, H3), 7,45 (dd, 1H, J3-4 = 5,8 e J3-5 = 1,8, H4).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 62,4 (CH2), 84,4 (C5), 123,1 (C3), 154,0 (C4), 173,6

(C=O).

2.4.8. Síntese da (S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8)

O OSiO

(2.8)

-72-

Adicionou-se uma solução de cloreto de tert-butildimetilsilano (2,64 g; 17,54

mmol) em DCM anidro (20 mL) a uma solução de (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona

(2.7) (1,00 g, 8,77 mmol), imidazol (1,19 g, 17,54 mmol) em DCM anidro (40 mL)

previamente resfriada em banho-de-gelo. A mistura foi deixada sob agitação magnética

por 20 min em banho de gelo e por mais uma hora à temperatura ambiente. O término

da reação foi determinado por CCD. A mistura foi filtrada a vácuo em funil contendo

sílica, lavou-se com DCM (40 mL) e o filtrado foi concentrado sob pressão reduzida. O

resíduo foi submetido à cromatografia em coluna (hexano : éter dietílico 2:1) obtendo-se

a (S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8) (1,20 g, 5,26 mmol) em 60%

de rendimento como um sólido branco.

Tf = 30-31°C


Rotação específica: 20][ Dα = - 147,7 ° (c = 1,08, água) (lit., - 151,3 °, MANN et al.,

1987)

IV (KBr, cm -1) ν : 3095, 2955, 2930, 2858, 1755, 1603, 1257, 1138, 1100, 837, 779.

RMN de 1H (300 MHz, CCl4) δδδδ: 0,06 (s, 3H, Si-CH3), 0,07 (s, 3H, Si-CH3), 0,87 (s,

9H, [C(CH3)3]), 3,65 (dd, 1H, Jgem = 10,7 e J5-6 = 5,4, H6), 3,85 (dd, 1H, Jgem = 10,7 e

J5-6’ = 4,4, H6’), 4,85 (m, 1H, H5), 6,00 (dd, 1H, J3-4 = 5,9 e J3-5 = 2,0, H3), 7,35 (dd,

1H, J3-4 = 5,9 e J4-5 = 1,5, H4).

RMN de 13C (75 MHz, CCl4) δδδδ: -5,0 [Si(CH3)2], 18,7 [C(CH3)3], 26,3 [C(CH3)3], 63,7

(C6), 82,6 (C5), 123,2 (C3), 153,2 (C4), 170,8 (C=O).

2.4.9. Síntese da (4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil- 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil) tetraidrofuran-2-ona (2.9)

O OSiO

OH

(2.9)

Adicionou-se a um tubo de quartzo a (S)-5-O-tert-

butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8) (0,6062 g; 2,66 mmol) e álcool isopropílico

-73-

(75 mL). Borbulhou-se N2 durante 1 h tampando-se o tubo com rolha esmerilhada. A

solução foi irradiada (λ = 254 nm). O término da reação foi determinado por CCD. O

álcool isopropílico foi evaporado sob pressão reduzida a 35 ºC e o resíduo da

evaporação submetido à cromatografia em coluna (hexano : acetato de etila 1:1)

obtendo-se a (4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil- 4-(1’-hidroxi-1’-

metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.9) (0,4929 g; 1,75 mmol) em 66% de rendimento como

um líquido incolor.


Rotação específica: 20][ Dα = - 147,7 ° (c = 1,08, água) (lit., - 151,3 °, MANN et al.,

1987)

IV (KBr, cm -1) ν : 3459, 2954, 2858, 1766, 1472, 1255, 1183, 1125, 837, 779.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: -0,06 (s, 3H, Si-CH3), -0,07 (s, 3H, Si-CH3), 0,87 (s,

9H, [C(CH3)3]), 1,20 (s, 3H, OC-CH3), 1,23 (s, 3H, OC-CH3), 1,91 (s 1H, OH), 2,43 (m,

2H, H3 e H4), 2,68 ( dd, 1H, Jgem = 16,8 e J3’-4 = 9,6, H3’), 3,69 (dd, 1H, Jgem = 11,1 e

J5-6 = 2,5, H6), 3,86 (dd, 1H, Jgem = 11,1 e J5-6’ = 3,5, H6’), 4,57 (m, 1H, H5).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: -5,5 (Si-CH3), -5,6 (Si-CH3), 18,2 [C(CH3)3], 25,7

[C(CH3)3], 26,1 (CH3), 27,8 (CH3), 31,4 (C4), 47,1 (C3), 65,2 (C6), 71,0 (C-OH), 81,2

(C5), 177,1 (C=O).

2.4.10. Síntese da (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil) tetraidrofuran-2-ona (2.10)

O OHO

OH

(2.10)

Adicionou-se a um tubo de quartzo a (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7)

(1,56 g; 13,68 mmol) e álcool isopropílico (100 mL). Borbulhou-se N2 durante 1 h

tampando-se o tubo com rolha esmerilhada. A solução foi irradiada por 1 h (λ = 254

nm). O término da reação foi determinado por CCD. O álcool isopropílico foi

evaporado sob pressão reduzida a 35 °C e o resíduo da evaporação submetido à

cromatografia em coluna (acetato de etila) obtendo-se a (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-

-74-

hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10) (2,14 g; 12,32 mmol) em 90% de

rendimento como um sólido branco.

Tf = 103-104°C


Rotação específica: 20][ Dα = + 25 ° (c = 1,08, água) (lit., + 25 °, MANN e

WEYMOUTH-WILSON, 1991)

IV (KBr, cm -1) ν : 3412, 3349, 2972, 2936, 2878, 1729, 1366, 1197, 1068, 696.

RMN de 1H (300 MHz, CD3COD) δδδδ: 1,08 (s, 3H, CH3), 1,10 (s, 3H, CH3), 2,37 (m,

2H, H3 e H4), 2,60 ( dd, 1H, Jgem = 18,2 e J3’-4 = 10,2, H3’), 3,49 (dd, 1H, Jgem = 12,3 e

J5-6 = 4,5, H6), 3,72 (dd, 1H, Jgem = 12,3 e J5-6’ = 2,8, H6’), 4,52 (m, 1H, H5).

RMN de 13C (75 MHz, CD3COD) δδδδ: 25,4 (CH3), 26,2 (CH3), 30,7 (C4), 46,4 (C3),

64,0 (C6), 70,1 [C(CH3)2], 82,7 (C5), 178,7 (C=O).

EM, m/z (I): [ +•M - 15] 159 (1,46), 97 (20,37), 69 (33,45), 59 (100,00).

2.4.11. Síntese da (4S,5S)-5-benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)-tetraidrofuran-2-ona (2.11)

O

OH

OO

O

H'H

(2.11)

3

Adicionou-se cloreto de benzoíla (1 mL, ρ = 1,20 g/cm3) a uma solução da

(4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1-hidroxi-1-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10) (1,00 g, 5,75

mmol) em piridina seca (5 mL) sob atmosfera de N2 e em banho-de-gelo. Manteve-se a

mistura sob agitação por 3 h ainda em banho-de-gelo, adicionou-se água (10 mL) e fez-

se extração com DCM (3 x 20 mL). A fase orgânica foi lavada com água (25mL),

solução diluída de NaHCO3 (25 mL) e água (25 mL), secada com MgSO4 e concentrada

sob pressão reduzida. Adicionou-se tolueno (4 x 10 mL) ao resíduo e concentrou-se o

material sob pressão reduzida. O resíduo foi submetido à cromatografia em coluna

(hexano : acetato de etila 1:2) obtendo-se a (4S,5S)-5-benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-

metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.11) (1,43, 5,17 mmol) em 90% de rendimento como

um sólido branco.

-75-

Tf = 120,1-121,1°C


Rotação específica: 20][ Dα = + 45 ° (c = 1,12, água).

IV (KBr, cm -1) ν : 3444, 2978, 2882, 1744, 1708, 1601, 1452, 1278, 720, 713.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,23 (s, 3H, CH3), 1,27 (s, 3H, CH3), 2,20 (s, 1H,

OH), 2,43 (m, 1H, H4), 2,53 (dd, 1H, Jgem = 18,3 e J3-4 = 6,0, H3), 2,71 (dd, 1H, Jgem =

18,3 e J3’-4 = 10,5, H3’), 4,42 (dd, 1H, Jgem = 12,3 e J5-6 = 5,0, H6), 4,56 (dd, 1H, Jgem =

12,3 e J5-6’ = 2,7, H6’), 4,89 (m, 1H, H5), 7,43 (t, 2H, Jo = 7,6, Hm), 7,56 (m, 1H, Hp),

7,98 (dd, 2H, Jo = 7,6 e Jm = 1,5, Ho).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 26,6 (CH3), 28,4 (CH3), 30,9 (C4), 47,0 (C3), 66,8

(C6), 70,9 [C(CH3)2], 89,0 (C5), 128,7 (Cm), 129,4 (Co), 129,8 (=C-C=O), 133,6 (Cp),

166,5 (Ar-C=O), 176,5 (C=O).

