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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE QUÍMICA
ANDRÉ PASSARETTI LANG
Estudo de Perácidos Intermediários da Reação Peróxi-
Oxalato
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Orientador: Prof. Dr. Josef Wilhelm Baader
São Paulo
2008
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE QUÍMICA
Programa de Pós-Graduação em Química
ANDRÉ PASSARETTI LANG
Estudo de Perácidos Intermediários da Reação Peróxi-Oxalato
São Paulo
Data de Depósito na SPG
15 ⁄ 02 ⁄ 2008
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André Passaretti Lang
Estudo de Perácidos Intermediários da Reação Peróxi-Oxalato
Dissertação apresentada ao Instituto de
Química da Universidade de São Paulo
para obtenção do Título de Mestre em
Química (Química Orgânica)..
Aprovado em: ____________
Banca Examinadora
Prof.Dr. _______________________________________________________
Instituição: _______________________________________________________
Assinatura: _______________________________________________________
Prof.Dr. _______________________________________________________
Instituição: _______________________________________________________
Assinatura: _______________________________________________________
Prof. Dr. _______________________________________________________
Instituição: _______________________________________________________
Assinatura: _______________________________________________________
ANDRÉ PASSARETTI LANG
Estudo de Perácidos Intermediários da Reação Peróxi-
Oxalato
Dissertação apresentada
ao Instituto de Química da
Universidade de São Paulo
para a obtenção do título
de Mestre em Química
(Química Orgânica)
Orientador: Prof. Dr. Josef Wilhelm Baader
São Paulo
2008
Agradecimentos
Agradeço aos meus pais, Carlos e Ana, por me incentivarem e apoiarem
durante toda a minha vida.
Á minha irmã Priscila pela eterna amizade.
Em especial à minha esposa Cintia, por estar sempre comigo, me dar
força e ter muita paciência.
Gostaria também de agradecer ao meu orientador, Prof. Dr. Josef Wilhelm
Baader, por ter me ensinado muito do pouco que sei sobre Química Orgânica, por
ter tido infinita paciência comigo e por ter realmente me ajudado.
Ao Prof. Dr. Cassius Vinicius Stevani, por ter me incentivado e me
apresentado à pós-graduação.
Aos meus colegas de laboratório: Ana, Camila, Cerize, Erick, Joey,
Letícia, Lolo, Marcelo, Mônica e Sandra, que sempre me ajudaram durante a
realização deste trabalho.
Aos funcionários do IQ, Luiz, Sílvia, ao pessoal da Secretaria de Pós-
Graduação e Central Analítica.
Aos professores que gentilmente permitiram que eu utilizasse seus
laboratórios e equipamentos durante a realização deste trabalho: Luiz H. Catalani,
Omar A. El Seoud, Cassius V. Stevani e Etelvino Bechara.
À todos que eu esqueci.
Ao CNPq pelo apoio financeiro.
Resumo:
Lang, A.P. Estudo de perácidos intermediários da reação peróxi-oxalato.
2008. 74p. Dissertação de Mestrado – Programa de Pós-Graduação em Química
(Química Orgânica). Instituto de Química, Universidade de São Paulo.
O sistema quimiluminescente peróxi-oxalato vem sendo estudado por
diversos grupos de pesquisa ao redor do mundo desde os anos 60. Esse interesse
em especial se deve ao fato de que em comparação com a maioria dos sistemas
quimiluminescentes, que apresentam rendimentos quânticos da ordem de 1%,
esse sistema apresenta rendimentos quânticos de emissão consideravelmente
maiores, cerca de 30%. O sistema peróxi-oxalato consiste na reação de ésteres
fenólicos substituídos derivados do ácido oxálico com peróxido de hidrogênio,
catalisada por uma base e em presença de compostos aromáticos
policondensados fluorescentes com baixo potencial de oxidação, chamados de
ativadores (ACT). O mecanismo desta reação, apesar de intensamente estudado,
ainda não se encontra completamente esclarecido. Especificamente, a estrutura
do intermediário formado durante a reação, que é responsável pela quimiexcitação
do ativador, não é conhecida ainda.
No presente trabalho, foram completados estudos previamente efetuados
no nosso grupo com derivados perácidos, intermediários na reação peróxi-oxalato.
Foram sintetizados e caracterizados dois novos derivados perácido, o O,O-
hidrogênio monoperóxi-oxalato de 3-clorofenila e o O,O-hidrogênio monoperóxi-
oxalato de 3-nitrofenila.
Dos estudos cinéticos da reação destes perácidos com imidazol, na
presença de 9,10-difenilantraceno como ativador, foram obtidos constantes de
velocidade de ciclização e rendimentos quânticos singlete. As constantes de
velocidade determinadas, junto com os dados obtidos anteriormente no grupo,
mostram correlação linear de energia livre com as constantes de substituintes de
Hammett, obtendo-se um valor de ρ = 2,18 ± 0,16, o que indica a formação de alta
densidade de carga negativa no estado de transição do passo lento. A
correlação linear entre as constantes de velocidade e os valores de pK
a
dos
grupos de partida fenólicos levou à determinação do valor de β
GP
= -1,07 ±
0,08, indicando que a quebra da ligação para o grupo de partida é muito
avançada no estado de transição no passo lento da reação.
Os rendimentos quânticos singlete mostram dependência com as
propriedades eletrônicas dos substituintes, aumentando inicialmente com o
aumento das propriedades de atração de elétron do substituinte, porém, com
substituintes mais atraentes que hidrogênio, observa-se uma leve diminuição
no rendimento quântico.
O conjunto de dados apresentados neste trabalho, junto com os
resultados obtidos anteriormente pelo grupo, demonstra claramente que a
reação de ciclização dos perácidos, catalisada por imidazol, deve ocorrer de
maneira concertada, ou seja, a saída do grupo de partida fenólico ocorre em
conjunto com o ataque nucleofílico do íon percarboxilato à função éster no
passo lento da reação. Conseqüentemente, foram obtidas neste trabalho
evidências experimentais fundamentadas para a ocorrência da 1,2-
dioxetanodiona como intermediário de alta energia na reação peróxi-oxalato.
Palavras Chave: quimiluminescência, peróxi-oxalato, perácidos intermediários,
1,2-dioxetanodiona, correlação estrutura-reatividade.
Abstract
Lang, A. P. Studies on peracid intermediates in the peroxyoxalate reaction.
2008. 74p. Masters Thesis – Graduate Programm in Chemistry (Organic
Chemistry). Instituto de Química, Universidade de São Paulo.
The peroxyoxalate chemiluminescence has been intensely studied
since the sixties by several research groups all around the world. This interest is
mainly due to the fact that the peroxyoxalate system is highly efficient, showing
quantum yields of around 30 %, much higher than other well known
chemiluminescence reactions which commonly show quantum yields of around
1% or less. The peroxyoxalate system consists in the base catalyzed reaction of
activated oxalate esters with hydrogen peroxide in the presence of highly
fluorescent polycondensed aromatic hydrocarbons with low oxidation potentials,
called activators (ACT). Although intensely investigated, the mechanism of this
complex transformation is still not yet completely clarified. This is true
specifically for the structure of the high-energy intermediate, formed during the
reaction sequence, which is responsible for chemiexcitation, not known at all up
to now.
In the present work, former studies of our group on peracid derivatives,
intermediates in the peroxyoxalate reaction, were completed. Two new peracid
derivatives, 3-chlorophenyl O,O-hydrogen monoperoxyoxalate and 3-
nitrophenyl O,O-hydrogen monoperoxyoxalate were synthesized and
characterized. Kinetic studies on the reaction of these peracid derivatives with
imidazole, in the presence of 9,10-diphenylanthracene as activator, led to the
determination of cyclization rate constants and singlet quantum yields. These
rate constants, together with data formerly obtained by our group, show linear
free-energy correlation with the Hammett substituent constants, resulting in a
reaction constant of ρ = 2,18 ± 0,16, that indicates the formation of a high
negative charge density in the transition state of the rate-limiting step. Similarly,
the linear correlation of the rate constants with the pK
a
values of the phenolic
leaving groups leads to the determination of a value β
GP
= -1,07 ± 0,08,
indicating a high degree of leaving group bond cleavage in the transition state of
the rate-limiting step.
The singlet quantum yields also show dependence on the electronic
properties of the substituents, initially increasing with the increase in the
electron withdrawing nature of the substituent, however, a slight decrease in the
quantum yields is observed with substituents more electron withdrawing than
hydrogen.
The data accumulated in this work, together with results earlier
obtained in our group, clearly demonstrate that the cyclization reaction of the
peracid derivatives, catalyzed by imidazole, proceeds in a concerted manner,
i.e. the phenolic leaving group departure occurs together with the nucleophilic
percarboxylate attach to the ester function in the rate-limiting reaction step.
Consequently, it was possible to obtain in this work solid experimental evidence
for the occurrence of 1,2-dioxetandione as the high-energy intermediate in the
peroxyoxalate reaction.
Keywords: chemiluminescence, peroxyoxalate, peracid intermediates, 1,2-
dioxetanodione, structure-reactivity correlation.
Sumário
1. Introdução ____________________________________________________12
1.1 Quimiluminescência _________________________________________12
1.2 Quimiluminescência direta ____________________________________15
1.3 Quimiluminescência indireta ___________________________________15
1.4 O sistema peróxi-oxalato _____________________________________17
1.5 A etapa de quimiexcitação ____________________________________22
1.6 Estudo de perácidos intermediários do sistema peróxi-oxalato ________23
2. Objetivos_____________________________________________________27
3. Parte Experimental _____________________________________________28
3.1 Aparelhagem ______________________________________________28
3.2 Reagentes ________________________________________________29
3.3 Solventes _________________________________________________29
3.4 Síntese do 3-clorofenol ______________________________________30
3.5 Síntese do monocloreto de oxalila 3-clorofenil éster ________________31
3.6 Síntese do monocloreto de oxalila 3-nitrofenil éster ________________32
3.7 Síntese do intermediário perácido O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3-
clorofenila (1) _________________________________________________33
3.8 Síntese do intermediário perácido O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3-
nitrofenila (2) __________________________________________________35
3.9 Síntese do ácido m-clorofeniloxálico ____________________________35
3.10 Estudo cinético dos perácidos 1 e 2 ___________________________36
3.11 Determinação da concentração dos perácidos 1 e 2 e das soluções
anidras de H
2
O
2
_______________________________________________37
3.12 Calibração da fotomultiplicadora ______________________________37
4. Resultados ___________________________________________________40
4.1 Síntese dos intermediários perácidos O,O-hidrogênio monoperoxioxalato
de 3- clorofenila (3) e O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3- nitrofenila (4)
_____________________________________________________________40
4.2 Estudo cinético da reação peróxi-oxalato com o intermediário perácido
O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3- nitrofenila (2) _________________43
4.3 Estudo cinético da reação peróxi-oxalato com o intermediário perácido
O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3- nitrofenila (4) _________________47
5. Discussão ____________________________________________________50
5.1 Síntese dos intermediários perácidos O,O-hidrogênio monoperoxioxalato
de 3-clorofenila (1) e 3-nitrofenila (2) _______________________________50
5.2 Estudo cinético dos perácidos 1 e 2 ____________________________54
5.3 Estudo de correlação Estrutura- reatividade ______________________56
5.4 Rendimentos Quânticos Singlete (Φ
s
) ___________________________61
6. Conclusão ___________________________________________________65
7. Referências __________________________________________________66
8. Anexos ______________________________________________________69
9. Curriculum vitae _______________________________________________74
Introdução
12
1- Introdução:
1.1 Quimiluminescência:
Pode-se definir o termo quimiluminescência como a emissão de luz
provocada por uma reação química
1
. Existem dois processos distintos pelos
quais a matéria pode emitir luz. Um deles é o fenômeno da incandescência, um
processo físico que requer aumento de temperatura do corpo em questão,
provocando conversão da energia vibracional do mesmo em energia radiante.
No outro o processo a emissão de luz é oriunda de um estado eletrônico
excitado, gerado pela absorção de um fóton pela substância.
Em uma reação quimiluminescente o processo de emissão de luz é
igual ao de uma molécula foto-excitada, porém, os estados excitados são
gerados através de reações químicas (Figura 1).
R.
Prod.*
Prod.
0
∆G
‡
*
∆G
0
R
∆G
0
hν
Coordenada da reação
R.
Prod.*
Prod.
0
∆G
‡
*
∆G
0
R
∆G
0
hν
Coordenada da reação
Figura 1: Esquema energético simplificado da coordenada de uma reação
quimiluminescente.
