( PDF ) A reação de Diels - Alder de p-benzoquinonas sob efeito de microondas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

A Reação de Diels - Alder de p-benzoquinonas sob

efeito de microondas

Maria Carolina Donatoni

Dissertação

apresentada como parte dos

requisitos para obtenção do

título de MESTRE EM QUÍMICA,

área de concentração: QUÍMICA

ORGÂNICA.

Orientador: Prof. Dr. Timothy John Brocksom

* bolsista FAPESP

São Carlos - SP

2008

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Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da

Biblioteca Comunitária da UFSCar

D677rd

Donatoni, Maria Carolina.

A Reação de Diels - Alder de p-benzoquinonas sob efeito

de microondas / Maria Carolina Donatoni. -- São Carlos :

UFSCar, 2008.

171 f.

Dissertação (Mestrado) -- Universidade Federal de São

Carlos, 2008.

1. Diels-Alder. 2. Microondas. 3. Para-Benzoquinonas. I.

Título.

CDD: 547.2 (20

)

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1. Ainda que eu falasse as línguas dos homens e dos anjos, e

não tivesse amor, seria como o metal que soa ou como o sino que tini.

2. E ainda que tivesse o dom de profecia, e conhecesse todos os

mistérios e toda a ciência, e ainda que tivesse toda a fé, de maneira tal que

transportasse os montes, e não tivesse amor, nada seria.

3. E ainda que distribuísse toda a minha fortuna para sustento

dos pobres, e ainda que entregasse o meu corpo para ser queimado, e não

tivesse amor, nada disso me aproveitaria.

4. O amor é sofredor, é benigno; o amor não é invejoso; o amor

não trata com leviandade, não se ensoberbece.

5. Não se porta com indecência, não busca os seus interesses,

não se irrita, não suspeita mal;

6. Não folga com a injustiça, mas folga com a verdade;

7. Tudo sofre tudo crê, tudo espera, tudo suporta.

8. O amor nunca falha; mas havendo profecias, serão

aniquiladas; havendo línguas, cessarão; havendo ciência, desaparecerá;

9. Porque, em parte, conhecemos, e em parte profetizamos;

10. Mas, quando vier o que é perfeito, então o que o é em parte

será aniquilado.

11. Quando eu era menino, falava como menino, sentia como

menino, discorria como menino. Mas, logo que cheguei a ser homem, acabei

com as coisas de menino.

12. Porque agora vemos por espelho em enigma, mas então

veremos face a face; agora conheço em parte, mas então conhecerei como

também sou conhecido.

13. Agora, pois, permanecem a fé, a esperança e o amor. Estes

três, mas o maior destes é o amor.

I Coríntios 13

Aos meus amados pais, José

Romualdo e Zenilda, e à minha

avó Anna, dedico.

III

AGRADECIMENTOS

Agradeço acima de tudo a Deus por me dar saúde e força para

executar meu trabalho e por ter me guiado por este caminho.

Ao Prof. Dr. Timothy John Brocksom pela oportunidade que me

foi dada de trabalhar em seu grupo de pesquisa, por sua paciência e pelos

ensinamentos a mim transmitidos.

À Profa. Dra. Ursula Brocksom pela amizade e incentivo.

À Prof. Dra. Arlene Corrêa Gonçalves, do laboratório de síntese

de produtos naturais do departamento de química da UFSCar (DQ - UFSCar),

por permitir o uso de seu equipamento de microondas, o qual foi essencial para

a concretização deste trabalho.

Ao Prof. Dr. Alcindo Aparecido Dos Santos do laboratório de

síntese bio - orgânica do DQ-UFSCar por toda ajuda e conhecimento que

foram a mim transmitidos e por aceitar fazer parte da banca examinadora de

minha defesa de mestrado.

Ao Prof. Dr. Fernando Antonio Santos Coelho (IQ-Unicamp) por

aceitar fazer parte da banca examinadora de minha defesa de mestrado e

pelas sugestões feitas para ajudar a enriquecer meu trabalho.

Ao Prof. Dr. Joaquim Araújo Nóbrega do laboratório de química

analítica do DQ - UFSCar por permitir o uso de seu equipamento de

microondas para a execução de experimentos durante minha iniciação

científica.

Aos meus amados pais José Romualdo Donatoni e Zenilda

Aparecida Martins Donatoni por todo amor verdadeiro e gratuito e pela

dedicação que tiveram para comigo, sempre me apoiando em meus estudos e

me dando forças para seguir pelos caminhos retos desta vida.