EM, m/z (I): [ +•M - 1] 277 (0,03), 105 (100,00), 97 (26,40), 77 (45,10), 59 (73,51).

-76-

CAPÍTULO 3 - OUTRAS REAÇÕES FOTOQUÍMICAS

3.1. INTRODUÇÃO

A fotoquímica abrange todos os aspectos da química e física dos estados

eletronicamente excitados da matéria, desde a sua criação até a sua eventual desativação

ao estado fundamental (NEUMANN & QUINA, 2002).

As reações fotoquímicas englobam todas as reações que ocorrem via estado

excitado da matéria. O estudo destas reações fotoquímicas é conhecido como

fotoquímica orgânica. A molécula inicialmente no estado fundamental pode absorver

um fóton de energia quando se irradia luz em um determinado comprimento de onda.

Ao absorver energia um elétron na molécula é promovido de um orbital molecular de

mais baixa energia para outro de mais alta energia e diz-se que a molécula encontra-se

excitada. Se durante a promoção do elétron para o orbital de mais alta energia não

ocorre inversão do spin eletrônico, forma-se um estado simpleto excitado (Figura 3.1).

Mas se ocorre inversão do spin do elétron forma-se um estado tripleto excitado cujo

diagrama de níveis de energia está representado na Figura 3.1. Muitas moléculas não

atingem diretamente o estado tripleto excitado, necessitando da ação de outra molécula

denominada sensitizador. O sensitizador aborve energia formando o estado tripleto

excitado e em seguida transfere esta energia para outra molécula inicialmente no estado

fundamental, fazendo com que esta atinja o estado tripleto excitado. Como os estados

simpleto e tripleto possuem energias diferentes, reações que passam pela formação de

um estado simpleto podem levar a produtos diferentes das reações que passam pela

formação do estado tripleto (COYLE, 1986).

-77-

Estado Fundamental Estado Simpleto ExcitadoEstado Tripleto Excitado

EnergiaEnergiaEnergia

2 S + 1 = 1 2 S + 1 = 3

HOMO

LUMO

Figura 3.1: Representação dos diagramas de níveis de energia de orbitais moleculares no estado fundamental, simpleto excitado e tripleto excitado.

Ao irradiar dois compostos carbonílicos α,β-insaturados com lâmpada de

mercúrio de baixa pressão na presença de álcool isopropílico não ocorreu reação de

adição do álcool como observado para os compostos mostrados no Capítulo 2. Neste

capítulo, serão discutidas estas duas reações fotoquímicas que levaram a resultados

diferentes do esperado.

-78-


Na tentativa de adicionar álcool isopropílico ao carbono β de compostos

carbonílicos α,β-insaturados de cadeia aberta utilizou-se a mesma metodologia descrita

no Capítulo 2 para as γ-lactonas α,β-insaturadas. Os substratos foram dissolvidos em

excesso do álcool em um recipiente de quartzo, borbulhou-se N2 na solução por 1 hora

para eliminar o excesso de oxigênio dissolvido e irradiou-se a solução com luz UV (λ =

254 nm). O consumo dos reagentes foi acompanhado por meio de CCD. O álcool

isopropílico foi evaporado sob pressão reduzida e os produtos purificados por meio de

cromatografia em coluna. Em todas as reações não se observou formação do produto da

fotoadição de álcool isopropílico.

A Figura 3.2 mostra um esquema das reações discutidas neste capítulo, partindo

do sorbato de potássio (3.1), um reagente barato e encontrado comercialmente para uso

como conservante de alimentos.

OH

O

(3.2)

O

O

HO

(3.3)

O

HO (3.4)

OK

O

(3.1)

HCl , DCM

87%

LiAlH 4, Et2O74%

i-PrOH

254 nm, 96 h10%

CH3CN

254 nm, 96 h

HO O

(3.5)

Figura 3.2: Síntese da 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4) a partir do sorbato de potássio (3.1).

O ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2) foi obtido a partir do sorbato de

potássio (3.1) pela reação com ácido clorídrico 1 mol.L-1. O produto (3.2) foi separado

da fase aquosa por meio de extração com DCM. A evaporação do solvente levou a

obtenção do ácido (3.2) em 87% de rendimento.

O espectro no IV (Anexo 72) mostra uma banda larga entre 3600 e 2500 cm-1

referente ao estiramento da ligação O-H dos dímeros do ácido carboxílico. Pode-se

observar uma banda em 1693 cm-1, referente ao estiramento da ligação C=O conjugada

-79-

e duas bandas em 1638 cm-1 e 1613 cm-1 referentes ao estiramento das duas ligações

C=C. Os espectros de RMN de 1H e de 13C do ácido (3.2) encontram-se nos Anexos 73 e

74, respectivamente.

Com o objetivo de adicionar fotoquimicamente álcool isopropílico ao ácido (2E,

4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2) dissolveu-se este substrato no álcool e irradiou-se a solução

com luz UV (λ = 254 nm) na ausência de oxigênio. Esta reação não levou a formação

do produto esperado, mas produziu o ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico

(3.3) em 10% de rendimento, como mostrado na Figura 3.2.

Para estudar o efeito da presença de oxigênio no meio reacional, esta reação foi

conduzida primeiramente sem borbulhar N2 na mistura reacional, depois borbulhando

N2 e por último borbulhando-se O2. Para os dois primeiros casos não se observou

diferenças nos tempos de reação e nos rendimentos do produto (3.3). Já no último caso a

reação não se completou mesmo após 120 h de irradiação e não foi possível isolar o

produto (3.3). Estes resultados sugerem que o átomo de oxigênio do grupo cetona do

produto (3.3) não tenha sido proveniente do O2 presente no meio reacional.

Para avaliar a importância da utilização do álcool isopropílico nesta reação

substituiu-se o álcool por acetonitrila e não se observou formação do produto (3.3) após

96 h de reação. Dessa forma, suspeita-se que o átomo de oxigênio do grupo cetona do

produto (3.3) seja proveniente do álcool isopropílico. É interessante ressaltar que

durante a irradiação do ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2) em acetonitrila

observou-se a formação do ácido (2Z, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.5) proveniente da

isomerização fotoquímica do reagente.

Nas primeiras 48h de irradiação do ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2) em

álcool isopropílico observou-se também a formação do seu isômero (3.5), cujos

espectros de RMN de 1H e 13C encontram-se nos Anexos 75 e 76. Com o decorrer da

reação ambos isômeros geométricos foram totalmente consumidos, sendo possível isolar

apenas o produto (3.3).

O Anexo 77 mostra o espectro no IV do composto (3.3) onde pode-se observar

uma banda larga entre 3500 e 2500 cm-1 referente ao estiramento da ligação O-H dos

dímeros do ácido carboxílico. Podem-se observar também duas bandas em 1971 cm-1 e

1713 cm-1, referentes ao estiramento das ligações C=O da cetona e do ácido carboxílico,

respectivamente. Os sinais nos espectros de RMN de 1H e RMN de 13C (Anexos 78 e

79) foram atribuídos com auxílio de RMN de COSY e HETCOR. No espectro de RMN

de 1H mostrado no Anexo 78 pode-se observar um multipleto em δ 1,65 integrado para

-80-

3H e atribuído ao CH3. Podem-se observar outros dois multipletos em δ 3,05 e δ 5,15

integrados para 2H cada, sendo o primeiro atribuído ao grupo CH2 e o último aos dois

átomos de hidrogênio dos grupos CH. No Anexo 79 encontra-se o espectro de RMN de 13C do ácido (3.3). Como os sinais referentes aos átomos de hidrogênio dos dois grupos

CH apresentaram deslocamento químico coincidentes no espectro de RMN de 1H e o

composto foi obtido na forma de um óleo não foi possível elucidar a estereoquímica do

produto.

Acredita-se que a formação do produto (3.3) a partir do ácido (3.2) tenha como

etapa intermediária uma reação de ciclização eletrocíclica fotoquímica representada na

Figura 3.3. Durante a ciclização eletrocíclica os dienos devem estar na conformação s-

cis. Esta ciclização ocorre através do mecanismo disrotatório, como descrito na

literatura (COYLE, 1986). Isso significa que durante a ciclização os grupos CH3 e

COOH giram de acordo com a direção das setas mostradas na Figura 3.3, dando origem

a ciclobutenos contendo substituintes com estereoquímica definida. A suspeita em

relação a formação do produto (3.3) como uma mistura de enantiômeros e as

observações a respeito da ocorrência de isomerização fotoquímica do ácido (3.2) levam

a supor que a ciclização eletrocíclica ocorra com apenas um dos isômeros (3.2) ou (3.5).