Introdução
13
Quando uma molécula orgânica absorve energia, várias
transformações energéticas podem ocorrer (Figura 2):
A promoção do elétron do estado singlete fundamental para o primeiro
estado singlete excitado (1); retorno do elétron do primeiro estado singlete
excitado para o estado singlete fundamental, resultando em fluorescência (2);
conversão interna, resultando no estado fundamental da molécula inicial ou um
produto de reação proveniente do estado singlete excitado (3); conversão
intersistemas (4); fosforescência, gerada por transições entre estados com
multiplicidades de spins diferentes (singlete para triplete) (5); conversão
interna, resultando no estado fundamental da molécula inicial ou um produto de
reação proveniente do estado triplete excitado em um produto de reação (6);
promoção do elétron do estado singlete fundamental para o primeiro estado
triplete excitado (7).
Existem, porém, alguns pré-requisitos para que uma reação
quimiluminescente ocorra, como por exemplo, a semelhança energética e
geométrica entre os níveis eletrônicos do reagente e do produto no estado
excitado, isto é, para reações extremamente exotérmicas, nas quais a
geometria do estado excitado do produto é parecida com a geometria dos
reagentes, a energia (ou entalpia livre de ativação) para a reação que leva ao
estado excitado pode ser menor do que a da reação levando ao estrado
ε (S
0
S
1
)
1
S
1
S
0
T
1
ε (S
0
T
1
)
k
fl
k
cl
2
3
4
k
cls
5
6
7
k
cl
k
fos
ε (S
0
S
1
)
1
S
1
S
0
T
1
ε (S
0
T
1
)
k
fl
k
cl
2
3
4
k
cls
5
6
7
k
cl
k
fos
Figura 2: esquema simplificado das possíveis transformações energéticas
sofridas por uma molécula ao absorver energia.
Introdução
14
fundamental e, se isso ocorrer, irá se formar preferencialmente o produto no
estado excitado
2,3
(Figura 3).
Deve-se considerar ainda que para a ocorrência de uma reação com
propriedades de quimiluminescência a reação deverá produzir a energia
necessária para gerar um estado eletronicamente excitado, além de possuir um
caminho preferencial que leve à formação do mesmo, de modo que a perda de
energia por calor (energia vibracional e rotacional) seja mínima. Para a
ocorrência da emissão de luz o produto no estado eletronicamente excitado
deverá ser capaz de perder energia na forma de fóton ou transferi-la para um
emissor, pois caso haja perda de energia por um processo não radiativo, não
haverá emissão de luz.
A variação da entalpia (∆H) é o termo mais importante no tocante à
formação de estados eletronicamente excitados, pois sabe-se que em muitas
Figura 3: Representação simplificada da energia em função da coordenada de uma reação
quimiluminescente onde, ∆G
‡
= energia de ativação; ∆G
‡*
= energia de ativação
quimiluminescente; R= reagente; Prod.
0
= produto no estado fundamental; Prod.* = produto no
estado excitado.
hν
∆G
0
R
∆G
‡
R
Prod.*
Prod.
0
∆G
‡
*
Distância entre os núcleos
∆G
0
hν
∆G
0
R
∆G
‡
R
Prod.*
Prod.
0
∆G
‡
*
Distância entre os núcleos
∆G
0
Introdução
15
reações químicas onde estão presentes propriedades de quimiluminescência a
mudança na entropia é pequena, portanto, ∆G e ∆H são semelhantes em
magnitude, como por exemplo nas reações de decomposição unimolecular de
dioxetanos ou na reação do luminol.
1.2 Quimiluminescência direta:
Uma reação quimiluminescente pode ser classificada como direta se o
produto gerado no estado excitado for o próprio emissor. Um exemplo desta
classe de reações é a reação do luminol, no qual o produto da reação é a
espécie que emite luz
1
(Esquema 1).
NH
2
NH
O
O
NH
H
2
O
2
N
O
O
O
O
OH
-
DMSO
-
-
Esquema 1
1.3 Quimiluminescência indireta
Nesta classe de reações quimiluminescentes o produto gerado no
estado excitado transfere a energia para outra espécie que também vai para
estado excitado, posteriormente decaindo para o estado fundamental e
emitindo luz. A decomposição unimolecular de dioxetanos é um exemplo deste
processo
4,5
(Esquema 2).
Introdução
16
O O
O
(S
1
) (T
1
)
+
O
(S
0
)
O
+
DPA
O
+
DPA
DPA
DPA
(S
1
)
(S
0
)
(S
1
)
(S
0
)
(S
1
)
+
h
ν
νν
ν
Transferência de energia
Fluorescência
Esquema 2
Na decomposição de dioxetanos, pode ocorrer a formação de espécies
no estado fundamental, no estado singlete e no estão triplete (A). O produto
formado no estado singlete pode transferir sua energia para um aceptor (B), no
caso o 9,10-difenilantraceno (DPA), que passa para o estado eletrônico
excitado e então decai emitindo luz (C). A espécie formada no estado singlete
excitado pode ainda decair diretamente para o estado singlete fundamental.
Existem ainda reações onde pode-se classificar o processo como
quimiluminescência ativada, onde ocorre a reação de um composto rico em
energia, usualmente peróxidos cíclicos com anel tensionado e um fluoróforo,
resultando na formação de estados excitados do aceptor, que, neste caso,
passa a ser chamado de ativador, pois o aumento da concentração do aceptor
acelera a decomposição do peróxido (Esquema 3).
Introdução
17
O O
O
O
CO
2
S
1
+
+
S
0
+
S
1
S
0
+
hν
Esquema 3
1.4 O sistema peróxi-oxalato
Desde sua descoberta por Chandross
6
nos anos 60, o sistema
quimiluminescente peróxi-oxalato vem atraindo a atenção de cientistas em
várias partes do mundo.
Atualmente, é um dos sistemas quimiluminescentes conhecidos mais
eficientes, devido ao fato de apresentar elevados rendimentos quânticos de
quimiluminescência em comparação com a maioria dos outros sistemas (40%,
em alguns casos, em relação ao 1%, em média, dos outros sistemas)
7
, fato que
torna o sistema particularmente interessante sob o ponto de vista da sua
utilização como ferramenta analítica, além é claro, de ser importante
cientificamente, conhecer melhor seu mecanismo de reação.
O sistema quimiluminescente peróxi-oxalato consiste basicamente na
reação de derivados de ésteres fenólicos substituídos do ácido oxálico, como o
oxalato de bis (2,4,6-triclorofenila)(TCPO), com peróxido de hidrogênio. A
reação é catalisada por uma base (usualmente imidazol) e realizada em
presença de hidrocarbonetos aromáticos policondensados com baixo potencial
de oxidação, denominado ativador (ACT) (Esquema 4).
Introdução
18
OAr
ArO O
O
+
H
2
O
2
2ArOH +
2CO
2
+
hν
νν
ν
ACT
base
Esquema 4
Dentre os diferentes substituintes dos derivados de ésteres fenólicos do
ácido oxálico observou-se que os que apresentavam maior eficiência eram os
substituintes aceptores de elétrons.
A cinética da reação peróxi-oxalato pode ser seguida através da curva
de aumento e decaimento da intensidade de emissão de luz, que pode ser
medida em um espectrofluorímetro (Figura 4).
Introdução
19
Figura 4: Curva de emissão completa do sistema peróxi-oxalato, com TCPO, imidazol,
peróxido de hidrogênio e DPA.
O mecanismo da reação peróxi-oxalato é complexo, com várias etapas
consecutivas e paralelas, que culminam na emissão de luz. A luz observada é
proveniente do decaimento do estado excitado do ativador para o estado
fundamental acompanhado pela emissão de fluorescência.
A formação do estado excitado do ativador ocorre na chamada etapa de
quimiexcitação, onde um intermediário de alta energia formado na reação
interage com o ativador, que por um processo de retro-transferência de elétron
é levado ao estado excitado
8,9
.
Estudos anteriores, realizados pelo nosso grupo, proporcionaram que
várias informações sobre os eventos anteriores à etapa de quimiexcitação
fossem esclarecidas, permitindo a proposição de um mecanismo simplificado
para a reação peróxi-oxalato e a atribuição de constantes de velocidade
observadas para algumas de suas etapas (Esquema 5)
10,11
.
0 200 400 600 800
0
100
200
300
400
500
k
2
k
1
Intensidade (u.a.)
t (s)
Introdução
20
Cl
Cl
Cl
O
O
Cl
Cl
Cl
O
O
2
2
N
N
H
k
1
k
-1
N
O
O
N
N
N
HO
Cl
Cl
Cl
etapa 2A
H
2
O
2
k
2
'
OH
ClCl
Cl
OOH
O
Cl
Cl
Cl
O
O
O O
OO
OH
ClCl
Cl
N
N
H
etapa 3A
N
N
H
N
N
H
etapa 3
OOH
O
O
N
N
etapa 2
k
2
H
2
O
2
N
N
H
k
3
'
etapa 1
O O
OO
etapa 4
k
4
*
h
ν
Quimiexcitação
Esquema 5
A curva de emissão de luz da reação peróxi-oxalato foi ajustada com
uma função do tipo: f(t) = A
1
exp(-k
obs1
t)-A
2
exp(-k
obs2
t), onde k
obs1
é a
constante observada para o decaimento da emissão de luz da reação e k
obs2
é
a constante de velocidade observada para o aumento da intensidade de
emissão de luz
10,11
.
A curva de formação do 2,4,6-triclorofenol foi monitorada por
espectrofotometria e analisada com a função f(t) = A [1-exp(k
obs1
t)]
10,11
.
A constante de decaimento k
obs1
,apresenta dependência complexa com
a concentração de imidazol. Experimentos de absorção (liberação de fenol
medida em 295 nm) e emissão mostraram que esta é a etapa mais lenta da
reação (Esquema 5, etapa 1). A liberação de fenol também apresenta
dependência complexa com a concentração de imidazol e que, em ambos os
casos, pôde-se utilizar a função binomial: k
obs1
= k
1(bim)
[IMI-H]+k
1(trim)
[IMI-H]
2
Introdução
21
para o ajuste das dependências observadas. A adição de 2,4,6-triclorofenol
(TCP) nos experimentos de absorção e emissão mostrou que a reação inversa
(k
-1
- Esquema 5) não é importante nas condições de reação empregadas.
Existe dependência de k
obs1
com a concentração de H
2
O
2,
em altas
concentrações de H
2
O
2
(acima de 10 mM), pois nessas condições o TCPO
sofre ataque nucleofílico direto do H
2
O
2
, catalisado por imidazol (Esquema 5,
etapa 2A)
7,10
.
A constante de subida, k
obs2,
apresenta dependência linear com a
concentração de H
2
O
2
e a constante bimolecular obtida é atribuída ao ataque
nucleofílico do H
2
O
2
à 1,1-oxalil di-imidazolida. Esta etapa é catalisada por
imidazol e apresenta dependência de segunda ordem com a [IMI-H] (Esquema
5, etapa 2)
7,10,11
.
Em altas concentrações de H
2
O
2
observa-se uma mudança na etapa
limitante da reação (k
(max)
), pois ela passa a não mais depender da [H
2
O
2
]. O
ataque nucleofílico do H
2
O
2
á 1,1-oxalil di-imidazolida não é mais a etapa
limitante (Esquema 5, etapa 3), e sim a ciclização do perácido intermediário.
Entretanto, essa etapa é catalisada por imidazol, que neste caso, atua como
catalisador básico.
10,11
.
Em diferentes concentrações de imidazol, k
obs2
mostra dependência
linear com a [H
2
O
2
] em baixas concentrações e observa-se uma região de
saturação, independente da [H
2
O
2
]. As dependências lineares com a
concentração de peróxido de hidrogênio em duas concentrações diferentes de
imidazol levam a uma constante de velocidade tetramolecular, o que indica que
o ataque nucleofílico do peróxido de hidrogênio ao ODI é catalisado por duas
moléculas de Imidazol. Os valores calculados para as constantes de velocidade
obtidas para cada etapa da reação foram:
Introdução
22
Tabela 1: Constantes de velocidade para cada etapa da reação do TCPO com H
2
O
2
,
catalisada por imidazol em presença de DPA
7
.