Ao meu irmão João Paulo Donatoni pelo amor, amizade e

simplesmente por ser meu irmão tão querido.

À Flavia Aline Bressani Donatoni (amiga e cunhada) pela ajuda

na operação do equipamento de microondas durante minha iniciação científica

e pela amizade e por fazer meu irmão tão feliz.

Ao meu grande amigo Daniel Frederico pela amizade e imensa

ajuda que me foram dadas durante sua estada no laboratório.

A todos os meus amigos e amigas, especialmente a Fabiana

Massarente Pereira, Bruna Russignolo do Amaral, Ana Carolina Mazarin de

Moraes, Gilmar Araújo Brito, Ygor Willian Vieira pela força que me deram, por

terem sido pacientes e compreensivos comigo nos momentos que mais

precisei, pelos momentos de descontração e alegria que passamos juntos.

Agradeço também por toda ajuda que me ofereceram no desenvolvimento

deste projeto.

Ao Mauro Bueno, Patrícia Domingos Duarte e Juciane França do

laboratório de síntese de produtos naturais pela amizade e por me auxiliarem

na operação do equipamento de microondas.

Ao corpo técnico do DQ - UFSCar, em especial ao Sr. Antônio

Pinto Loureiro com o qual eu tive o prazer de conviver mesmo que por pouco

tempo.

À Olga Georgios Alexuspoulos pelos conhecimentos transmitidos

durante minha iniciação científica no laboratório de síntese bio - orgânica.

Ao pessoal do laboratório de ressonância magnética nuclear do

DQ - UFSCar, em especial ao Prof. Dr. Antonio Gilberto Ferreira, pela ajuda

com os espectros de ressonância.

A Maria José (Dona Zezé) pela amizade e pela ajuda na

manutenção da limpeza das vidrarias do laboratório.

A todos os novos companheiros de laboratório, em especial a

Marciana P. Uliana e Alexandra Macedo Wendler pela amizade e pela ajuda.

A TODAS as pessoas que participaram da minha vida durante a

concretização deste trabalho e que de alguma forma contribuíram para meu

crescimento pessoal e profissional.

À Universidade Federal de São Carlos onde tive o prazer de

cursar minha graduação e o mestrado.

À FAPESP pela bolsa de mestrado concedida e pelo auxílio

financeiro para desenvolvimento deste projeto.

Sumário

Abstract XVΙΙ

Resumo XX

1. Introdução 1

1.1. A reação de Diels - Alder 2

1.2. p-benzoquinonas na reação de Diels - Alder 4

1.3. Microondas em síntese orgânica 8

1.3.1. Teoria de microondas 9

1.3.2. Aquecimento por microondas 9

1.3.3. Tipos de fornos de microondas 12

1.3.4. Aquecimento convencional versus aquecimento por microondas 13

2. Objetivo 15

3. Resultados e discussão 17

3.1. Síntese da timoquinona (1), 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) e 2,6-dimetil-p-

benzoquinona (3) 18

3.2. Preparação das mono-oximas 4, 5 e 6 21

3.3. A reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com o

ciclopentadieno (7) sob efeito de microondas 26

3.3.1. Reação entre a timoquinona (1) e o ciclopentadieno (7) 26

3.3.2. Reação entre a p-benzoquinona 2 e o ciclopentadieno (7) 34

3.3.3. Reação entre a p-benzoquinona 3 e o ciclopentadieno (7) 36

3.4. Reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com o 2,3-dimetil-

1,3-butadieno (11) 40

3.4.1. Síntese do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) através do método de

desitratação do pinacol com ácido bromídrico 40

3.4.2. Reação da timoquinona (1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) 42

3.4.2.1. Reação da timoquinona (1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) sob

condições térmicas 42

3.4.2.2. Reação da timoquinona (1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) sob

condição de catálise com SnCl

3.4.2.3. Reação da timoquinona (1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) sob

efeito de microondas 47

VII

3.4.3. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o 2,3-dimetil-1,3-

butadieno (11) 48

3.4.3.1. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o 2,3-dimetil-1,3-

-butadieno (11) sob condições térmicas 48

3.4.3.2. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o 2,3-dimetil-1,3-

-butadieno (11) sob condição de catálise com SnCl

3.4.3.3. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o 2,3-dimetil-1,3-

-butadieno (11) sob efeito de microondas 52

3.4.4. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-

butadieno (11) 53

3.4.4.1. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-

-butadieno (11) sob condições térmicas 53

3.4.4.2. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-

-butadieno (11) sob condição de catálise com SnCl

3.4.4.3. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-

-butadieno (11) sob efeito de microondas 55

3.5. Reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas timoquinona (1), 2,5-

dimetil-p-benzoquinona (2) e 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) com isopreno