Assim o intermediário ciclobuteno pode ter sido formado por um dos caminhos (a) ou

(b) representados na Figura 3.3. No caminho (a) o substrato (3.2) passa para a

conformação s-cis sofrendo, em seguida, uma ciclização eletrocíclica disrotatória e

originado uma mistura de enantiômeros com ambos substituintes na configuração cis.

Neste caso, o composto (3.5) formado pela isomerização fotoquímica é novamente

convertido ao ácido (3.2). No caminho (b) o substrato (3.2) é isomerizado ao ácido

(3.5), este passa para a conformação s-cis e sofre ciclização eletrocíclica disrotatória

para dar origem a uma mistura de enantiômeros ciclobuteno contendo substituintes na

configuração trans.

-81-

HO2CCO2H

s-transHO2C

νh

CO2H

s-cis(3.2)

s-trans

νh

HO2C

H s-cis

νh

+

HO2C

HO2C

+

HO2C

ciclização eletrocíclica disrotatória

(a)

(b)(3.5)

Figura 3.3: Mecanismo da ciclização eletrocíclica disrotatória.

A partir da observação da dependência da presença de álcool isopropílico e do

efeito da presença ou ausência de oxigênio para o sucesso da formação do produto (3.3),

acredita-se que o intermediário ciclobuteno sofra rapidamente reação de adição de

álcool isopropílico formando outro intermediário contendo grupo éter. Assim, este

último se decompõe levando ao ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico (3.3),

como mostrado na Figura 3.4.

O

HOCO2H

s-transHO2C

νh

O

HO

O

HH

i-PrOH

O

HO

O

H2 ++

νh

s-cis(3.2)

(3.3)

Figura 3.4: Mecanismo para formação do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico (3.3).

-82-

Foram feitas tentativas para redução da carbonila do grupo cetona do ácido (3.3)

com NaBH4 em metanol, com o objetivo de elucidar a estereoquímica relativa dos

substituintes do anel. Em todos os casos, o material de partida foi recuperado e nenhum

produto de redução foi isolado. Posteriormente a redução do composto (3.3) foi feita

com LiAlH4 em éter dietílico sob refluxo, de acordo com o procedimento descrito na

literatura para redução da ciclobutanona (ROBERTS & SAUER, 1949).

Surpreendentemente, observou-se a redução da carbonila do grupo ácido carboxílico e

nenhuma alteração na carbonila do grupo cetona, formando a 3-hidroximetil-2-

metilciclobutan-1-ona (3.4) em 74% de rendimento.

O espectro no IV do composto (3.4) encontra-se no Anexo 80 onde se pode

observar uma banda larga em 3358 cm-1 referente ao estiramento da ligação O-H.

Podem-se observar também bandas de estiramento das ligações C-H entre 2930 e 2870

cm-1 e uma banda em 1966 cm-1 referente ao estiramento da ligação C=O da cetona. Os

sinais no espectro de RMN de 1H (Anexo 81) foram atribuídos com auxílio de

experimento de dupla irradiação. No espectro de RMN de 1H pode-se observar um

dupleto duplo em δ 1,63 atribuído ao CH3 e um simpleto em δ 2,04 atribuído ao OH.

Observa-se também um multipleto em δ 2,24 atribuído aos H4 e H4’, um tripleto em δ

3,67 atribuído aos átomos de hidrogênio do CH2 vizinho ao OH e um multipleto em δ

5,06 atribuídos aos H2 e H3. No espectro de RMN de 13C (Anexo 82) observa-se o

desaparecimento do sinal referente ao carbono do grupo COOH e a permanência do

sinal da carbonila do grupo cetona. Os demais sinais neste espectro de RMN de 13C

foram atribuídos com auxílio de HETCOR.

Este resultado é bastante incomum, pois em geral o grupo cetona é reduzido sob

condições mais brandas que o grupo ácido carboxílico. Dessa forma, não foi possível

elucidar a estereoquímica dos C1 e C2 do ácido (3.3), pois o espectro de RMN de 1H da

3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4) apresentou sinais referentes aos grupos CH

sobrepostos.

A tentativa de fazer reação de adição fotoquímica de álcool isopropílico ao

carbono β do éster (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4) levou a

formação do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6) em 85% de rendimento ao invés

do produto da fotoadição. Na Figura 3.5 está representada uma proposta para o

mecanismo desta reação. Ao absorver um fóton de luz o éster (1.4) vai para seu estado

eletronicamente excitado, que por sua vez recebe um elétron de uma molécula de álcool

-83-

isopropílico. A espécie contendo elétron desemparelhado sofre rearranjo dando origem

ao produto 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6).

OO

C

O

OCH3

OOC

O

OCH3

OH

OO

C

O

OCH3

OH

H

OHO

C

O

OCH3

νh

H

OOC

O

OCH3

H

H

OO

C

O

OCH3

H

H

OH2

O

OO

C

O

OCH3

O

H

(1.4) (3.6)

Figura 3.5: Mecanismo proposto para a formação do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6) a partir do (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4).

No espectro no IV (Anexo 83) observa-se a presença de uma banda larga em ν

3437 cm-1 referente ao estiramento da ligação O-H e uma banda intensa em ν 1734 cm-1

referente ao estiramento da ligação C=O. No espectro de RMN de 1H (Anexo 84) pode-

se observar um multipleto em δ 2,60 integrado para 4H e atribuído aos átomos de

hidrogênio dos dois grupos CH2 internos da molécula. O simpleto em δ 3,60 integrado

para 3H foi atribuído ao CH3 e o simpleto em δ 4,21 integrado para 2H foi atribuído aos

átomos de hidrogênio do grupo CH2 vizinho ao OH.

No espectro de RMN de 13C (Anexo 85) observa-se a presença de dois sinais em

δ 173,4 e δ 208,9 atribuídos a carbonila do grupo éster e do grupo cetona,

respectivamente. As atribuições dos demais sinais no espectro de RMN de 13C foram

feitas com o auxílio de espectro de RMN de DEPT. Observou-se que os sinais em δ

27,6 e δ 33,0 correspondem aos grupos CH2 internos e o sinal em δ 52,2 corresponde a

CH3. O sinal em δ 68,2 foi atribuído ao CH2 vizinho do grupo OH. Os dados

-84-

espectroscópicos obtidos para este composto (3.6) coincidem com os dados encontrados

na literatura (LUÕND et al., 1992).

-85-

3.3. CONCLUSÃO

A tentativa de adicionar fotoquimicamente álcool isopropílico ao carbono β do

ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2) levou a formação do ácido 2-metil-3-oxo-1-

ciclobutanocarboxílico (3.3) ao invés do produto da adição. Não foi encontrado na

literatura nenhum relato de síntese do produto (3.3). Assim, apesar do rendimento desta

reação ter sido baixo (10%) ela tem grande importância sintética por ser a única

maneira, até então estudada, para produção deste composto (3.3).

No caso da irradiação do éster (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de

metila (1.4) em álcool isopropílico observou-se a formação do 5-hidroxi-4-

oxopentanoato de metila (3.6) ao invés do produto da adição do álcool ao éster. Este

éster (3.6) pode ser utilizado como intermediário na síntese de vários outros compostos.

-86-

3.4. EXPERIMENTAL

3.4.1. Síntese do ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2)

OH

O

(3.2)

A um funil de separação de 250 mL, adicionou-se sorbato de potássio (3.1) (20

g, 133 mmol), DCM (100 mL) e solução de ácido clorídrico 1 mol.L-1 (100 mL). A

mistura foi agitada por 10 min, as fases orgânica e aquosa separadas e a fase aquosa

extraída com DCM (3 x 70 mL). As fases orgânicas foram reunidas, secadas com

MgSO4 e concentradas sob pressão reduzida, obtendo-se o ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-

dienóico (3.2) (13 g, 116 mmol) em 87% de rendimento na forma de um sólido branco

cristalino.


IV (KBr, cm -1) ν : 3600 – 2500, 1693, 1939, 1613, 1415, 1330, 1266, 1155, 998, 921.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,87 (dd, 3H, J6-5 = 3,3 e J6-4 = 2,1, CH3), 5,74 (d,

1H, J2-3 = 15,6, H2), 6,20 (m, 2H, H4 e H5), 7,32 (m, 2H, H3).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 19,0 (CH3), 118,0 (C2), 129,9 (C4), 141,1 (C5),

147,6 (C3), 172,8 (C=O).