Etapa Equação de velocidade Constante
1 k
obs1
= k
1(bim)
[IMI-H]+k
1(trim)
[IMI-H]
2
k1(bim) = 2,5 M
-1
s
-1
k1(trim) = 900 M
-1
s
-1
2, 2A k
obs2
= k
2(trim)
[H
2
O
2
] [IMI-H]
2
K
2(tetr)
= 1,5.10
7
M
-3
s
-1
3 kmax = k
3(bim)
[IMI-H] k
3(bim)
= 320 M
-1
s
-1
1.5 A etapa de quimiexcitação:
Um dos pontos principais acerca do sistema peróxi-oxalato é a etapa de
quimiexcitação, onde a energia química é convertida em excitação eletrônica e
onde acredita-se estar envolvido o mecanismo LIQTE (Luminescência Induzida
Quimicamente pela Troca de Elétron), onde a interação entre um intermediário
de alta energia, postulado acima como sendo a 1,2-dioxetanodiona (Esquema
5, etapa 4), com o ativador (DPA), leva o segundo ao estado excitado e que ao
decair para o estado fundamental emite luz. O mecanismo LIQTE ou CIEEL
(Chemically Induced Electron Exchange Luminescence) inicialmente proposto
por Schuster
9
supõe que ocorreria a geração do estado excitado do ativador se
daria devido à formação de um complexo de encontro entre o peróxido e o
ativador, o que ocasionaria um alongamento da ligação oxigênio-oxigênio e
diminuiria a energia do orbital anti-ligante, permitindo assim a transferência de
um elétron do ativador para o peróxido, originando um par de íons radicais
dentro da gaiola de solvente, o ânion radical da dioxetanodiona e o cátion
radical do ativador. A clivagem do ânion radical da 1,2–dioxetanodiona levaria à
formação do ânion radical do dióxido de carbono, uma espécie altamente
redutora que, por um processo de retro-transferência de elétron levaria à
formação do ativador no estado eletronicamente excitado que, ao decair para o
estado fundamental emitiria luz (Esquema 6),
12
.
Introdução
23
O O
O O
O O
O O
O O
O O
-
-CO
2
CO
2
-CO
2
CO
2
+
δ δ
+
-
ACT
ACT
+
.
ACT
.
Clivagem
.-
ACT
+
ACT
.
+
+
Retro-transferência
ACT*
ACT
hν
Esquema 6: Etapa de quimiexcitação do sistema peróxi-oxalato. ACT = ativador.
1.6 Estudo de perácidos intermediários do sistema peróxi-oxalato:
O estudo detalhado do comportamento de um intermediário chave na
reação peróxi-oxalato foi fundamental para a obtenção de algumas evidências
sobre a formação e a estrutura do intermediário de alta energia responsável
pela etapa de quimiexcitação. Anteriormente foram estudados no nosso grupo
de pesquisa, intermediários peracídicos para-substituídos com substituintes
doadores e aceptores de elétrons,
7,12
.
Introdução
24
Figura 5: Diferentes perácidos intermediários do sistema peróxi-oxalato estudados em
nosso grupo de pesquisa.
Estudando a cinética da reação dos perácidos acima citados com
imidazol, pôde-se obter informações sobre a estrutura do intermediário formado
na etapa de ciclização (Esquema 7)
7,11
.
Através de um estudo de correlação estrutura x reatividade, realizado
com base nos resultados obtidos nos estudos cinéticos da dependência da
constante de velocidade do decaimento de emissão de luz com a concentração
de imidazol, utilizando-se perácidos para-substituídos e calculando-se o valor
de ρ através de gráficos do tipo log k
bim
x σ
-
, obteve-se o valor de ρ = +1,86
±0,45 (Figura 6)
7
.
O
O
O
O
OH
X
OMe
CH
3
Cl
H
X
O
OHOO
OAr
N
N
H
k
1
k
-1
O
O
-
OO
OAr
O O
OO
k
cicl
N
N
H
H
Per IMI-H
Per
-
IMI-H
2
+
O
O
-
OO
OAr
IAE
2 CO
2
ACT ACT
*
CIEEL
Esquema 7: Esquema simplificado para a etapa de ciclização na reação
peróxi
-
oxalato, precedida pela formação do íon percarboxilat
o.
Introdução
25
-0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
m-Cl
m-CF
3
m-NO
2
ρ = 1,86 ± 0,45
p-OCH
3
H
p-CH
3
log (k
bim
)
σ
−
p-Cl
Figura 6: Correlação de Hammett, log de k
bim
x σ
–
para os derivados do O,O-
hidrogênio monoperoxioxalato de arila para substituídos com diferentes grupos.
Indicados nas flechas estão as posições dos valores de σ -m para os substituintes Cl,
CF
3
e NO
2
.
Tentou-se ainda proceder com a síntese do perácido substituído por um
grupo nitro na posição para, entretanto, devido a várias dificuldades relativas à
instabilidade do composto, não foi obtido êxito nesta parte do trabalho.
7
Foram obtidos valores de k
bim
para apenas três substituintes, o valor de
ρ calculado fornece significativas indicações sobre a natureza do estado de
transição da etapa de ciclização no sistema peróxi-oxalato, no entanto,
aumentar o número de substituintes estudados se faz necessário para
confirmar definitivamente a tendência observada e determinar de maneira
precisa, o valor de ρ e conseqüentemente, confirmar a estrutura do
intermediário de alta energia mais provável.
A magnitude e o valor positivo de ρ indicam a participação de uma
carga negativa no estado de transição da etapa de formação do intermediário
de alta energia e que, das possíveis estruturas plausíveis propostas para este
intermediário, aquela que melhor correlaciona-se com os resultados obtidos é a
1,2-dioxetanodiona
7
(Esquema 8 - a).
Introdução
26
Esquema 8: Possíveis caminhos para a formação do intermediário de alta energia na
reação peróxi-oxalato.
Objetivos
27
2. Objetivos
O objetivo central deste trabalho é contribuir para o esclarecimento da
estrutura do intermediário de alta energia na reação peróxi-oxalato. O
intermediário de alta energia é aquele de vários intermediários da reação que,
através da sua interação com o ativador, leva á formação de estados
eletronicamente excitados deste último e, conseqüentemente, à emissão de
quimiluminescência.
Para atingir este objetivo geral pretende-se desenvolver as seguintes
etapas:
(i) Síntese e caracterização de novos derivados perácidos intermediários da
reação peróxi-oxalato, especificamente derivados contendo substituintes
atraentes de elétron na posição meta do anel aromático.
(ii) Estudo da cinética da reação destes perácidos com imidazol e obtenção de
constantes de velocidade e rendimentos quânticos singlete.
(iii) Correlação das constantes de velocidade e rendimentos quânticos com os
parâmetros de substituintes de Hammett e os valores de pK
a
dos grupos de
partida fenólicos, utilizando-se também dados obtidos anteriormente no grupo.
(iv) A partir dos parâmetros obtidos das correlações de energia livre, identificar
o mecanismo da reação de ciclização dos derivados perácido e, com base
neste, identificar a estrutura mais provável do intermediário de alta energia na
reação peróxi-oxalato.
Experimental
28
3 Parte Experimental:
3.1 Aparelhagem:
As cinéticas de emissão de luz proveniente da reação peróxi-oxalato
realizada com o perácido m-cloro substituído foram medidas utilizando-se um
espectrofluorímetro Varian Cary Eclipse, empregando-se 750 V de tensão na
fotomultiplicadora, fenda regulada em 5 nm e grade na condição de espelho.
As cinéticas de emissão utilizando-se o perácido m-nitro substituído
foram realizadas em um espectrofluorímetro Hitachi, com fenda regulada em 1
nm e 700 V de tensão na fotomultiplicadora.
As determinações das concentrações das soluções de peróxidos e das
soluções dos perácidos foram realizadas em um espectrofotômetro Shimadzu
Multispec 1501.
A caracterização dos compostos preparados neste trabalho foi
realizada utilizando-se os seguintes equipamentos: Bruker DRX 300 e DRX 500
para RMN
13
C, FT IR Bomem MB100, Elemental Analyzer 2400 CHN Perkin
Elmer.
Experimental
29
3.2 Reagentes:
O 3-clorofenol 98% (Aldrich) foi destilado à pressão reduzida (1 mmHg),
o ponto de ebulição observado foi de 68-69° C. O 3-nitrofenol 98% (Aldrich) foi
recristalizado três vezes utilizando-se clorofórmio como solvente. A piridina foi
refluxada em presença de NaOH por 4 horas e depois destilada à pressão
ambiente utilizando-se uma coluna vigreaux encamisada, o ponto de ebulição
observado foi de 111° C. O cloreto de oxalila (Merck), o DPA (9,10-
difenilantraceno) (Aldrich) e o imidazol (Aldrich) foram utilizados sem
purificação prévia. O cloreto de cálcio (Synth) e o sulfato de magnésio (JT
Baker) foram secos em um forno sob vácuo durante oito horas a uma
temperatura de 170° C. As soluções estoque de peróxido de hidrogênio
utilizadas na preparação dos perácidos 3 e 4 foram preparadas a partir da
extração de 20 mL de uma solução concentrada (60 %) de peróxido de
hidrogênio com três porções de 15 mL de éter etílico anidro, sendo a solução
seca com sulfato de magnésio e filtrada (por duas vezes). Na terceira vez que
se inseria sulfato de magnésio deixava-se a mistura na geladeira (5° C) por
cerca de 24 h. A mistura era então filtrada e a concentração de H
2
O
2
era
determinada espectroscopicamente por iodometria
13
.
3.3 Solventes:
O acetato de etila foi seco sob CaCl
2
por 24 h e posteriormente filtrado,
repetindo-se o processo caso o cloreto de cálcio apresentasse aspecto
compactado, era então submetido à agitação mecânica por 30 minutos com
NaOH (40g por litro de acetato de etila) a 0° C, sendo filtrado novamente e
destilado (P.E. = 77° C), ao destilado eram inseridos 50g de P
2
O
5
, a mistura
era vigorosamente agitada e novamente destilada. Procedia-se então com uma
nova destilação em presença de P
2
O
5
e em atmosfera de N
2
.
O acetato de etila
seco era armazenado sob peneira molecular 4 Ǻ pré-ativada.
O éter dietílico foi tratado gotejando-se lentamente H
2
SO
4
(100 mL p ⁄ 1
L de éter), sobre o éter a 0°C. Terminada a adição a mistura era destilada e o
Experimental
30
éter era recolhido em um balão com capacidade para 1 L, onde, utilizando-se
de uma prensa, inseria-se sódio metálico diretamente, na forma de fios, em
seguida, refluxava-se a mistura por 4h em presença de benzofenona. Ao final
do processo a mistura apresentava-se azul, característica do meio anidro.
O tolueno utilizado na limpeza do material contaminado com DPA e o
diclorometano utilizado nas extrações foram utilizados sem purificação prévia.
3.4 Síntese do 3-clorofenol
14
:
Em um balão tritubulado, com capacidade para 2L, imerso em um banho
de gelo, dissolveu-se 0,6 mols de 3-cloroanilina (incolor) em uma solução de
HCl concentrado. Observou-se a formação de uma suspensão branca. À
suspensão foram adicionados 250 mL de uma solução 2,5 M de NaNO
2
,
mantendo-se a temperatura em uma faixa de 0 a 5°C. A cor da mistura
reacional passou de branca para vermelha. Após 5 minutos do término da
adição, foi realizado um ensaio para verificação da presença de HNO
2
na
mistura reacional. O ensaio era realizado pingando-se uma gota da mistura em
papel indicador de iodeto-amido, o qual ficou prontamente azul pela presença
do HNO
2
. Foram adicionadas algumas porções de uréia a fim de neutralizar o
HNO
2
presente, fato observado pela resposta negativa ao ensaio com papel
indicador iodeto-amido.
No mesmo balão tritubulado a mistura foi destilada por arraste de vapor,
e foram recolhidos cerca de 700 mL de uma mistura bifásica amarelada,
contendo um óleo vermelho, mais denso que a fase amarelada.
A mistura resultante foi saturada com NaCl e posteriormente procedeu-
se com uma extração utilizando 3x CH
2
Cl
2
(o volume de CH
2
Cl
2
era a metade
do volume da fração do destilado).
NH
2
Cl
NaNO
2
HCl
0
0
C
N
2
+
Cl
H
2
O
OH
Cl
arraste de vapor
Experimental
31
O 3-clorofenol foi destilado à pressão reduzida (3 mmHg), o ponto de
ebulição observado foi de 74°C e o destilado apresentou-se translúcido e
levemente amarelado. O composto foi caracterizado por RMN H
1
– 200 MHz,
análise elementar e espectroscopia de infravermelho.
Rendimento: 43,1 g, 56 %
Análise elementar:
(%) Observado : 53.74 (C); 3,28 (H) ⁄ Calculado: 56,06 (C); 3,92 (H).
Infravermelho (KBr):
3342 cm
-1
(ν, O-H),1077 cm
-1
(δ, C-Cl), 1219 (δ, C-O), 1590 (δ, C=C anel
aromático).
RMN de
13
C: Bruker 75,5 MHz, Acetona D
6
- 40
0
C, deslocamentos químicos
em relação ao solvente:
(δ): 159,1 (C – 1), 115,9 (C – 2), 134,7 (C – 3), 120,0 (C – 4), 131,6 (C – 5) e
114,7 (C – 6).