(16) 56

3.5.1. Reação da timoquinona (1) com o isopreno (16) 56

3.5.1.1. Reação da timoquinona (1) com o isopreno (16) sob condições

térmicas 56

3.5.1.2. Reação da timoquinona (1) com o isopreno (16) sob condição de

catálise com SnCl

3.5.1.3. Reação da timoquinona (1) com o isopreno (16) sob efeito de

microondas 61

3.5.2. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o isopreno (16) 62

3.5.2.1. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com isopreno (16) sob

efeito de microondas 63

3.5.2.2. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com isopreno (16) sob

condição de catálise com SnCl

3.5.3 Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com isopreno (16) 69

3.5.3.1. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com isopreno (16) sob

condições térmicas 69

VIII

3.5.3.2. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com isopreno (16) sob

condição de catálise com SnCl

3.5.3.3. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o isopreno (16) sob

efeito de microondas 73

3.6. Reação das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com o trans-piperileno (25) sob

efeito de microondas 74

3.6.1. Reação entre a p-benzoquinona 2 e o trans-piperileno (25) 74

3.6.2. Reação entre a p-benzoquinona 3 e o trans-piperileno (25) 83

3.6.3. Reação entre a timoquinona (1) e o trans-piperileno (25) 88

3.7. Estudo da reatividade das mono-oximas 4, 5 e 6 frente ao ciclopentadieno

(7) sob efeito de microondas 95

3.8. Reação de Diels - Alder em versão multicomponente entre a timoquinona

(1) o trans-2-pentenal (35) e a acetamida (36) sob efeito de microondas 98

4. Conclusão e perspectivas 102

5. Procedimentos experimentais 105

5.1. Generalidades 106

5.2. Síntese das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 107

5.2.1. Síntese da timoquinona (1) 107

5.2.2. Síntese da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) 108

5.2.3. Síntese da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) 109

5.3. Obtenção do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) através do método de

desidratação do pinacol com ácido bromídrico 109

5.4. A reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas timoquinona (1), 2,5-

dimetil-p-benzoquinona (2) e 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) com o

ciclopentadieno (7) sob efeito de microondas 110

5.5. A reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas timoquinona (1), 2,5-

dimetil-p-benzoquinona (2) e 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) com o 2,3-dimetil-

1,3-butadieno (11) 113

5.5.1. Sob efeito de microondas 113

5.5.2. Sob condições térmicas 114

5.5.3. Sob condições de catálise com SnCl

115

5.6. Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 1 com isopreno (16) sob

condições térmicas, de catálise com SnCl

e sob efeito de microondas 117

5.7. Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 2 e o isopreno (16) sob

condição de catálise com SnCl

e sob efeito de microondas 119

5.8. Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 3 e o isopreno (16) sob

condições térmicas convencionais, de catálise com SnCl

e sob efeito de

microondas 120

5.9. Reação de Diels - Alder da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) com o trans-

piperileno (25) sob efeito de microondas 122

5.10. Reação de Diels - Alder da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) com o trans-

piperileno (25) sob efeito de microondas 123

5.11. Reação da timoquinona (1) com o trans-piperileno (25) sob efeito de

microondas 124

5.12. Estudo da reatividade das mono-oximas 4, 5 e 6 frente ao

ciclopentadieno (7) sob efeito de microondas 126

5.13. Reação de Diels - Alder em versão multicomponente entre a timoquinona

(1) o trans-2-pentenal (35) e a acetamida (36) sob efeito de microondas 127

6. Referências bibliográficas 129

7. Espectros selecionados 134

Índice de tabelas

Tabela 1: Valores de tan δ para vários solventes a 20ºC 12

Tabela 2: Pontos de Fusão experimental e aqueles encontrados na literatura

para as p-benzoquinonas 1, 2 e 3 19

Tabela 3: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da timoquinona (1) em CDCl