3.4.2. Síntese do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico (3.3)

O

O

HO

(3.3)

1

23

4

Adicionou-se a um tubo de quartzo o ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2) (2,0

g; 17,86 mmol) e álcool isopropílico (150 mL). Borbulhou-se N2 durante 1 h tampando-

se o tubo com rolha esmerilhada. A solução foi irradiada por 96 h (λ = 254 nm). O

término da reação foi determinado por CCD. O álcool isopropílico foi evaporado sob

pressão reduzida a 35 °C e o resíduo da evaporação submetido à cromatografia em

-87-

coluna (hexano : acetato de etila 2:1) obtendo-se o ácido 2-metil-3-oxo-1-

ciclobutanocarboxílico (3.3) (0,228 g; 1,78 mmol) em 10% de rendimento como um

óleo incolor.


IV (filme, cm -1) ν : 3500-2500, 1971, 1713, 1410, 1284, 1220, 945, 872.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,65 (m, 3H, CH3), 3,05 (m, 2H, H4 e H4’), 5,15

(m, 2H, H1 e H2).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 14,3 (CH3), 34,9 (C4), 83,0 (CH), 87,2 (CH), 172,8

(C=O ácido), 206,2 (C=O cetona).

3.4.3. Síntese da 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4)

O

HO(3.4)

1

2

34

Adicionou-se uma solução do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico

(3.3) (0,100 g; 0,78 mmol) em éter dietílico anidro (5 mL) a uma suspensão do LiAlH4

(0,080 g; 2,10 mmol) em éter dietílico anidro (10 mL), sob atmosfera de N2. O sistema

foi mantido sob agitação vigorosa e refluxo por 1,5 h. Em seguida, o sistema foi

resfriado a temperatura ambiente. Adicionou-se solução saturada de NaHCO3 (15 mL) e

éter dietílico (50 mL). A mistura foi transferida para um funil de separação onde as

fases orgânica e aquosa foram separadas. A fase aquosa foi extraída com éter dietílico

(3 x 25 mL). As fases orgânicas foram reunidas, secadas com MgSO4 e concentradas em

evaporador rotatório. O resíduo da evaporação foi submetido à cromatografia em coluna

(hexano: acetato de etila 2:1) obtendo-se a 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4)

(0,066 g; 0,58 mmol) em 74% de rendimento como um óleo incolor.


IV (filme, cm -1) ν : 3358, 2927, 2875, 1966, 1442, 1371, 1050, 873, 703, 561.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3) δδδδ: 1,63 (dd, 3H, JCH3-H2 = 6,9 e JCH3-H3 = 3,3, CH3),

2,04 (s, 1H, OH), 2,24 (m, 2H, H4 e H4’), 3,67 (t, 2H, JCH2-H4 = 6,3 CH2OH), 5,06 (m,

2H, H2 e H3).

-88-

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3) δδδδ: 14,7 (CH3), 32,4 (C4), 62,2 (CH2OH), 86,4 (CH),

86,8 (CH), 205,7 (C=O).

3.4.4. Síntese do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6)

HO O

O

O(3.6)

Adicionou-se a um tubo de quartzo o (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato

de metila (1.4) (1,0 g; 5,38 mmol) e álcool isopropílico (100 mL). Borbulhou-se N2

durante 1 h tampando-se o tubo com rolha esmerilhada. A solução foi irradiada por 1 h

(λ = 254 nm). O término da reação foi determinado por CCD. O álcool isopropílico foi

evaporado sob pressão reduzida a 35 °C e o resíduo da evaporação submetido à

cromatografia em coluna (éter dietílico) obtendo-se o 5-hidroxi-4-oxopentanoato de

metila (3.6) (0,667 g; 4,57 mmol) em 85% de rendimento como óleo incolor.

CCD: Rf = 0,40 (éter dietílico).

IV (KBr, cm -1) ν : 3437, 2955, 1728, 1634, 1442, 1439, 1212, 1079.

RMN de 1H (300 MHz, CDCl3 e CD3COD) δδδδ: 2,60 (m, 4H, CH2 e CH2’), 3,60 (s, 3H,

CH3), 4,21 (s, 2H, CH2-O).

RMN de 13C (75 MHz, CDCl3 e CD3COD) δδδδ: 27,6 (CH2), 33,0 (CH2), 52,2 (CH3),

68,2 (CH2-O), 173,4 (C=O éster), 208,9 (C=O cetona).

-89-

CAPÍTULO 4 – ATIVIDADE INSETICIDA DOS PIRETRÓIDES

4.1. INTRODUÇÃO

Os piretróides são inseticidas sintéticos neurotóxicos que possuem baixa

toxidade a mamíferos e animais de sangue quente. Muitos piretróides são conhecidos

por apresentarem efeito de choque “Knock-down”, o que significa que os insetos são

derrubados imediatamente após exposição ao inseticida (NAUMANN, 1990). Estes

inseticidas, da mesma forma que o DDT e análogos, ligam-se aos canais de sódio

presentes na membrana dos neurônios aumentando o fluxo de Na+ para o interior da

membrana. Este desequilíbrio causa hiperexcitação ao inseto, levando-o a morte

(HASSALL, 1990).

Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae), popularmente

conhecido como caruncho-do-feijão é uma praga de grãos armazenados, adaptada para

viver em condições de baixa umidade (ROMANO et al., 2006). As larvas de A. obtectus

se alimentam dos cotilédones e podem provocar a destruição completa dos grãos devido

ao seu rápido desenvolvimento (LOECK, 2002). Os ovos são colocados nas vagens

ainda no campo ou diretamente nos grãos armazenados. Os adultos (Figura 4.1) são

bons voadores e são responsáveis pela infestação dos campos e armazéns, porém não se

alimentam e têm vida curta (ROMANO et al., 2006). O controle desta praga geralmente

é feito pelo uso de inseticidas inorgânicos tais como fosfeto de alumínio e fosfeto de

magnésio. Também podem ser usados inseticidas organofosforados e deltametrina

(piretróide) para o controle desta praga (AGROFIT, 2006).

-90-

Uma das pragas chave do milho armazenado é o Sitophilus zeamais Mots.

(Coleoptera: Curculionidae) popularmente conhecido como gorgulho (Figura 4.1). Os

prejuízos causados por esta praga ocorrem devido à alimentação de larvas e adultos no

interior dos grãos, os quais podem ser totalmente destruídos (TOSCANO et al., 1999).

A principal forma de controle da infestação por S. zeamais é feita pelo emprego de

inseticidas (OLIVEIRA et al., 2005). Piretróides como deltametrina, permetrina e

bifentrina são utilizados comercialmente no Brasil para controle de S. zeamais

(AGROFIT, 2006).

(a)

(b)

Figura 4.1: (a) Acanthoscelides obtectus. (b) Sitophilus zeamais.

O curuquerê-da-couve, Ascia monuste orseis (Godart) (Lepidoptera: Pieridae) é

uma das pragas chaves de culturas de hortaliças, tais como repolho (Brassica Oleraceae

var. capitata), couve-flor (B. Oleraceae var. bortrytis) e couve-comum (B. Oleraceae

var. acephala) (PICANÇO & MARQUINI, 1999; CRESPO et al., 2002). Os prejuízos

causados por esta praga estão relacionados com perdas pela desfolha (Figura 4.2) e seu

controle é feito pelo uso de inseticidas (PICANÇO & MARQUINI, 1999). No Brasil,

vários inseticidas piretróides encontram-se registrados para uso no controle de A.

monuste orseis, tais como deltametrina, permetrina, bifentrina, lambda-cialotrina e beta-

ciflutrina (AGROFIT, 2006).

-91-

(a)

(b)

Figura 4.2: (a) Foto de uma folha de couve-comum infestada por Ascia monuste orseis. (b) Foto de uma

plantação de couve-comum infestada por A. monuste orseis.

Periplaneta americana (L.) (Blattaria: Blattidae) é uma espécie de barata. Este

inseto é uma praga responsável pela contaminação de diversos ambientes com os quais

entra em contato. Isto ocorre devido à alternância de habitat deste inseto durante o dia e

a noite. Sendo que, durante o dia repousam em ambientes escuros, úmidos e quentes

como tubulações de esgotos, fossas sépticas e latrinas. À noite invadem habitações,

como armazéns, restaurantes, cozinhas e hospitais. Dessa forma, as baratas atuam como

vetores mecânicos de agentes patogênicos, tais como diversos vírus, fungos e

protozoários (VIANNA, 2001). Encontram-se comercialmente vários produtos para

controle de P. americana contendo piretróides como princípio ativo, entre eles os mais

comuns são deltametrina, permetrina, cipermetrina, etc.

-92-


Os piretróides (1.7), (1.9) e (1.10) a (1.14) cuja síntese foi discutida no Capítulo

1 e o composto (2.6) cuja síntese foi discutida no Capítulo 2 foram submetidos a testes

de atividade inseticida. Nos bioensaios de toxicidade foram usados adultos de

Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae) e Sitophilus zeamais Mots.