3.5 Síntese do monocloreto de oxalila 3-clorofenil éster (1)
15
:
OH
Cl
O O
Cl Cl
O
O O
Cl
Cl
+
Éter anidro
3 dias
1
Em um balão com capacidade para 100 mL contendo 60 mL de éter
anidro foram dissolvidos sob agitação magnética 9,01g (0,0701 mol) de 3-
clorofenol. Utilizando-se um funil de adição adicionou-se ao sistema, sob
atmosfera inerte, 13 mL (0,151 mols) de cloreto de oxalila. A mistura reacional
foi deixada sob agitação magnética por cerca de três dias. O balão foi tampado
OH
Cl
1
2
3
4
5
6
Experimental
32
com um tubo secante contendo sílica gel pré-ativada (seca em estufa a 85°C
por 24h).
Após três dias, o solvente da reação (éter) foi roto-evaporado com o
auxílio de uma bomba de vácuo, na qual além dos dois traps de segurança
existentes na linha de vácuo, os quais eram imersos em uma mistura
refrigerante de gelo seco ⁄ etanol, era ainda adicionado um terceiro trap de
segurança antes da linha de vácuo o qual era imerso em uma mistura de gelo
seco ⁄ acetona. O produto obtido foi um líquido amarelo esverdeado que foi
guardado em um freezer a – 20° C e posteriormente destilado à pressão
reduzida (3 mmHg), utilizando-se uma coluna vigreaux encamisada. O ponto de
ebulição observado foi de 111° C. O produto obtido foi um líquido amarelado
translúcido.
Rendimento: 16,5 g ≈ 63 %.
Caracterização:
Infravermelho (KBr):
1778 cm
-1
(ν, C=O), 774 cm
-1
(δ, C-Cl), 1224 (δ, C-O), 1591 (δ, C=C anel
aromático), 3594 (ν, O-H - impureza do ácido correspondente).
Análise elementar:
(%) Observado: 43.80 (C), 2,02 (H), 31,95 (Cl) ⁄ Calculado: 43,87 (C), 1,84 (H),
(Cl) 32,37.
3.6 Síntese do monocloreto de oxalila 3-nitrofenil éster (2)
15
:
OH
O
2
N
OO
Cl
Cl
O
2
N
O
Cl
O O
+
Éter anidro
3 - 4 dias
2
Em um balão com capacidade para 100 mL contendo 60 mL de éter
anidro foram dissolvidos sob agitação magnética 7,84g (0,0563 mol) de 3-
nitrofenol. Utilizando-se um funil de adição adicionou-se ao sistema, sob
atmosfera inerte, 10 mL (0,116 mols) de cloreto de oxalila. A mistura reacional
foi deixada sob agitação magnética de três a quatro dias, dependendo da
Experimental
33
intensidade da presença do 3-nitrofenol presente no TLC. O balão foi tampado
com um tubo secante contendo sílica gel.
Após um período de três a quatro dias o solvente da reação (éter) foi
roto-evaporado com o auxílio de uma bomba de vácuo, onde utilizou-se um
sistema de traps de segurança análogo ao empregado na síntese do
monocloreto de oxalila 3-clorofenil éster descrita acima. O produto obtido foi um
sólido amarelo pálido que foi guardado em um freezer a – 20° C.
Caracterização:
Infravermelho (KBr):
1767 cm
-1
(ν, C=O), 735 cm
-1
(δ, C-Cl), 1200 (δ, O-C aromático), 1522
(ν, (N=O)
2
assimétrico), 1355 (ν, (N=O)
2
simétrico) 3104 (ν,C-H anel aromático),
853 (ν, C-N).
3.7 Síntese do intermediário perácido O,O-hidrogênio monoperóxi-
oxalato de 3- clorofenila (3)
16
.
O
Cl
O O
Cl
H
2
O
2
O
O O
Cl
O OH
+
Py
-25
0
C
3
Em um balão de uma boca com capacidade para 100 mL dissolvia-se,
sob agitação magnética e atmosfera de N
2
, 600 mg (0,003 mol) do monocloreto
de oxalila 3- clorofenil éster em cerca de 10 mL de éter anídro recém destilado.
Após a dissolução do monocloreto, e ainda sob agitação, adicionava-se
durante 20 minutos, sob atmosfera inerte e temperatura de -25°C, 3,8 mL de
uma solução concentrada de H
2
O
2
(7,21 M, 0,03 mol, excesso de cerca de 10
vezes em relação ao monocloreto) contendo 0,22 mL (0,003 mol) de piridina.
Deixava-se a mistura sob agitação por cerca de 30 minutos.
Ao término da agitação, visando eliminar o excesso de peróxido
presente, procedia-se com uma lavagem, utilizando-se uma solução aquosa
saturada e gelada de cloreto de amônio. A fase etérea era seca com sulfato de
Experimental
34
magnésio anidro por cerca de 10 minutos a 0°C. Após a filtração, o éter era
roto-evaporado a -40°C e substituído por acetato de etila anidro (4-6 mL).
A reação foi acompanhada por cromatografia em camada delgada CCD
a -20°C utilizando placa de SiO
2
aderida em alumínio,
com indicador de
fluorescência 60 F
254
, e como mistura eluente foi usado diclorometano ⁄ acetato
de etila (9,5:0,5). Utilizando-se uma solução de KI (10%) como revelador foi
possível identificar a presença de uma mancha marrom, indicando tratar-se de
uma substância com caráter peroxídico (R
f
= 0,0) referente ao peróxido de
hidrogênio presente. Com uma solução de alaranjado de metila em uma
mistura água ⁄ etanol (9:1) como revelador, observou-se a presença de uma
mancha branca, referente à degradação do alaranjado de metila (R
f
= 0,65)
pelo perácido formado. Após sucessivas lavagens com cloreto de amônio não
mais se observou a mancha referente ao peróxido de hidrogênio.
Caracterização: RMN
13
C Bruker DRX 500, 125 MHz, Acetona D
6
–10
0
C, deslocamentos químicos em relação ao solvente.
O
Cl
O O
O OH
1
2
3
4
5
6
7
8
(δ): 154,3 (C – 1), 156,2 (C – 2), 151,3 (C – 3), 122,4 (C – 4), 134,9 (C – 5),
127,8 (C – 6), 131,5 (C – 7) e 120,7 (C – 8).
Experimental
35
3.8 Síntese do intermediário perácido O,O-hidrogênio monoperóxi-
oxalato de 3- nitrofenila (4)
16
.
O
Cl
O O
O
2
N
H
2
O
2
O
O O
O OH
O
2
N
+
Py
-25
0
C
4
A síntese do intermediário perácido O,O-hidrogênio monoperóxi-oxalato
de 3- nitrofenila (4) foi realizada de acordo com a metodologia empregada na
síntese do intermediário perácido 3 e dos demais perácidos preparados
anteriormente em nosso grupo de pesquisa, no entanto, deve-se ressaltar que,
em todas as preparações deste perácido utilizou-se o monocloreto de oxalila 3-
nitrofenil éster sem purificação prévia devido à impossibilidade da mesma. Foi
observada uma mancha branca R
f
= 0,61 para o perácido 4, devido à
decomposição do alaranjado de metila empregado como revelador. Antes do
processo de lavagem, foi observado que, utilizando-se uma solução de KI 10%
como revelador, ocorria o aparecimento de uma mancha com R
f
= 0,0,
referente ao peróxido de hidrogênio presente. Após o processo de lavagem não
mais se observou a presença desta mancha. Utilizou-se uma mistura eluente
composta por diclorometano ⁄ acetato de etila (9,5:0,5).
Tentativas de caracterização via RMN
13
C em acetona D
6
a – 40
0
C
foram realizadas, no entanto não se obteve êxito nas tentativas.
3.9 – Síntese do ácido m-clorofeniloxálico (5).
O
O O
OH
Cl
O
O O
Cl
Cl
Éter anidro
Py
-25
o
C
/
+
H
2
O
5
Em um balão de 50 mL foram dissolvidos 300 mg (1,4 mmol) de
monocloreto de oxalila 3-clorofenil éster (1) em 10 mL de éter anidro. Durante
20 minutos foi adicionada, gota a gota, uma solução etérea contendo água
(0,40 mL / 22,22 mmol) e piridina (0,11 mL / 1,4 mmol), sob atmosfera de N
2
Experimental
36
seco. Após 30 minutos de agitação a -25
0
C, a mistura reacional foi lavada com
uma solução saturada e previamente resfriada de cloreto de amônio (3x 15 mL)
e a porção etérea seca com sulfato de magnésio por 10 minutos a 0
0
C. O
solvente foi evaporado a -10
0
C, obtendo-se um sólido branco. CCD -20
0
C,
eluente CH
2
Cl
2
/ hexano / acetonitrila (15 : 3 : 2) e revelação com alaranjado
de metila (R
f
= 0,12).
RMN de
13
C (acetona D
6
, - 40
0
C 75,5 MHz)
O
O O
Cl
OH
1
2
3
4
5
6
7
8
(δ) 158,0 (C – 1), 157,3 (C – 2), 151,8 (C – 3), 122,8 (C – 4) 134,7 (C – 5),
127,5 (C – 6), 131,3 (C – 7) e 121,2 (C – 8).
3.10 Estudo cinético dos perácidos 3 e 4.
Em uma cubeta de quartzo de caminho óptico de 1 cm e capacidade
para 3,5 mL foram adicionados 300 µL de solução de 9,10-difenilantraceno (10
mM), 5 µL a 2,5 mL de solução de imidazol (300 mM) e a quantidade adequada
de acetato de etila anidro para completar o volume para 3 mL. Foram utilizados
diferentes volumes da solução dos perácidos, devido a concentração da
solução estoque variar com o tempo. A concentração das soluções de perácido
foi determinada no início de cada dia de experimentos. A concentração final de
ambos os perácidos nos experimentos de emissão era de 0,1 mM. Todas as
soluções foram preparadas em acetato de etila anidro e os dados cinéticos
calculados com base na variação da intensidade de emissão de luz.
Concentrações finais: perácido: 0,10 mM; DPA: 1,0 mM; imidazol: 0,5 – 80
mM.
Os experimentos de emissão de luz para a reação com o perácido 3
foram realizados em um espectrofluorímetro Varian – Cary Eclypse. A abertura
da fenda foi mantida em 5 nm e a tensão na fotomultiplicadora foi mantida em
750 V. Os experimentos de emissão com o perácido 4 foram realizados em um
Experimental
37
espectrofluorímetro Hitachi. A abertura da fenda utilizada variava em 1-5 nm, a
tensão da fotomultiplicadora foi mantida em 700 nm.
3.11 Determinação da concentração dos perácidos 3 e 4 e das
soluções anidras de H
2
O
2
.
As concentrações das soluções de peróxido de hidrogênio foram
determinadas utilizando-se cubetas de quartzo de caminho óptico de 1,0 cm à
temperatura de 25°C. Nas cubetas eram inseridos 3,0 mL de uma solução 0.05
M de KI em tampão HOAc ⁄ NaOAc (pH = 3,8), 10 µL de uma solução aquosa
de enzima peroxidase de raiz forte (HRP –VI) após a agitação da mistura,
injetava-se 10 µL de uma solução aquosa de H
2
O
2
, preparada diluindo-se a
solução estoque anídra de H
2
O
2
em água (geralmente diluía-se a solução
estoque 100 vezes), agitava-se rápida e manualmente a mistura e media-se a
intensidade da absorção em 353 nm, referente ao iodo formado (ε = 2,55 10
4
),
cuja concentração é diretamente proporcional à quantidade de H
2
O
2
.
Na determinação da concentração dos perácidos, o mesmo
procedimento era utilizado, no entanto, injetava-se 5 µL da solução do perácido
em acetato de etila, sem diluição prévia nem adição da enzima peroxidase de
raiz forte.
3.12 Calibração da fotomultiplicadora:
Calibrar a fotomultiplicadora de um instrumento que mede a intensidade
de luz emitida é um procedimento necessário, pois ao longo do tempo os
resultados obtidos podem variar devido a diversos fatores, como a fadiga
material da fotomultiplicadora, etc. Além disso, os valores obtidos podem ser
diferentes, como unidades arbitrárias (U.A.) ou contagens por segundo (cs
-1
),
dependendo do aparelho utilizado, portanto, a calibração é necessária para que
Experimental
38
se possam converter os valores das intensidades de luz obtidas em Einstein (E,
unidade do Sistema Internacional que expressa a quantidade de luz emitida).
O procedimento de calibração foi realizado através da reação do luminol
com peróxido de hidrogênio, catalisada por hemina, descrita na literatura e que
foi adotada pelo nosso grupo como reação padrão na determinação de
rendimentos quânticos de quimiluminescência
17,18,19
. É importante lembrar que
o rendimento quântico de quimiluminescência da reação do luminol com H
2
O
2
(Φ
luminol
= 0,0114 ± 0,0006 E mol
-1
) é independente da concentração inicial do
luminol, e que a concentração de H
2
O
2
deve ser 100 vezes maior que a
concentração do luminol. As soluções utilizadas exceto a solução de luminol
foram preparadas imediatamente antes do experimento.