Tabela 4: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) em CDCl

Tabela 5: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) em CDCl

Tabela 6: Pontos de fusão experimental e o da literatura das mono-oximas 4, 5

e 6 22

Tabela 7: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mono-oxima 4 em CDCl

Tabela 8: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mono-oxima 5 em CDCl

Tabela 9: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mono-oxima 6 em CDCl

Tabela 10: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da timoquinona

(1) com o ciclopentadieno (7) em microondas 28

Tabela 11: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 8 em CDCl

Tabela 12: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 9 em CDCl

Tabela 13: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 10 em CDCl

Tabela 14: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder das p-

benzoquinonas 1, 2 e 3 com ciclopentadieno (7) utilizando-se um equipamento

de microondas modelo multímodo 40

Tabela 15: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) em CDCl

Tabela 16: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 12 em CDCl

Tabela 17: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 13 em CDCl

Tabela 18: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da timoquinona

(1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) sob diferentes condições 48

Tabela 19: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 14 em CDCl

Tabela 20: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 2 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) sob diferentes condições

reacionais 52

Tabela 21: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 15 em CDCl

Tabela 22: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) sob diferentes condições

reacionais 55

Tabela 23: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mistura de regioisomeros 17 e 18 em CDCl

Tabela 24: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mistura de regioisomeros 19 e 20 em CDCl

Tabela 25: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 1 com o isopreno (16) sob diferentes condições 62

Tabela 26: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mistura de regioisomeros 21 e 22 em CDCl

Tabela 27: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 2 com o isopreno (16) sob diferentes condições 68

Tabela 28: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mistura de regioisomeros 23 e 24 em CDCl

Tabela 29: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 3 com o isopreno (16) sob diferentes condições 74

Tabela 30: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mistura de regioisomeros 26 e 27 em CDCl

obtidos sob efeito de

microondas 79

XII

Tabela 31: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) da mistura 26 e 27 em CDCl

fornecidos na literatura

Tabela 32: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 2 com o trans-piperileno (25) sob diferentes condições

reacionais 82

Tabela 33: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 28 em CDCl

obtidos sob efeito de microondas 85

Tabela 34: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) do cicloaduto 28 em CDCl

fornecidos na literatura

Tabela 35: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 3 com o trans-piperileno (25) sob diferentes condições

reacionais 87

Tabela 36: Dados espectroscópicos de

H-RMN (400 MHz) e

C-RMN (100

MHz) dos cicloadutos 32 e 33 em CDCl

obtidos sob efeito de microondas 90

Tabela 37: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50

MHz) dos cicloadutos 32 e 33 em CDCl

fornecidos na literatura

Tabela 38: Dados espectroscópicos de

H-RMN (400 MHz) e

C-RMN (100

MHz) do cicloaduto 34 em CDCl

Tabela 39: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-

benzoquinona 1 com o trans-piperileno (25) sob diferentes condições

reacionais 94

Tabela 40: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder das mono-

oximas 4, 5 e 6 com o ciclopentadieno (7) sob diferentes condições 97

Tabela 41: Otimização da reação de Diels - Alder em versão multicomponente

da timoquinona (1) com o trans-2-pentenal e acetamida sob efeito de

microondas 99

Tabela 42: Dados espectroscópicos de

H-RMN (400 MHz) e

C-RMN (100

MHz) do cicloaduto 37 em CDCl

100

Tabela 43: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder em versão

multicomponente da timoquinona (1) com o trans-2-pentenal e acetamida sob

condições térmicas convencionais 101

XIII

Índice de Figuras

Figura 1: Orbitais moleculares de fronteira de pares dieno/ dienófilo 4

Figura 2: Químiosseletividade da reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas

e dienos simples 5

Figura 3: Espectro eletromagnético 9

Figura 4: Moléculas de água sob efeito de microondas 10

Figura 5: Íons cloreto sob efeito do campo elétrico da radiação microondas 11

Figura 6: Gradientes de temperatura invertidos com aquecimento por

microondas versus aquecimento por banho de óleo 14

Figura 7: Possíveis produtos provenientes da reação de oximação da p-

benzoquinona 3 25

Figura 8: Reator de microondas de radiação focalizada da marca CEM modelo

discover banchmate 27

Figura 9: Espectro de

H-RMN (região de 5,85-6,70 ppm) da mistura da p-

benzoquinona 1 com o cicloaduto 8 30

Figura 10: Cicloadutos provenientes dos estados de transição endo e exo

formados na reação do ciclopentadieno a p-benzoquinona 2 36

Figura 11: Tubos de ensaio com rosca e tampa 43

Figura 12 a: Espectro de

H-RMN (região de 5,34-5,44 ppm) da mistura de

regioisomeros 21 e 22 obtida sob efeito de microondas 68

Figura 12 b: Espectro de

H-RMN (região de 5,34-5,44 ppm) da mistura de

regioisomeros 21 e 22 obtida sob condição de catálise por SnCl

Figura 13: Isômeros cis-piperileno e trans-piperileno 76

Figura 14: Cicloadutos 29, 30 e 31 provenientes da reação da p-benzoquinona

3 com o trans-piperileno (25) sob condições térmicas e de catálise com SnCl

e TiCl

Figura 15: Energia dos orbitais de fronteira ciclopentadieno (7), das p-

benzoquinonas e de suas mono-oximas 96

XIV

Índice de Esquemas

Esquema 1: Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona com o

ciclopentadieno (7) 2

Esquema 2: Reação de Diels - Alder entre p-benzoquinonas e dienos

simples 5

Esquema 3: Regiosseletividade da reação de Diels - Alder entre p-

benzoquinonas e dienos simples 6

Esquema 4: Estereosseletividade da reação de Diels - Alder de p-

benzoquinonas com ciclopentadieno (7) 7

Esquema 5: Obtenção da timoquinona (1), 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) e

da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) através da oxidação dos fenóis timol, 2,5-

dimetil-fenol e 2,6-dimetil-fenol com oxigênio molecular catalisada por

Co(II)Salen 18

Esquema 6: Síntese das mono-oximas 4, 5 e 6 22

Esquema 7: Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 1 com o

ciclopentadieno (7): cicloaduto 8 26

Esquema 8: Reação de foto-cicloadição [2+2] do cicloaduto 8 32

Esquema 9: Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o

ciclopentadieno (7): cicloaduto 9 34

Esquema 10: Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o

ciclopentadieno (7): cicloaduto 10 37

Esquema 11: Reação de obtenção do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) através

da desidratação do pinacol com ácido bromídrico 40

Esquema 12: Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 1 e o dieno 11:

cicloadutos 12 e 13 42

Esquema 13: Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 2 e o dieno 11

cicloaduto 14 49

Esquema 14: Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 3 e o dieno 11:

cicloaduto 15 53

Esquema 15: Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 1 e o isopreno

(16): cicloadutos 17, 18, 19, e 20 56

Esquema 16: Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 2 e o isopreno

(16): cicloadutos 21 e 22 63

Esquema 17: Reação de Diels - Alder entre a p-benzoquinona 3 e o isopreno

(16): cicloadutos 23 e 24 69

Esquema 18: Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o trans-

piperileno (25) sob efeito de microondas: cicloadutos 26 e 27 75

Esquema 19: Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o trans-

piperileno (25) sob efeito de microondas: cicloaduto 28 83

Esquema 20: Reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 1 com o trans-

piperileno (25) sob efeito de microondas: cicloadutos 32, 33 e 34 88

Esquema 21: Reação das mono-oximas como ciclopentadieno (7) 95

Esquema 22: Reação de Diels - Alder em versão multicomponente da

timoquinona (1), trans-2-pentenal e acetamida: cicloaduto 37 98

XVI

ABSTRACT

XVII

THE DIELS-ALDER REACTION OF P-BENZOQUINONES

UNDER MICROWAVE EFFECT. In this work it was done a study of the

microwave effect on Diels - Alder reaction of the p-benzoquinones

thymoquinone (A

), 2,5-dimethyl-p-benzoquinone (A

) and 2,6-dimethyl-p-

benzoquinone (A

) with the dienes cyclopentadiene (BB

), 2,3-dimethyl-1,3-

butadiene (B

B ), isoprene (BB

) and trans-pyperilene (B

B ) (Figure Ι).

These reactions were also held under conventional thermal conditions and

catalysis with the Lewis acid SnCl

in order to make a comparison of the results.