(Coleoptera: Curculionidae), larvas de segundo instar de Ascia monuste orseis (Godart)

(Lepidoptera: Pieridae) e ninfas de segundo instar de Periplaneta americana (L.)

(Blattaria: Blattidae). Estes insetos foram escolhidos devido a sua importância como

insetos-pragas. A. obtectus, S. zeamais, A. monuste orseis e P. americana constituem

importantes pragas do feijão e milho em armazenamento, brássicas e domissanitária,

respectivamente (ROMANO et al., 2006; TOSCANO et al., 1999; CRESPO et al.,

2002; VIANNA, 2001).

Verificou-se que os oito piretróides exibiram ação inseticida sobre as quatro

espécies de insetos a partir de 12 horas após a aplicação tópica, com exceção do

piretróide (1.7) que só apresentou ação inseticida sobre A. monuste orseis a partir de 24

horas após a aplicação (Tabelas 4.1 a 4.4).

Os oito piretróides foram igualmente tóxicos a A. obtectus a partir de 12 horas

após aplicação tópica. Para S. zeamais os piretróides (1.7) e (1.9) apresentaram toxidade

inferior aos demais piretróides. Tanto para A. obtectus como para S. zeamais não se

observou aumento da mortalidade a partir de 12 horas após a aplicação (Tabelas 4.1 e

4.2).

Para A. monuste orseis o piretróide (1.7) apresentou toxidade inferior aos demais

piretróides 48 horas após a aplicação. Observou-se aumento da mortalidade de A.

monuste orseis de 12 para 24 horas após a aplicação dos piretróides (1.7), (1.10), (1.11)

e (1.14). Verificou-se que a mortalidade de A. monuste orseis causada pelo piretróide

(1.9), ocorrida 12 horas após a aplicação foi menor que 48 horas após a aplicação, sendo

que a mortalidade ocorrida 24 horas após a aplicação foi intermediária nestes dois

tempos. Para os piretróides (2.6), (1.13) e (1.12) não houve efeito do tempo em relação

ao aumento da mortalidade, observando-se mortalidade de 100% completadas 12 horas

após a aplicação tópica (Tabela 4.3).

Os oito piretróides foram igualmente tóxicos a P. americana completadas 48

horas após a aplicação tópica. Não se observou aumento da mortalidade com o aumento

do tempo a partir de 12 horas após a aplicação dos piretróides (2.6), (1.10), (1.11) e

-93-

(1.13). Já para os piretróides (1.7), (1.9) (1.12) e (1.14) observou-se aumento da

mortalidade com o aumento do tempo após a aplicação tópica (Tabela 4.4).

As quatro espécies testadas apresentaram semelhante susceptibilidade aos

piretróides (2.6), (1.10), (1.11), (1.12), (1.13) e (1.14). Já para os piretróides (1.7) e

(1.9) S. zeamais foi menos suscetível que A. obtectus, considerando que a dose utilizada

em ambos os casos foi a mesma (50 mg / g de peso vivo). A. monuste orseis foi menos

suscetível ao piretróide (1.7) que P. americana, apesar da dose utilizada para a primeira

ser duas vezes maior que para a segunda (Tabela 4.5).

Tabela 4.1: Mortalidade (%) de adultos de Acanthoscelides obtectus (Say) (Coleoptera: Bruchidae) 12, 24 e 48 horas após a aplicação de oito piretróides. 25 ± 0,5 oC, UR = 75 ± 5% e fotofase=12 hs.

Tratamento Mortalidade (%)*

12 hs 24 hs 48 hs

(2.6) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.7) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.13) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.12) 97,50 aA 97,50 aA 97,50 aA

(1.14) 97,50 aA 97,50 aA 97,50 aA

(1.9) 90,00 aA 97,50 aA 97,50 aA

(1.10) 87,50 aA 95,00 aA 95,00 aA

(1.11) 82,50 aA 92,50 aA 92,50 aA

Testemunha 0,00 aB 3,33 aB 3,33 aB

* As médias seguidas por pelo menos uma mesma letra minúscula na linha ou por pelo menos uma mesma letra maiúscula na coluna não diferem, entre si, pelo teste Tukey a p < 0,05.

-94-

Tabela 4.2: Mortalidade (%) de adultos de Sitophilus zeamais Mots. (Coleoptera: Curculionidae) 12, 24 e 48 horas após a aplicação de oito piretróides. 25 ± 0,5 oC, UR = 75 ± 5% e fotofase=12 hs.


12 hs 24 hs 48 hs

(1.13) 97,50 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.14) 97,50 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.11) 92,50 aA 97,50 aA 97,50 aA

(1.10) 95,00 aA 95,00 aA 95,00 aA

(2.6) 85,00 aA 90,00 aA 95,00 aA

(1.12) 82,50 aA 90,00 aA 95,00 aA

(1.9) 42,50 aB 45,00 aB 52,50 aB

(1.7) 45,00 aB 47,50 aB 50,00 aB

Testemunha 0,00 aC 3,33 aC 6,67 aC


Tabela 4.3: Mortalidade (%) de larvas de Ascia monuste orseis (Godart) (Lepidoptera: Pieridae) 12, 24 e 48 horas após a aplicação de oito piretróides. 25 ± 0,5oC, UR = 75 ± 5%.


12 hs 24 hs 48 hs

(2.6) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.13) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.12) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.11) 75,00 bB 95,00 aA 100,00 aA

(1.14) 75,00 bB 92,50 aA 100,00 aA

(1.10) 62,50 bBC 95,00 aA 100,00 aA

(1.9) 50,00 cC 67,50 bB 85,00 aA

(1.7) 27,50 bD 47,50 aC 57,50 aB

Testemunha 11,67 aD 13,33 aD 13,33 aC


-95-

Tabela 4.4. Mortalidade (%) de ninfas de Periplaneta americana (L.) (Blattaria: Blattidae) 12, 24 e 48 horas após a aplicação de oito piretróides. 25 ± 0,5oC, UR = 75 ± 5%.


12 hs 24 hs 48 hs

(2.6) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.10) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.13) 100,00 aA 100,00 aA 100,00 aA

(1.11) 92,00 aAB 92,00 aABC 100,00 aA

(1.7) 79,33 bABC 96,00 abAB 100,00 aA

(1.14) 75,00 bBC 75,00 bBCD 100,00 aA

(1.9) 67,00 bC 71,00 bCD 96,00 aA

(1.12) 67,00 bC 67,00 bD 100,00 aA

Testemunha 4,00 aD 6,00 aE 12,17 aB


Tabela 4.5. Mortalidade (%) de quatro espécies de insetos 48 horas após aplicação de oito piretróides. 25 ± 0,5oC, UR = 75 ± 5%.


A. obtectus S. zeamais A. monuste orseis P. americana

(2.6) 100,00 a 95,00 a 100,00 a 100,00 a

(1.7) 100,00 a 50,00 b 57,00 b 100,00 a

(1.9) 97,50 a 52,50 b 85,00 a 96,00 a

(1.11) 92,50 a 97,50 a 100,00 a 100,00 a

(1.10) 95,00 a 95,00 a 100,00 a 100,00 a

(1.13) 100,00 a 100,00 a 100,00 a 100,00 a

(1.12) 97,50 a 95,00 a 100,00 a 100,00 a

(1.14) 97,50 a 100,00 a 100,00 a 100,00 a


Para todos os piretróides testados observou-se efeito de choque (Knock-down)

imediatamente após aplicação nas quatro espécies. O efeito Knock-down é uma

importante característica da maioria dos inseticidas piretróides (HASSALL, 1990;

SODERLUND et al., 2002). Para os piretróides (1.7) e (1.9)-(1.14) observou-se que os

-96-

insetos apresentaram perda da coordenação motora e excitabilidade imediatamente após

aplicação do produto. Para o piretróide (2.6) além das alterações comportamentais

observadas para os outros compostos observou-se 5 min após aplicação 70% de

mortalidade para A. obtectus e S. zeamais, 60% de mortalidade para A. monuste orseis e

80% de mortalidade para P. americana. O composto (2.6) possui estereoquímica cis para

os átomos de hidrogênio ligados ao anel ciclopropano da mesma forma que a

deltametrina, que é um piretróide muito utilizado para controle de insetos-praga.

Fernandes et al. observou o efeito “Knock-down” da deltametrina para larvas de

Rhipicephalus sanguineus, carrapatos de cães (FERNANDES et al., 2001).