Em uma cubeta de quartzo com 1,0 cm de caminho óptico eram
inseridos 2,8 mL de uma solução de luminol (0,1 mM) preparada em solução
tampão de fosfato pH = 11,6, ε = 7600 M
-1
cm
-1
. A cubeta era então inserida no
espectrofluorímetro e seu conteúdo mantido em constante agitação magnética.
Adicionava-se então 100µL de uma solução de H
2
O
2
(0,3% em água
deionizada) e em seguida, adicionava-se 100µL de uma solução de hemina
bovina dissolvida em meio aquoso alcalino (absorbância = 0,2 em 414 nm).
Com a adição da hemina observava-se um pulso de emissão de luz que
rapidamente decaia. Quando a intensidade de emissão atingia cerca de 2% da
intensidade inicial, adicionava-se ao sistema 100µL de uma solução de hemina
mais concentrada (absorbância = 0,6 em 414 nm), então outro pulso de
emissão de luz era observado o qual rapidamente retornava à linha base
(Figura 7). A inserção da solução de hemina mais concentrada é feita para
garantir que o luminol seja completamente consumido.
Experimental
39
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
0
200
400
600
800
1000
Intensidade (U.A.)
tempo (s)
Figura 7: Variação da intensidade de emissão de luz em função do tempo na reação
de luminol com H
2
O
2
, utilizando hemina bovina como catalisador. O segundo pico
obtido corresponde à adição da segunda alíquota da solução de hemina mais
concentrada.
A área abaixo da curva de emissão é então determinada em seis
experimentos. O fator de calibração (F
CF
) é determinado através do valor da
integral abaixo da curva experimental obtida (em unidades arbitrárias). Desta
maneira, pode ser convertida em Einstein (E), ou seja, mols de fótons.
Equação 1
Onde :
• Q
área
= área integrada abaixo da curva de emissão da reação do
luminol;
• n
luminol
= n° de mols de luminol utilizado na reação;
• F
CF
= fator de calibração da fotomultiplicadora;
Φ
luminol
= rendimento de quimiluminescência do luminol.
F
CF
=
Φ
luminol
n
luminol
Q
área
[E ⁄ U.A.] ou [E ⁄ counts]
Resultados
40
4 Resultados:
4.1 Síntese dos intermediários perácidos O,O-hidrogênio
monoperoxioxalato de 3- clorofenila (3) e O,O-hidrogênio
monoperoxioxalato de 3- nitrofenila (4)
16
.
Os perácidos 3, 4 foram sintetizados através da reação dos
monocloretos correspondentes com peróxido de hidrogênio e piridina em meio
de éter anidro, a uma temperatura de -25 °C
7,16
(Esquema 9). Durante adição
da mistura de peróxido de hidrogênio e piridina a cada um dos monocloretos
observou-se a formação de um precipitado branco cristalino. Em ambos os
casos, após a evaporação do solvente da reação a - 40°C foi observada a
presença de um sólido cristalino no fundo do balão. No caso do perácido 3 o
sólido apresentava-se branco, no caso do perácido 4 levemente amarelado.
O
X
Cl
O O
H
2
O
2
O
X
O O
O OH
Éter anidro
Py
-25
o
C
/
+
X - Cl, NO
2
Esquema 9
A formação dos perácidos 3 e 4 foi acompanhada por cromatografia
em camada delgada (CCD) a -20 °C utilizando-se como eluente uma mistura
de diclorometano ⁄ acetato de etila (9,5 : 0,5). Para a revelação das placas
foram empregadas soluções de KI 10%, a qual permitia que fosse observada
uma mancha escura característica da função peroxídica, visível devido à
oxidação do iodeto para iodo. Utilizou-se também como revelador uma solução
de alaranjado de metila (pH 3,2-4,4), que mostrou-se útil tanto para indicar a
presença de impurezas dos ácidos correspondentes 5 e 6, através da
observação de uma mancha vermelha característica (R
f
= 0,88 e 0,80,
respectivamente para os compostos 5 e 6), quanto para indicar a presença do
Resultados
41
perácido, pois ocorre degradação do alaranjado de metila quando em contato
com o perácido, originando uma mancha branca (R
f
= 0,65 e 0,61, para os
perácidos 3 e 4 respectivamente). Este comportamento foi similar para os
compostos 3 e 4.
O
X
O O
OH
5 - X = Cl
6 - X = NO
2
Para o perácido 4, observou-se que durante a síntese, ao proceder-se
com as análises por cromatografia em camada delgada CCD a mancha
correspondente ao perácido, revelada através da degradação do alaranjado de
metila borrifado na placa apresentava-se pouco menos intensa em comparação
com a mancha observada para o perácido 3, no entanto a mesma pode ser
detectada claramente. Os rendimentos observados para a formação dos
compostos 3 e 4 foram respectivamente de 10,5 % e 8,0% (rendimentos
determinados através do conteúdo peroxídico das soluções dos perácidos
obtidos).
Assim como os perácidos anteriormente preparados em nosso grupo
de pesquisa os perácidos 3 e 4 também apresentaram-se instáveis a
temperatura ambiente, sendo que seu manuseio foi sempre efetuado à baixa
temperatura e sob atmosfera inerte. O composto 4 apresentou-se
consideravelmente mais instável que o composto 3, o que pode ser explicado
pelo fato de que o m-nitrofenol ser um grupo de partida consideravelmente
melhor do que o m-clorofenol. Após sua preparação os compostos 3 e 4 eram
armazenados a -80 °C como solução 0,1 M em acetato de etila anidro.
Os resultados anteriores
7,20
demonstraram ser inviável realizar a
purificação dos perácidos, portanto, neste estudo não foram feitas tentativas
com este intuito, decisão reforçada pelo fato de que os derivados 3 e 4 se
mostrarem consideravelmente menos estáveis que os anteriormente obtidos, o
que pode ser facilmente entendido devido ao fato de estarem envolvidos
melhores grupos de partida fenólicos.
A caracterização do composto
3 foi realizada por RMN
13
C, pois devido
a presença de impurezas como o fenol e o ácido oxálico correspondentes,
Resultados
42
técnicas como a espectroscopia na região do infravermelho ou espectrometria
de massas não seriam indicadas para identificar cada composto presente na
mistura. A análise foi iniciada com a preparação e caracterização por RMN
13
C
(- 40
0
C, Acetona D
6
, Bruker DRX 300) do ácido 3-clorofeniloxálico (5) e do 3-
clorofenol resultando nos seguintes deslocamentos químicos:
O
O O
Cl
OH
1
2
3
4
5
6
7
8
(δ) 158,0 (C – 1), 157,3 (C – 2), 151,8 (C – 3), 122,8 (C – 4) 134,7 (C – 5),
127,5 (C – 6), 131,3 (C – 7) e 121,2 (C – 8).
OH
Cl
3
4
5
6
7
8
(δ): 159,1 (C – 3), 115,9 (C – 4), 134,7 (C – 5), 120,0 (C – 6), 131,6 (C – 7) e
114,7 (C – 8).
A análise da mistura contendo o perácido 3 foi realizada por RMN
13
C
(- 40
0
C, Acetona D
6
, Bruker DRX 500) e foram observadas as presenças dos
compostos 5 e do 3-clorofenol. Os sinais em δ 154,3 e 156,2 (perácido) e em δ
158,2 e 157,4 (ácido) obtidos na região das carbonilas, os sinais em δ 151,3,
151,7 e 159,3 correspondentes ao C – 3 de perácido, ácido e fenol e os demais
sinais na região dos carbonos aromáticos foram atribuídos em comparação
entre os respectivos espectros e em analogia aos dados relatados na literatura
para os derivados perácidos e ácidos correspondentes
7,20
. Foram realizados
experimentos de RMN
13
C nas mesmas condições empregadas na
determinação do composto 3, na tentativa de caracterizar o composto 4, no
entanto, não se obteve sucesso.
Resultados
43
4.2 Estudo cinético da reação peróxi-oxalato com o intermediário
perácido O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3- clorofenila (3).
Através da emissão de luz proveniente da reação do perácido 3,
catalisada por imidazol, na presença de 9,10-difenilantraceno (DPA) (Esquema
10), foi possível determinar a dependência da constante de velocidade
observada k
obs1
para o decaimento da intensidade de emissão de luz em
função da concentração de imidazol.
Esquema 10
Tipicamente, foram observadas curvas cinéticas onde um rápido
aumento na intensidade de emissão de luz era seguido por um decaimento
lento na intensidade de emissão (Figura 8).
Cl
O
OOH
O
O
O
Cl
H
N
N
H
C
O
2
+
+
2
h
ν
νν
ν
3
Resultados
44
0 100 200
0
200
Intensidade (U.A)
tempo (s)
IMIH10.0mM
IMIH20.0mM
IMIH40.0mM
IMIH60.0mM
IMIH80.0mM
Figura 8: Emissão de luz proveniente da reação de O,O-hidrogênio
monoperoxioxalato de 3- clorofenila (3) com imidazol ([Imi-H] = 10,0 – 80,0 mM) na
presença de 9,10- difenilantraceno (DPA). Espectrofluorímetro nas condições: fenda 5
nm, tensão na fotomultiplicadora = 750 V.
Com o aumento da concentração de imidazol observou-se um aumento
da constante de velocidade de decaimento (Figura 8). Foi observado também
que a intensidade de luz observada diminuía conforme se aumentava a
concentração de imidazol, fato também relatado nos trabalhos de Silva et al
7,11
e Stevani et al
10
. As curvas experimentais foram ajustadas utilizando-se uma
função de decaimento mono-exponencial de primeira ordem do tipo f(t) = A*
exp(-k
obs
.t). As constantes de velocidade observadas aumentam com a [Imi-H],
mostrando variações de quase 3 ordens de grandeza para concentrações de
[Imi-H] entre 0,1 e 80 mM (Tabela 2).
Resultados
45
Para avaliar como variava a emissão de luz observada na reação dos
perácidos com imidazol, procedeu-se com o cálculo dos rendimentos quânticos
singlete Φ
s
. Os rendimentos quânticos singlete foram determinados
multiplicando-se o valor da área (A) obtida abaixo de cada curva de emissão
pelos fatores de calibração da fotomultiplicadora (f
CF
) e fator de sensibilidade
da fotomultiplicadora (f
SF
)
7
divididos pelo número de mols do perácido (n)
multiplicado pelo rendimento quântico de fluorescência do ativador (Φ
F
)
20
(DPA) (Equação 2).
Os Φ
s
assim obtidos mostraram variação com a concentração de
imidazol, sendo que ocorre uma diminuição de cerca de 50 vezes no intervalo
de [Imi-H] estudado (Tabela 2). Esse fato surpreendente já foi observado no
estudo dos outros derivados perácidos
7,20
e com o sistema peróxi-oxalato
11
.
Tabela 2: Constantes de velocidade observadas (k
obs
) e rendimentos quânticos
singlete Φ
s
na reação do perácido 3 com imidazol.
[Imidazol] mM k
obs
x 10
3
(s
-1
) Φ
s
x 10
4
Emol
-1
0,10 0,264 ± 0,010 52,1 ± 4,5
0,30 0,720 ± 0,010 45,6 ± 0,3
0,50 1,33 ± 0,02 33,1 ± 0,2
0,70 1,92 ± 0,01 25,7 ± 0,1
1,0 2,82 ± 0,02 18,7 ± 0,1
3,0 7,26 ± 0,09 9,0 ± 0,1
5,0 11,7 ± 0,5 6,0 ± 0,1
7,0 16,1 ± 0,10 4,4 ± 0,1
10 21,1 ± 0,1 3,4 ± 0,2
20 39,5 ± 1,1 2,1 ± 0,1
40 66,8 ± 7,0 1,5 ± 0,2
60 85,4 ± 3,9 0,9 ± 0,1
=Φ
S
A
f
CF
f
SF
n
Φ
F
.
.
.
=Φ
S
A
f
CF
f
SF
n
Φ
F
.
.
.
Equação 2
Resultados
46
80 112 ± 10 1,0 ± 0,1
[3] = 0,1 mM, em acetato de etila anidro a 25
0
C. Fenda em 5 nm; Tensão na
fotomultiplicadora = 750 V.
Através do gráfico da dependência de k
obs
com a concentração de
imidazol observou-se que existe uma dependência linear de k
obs
em baixas
concentrações de imidazol (0,1 -7,0 mM) (Figura 9). Observou-se também uma
dependência complexa em concentrações de imidazol maiores que 7 mM,
conforme observado anteriormente
7
(Figura 10). Obteve-se uma constante
bimolecular de k
bim
2,48 ± 0,01 M
-1
s
-1
.