Para A. obtectus e S. zeamais os piretróides foram aplicados na dose de 50 mg/g

de peso vivo observando-se efetiva atividade inseticida destes compostos nas doses

utilizadas. Os oito piretróides foram igualmente tóxicos à A. obtectus a partir de 12 horas

após aplicação tópica. Para S. zeamais os piretróides (1.7) e (1.9) apresentaram toxidade

inferior aos demais piretróides. Tanto para A. obtectus como para S. zeamais observou-se

que todos os piretróides apresentaram toxidade máxima até 12 horas após a aplicação

tópica (Tabelas 4.1 e 4.2). Estes resultados estão de acordo com a alta velocidade de ação

desta classe de compostos (HASSALL, 1990; SODERLUND et al., 2002).

Várias características estruturais dos piretróides podem influenciar na atividade

inseticida destes compostos. Entre elas podemos citar a estereoquímica dos C1 e C3 em

moléculas contendo anel ciclopropano (ELLIOTT, 1978). Para A. monuste orseis o

piretróide (1.7) apresentou toxidade inferior aos demais piretróides 48 horas após a

aplicação. Este composto (1.7) possui a mesma estereoquímica que os piretróides (1.10)-

(1.14). Uma diferença estrutural marcante entre o composto (1.7) e os demais piretróides

(1.10)-(1.11) é a presença, nestes últimos, de um grupo aromático ligado à parte ácida da

molécula. Comparando a toxidade apresentada para estes piretróides, observa-se que a

presença do grupo aromático pode aumentar significativamente a atividade tóxica do

piretróide para esta espécie.

Para A. monuste orseis os oito piretróides foram aplicados na concentração de 10

mg/g de peso vivo. Nesta dose todos os piretróides apresentaram ação inseticida (Tabela

4.3). Doses muito baixas de piretróides são encontradas na literatura para esta espécie de

inseto. De acordo com Crespo et al. (2002), a concentração letal para 90% da população

(CL90) para soluções de deltametrina e permetrina utilizadas para mergulhar folhas de

couve usadas na alimentação das larvas de A. monuste orseis são de 0,0052 mg/mL e

0,0183 mg/mL, respectivamente (CRESPO et al., 2002). Os piretróides (2.6), (1.12) e

-97-

(1.13) apresentaram toxidade máxima para A. monuste orseis completadas 12 horas após

aplicação tópica. Observou-se aumento da mortalidade de A. monuste orseis de 12 para 24

horas após a aplicação dos piretróides (1.7), (1.10), (1.11) e (1.14) (Tabela 4.3). O

piretróide (2.6) possui estereoquímica cis ao passo que os piretróides (1.7), (1.10), (1.11)

e (1.14) possuem estereoquímica 1S-trans. Desta forma, os resultados obtidos levam à

observação da influência da estereoquímica do composto na velocidade de ação. Já os

piretróides (1.12) e (1.13) possuem estereoquímica 1S-trans, mas contém átomos de

halogênios em sua estrutura. Como os piretróides (1.12) e (1.13) possuem ação mais

rápida que os piretróides (1.10), (1.11) e (1.14), supõe-se que a presença dos átomos de

halogênio pode aumentar a velocidade de ação destes compostos para A. monuste orseis.

Verificou-se que a mortalidade para A. monuste orseis causada pelo piretróide (1.9),

ocorrida 48 horas após a aplicação, foi maior que a mortalidade ocorrida 12 horas após a

aplicação. A mortalidade ocorrida 24 horas após a aplicação foi intermediária nestes dois

tempos. Logo o composto (1.9) foi o que apresentou ação mais lenta a A. monuste orseis

e, esta diferença na velocidade de ação pode estar relacionada à estereoquímica da

molécula que é 1R-trans, diferente dos demais piretróides.

Os oito piretróides foram igualmente tóxicos a P. americana completadas 48

horas após a aplicação tópica. Como todos os piretróides foram altamente tóxicos na dose

utilizada não foi possível detectar possíveis relações entre a estrutura dos compostos e a

atividade tóxica. Observou-se, porém, diferenças na velocidade de ação destes compostos.

Os piretróides (2.6), (1.10), (1.11) e (1.13) apresentaram toxidade máxima até 12 horas

após a aplicação, o piretróide (1.7) apresentou toxidade máxima depois de completadas 24

horas da aplicação e os piretróides (1.9), (1.12) e (1.14) apresentaram toxidade máxima

somente 48 horas após a aplicação (Tabela 4.4). Estas diferenças de velocidade de ação

podem estar relacionadas com características estruturais destes compostos que

influenciam na velocidade de penetração do inseticida através do corpo do inseto.

Sabe-se que a estereoquímica dos piretróides pode influenciar a ação tóxica destes

compostos (SODERLUND et al., 2002; ELLIOTT, 1978). Os piretróides (1.7) e (1.9) são

enantiômeros, mas não apresentaram diferenças de atividade para A. obtectus e S.

zeamais. Já para A. monuste orseis o piretróide (1.7) foi menos tóxico, ao passo que o

piretróide (1.9) mostrou ação mais lenta. A toxidade máxima para o piretróide (1.9) e para

o piretróide (1.7) foi observada 48 horas e 24 horas após a aplicação, respectivamente.

Para P. americana os dois enantiômeros foram igualmente tóxicos 48 horas após

-98-

aplicação, mas o piretróide (1.9) apresentou ação inseticida mais lenta a esta espécie que o

piretróide (1.7).

As quatro espécies testadas apresentaram semelhante susceptibilidade aos

piretróides (2.6) e (1.10)-(1.14). Já para os piretróides (1.7) e (1.9) S. zeamais foi menos

suscetível que A. obtectus, considerando que a dose utilizada em ambos as espécies foi a

mesma (50 mg/g de peso vivo). A. monuste orseis foi menos suscetível ao piretróide (1.7)

que P. americana, apesar da dose utilizada para a primeira ser duas vezes maior que

utilizada para a segunda (Tabela 4.5).

Possíveis razões para a variação da toxidade são as taxas de penetração das

substâncias através da cutícula dos insetos, as doses usadas, os mecanismos de

decomposição e excreção das substâncias dentro do corpo do inseto e diferenças nos

canais de sódio destas espécies que são o sítio de ação dos piretróides.

-99-

4.3. CONCLUSÃO

Verificou-se que todos os oito piretróides exibem ação inseticida sobre A.

obtectus, S. zeamais, A. monuste orseis e P. americana a partir de 12 horas após a

aplicação tópica, com exceção do piretróide (1.7) que só apresenta ação inseticida sobre

A. monuste orseis a partir de 24 horas após a aplicação.

As características estruturais dos piretróides estão intimamente relacionadas à

atividade destes compostos. Dessa forma, os enantiômeros (1.7) e (1.9) apresentam ação

inseticida semelhante para A. obtectus e S. zeamais, ao passo que para A. monuste orseis

e P. americana sua atividade inseticida apresentam diferenças significativas.

-100-

4.4. EXPERIMENTAL

Os testes de atividade dos piretróides foram realizados no Laboratório de

Manejo Integrado de Pragas da Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG,

em 2006.

Nos bioensaios de toxicidade foram usados adultos de Acanthoscelides obtectus

(Say) (Coleoptera: Bruchidae) e Sitophilus zeamais Mots. (Coleoptera: Curculionidae),

larvas de segundo ínstar de Ascia monuste orseis (Godart) (Lepidoptera: Pieridae) e

ninfas de segundo instar de Periplaneta americana (L.) (Blattaria: Blattidae). A. obtectus

e S. zeamais foram criados em laboratório em feijão e milho, respectivamente, a

temperatura de 25 ± 0,5°C, U.R. = 75 ± 5%. A. monuste orseis foi criada em folhas de

couve e P. americana em ração de gato.

O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro

repetições. Cada parcela experimental foi constituída de placa de Petri (9 cm de

diâmetro por 2 cm de altura) contendo 10 insetos.

As doses usadas foram: 5 (para P. americana), 10 (para A. monuste orseis) e 50

mg/ g de peso vivo (para A. obtectus e S. zeamais). Para obtenção das doses pesou-se 10

insetos de cada espécie para obtenção da massa média destes. Os piretróides foram

dissolvidos em acetona e aplicou-se topicamente 0,5 µL da solução em cada inseto. Na

testemunha os insetos foram tratados topicamente com igual volume da acetona pura.

Os insetos foram confinados em placas de Petri sem alimentação (para A. obtectus e S.

zeamais) e com alimento (para A. monuste orseis e P. americana).

As placas de Petri foram acondicionadas em estufa incubadora a 25 ± 0,5°C,

U.R.= 75 ± 5% e fotofase de 12 horas. Os insetos vivos e mortos foram contados 12, 24

e 48 horas após o tratamento. Foram considerados mortos os insetos que deixaram de

apresentar capacidade de locomoção. Os dados de mortalidade dos insetos foram

submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a p <

0,05.