0 1 2 3 4 5 6 7 8
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
k
bim
= 2,48 ± 0,01 M
-1
s
-1
R = 0,994
k
obs
s
-1
[IMI-H] mM
Figura 9: Dependência linear de k
obs
com a concentração de imidazol (0,1 – 7 mM) na
reação com o perácido 3.
Resultados
47
0 30 60 90
0,00
0,05
0,10
k
obs1
s
-1
[Imi-H] mM
Figura 10: Dependência de k
obs
com a concentração de imidazol (0,1-8,0 mM – região
linear; 10,0 -80 mM – região de dependência complexa) na reação com o perácido 3.
4.3 Estudo cinético da reação peróxi-oxalato com o intermediário
perácido O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3- nitrofenila (4).
De maneira análoga à observada para o comportamento do perácido 3,
observou-se que, para o perácido 4, também foi possível determinar a
dependência da constante de velocidade observada k
obs
para o decaimento da
intensidade de emissão de luz em função da concentração de imidazol, no
entanto observou-se que a velocidade da reação era consideravelmente maior
no caso do perácido m-nitro substituído (Tabela 3). Também foi observado que,
assim como para o caso dos demais perácidos estudados a intensidade da
emissão de luz diminui com o aumento da concentração de imidazol (Figura
11).
Resultados
48
-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Intensidade (U.A.)
tempo (s)
IMI-H 0,1 mM
IMI-H 1,0 mM
IMI-H 3,0 mM
IMI-H 5,0 mM
IMI-H 10,0 mM
Figura 11: Emissão de luz proveniente da reação de O,O-hidrogênio
monoperoxioxalato de 3- nitrofenila (4) com imidazol ([Imi-H] = 0,1 – 10,0 mM) na
presença de 9,10- difenilantraceno (DPA). Espectrofluorímetro nas condições: fenda 5
nm, tensão na fotomultiplicadora = 750 V.
Devido à dificuldade da preparação, quantidade reduzida do perácido 4
obtida e sua rápida decomposição, optou-se por concentrar os estudos
cinéticos na região de baixa concentração de imidazol (0,5-10,0 mM), pois
tanto para o perácido 3 quanto para os perácidos anteriormente preparados em
nosso grupo de pesquisa foi observado que sob estas condições existe
dependência linear da constante de decaimento da emissão de luz k
obs
com a
concentração de imidazol, o que permitiu que fosse possível calcular uma
constante bimolecular k
bim
= 15,7 ± 0,07 M
-1
s
-1
(Figura 12).
Tabela 3: Constantes de velocidade observadas (k
obs
) e rendimentos quânticos
singlete Φ
s
na reação do perácido 4 com imidazol.
Resultados
49
[Imidazol] mM k
obs
x 10
2
(s
-1
) Φ
s
x 10
4
Emol
-1
0,5
1,23 ± 0,24 33,1 ± 0,2
1
2,10 ± 0,23 25,7 ± 1,4
3
5,85 ± 0,23 18,7 ± 0,2
5
9,42 ± 0,52 9,0 ± 0,1
10
16,3 ± 0,5 6,0 ± 0,2
[4] = 0,1 mM, em acetato de etila anidro a 25
0
C. Fenda em 1 nm; Tensão na
fotomultiplicadora = 700 V.
.
0 2 4 6 8 10
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
k
bim
15,7 ± 0,07 M
−1
s
-1
k
obs
10
3
s
-1
[IMI-H] Mm
Figura 12: Dependência de k
obs
com a concentração de imidazol (0,5-10,0 mM )
para reação com perácido 4 em acetato de etila anidro a 25
0
C.
[
4
] = 0,1mM, fenda = 1nm, tensão = 700 V.
Discussão
50
5 Discussão:
5.1 Síntese dos intermediários perácidos O,O-hidrogênio
monoperoxioxalato de 3-clorofenila (3) e 3-nitrofenila (4)
Os derivados 3 e 4 foram preparados através da reação entre o
monocloreto de oxalila 3-clorofenil éster (1) e o monocloreto de oxalila 3-
nitrofenil éster (2) respectivamente, com peróxido de hidrogênio na presença
de piridina em éter anidro (Esquema 11). É necessário afirmar que para
preparar os compostos 3 e 4 foram necessários alguns cuidados afins de que
não ocorresse a degradação dos mesmos, já que os mesmos são instáveis à
temperatura ambiente. Por exemplo, foi necessária a rápida extração para
isolar o produto dos reagentes. Por isso, devido à sua instabilidade, tornou-se
como procedimento armazená-los em acetato de etila anidro a -80°C.
O
Cl
O OX
H
2
O
2
O
O O
X
O OH
+
Py
-25
0
C
X = Cl, NO
2
Esquema 11
A caracterização do composto 3 foi realizada por RMN
13
C (-10
0
C,
Acetona D
6
, Bruker DRX 500, 125 MHz). Foram obtidos também os espectros
de RMN
13
C do 3-clorofenol e do ácido correspondente a 3, o ácido m-clorofenil
oxálico (5), nas mesmas condições experimentais. Os sinais destes últimos
dois compostos foram atribuídos em comparação com os dos correspondentes
derivados para- substituídos (Tabela 4).
16,20
Discussão
51
Tabela 4: Deslocamentos químicos da RMN de
13
C dos compostos 3, 5 e 3-clorofenol (Bruker
DRX500, 125 MHz) e os correspondentes perácido, ácido e fenol p-cloro substituídos
20
(Bruker
AC 200, 50 MHz - INVGATE).
Cl
O
X
O
O
3
4
5
6
7
8
1
2
C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7 C-8
X - O-OH 154,3
156,2
151,3
122,4
134,9
127,8
131,5
120,7
X - OH 158,2
157,4
151,7
122,7
134,8
127,5
131,8
121,0
OH
Cl
3
4
5
6
7
8
159,3
119,8
134,8
120,0
131,9
114,7
O
X
O
O
Cl
3
45
6
1
2
C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6
X – O-OH 154,6
156,3
149,3
123,8
130,4
132,4
X – OH 158,5
157,8
149,6
123,9
130,3
132,1
OH
Cl
3
4
5
6
157,0
117,5
124,0
129,8
O espectro de RMN
13
C da mistura contendo perácido p-cloro substituído foi obtido em
Acetona D
6
a - 40
0
C. O espectro da mistura contendo o composto 3 foi obtido em Acetona D
6
a
- 10
0
C.
Os deslocamentos químicos observados para o experimento com 3
foram comparados com os obtidos do O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 4-
clorofenila
16,20
, o qual foi caracterizado por RMN
13
C, 50 MHz, empregando a
seqüência de pulsos INVGATE (inverse gate coupling), que permite a
integração dos sinais permitindo analisar a relação entre os sinais do ácido e
do perácido. Os deslocamentos químicos no espectro de RMN
13
C da mistura
contendo o perácido 3, o ácido m-clorofenil oxálico (5) e o m-clorofenol foram
então atribuídos em comparação com os deslocamentos do perácido p-cloro
substituído,
16,20
e os deslocamentos atribuídos ao ácido 5 e o m-clorofenol a
partir de amostras autênticas (Tabela 4).
Discussão
52
Observa-se a similaridade dos deslocamentos químicos para os
carbonos carbonílicos C-1 e C-2 para o composto 3 e seu análogo para-
substituído. Da mesma maneira, os descolamentos para os carbonos
aromáticos são parecidos para os isômeros meta e para. O deslocamento para
o carbono terciário C-3 aparece em campo mais baixo para o derivado meta,
explicável pelo maior efeito doador de elétron do substituinte cloro na posição
para. O C-5 do derivado meta mostra deslocamento similar com o C-6 do
derivado para, são estes os carbonos contendo o substituinte cloro nos dois
casos. É interessante observar também a similaridade entre os deslocamentos
para os derivados perácido e ácido correspondentes meta- e para-substituídos,
mostrando diferenças nos dois casos de somente 0,1 a 0,4 ppm (Tabela 4)
(Anexos 1 e 2).
Não foi possível ainda caracterizar o composto 4 através de RMN
13
C.
Foram realizadas tentativas empregando-se as mesmas condições utilizadas
para o composto 3 (- 10
0
C, Acetona D
6
, Bruker DRX 500, 75,5 MHz), no
entanto, devido á maior instabilidade de 4 e impossibilidade de realização dos
experimentos em menor temperatura tenha possivelmente ocorrido a
decomposição do composto. Tem-se, no entanto, evidências claras da
obtenção do mesmo, pois o comportamento apresentado frente às análises por
CCD e nos estudos cinéticos apresenta similaridade com todos os demais
perácidos estudados e coerência com o que se esperaria dos resultados dos
estudos cinéticos obtidos em relação ao comportamento de 4 na reação com
imidazol em presença de DPA.
A formação dos compostos 3 e 4 foi acompanhada por cromatografia
em camada delgada (CCD), método este que continuou se mostrando bastante
eficiente para acompanhar a formação dos produtos. No caso das impurezas
dos fenóis a identificação podia ser feita empregando-se uma lâmpada UV, e
no caso do ácido utilizava-se alaranjado de metila.
A identificação do perácido também foi possível com o emprego do
alaranjado e metila, o qual na presença do perácido decompunha-se, formando
uma mancha branca na placa de CCD. Tal comportamento tornou-se um
método complementar para a identificação do perácido no produto bruto. Havia
também a possibilidade de formação do peranidrido (Esquema 12), o qual
Discussão
53
apresentaria comportamento similar ao perácido, entretanto, segundo a
literatura,
7,16,20,21
o excesso de peróxido de hidrogênio impediria a formação de
tal composto, sendo assim, a reação foi feita sempre utilizando H
2
O
2
em
excesso de dez vezes.
X
O
O
O
Cl
H
2
O
2
X
O
O O
O
X
O
O
O
O
Piridina
5
Esquema 12
De acordo com Silva
7
, as impurezas de fenóis presentes e impossíveis
de serem retiradas não apresentam influência nos experimentos cinéticos.
Excessos de cerca de 10 vezes a concentração de fenol em relação ao
perácido não afetam a cinética da reação, fato também observado de maneira
preliminar para os compostos 3 e 4.
Impurezas do ácido correspondente também não promovem
interferência na cinética da reação. Este é um fator importante, pois assim
como o perácido, o ácido correspondente também sofre reação com imidazol.
Essa reação poderia ser acompanhada monitorando-se a saída do fenol
correspondente através da sua absorção na região do ultravioleta, no entanto,
não foi possível preparar o perácido livre das impurezas de fenol, tornando o
experimento no UV inviável. Por outro lado, Stevani et al.
20, 21
observou que o
ácido p-clorofeniloxálico reagia 100 vezes mais lentamente que o O,O-
hidrogênio monoperoxioxalato de p-clorofenila com imidazol, sendo assim,
admitiu-se que provavelmente os outros ácidos correspondentes, presentes
como impurezas na preparação dos compostos 3 e 4, bem como nos outros
perácidos preparados em trabalhos anteriores em nosso grupo de pesquisa
teriam comportamento semelhante em relação aos perácidos.
Observou-se também para os perácidos 3 e 4, que os mesmos não
reagem com o ACT na ausência de uma base. Foi relatado na literatura
22
, que
perácidos intermediários como os compostos 3 e 4 seriam intermediários de
alta energia (IAE) que na presença de um ativador (ACT), resultaria na emissão
Discussão
54
de luz. No entanto, foi verificado que a emissão de luz só é observada quando
uma base adequada (pK
a
> 6,0) é utilizada. Este resultado também foi obtido
por Stevani
20
ao estudar o intermediário perácido p-Cl substituído, e por Silva
ao estudar os intermediários perácidos p-H, p-OCH
3
e p-CH
3
substituídos.
7,16,20,21
5.2 Estudo cinético dos perácidos 3 e 4
A reação dos compostos 3 e 4 catalisada por imidazol, na presença de
9,10-difenilantraceno (DPA) em acetato de etila anidro resulta em emissão de
luz, devido à desprotonação do mesmo por imidazol com subseqüente
formação do intermediário de alta energia, o qual interage com o DPA na etapa
de quimiexcitação, provocando sua excitação eletrônica. O emprego de
imidazol nos estudos envolvendo a reação peróxi-oxalato é amplamente
difundido, visto que com esta base, obtêm-se os melhores resultados, incluindo
também trabalhos de química analítica.
23,24
Nos estudos realizados neste trabalho, observou-se uma dependência
de primeira ordem em baixas concentrações de imidazol para ambos os
perácidos estudados (Figuras 9 e 12). Para o perácido 3, foram realizados
experimentos em concentrações maiores de imidazol, onde pode-se observar
uma dependência complexa com a concentração desta base, fato também
observado nos trabalhos de Silva e Stevani
7,20
(Figura 10).