-101-

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AGROFIT, Relatório de pragas e doenças. Disponível em: <http://extranet.agricultura.gov.br/agrofit_cons/principal_agrofit_cons>. Acessado em: 17 jul. 2006.

BAER, E. 1,2,5,6-diacetone d-mannitol and 1,2,5,6-diactonide d-mannitol. J. Am. Chem. Soc. v. 67, 1945, p. 338-339.

BAER, E.; FISCHER, H. O. L. Studies on acetone-glyceraldehyde. VI. Preparation of d(+)-acetone glycerol. J. Biol Chem. v. 128, 1939, p. 463 – 473.

BARBOSA, L. C. A. Os Pesticidas o Homem e o Meio Ambiente. Viçosa: Editora UFV, 2004, p. 215.

BROWN, G. D.; WONG, H. Total synthesis of (+) maculalactone A, maculalactone B and Maculalactone C and the determination of the absolute configuration of natural (+) maculalactone A by asymmetric synthesis. Tetrahedron. v. 60, 2004, p. 5439-5451.

CHITTENDEN, G. J. F. Isopropylidenation of D-mannitol under neutral conditions. Carbohydr. Res. v. 87, 1980, p. 219-226.

COREY, E. J. Constrution of ring systems containing the gem-dimethylcyclopropane unit using diphenylsulfonium isopropylide. J. Am. Chem. Soc. v. 89, n. 15, 1967, p. 3912-3914.

COYLE, J. D. Introduction to Organic Photochemistry. Nova York: Wiley, 1986, p. 176.

CRESPO, A. L. B. et al. Seletividade fisiológica de inseticidas a Vespidae predadores de Ascia monuste orseis. Pesq. Agropec. bras. v. 37, n. 3, 2002, p. 237-242.

DEBOST, J. L.; GELAS, J.;HORTON, D. Selective preparation of mono- and diacetals of D-mannitol. J. Org. Chem. v. 48, 1983, p. 1381-1382.

-102-

ELLIOTT, M. et al. New pyrethrin-like esters with high insetcticidal activity. Nature. v. 207, 1965, p. 938-939.

ELLIOTT, M. et al. Synthetic insecticide with a new order of activity. Nature. v. 248, 1978, p. 710-711.

ELLIOTT, M.; JANES, N. F. Synthetic Pyrethroids – A new class of Insecticide. 1978, p. 474 – 505.

FERNANDES, F. F. et al. Efeitos toxicológicos e ineficiência in vitro de deltametrina sobre larvas de Rhipicephalus sanguineus, de Goiânia, Goiás, Brasil. Rev. Soc. Bras. Med. Trop. v. 34, n. 2, 2001, p. 159-165.

FUNK, R. L.; MUNGER, J. D. The stereospecific total synthesis of (+)-cis-chrysanthemic acid via the alicyclic Claisen Rearrangement. J. Org. Chem. v. 50, 1985, p. 707-709.

HASSALL, K. A. Cap. 7 - Natural e synthetic pyrethroids. In: The Biochemistry ad Uses of Pesticides. 2a ed. New York: Macmillan. 1990, p. 185-207.

KRIEF, A. et al. Stereoselective synthesis of methyl (1R) trans- and cis- hemicaronaldehydes from natural tartaric acid: application to the synthesis of S-bioallethrin and deltametrin insecticides. Tetrahedron. v. 45, n. 10, 1989, p. 3039-3052.

KRIEF, A.; DUMONT, W. From tartaric acid to the most biologically active insecticides: straightforward enantioselective synhtesis of deltamethrin. Tetrahedron Lett.. v. 29, n. 9, 1988, p. 1083-1084.

KRIEF, A.; SURLERAUX, D.; FRAUENRATH, H. Novel stereoselective route to cis-chrysanthemic acid. Tetrahedron Lett.. v. 29, n. 47, 1988, p. 6157-6160.

KRIEF, A.; SURLERAUX, D.; ROPSON, N. Novel enantioselective syntheses of optically active (1R)-cis- e (1R)-trans- chrysanthemic acids. Tetrahedron: Asymmetry. v. 4, n. 3, 1993, p. 289-292.

KUSZMANN, J.; TOMORI, E.; MEERWALD, I. The synthesis of 1,2:5,6-di-O-isoporpylidene-D-mannitol: a comparative study. Carbohydr. Res. v. 128, 1984, p. 87-99.

LOECK, A. E. Pragas de Produtos Armazenados. Pelotas: EGUFPEL, 2002. 113 p.

LÜÕND, R. M.; WALKER, J.; NEIER, R. W. Assessment or the active-site requirements of 5-aminolaevulinic acid dehydratase: evaluation of substrate and product analogues as competitive inhibitors. J. Org. Chem. v. 57, 1992, p. 5005 - 5013.

MANN, J.; PARTLETT, N. K.; THOMAS, A. A pratical synthesis of (S)-5-hydroxymethylfuran-2(5H)-one from 1,2:5,6-Di-O-isopropyllidene-D-mannose. J. Chem. Res. (S), 1987, p. 369.

MANN, J.; WEYMOUTH-WILSON, A. A new approach to cis-chrysanthemic acid. Carb. Res. v. 201, 1991, p. 511-515.

-103-

MANN, J.; WEYMOUTH-WILSON, A. Photocatalysed addition of alcohols to 5-substituted 2,5-dihydrofuran-2-ones: novel synthesis of (3’R)-2’,3’-dideoxy-3’-hydroxymethyl nucleosides. J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1. 1994, p. 3141-3148.

MARTIN, T. et al. Pyrethroid resistance mechanisms in the cotton bollworm Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) from West Africa. Pesticide Biochemistry and Physiology. v. 74, 2002, p. 17–26.

MORPAIN, C. et al. Improved preparation of Di-O-isopropylidene-1,2;5,6-D-Mannitol. Organic Preparation Procedures International. v. 22, n. 4, 1990, p. 540-543.

NÄSMAN, J. H. 3-Methyl-2(5H)-furanone. Org. Syntheses. v. 68, 1990, p. 162-174.

NAUMANN, K. Synthetic Pyrethroid Insecticides: Structures and Properties. Berlin: Springer-Verlag, 1990, p. 3-15.

NEUMANN, M. G.; QUINA, F. H. A fotoquímica no Brasil. Quim. Nova. v. 25, 2002, p. 34 – 38.

OHGA, K.; MATSUO, T. Photoinduced addition of isopropil alcohol to α,β-unsaturated lactones. J. Org. Chem., v. 39, n. 1, 1974, p. 106-108.

OLIVEIRA, E. E. et al. Resistência vs Susceptibilidade a Piretróides em Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae): há vencedor? Crop protection. 2005, p. 981-990.

PICANÇO, M. C.; MARQUINI, F. Manejo integrado de pragas de hortaliças em ambiente protegido. Informe Agropecuário. Belo Horizonte, v. 20, n. 200/201, 1999, p. 126-133.

PKF CONSULTING LTD. Kenya’s pyrethrum industry 2005. Disponível em: <http://www.epzakenya.com/userfiles/file/kenyapyrethrum.pdf>. Acessado em: 01 jul. 2006.

ROBERTS, J. D.; SAUER, C. W. Small-ring compounds. III. Synthesis of Cyclobutane, Cyclobutanol, Cyclobutene and Cyclobutane. J. Org. Chem. 1949, p. 3925 – 3929.

ROMANO, C. M. et al. Aplicação de pó inerte no controle do Acanthoscelides obtectus em grãos de feijão armazenado. Disponível em: <http://www.cnpaf.embrapa.br/conafe/pdf/conafe2005-0318.pdf>. Acessado em: 17 jul. 2006.

SANSEVERINO, A. M.; MATTOS, M. C. S. Hydrobromination of alkenes with PBr3/SiO2: a simple and efficient regiospecific preparation of alkyl bromides. J. Braz. Chem. Soc. v. 12, n. 5, 2001, p. 685-687.

SCHMID, C. R. et al. Synthesis of 2,3-O-isopropilidene-D-glyceraldehyde in high chemical and optical purity: observations on the development of a pratical bulk process. J. Org. Chem. v. 56, 1991, p. 4056-4058.

SCHMID, C. R.; BRYANT, J. D. D-(R)-Glyceraldehyde Acetonide [1,3-Dioxolane-4-carboxaldehyde, 2,2-dimethyl-, (R)-]. Organic Syntheses. v. 72, 1993, p. 6-10.

-104-

SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F. X. Identificação espectroscópica de compostos orgânicos. 6a. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000, p. 460.

SODERLUND, D. M. et al. Mechanismis of pyretroid neurotoxicity: implications for cumulative risk assessment. Toxicology. v. 171, 2002, p. 3-59.