O comportamento observado com relação às constantes de velocidade
observadas nas regiões de baixas e altas concentrações de imidazol pode ser
explicado da seguinte maneira: Em baixas concentrações de imidazol este
agiria predominantemente como catalisador básico, desprotonando o perácido,
originando assim o íon percarboxilato, que por sua vez sofreria ciclização, no
passo lento, formando o intermediário de alta energia. Neste caminho da
reação ocorre a participação de apenas uma molécula de imidazol. Em
concentrações mais altas de imidazol, este agiria predominantemente como
catalisador nucleofílico, com a participação de duas moléculas de imidazol no
passo lento ( Esquema 13).
7,16,20
Discussão
55
Em vista do esquema cinético exposto (Esquema 13) pode-se entender
a dependência de k
obs
com a concentração do imidazol para o perácido 3 no
intervalo inteiro de concentração estudado pela ocorrência dos dois processos
catálise básica e catálise nucleofílica, os quais mostram dependência com a
[Imi-H] de primeira e segunda ordem, respectivamente. Sendo assim, o
processo de catálise nucleofílica contribui de maneira significante para a
reação total somente em concentrações mais altas (> 10 mM) de imidazol. Na
região de baixa concentração de imidazol deve-se observar
predominantemente a catálise básica da ciclização do perácido. Para os
nossos estudos, este é o processo de interesse porque nele pode ocorrer, no
passo lento, a saída do grupo de partida para a formação do intermediário de
alta energia IAE (k
2
– Esquema 15).
O aumento da concentração de imidazol leva ao deslocamento do
equilíbrio ácido - base entre 3 e imidazol (K
eq
) para a direita, aumentando assim
a concentração do percarboxilato de 3 (3
-
), com um conseqüente aumento da
velocidade de reação. As constantes de velocidade obtidas da dependência de
k
obs
com a concentração de imidazol (k
bim
) correspondem a k
2
(Esquema 13),
sendo que eles ainda contêm o valor de K
eq
, o qual é por sua vez determinado
OOH
O
O
O
Cl
OOH
O
O
N
N
N
N
H
N
N
H
N
N
H
OO
-
O
O
O
Cl
N
N
H
H
ACT
2 CO
2
k
nucl
k
2
ACT*
Catálise Básica
C
a
t
á
l
i
s
e
N
u
c
l
e
o
f
í
l
i
c
a
IAE
+
K
eq
3 3
-
Esquema 13
Discussão
56
pelos valores de K
a
do perácido (3 ou 4) e de imidazol, valores estes não
conhecidos no solvente acetato de etila utilizado. Entretanto, tendo em vista
que o valor de K
eq
não deve sofrer grandes alterações com o substituinte no
anel aromático (o centro reacional – o grupo –O-OH – encontra-se distante do
anel aromático com diferentes substituintes) e que este equilíbrio seja sempre
mais deslocado para a esquerda nas condições utilizadas, pode-se considerar
os valores de k
bim
como medidas para a constante de velocidade de ciclização
do percarboxilato (k
2
- Esquema 13).
5.3 Estudo de correlação estrutura - reatividade
A natureza estrutural do intermediário de alta energia (IAE) da reação
peróxi-oxalato, responsável pela etapa de quimiexcitação que culmina na
emissão de luz é motivo de controvérsia em alguns grupos de pesquisa já há
alguns anos. A fim de obter informações sobre a estrutura do IAE vem sendo
desenvolvido em nosso grupo de pesquisa um estudo de correlação estrutura-
reatividade com intermediários perácidos da reação peroxioxalato contendo
diferentes substituintes no anel aromático do grupo éster.
7,16,20,21
Os dois intermediários de alta energia mais prováveis na reação peróxi-
oxalato são 1,2-dioxetanodiona (A) e a 1,2-dioxetanona B, as quais podem ser
formadas a partir dos perácidos, na etapa de ciclização através de duas vias
(Esquema 14). O ataque intramolecular do íon percarboxilato pode ocorrer com
a concomitante saída do grupo de partida fenolato, formando a 1,2-
dioxetanodiona (A) (Esquema 14, caminho (i)). Alternativamente, o ataque
intramolecular do íon percarboxilato pode ocorrer sem a saída do grupo de
partida, originando assim a 1,2-dioxetanona (B) (Esquema 14, caminho (ii)).
Caso o intermediário B for formado, este se pode transformar em A com a
saída do fenolato. Ambos os intermediários podem, a priori, interagir com o
ativador levando à formação deste último no estado eletronicamente excitado
singlete e conseqüente emissão de luz (Esquema 14).
Discussão
57
Esquema 14
Utilizando-se substituintes com diferentes propriedades eletrônicas no
anel aromático do perácido deve ser possível diferenciar entre os caminhos (i)
e (ii) (Esquema 14), através de um estudo de Hammett e a obtendo assim o
valor de ρ, o qual pode indicar a saída do grupo de partida no passo lento da
reação. Estudos anteriores realizados em nosso grupo de pesquisa obtiveram
um valor elevado e positivo para ρ (1,86) através dos estudos com quatro
perácidos p-substituídos (-H, -Cl, -CH
3
e -OCH
3
), fato que indicaria a
predominância do caminho (i) no qual ocorre a saída do grupo de partida
fenolato no passo lento.
7
Discussão
58
Tabela 5: Constantes de velocidade bimoleculares k
bim
; valores de sigma de Hammett para os
substituintes do anel aromático dos perácidos; rendimentos quânticos singlete extrapolados
para a concentração zero de imidazol (Φ
0
s
) (1 ⁄ Φ
s
vs [Imidazol]), juntamente com os
rendimentos quânticos singlete obtidos na menor [Imidazol] (Φ
s
); pk
a
dos fenóis substituídos
(grupos de partida).
k
bim
(M
-1
s
-1
)
σ
-
σ
Φ
s
x10
3
(E mol
-1
)
Φ
s
0
x10
3
(E mol
-1
)
pK
a
p-OCH
3
a
0,108 ± 0,009 -0,26
-0,27
0,9 ± 0,2
c
1,2 ± 0,1
10,19
p-CH
3
a
0,224 ± 0,010 -0,17
-0,17 4,6 ± 0,6
d
5,4 ± 0,9 10,2
-H
a
0,250 ± 0,006 0 0 5,5 ± 0,6
d
8,4 ± 1,0 10,0
p-Cl
b
0,96 ± 0,02 0,24 4,6 ± 0,7
d
7,1 ± 0,7 9,38
m-Cl
2,48 ± 0,01 0,37 5,2 ±0,4
e
5,1 ± 0,5 9,02
m-NO
2
15,7 ± 0,07 0,71 4,3 ± 0,3
f
4,4 ± 0,8 8,35
a
ref
7
;
b
ref
20,21
;
c
[Imi-H] = 0,3mM,
d
[Imi-H] =0,5mM,
e
[Imi-H] = 0,1 mM,
f
[Imi-H] = 0,1 mM
Os valores obtidos para os dois perácidos estudados neste trabalho
completam os estudos anteriores, obtendo-se agora dados cinéticos para a
reação de seis derivados perácidos (Tabela 5). A correlação de Hammett das
constantes de velocidade bimoleculares (k
bim
) obtidas com os valores de σ e σ-
dos substituintes
25
(logk
bim
vs σ) se mostra linear, resultando em uma constante
de Hammett de ρ = 2,16 ± 0,16 para a correlação com os valores de σ (Figura
13 a) e 2,18 ± 0,16 para a mesma correlação empregando os valores de σ-
(Figura 13 b). O valor positivo alto de ρ indica claramente que no estado de
transição da etapa limitante ocorre o desenvolvimento de uma alta densidade
de carga negativa, fato que encontra-se de acordo com a saída do grupo de
partida fenólico no passo lento da reação (Esquema 14, caminho (i)).
Discussão
59
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
ρ
ρ ρ
ρ = 2,16 ± 0,16
p-OCH
3
p-CH
3
H
p-Cl
m-Cl
m-NO
2
log k
bim
σ
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
ρ
ρρ
ρ = 2,18 ± 0,16
p-OCH
3
p-CH
3
H
p-Cl
m-Cl
m-NO
2
log k
bim
σ−
a b
Figura 13: Correlação de Hammett, log de k
bim
x σ (a) e k
bim
x σ- (b)para os derivados do O,O-
hidrogênio monoperoxioxalato de arila substituídos com diferentes grupos em meta e para.
Os resultados obtidos em nossos estudos devem ser relacionados com
estudos da literatura sobre a hidrólise de derivados de ácidos carboxílicos.
Estas reações podem ocorrer de duas maneiras diferentes: (a) formação de um
intermediário tetraédrico na etapa limitante e a saída do grupo de partida em
uma etapa posterior e rápida, e (b) saída do grupo de partida de maneira
concertada com o ataque nucleofílico, sem a formação do intermediário
tetraédrico (Esquema 15).
δ−
δ−
R
GP
O
Nu
lenta
a
b
R
GP
O
-
Nu
rápida
R
Nu
O
R
GP
O
Nu
R
Nu
O
GP= Grupo de partida
Nu = Nucleófilo
Esquema 15
Estudos de estrutura reatividade de Hammett podem contribuir para
verificar o caminho da reação ocorrido nos casos específicos estudados. A
determinação de valores positivos e altos de ρ pode indicar a ocorrência do
Discussão
60
caminho (a) (Esquema 15) no qual há a saída do grupo de partida no passo
lento da reação sem a formação do intermediário tetraedral. De maneira
análoga se pode também correlacionar as constantes de velocidade com os
valores de pK
a
dos grupos de partida, obtendo-se um valor de β que indica a
extensão da clivagem da ligação do grupo de partida no estado de transição (β
próximo a zero: ligação pouco rompida, β próximo a menos um: ligação
consideravelmente rompida). Na reação de acetatos de arila substituídos com
determinadas aminas, Jencks et al.
26
observaram valores de ρ de
aproximadamente 2, indicando grande sensibilidade da reação ao efeito da
natureza do grupo de partida. Para nucleófilos básicos oxigenados foram
obtidos valores menores.
Um et al
27
encontraram valores de ρ igual a 0,75 e β igual a -0,35 em
estudos realizados sobre a hidrólise alcalina de tiobenzoatos de fenila
substituídos, com base nos dados obtidos propuseram que na etapa limitante
ocorreria a formação de um intermediário tetraedral. Em contrapartida, El
Seoud et al.
28
, em estudos sobre a hidrólise de 3,5-benzoatos de fenila
substituídos, catalisada por imidazol, reportaram valores de ρ igual a 1,59 e β
igual a -0,75. Os autores propuseram um mecanismo concertado na etapa
limitante, com a saída do fenol concomitante com o ataque nucleofílico.
Existem na literatura relatos de valores de β da ordem de -0,35 para a
hidrólise de acetatos
29
e cinamatos
30
de arila e aminólise de acetatos de arila
26
e tioderivados
31
. De acordo com o valor de β obtido foi proposta a formação de
um intermediário tetraédrico na etapa limitante. No entanto, também são
encontrados relatos de valores de β acima de -0,75, como por exemplo nas
reações de cinamatos de arila com íon N
3
-
(β
GP
= -0,95), aminólise de acetatos
de arila e benzoatos com grupos pobres de partida (β
GP
= -1,40) e hidrólise de
derivados de benzoatos de fenila substituídos catalisado por imidazol (β
GP
= -
0,75)
28
. Os valores altos de β
GP
obtidos nestes caso foram interpretados com a
ocorrência da saída do grupo de partida na etapa limitante da reação.
Os resultados obtidos através estudo dos perácidos m-substituídos
realizados neste trabalho, combinados com os resultados anteriores obtidos em
nosso grupo de pesquisa (Tabela 5), levam ao valor de β
GP
= -1,07 ± 0,08
(Figura14), o que indica que no passo de ciclização, para a formação do IAE,
Discussão
61
toda a carga formal está formado no grupo de partida fenolato.
Conseqüentemente, nas reações dos derivados perácidos de O,O-hidrogênio
monoperoxioxalato de fenila para e meta substituídos, catalisada por imidazol,
o ataque intramolecular do íon percarboxilato é acompanhado da saída
concomitante do grupo de partida. Sendo assim, a reação de ciclização dos
derivados perácidos deve ocorrer pelo de maneira concertada (Esquema 16,
caminho (i)) e a 1,2-dioxetanodiona deve constituir o intermediário de alta
energia que interage com o ativador, levando à emissão de luz.
8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
p-Cl
m-NO
2
m-Cl
H
p-OCH
3
p-CH
3
log(k
bim
)
pKa
β
β β
β = -1,07±
±±
± 0,08
Figura 14: Correlação de energia livre entre a constante de velocidade de ciclização e os
valores de pK
a
dos grupos de partida (log k
bim
vs pK
a
) para a reação dos derivados perácidos
com imidazol.
5.4 Rendimentos Quânticos Singlete (Φ
s
)
Foram determinados os rendimentos quânticos singlete (Φ
s
) para a
reação dos perácidos 3 e 4 com imidazol, através da determinação das
integrais abaixo das curvas de emissão, utilizando-se o fator de calibração da
fotomultiplicadora determinado com o sistema luminol (Tabela 2, Tabela 3).
Estes valores mostram dependência com a concentração de imidazol, sendo
que para [Imi-H] mais altos ocorre uma diminuição considerável nos valores de
Φ
s
(Figura 14). Este fato surpreendente já tinha sido observado para os
Discussão
62
perácidos estudados anteriormente
5,7,20
e também para a reação peroxioxalato
com oxalato de 2,4,6-triclorofenila e imidazol como catalisador.
10
0 20 40 60 80
0
10
20
30
40
50
60
Φ
Φ
Φ
Φ
s
.10
4
(E.mol
-1
)
[IMI-H] mM
Φ
s
m-Cl
Φ
s
m-NO
2
Figura 14: Dependência dos rendimentos quânticos singlete (Φ
s
) da reação dos perácidos
intermediários m-cloro e m-nitro substituídos com a concentração de imidazol.
Sabe-se que a variação da concentração de imidazol não afeta o
rendimento quântico de fluorescência do ativador 9,10-difenilantraceno
(DPA),
10
portanto não há atuação direta do imidazol sobre o estado excitado do
ativador. Estudos anteriormente realizados em nosso grupo de pesquisa,
visando avaliar o efeito de impurezas sobre a emissão de luz
7,10
, permitiram
inferir que a diminuição dos rendimentos quânticos na reação dos perácidos e
também no sistema peróxi-oxalato, com o aumento da concentração de
imidazol deve estar associada a uma interação do imidazol com o IAE
formado.
7,10
Esta interação não leva à formação de estados eletronicamente
excitados e, portanto, a ocorrência dela resulta em uma diminuição do
rendimento quântico de quimiluminescência.
É importante ressaltar que apesar do processo de supressão da emissão
por imidazol, que ocorre na reação dos perácidos, ser diferente de um
processo de desativação de estados excitados, o esquema cinético deste
processo é o mesmo.
7
Isto é, a diminuição da intensidade de emissão
observada com o aumento da [Imi-H] pode ser avaliada de maneira quantitativa
Discussão
63
aplicando-se a equação de Stern-Volmer aos resultados obtidos (Figura 15).
Foram observadas correlações lineares do tipo Stern-Volmer para ambos os
derivados 3 e 4, apesar do fato de que para o perácido 4 terem sido obtidos
poucos dados. Destas correlações é possível se obter os valores dos
rendimentos quânticos singlete para a concentração zero de imidazol (Φ
0
s
),
eliminando desta maneira sua interação com o ativador (Figura 15).
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
500
1000
1500
2000
2500
R= 0,998
1/ Φ
s
[IMI-H]mM
Φ
o
s
= (5,06 ± 0,51)x 10
-3
Emol
-1
0 2 4 6 8 10
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
R= 0,984
1/ Φ
s
[IMI-H] mM
Φ
o
s
= (4,44 ± 0,83)x 10
-3
Emol
-1
A B
Figura 15: Correlação de Stern-Volmer ente os rendimentos quânticos singlete (Φ
s
) da reação
dos perácidos 3 (A) e 4 (B) com imidazol com a concentração de imidazol.
Os resultados obtidos do inverso do rendimento quântico singlete (Φ
s
)
em função da concentração de imidazol para os perácidos m-cloro e m-nitro
substituídos, mostram-se coerentes com os resultados obtidos anteriormente
em nosso grupo de pesquisa. Observou-se que os valores dos rendimentos
quânticos na concentração zero de imidazol (Φ
0
s
) são maiores mas similares
aos valores observados para os rendimentos quânticos singlete (Φ
s
) em baixas
concentrações de imidazol, comprovando que o imidazol provoca a redução na
formação dos estados excitados (Tabela 5).
Os rendimentos quânticos na concentração zero de imidazol (Φ
0
s
)
aumentam com o aumento do valor de σ no caso dos substituintes p-metóxi, p-
metil e do não substituído, porém, com valores mais positivos de σ ocorre uma
leve diminuição deste rendimento, no caso do p-cloro, m-cloro e m-nitro (Figura
16). Em uma análise preliminar poder-se-ia esperar uma aumento do Φ
0
s
com o
aumento do valor de σ do substituinte, no caso da 1,2-dioxetanona como IAE,
Discussão
64
tendo em vista que a melhora do grupo de partida (σ maior) deve favorecer o
caminho concertado de ciclização (Esquema 14, caminho (i)). Este
comportamento foi de fato observado experimentalmente na série de derivados
contendo os substituintes p-metóxi, p-metil e hidrogênio (Figura 16). O fato de
que para substituintes mais atraentes do que hidrogênio não ocorrer um maior
aumento no rendimento quântico pode ser entendido, com base no mecanismo
proposto (Esquema 14), supondo-se que a reação ocorre predominantemente
pelo caminho concertado, já para X = H. A melhora da propriedade do grupo de
partida na substituição de hidrogênio pelo grupo para-cloro não levaria a um
aumento da eficiência de formação de estado excitados porque mesmo com
hidrogênio forma-se, quase que exclusivamente, a 1,2-dioxetanodiona como
IAE. A melhoria do grupo de partida levaria assim somente a um aumento na
velocidade da ciclização mais não a valores de Φ
0
s
maiores.
-0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
-3,0
-2,8
-2,6
-2,4
-2,2
-2,0
m-NO
2
m-Cl
p-Cl
H
p-CH
3
p-OCH
3
log (Φ
0
S
)
σ −
Figura 16: Correlação de Hammett, log (Φ
0
s
) vs σ, com os valores de σ- de Hammett para os
perácidos, p-CH
3
, p-OCH
3
, H, p-Cl, m-Cl, m-NO
2
substituídos.
A diminuição do Φ
0
s
com o aumento do valor de σ para os derivados p-
cloro, m-cloro e m-nitro poderia ser explicado pela maior reatividade destes
derivados perácidos com substituintes aceptores de elétrons, levando à
ocorrência de reações concorrentes, como por exemplo a hidrólise, e que não
levam à formação de estados excitados.
Conclusões
65
6 Conclusões
Os resultados obtidos no estudo dos perácidos contendo substituintes
atraentes de elétron na posição meta, intermediários da reação peróxi-oxalato,
mostram excelente correlação com os dados obtidos anteriormente com
perácidos contendo substituintes doadores de elétron na posição para. Os
valores dos parâmetros ρ e β obtidos mostram que o ataque nucleofílico
intramolecular do íon percarboxilato à carbonila do éster deve ocorrer de
maneira concertada com a saído do grupo de partida. Sendo assim, foi possível
obter neste trabalho evidências experimentais claras para a ocorrência da 1,2-
dioxetanodiona como intermediário de alta energia na reação peróxi-oxalato.
Referências
66
7 Referências:
1
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Weinheim; Deerffield Beach, Fl.: VCH; Chischester: Horwood, 1988.
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3
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220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
ppm
15.55
15.65
18.55
18.66
29.44
29.59
29.75
29.90
30.05
30.21
30.36
63.91
63.98
64.62
66.15
104.22
104.69
114.73
116.04
119.94
120.69
120.93
121.00
122.40
122.50
122.59
122.68
127.47
127.55
127.69
127.79
131.45
131.76
131.87
134.77
134.83
134.89
151.27
151.58
151.66
152.00
154.31
157.38
158.15
159.25
207.63
Current Data Parameters
NAME Andre
EXPNO 2
PROCNO 1
F2 - Acquisition Parameters
Date_ 20080228
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F2 - Processing parameters
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PC 1.40
Andre Lang.001 28/02/2008 T=263K (DRX500)
Anexo 1: Espectro de RMN de
13
C (Acetona D
6
, -10
0
C, 125MHz) do O,O-hidrogênio monoperoxioxalato de 3-clorofenila (3)
contendo como impurezas o ácido m-clorofeniloxálico e do 3-clorofenol.
69
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
ppm
151.27
151.58
151.66
152.00
154.31
157.38
158.15
159.25
Current Data Parameters
NAME Andre
EXPNO 2
PROCNO 1
F2 - Acquisition Parameters
Date_ 20080228
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PL1 2.00 dB
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======== CHANNEL f2 ========
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SFO2 500.1320005 MHz
F2 - Processing parameters
SI 32768
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Andre Lang.001 28/02/2008 T=263K (DRX500)
F3
A1
A2
A3
P2
P1
P3
O
O O
Cl
O OH
1
2
3
4
5
6
7
8
O
O O
Cl
OH
1
2
3
4
5
6
7
8
Ácido - A
Perácido -P
Fenol -F
Anexo 2: Idem ao anexo 1, porém na região das carbonilas.
OH
Cl
3
4
5
6
7
8
70
114
116
118
120
122
124
126
128
130
132
134
136
ppm
114.73
116.04
119.94
120.69
120.93
121.00
122.40
122.50
122.59
122.68
127.47
127.55
127.69
127.79
131.45
131.76
131.87
134.77
134.83
134.89
Current Data Parameters
NAME Andre
EXPNO 2
PROCNO 1
F2 - Acquisition Parameters
Date_ 20080228
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Andre Lang.001 28/02/2008 T=263K (DRX500)
A5
P5
F5
A7
P7
P6
A6
A4
A8
P4
P8
F4
F2 F6
Anexo 3: Idem ao anexo 1, porém na região de anel aromático.
71
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
ppm
110.225
114.672
114.805
115.852
119.802
121.184
122.812
127.429
127.526
131.332
131.566
131.857
134.657
151.772
157.328
158.023
159.295
Current Data Parameters
NAME Andre
EXPNO 2
PROCNO 1
F2 - Acquisition Parameters
Date_ 20080312
Time 9.44
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======== CHANNEL f1 ========
NUC1 13C
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PL12 20.92 dB
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F2 - Processing parameters
SI 32768
SF 75.4677033 MHz
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LB 2.00 Hz
GB 0
PC 1.40
Andre Lang.004 T=233K 12/03/2008
O
O O
Cl
OH
1
2
3
4
5
6
7
8
OH
Cl
1
2
3
4
5
6
Ácido - A
Fenol - F
A1
A2
A3
A4
A6
A7
A8
F1
F2
F3
F4F5/A5
F6
Anexo 4: Espectro de RMN de 13C (Acetona D6, -40
0
C, 75,5MHz) do ácido m-clorofeniloxálico contendo como impureza o 3-
clorofenol.
72
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
ppm
29.137
29.393
29.650
29.906
30.162
30.419
30.675
114.657
115.885
119.978
131.593
134.712
159.116
207.221
Current Data Parameters
NAME Andre
EXPNO 3
PROCNO 1
F2 - Acquisition Parameters
Date_ 20080312
Time 14.42
INSTRUM spect
PROBHD 5 mm Dual 13C/
PULPROG zgpg30
TD 65536
SOLVENT Acetone
NS 1034
DS 4
SWH 19607.844 Hz
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======== CHANNEL f1 ========
NUC1 13C
P1 11.20 usec
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SFO1 75.4760505 MHz
======== CHANNEL f2 ========
CPDPRG2 waltz16
NUC2 1H
PCPD2 100.00 usec
PL2 0.00 dB
PL12 20.92 dB
PL13 120.00 dB
SFO2 300.1312005 MHz
F2 - Processing parameters
SI 32768
SF 75.4677038 MHz
WDW EM
SSB 0
LB 2.00 Hz
GB 0
PC 1.40
Andre Lang.005 T=233K 12/03/2008
OH
Cl
1
2
3
4
5
6
Fenol - F
F1
F2
F3
F4
F5
F6
Anexo 5: Espectro de RMN de 13C (Acetona D6, -40
0
C, 75,5MHz) do 3-clorofenol.
73
_____ Curriculum vitae
74
Curriculum vitae
Dados pessoais
Nome: André Passaretti Lang
Local e data de nascimento: São Paulo/SP – 11/11/1978
Educação
Bacharel em Química
Centro Universitário FIEO (2001)
Produção Científica
Lang, A. P.; Baader, W. J., Estudo cinético da reação peróxi-oxalato
utilizando-se salicilato de sódio como catalisador. 29º Reunião Anual da
Sociedade Brasileira de Química, Águas de Lindóia – SP, maio 2006.
Lang, A. P.; Baader, W. J., Quimiluminescência do O-Ohidrogênio
monoperóxi-oxalato de 3-clorofenila, um intermediário da reação
peróxi-oxalato. 30º Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química,
Águas de Lindóia – SP, maio 2007.
Livros Grátis
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