TOSCANO, L.C. et al. Resistência e mecanismos envolvidos em genótipos de milho em relação ao ataque do gorgulho, Sitophilus zeamais Mots (Coleoptera, Curculionidae). In: Soc. Entomol. Bras. v. 28, n. 1, 1999, p.141-147.

VIANNA, E. E. S.; BERNE, M. E. A.; RIBEIRO, P. B. Desenvolvimento e longevidade de Periplaneta americana Linneu, 1758 (Blattodea: Blattidae). In: Rev. Bras. de Agrociência. v. 7, n. 2, 2001, p. 111-115.

WANDAHWA, P.; RANST, E. V.; DAMME, P. V. Pyrethrum (Chrysanthemum cinerariaefolium Vis.) cultivation in West Kenya: origin, ecological conditions and management. Industrial Crops and Products. v. 5, 1996, p. 307-322.

-105-

Anexos

-106-

Anexo 1: Espectro no IV do 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2).

-107-

Anexo 2: Espectro de RMN de 1H do 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2).

-108-

Anexo 3: Espectro de RMN de 13C do 1,2:5,6-di-O-isopropilideno-D-manitol (1.2).

-109-

Anexo 4: Espectro no IV do (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4).

-110-

Anexo 5: Espectro de RMN de 1H do (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4).

-111-

Anexo 6: Espectro de 13C do (S)-(Z)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.4).

-112-

Anexo 7: Espectro no IV do (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5).

-113-

Anexo 8: Espectro de RMN de 1H do (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5).

-114-

Anexo 9: Espectro de RMN de 13 C do (S)-(E)-4,5-O-isopropilidenopent-2-enoato de metila (1.5).

-115-

Anexo 10: Espectro no IV do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6).

-116-

Anexo 11: Espectro de RMN de 1H do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6).

-117-

Anexo 12: Espectro de RMN de 13C do (1S,3S)-3-[(S)-2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.6).

-118-

Anexo 13: Espectro no IV do (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7).

-119-

Anexo 14: Espectro de RMN de 1H do (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7).

-120-

Anexo 15: Espectro de RMN de 13C do (1S,3S)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.7).

-121-

Anexo 16: Espectro no IV do (1R,3R)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9).

-122-

Anexo 17: Espectro de RMN de 1H do (1R,3R)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9).

-123-

Anexo 18: Espectro de RMN de 13C do (1R,3R)-3-formil-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.9).

-124-

Anexo 19: Espectro no IV dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.10).

-125-

Anexo 20: Espectro no IV dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(3-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.11).

-126-

Anexo 21: Espectro no IV dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-clorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.12).

-127-

Anexo 22: Espectro no IV dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(pentafluorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.13).

-128-

Anexo 23: Espectro no IV dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.14).

-129-

Anexo 24: Espectro de RMN de 1H dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.10).

-130-

Anexo 25: Espectro de RMN de 1H dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(3-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.11).

-131-

Anexo 26: Espectro de RMN de 1H dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-clorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.12).

-132-

Anexo 27: Espectro de RMN de 1H dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(pentafluorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.13).

-133-

Anexo 28: Espectro de RMN de 1H dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.14).

-134-

Anexo 29: Espectro de RMN de 13C dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.10).

-135-

Anexo 30: Espectro de RMN de 13C dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(3-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.11).

-136-

Anexo 31: Espectro de RMN de 13C dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(2-clorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.12).

-137-

Anexo 32: Espectro de RMN de 13 C dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(pentafluorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.13).

-138-

Anexo 33: Espectro de RMN de 13C dos isômeros E e Z (1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.14).

-139-

Anexo 34: Espectro de Massas do (1S,3S)-3-[2-(2-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.10).

-140-

Anexo 35: Espectro de Massas do (1S,3S)-3-[2-(3-metoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.11).

-141-

Anexo 36: Espectro de Massas do (1S,3S)-3-[2-(2-clorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.12).

-142-

Anexo 37: Espectro de Massas do (1S,3S)-3-[2-(pentafluorofenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.13).

-143-

Anexo 38: Espectro de Massas do (1S,3S)-3-[2-(4-etoxifenil)eten-1-il]-2,2-dimetilciclopropano-1-carboxilato de metila (1.14).

-144-

Anexo 39: Espectro no IV da 5H-furan-2-ona (2.2a).

-145-

Anexo 40: Espectro de RMN de 1H da 5H-furan-2-ona (2.2a).

-146-

Anexo 41: Espectro de RMN de 13C da 5H-furan-2-ona (2.2a).

-147-

Anexo 42: Espectro no IV da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3).

-148-

Anexo 43: Espectro de RMN de 1H da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3).

-149-

Anexo 44: Espectro de RMN de 13C da 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.3).

-150-

Anexo 45: Espectro no IV da 4-isopropeniltetraidrofuran-2-ona (2.4a).

-151-

Anexo 46: Espectro de RMN de 1H da 4-isopropeniltetrahidrofuran-2-ona (2.4a).

-152-

Anexo 47: Espectro de RMN de 13C da 4-isopropeniltetrahidrofuran-2-ona (2.4a).

-153-

Anexo 48: Espectro no IV da 4-(1-metiletilideno)tetraidrofuran-2-ona (2.4b).

-154-

Anexo 49: Espectro de RMN de 1H da 4-(1-metiletilideno)tetraidrofuran-2-ona (2.4b).

-155-

Anexo 50: Espectro de RMN de 13C da 4-(1-metiletilideno)tetraidrofuran-2-ona (2.4b).

-156-

Anexo 51: Espectro no IV da 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5).

-157-

Anexo 52: Espectro de RMN de 1H da 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5).

-158-

Anexo 53: Espectro de RMN de 13C da 4-(1’-bromo-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.5).

-159-

Anexo 54: Espectro no IV da 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6).

-160-

Anexo 55: Espectro de RMN de 1H da 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6).

-161-

Anexo 56: Espectro de RMN de 13C da 6,6-dimetil-3-oxabiciclo[3.1.0]hexan-2-ona (2.6).

-162-

Anexo 57: Espectro no IV da (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7).

-163-

Anexo 58: Espectro de RMN de 1H da (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7).

-164-

Anexo 59: Espectro de RMN de 13C da (S)-5-hidroximetil(5H)furan-2-ona (2.7).

-165-

Anexo 60: Espectro no IV da (S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8).

-166-

Anexo 61: Espectro de RMN de 1H da (S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8).

-167-

Anexo 62: Espectro de RMN de 13C da (S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil(5H)furan-2-ona (2.8).

-168-

Anexo 63: Espectro no IV da (4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil- 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.9).

-169-

Anexo 64: Espectro de RMN de 1H da (4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil- 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.9).

-170-

Anexo 65: Espectro de RMN de 13C da (4S,5S)-5-O-tert-butildimetilsiloximetil- 4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.9).

-171-

Anexo 66: Espectro no IV da (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10).

-172-

Anexo 67: Espectro de RMN de 1H da (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10).

-173-

Anexo 68: Espectro de RMN de 13C da (4S,5S)-5-hidroximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.10).

-174-

Anexo 69: Espectro no IV da (4S,5S)-5-benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.11).

-175-

Anexo 70: Espectro de RMN de 1H (4S,5S)-5-benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.11).

-176-

Anexo 71: Espectro de RMN de 13C da (4S,5S)-5-benzoiloximetil-4-(1’-hidroxi-1’-metiletil)tetraidrofuran-2-ona (2.11).

-177-

Anexo 72: Espectro no IV do ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2).

-178-

Anexo 73: Espectro de RMN de 1H do ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2).

-179-

Anexo 74: Espectro de RMN de 13C do ácido (2E, 4E)-hexa-2,4-dienóico (3.2).

-180-

Anexo 75: Espectro de RMN de 1H do ácido (2Z,4E)-hexa-2,4-dienóico (3.5).

-181-

Anexo 76: Espectro de RMN de 13C do ácido (2Z,4E)-hexa-2,4-dienóico (3.5).

-182-

Anexo 77: Espectro no IV do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico (3.3).

-183-

Anexo 78: Espectro de RMN de 1H do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico (3.3).

-184-

Anexo 79: Espectro de RMN de 13C do ácido 2-metil-3-oxo-1-ciclobutanocarboxílico (3.3).

-185-

Anexo 80: Espectro no IV da 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4).

-186-

Anexo 81: Espectro de RMN de 1H da 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4).

-187-

Anexo 82: Espectro de RMN de 13C da 3-hidroximetil-2-metilciclobutan-1-ona (3.4).

-188-

Anexo 83: Espectro no IV do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6).

-189-

Anexo 84: Espectro de RMN de 1H do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6).

-190-

Anexo 85: Espectro de RMN de 13C do 5-hidroxi-4-oxopentanoato de metila (3.6).

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