Figure Ι

It was also studied the Diels - Alder reaction in multicomponent

version between thymoquinone (A

), trans-2-pentenal and acetamide under

microwave effect (Figure ΙΙ).

amideTran

-2-

enal

Figure ΙΙ

Regarding the Diels - Alder reaction between p-benzoquinones

- A

) and dienes (BB

- B

B ) it was observed a reduction of the reaction time,

obtaining higher yields and less formation of by - products, all in comparison

with the results of the same reactions performed under thermal conventional

condition and catalytic condition with SnCl

. This work also involved the study of

the microwave effect on Diels - Alder reaction between cyclopentadiene (BB

)

and mono-oximes dienophiles C

, C

and C

(Figure ΙΙΙ). These reactions had

already been carried out in our laboratory, but under conventional thermal and

catalytic conditions (Lewis acids). Under such conditions, the mono-oxime

XVIII

starting material was recovered, or a complex mixture of polymerization

products was formed.

Figure ΙΙΙ

The reactions of compounds C

, C

and C

with cyclopentadiene

(BB

) under microwave effect showed similar results with those that were

obtained when these reactions were carried out under conventional thermal and

catalytic conditions, thus leading to recovery of the mono-oxime starting

material or a complex mixture of products which could not be identified.

XIX

RESUMO

A REAÇÃO DE DIELS - ALDER DE P-BENZOQUINONAS SOB

EFEITO DE MICROONDAS. Neste trabalho foi feito um estudo do efeito das

microondas sobre a reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas timoquinona

), 2,5-dimetil-p-benzoquinona (A

) e 2,6-dimetil-p-benzoquinona (A

) com os

dienos ciclopentadieno (B

), 2,3-dimetil-1,3-butadieno (B

), isopreno (B

), trans-

piperileno (B

) (Figura Ι). Estas reações foram realizadas também sob

condições térmicas convencionais e de catálise com o ácido de Lewis, SnCl

com intuito de se fazer a comparação dos resultados.

Figura Ι

Foi estudada também a reação de Diels - Alder em versão

multicomponente da timoquinona (A

) com o trans-2-pentenal e acetamida

(Figura ΙΙ) sob efeito de microondas.

amidaTran

-2-

enal

Figura ΙΙ

Em relação à reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas (A

) com os dienos (BB

- B

) foram observados uma redução dos tempos de

reação, obtenção de maiores rendimentos e, portanto menor formação de

subprodutos quando comparados com os resultados obtidos para as mesmas

reações realizadas sob condições térmicas convencionais e sob condições de

catálise com SnCl

. Este trabalho envolveu também o estudo do efeito de

microondas sob a reação de Diels - Alder entre o ciclopentadieno (B

B ) e os

dienófilos mono-oximas C

, C

e C

(Figura ΙΙΙ). Estas reações já haviam sido

realizadas em nosso laboratório, porém sob condições térmicas convencionais

XXI

ou de catálise com ácidos de Lewis. Sob tais condições obteve-se ou a

recuperação do dienófilo de partida ou a uma mistura complexa de produtos de

polimerização.

Figura ΙΙΙ

As reações dos compostos C

, C

, e C

com ciclopentadieno (BB

)

sob efeito de microondas mostraram resultados semelhantes a aqueles obtidos

para as mesmas reações realizadas sob condições térmicas convencionais e

de catálise com ácidos de Lewis, levando assim a recuperação do material de

partida ou a uma mistura complexa de produtos, os quais não puderam ser

identificados.

XXII

- 1 -

1. INTRODUÇÃO

- 2 -

1.1 A Reação de Diels - Alder

Em 1928 os químicos alemães Otto Diels e Kurt Alder identificaram os

produtos da reação entre a p-benzoquinona e o ciclopentadieno (Esquema 1).

Por

este motivo a reação de cicloadição [4π + 2π] recebeu o nome de reação de Diels -

Alder.

H H

ciclopentadieno p-benzoquinona

E. T. endo

Mono - cicloaduto

Bis - cicloaduto

Esquema 1

Esta reação de cicloadição envolve um sistema de quatro elétrons π de

um dieno conjugado e dois elétrons π de uma molécula contendo uma dupla ou uma

tripla ligação conhecida como dienófilo, sendo dirigida pelas regras de Woodward-

Hoffmann, ocorrendo de maneira concertada, mas de um modo não sincronizado.

2-71

Nicolaou, K. C.; Snyder, S. A.; Montagnon, T.; Vassilikogiannakis, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 1668.

Corey, E.J. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 1650.

Carruthers, W. “Cycloaddition Reaction in Organic Synthesis”, Pergamon Oxford University Press, 1990.

Clayden, J.; Greeves, N.; Warren, S.; Wothers, P. Organic Chemistry; Oxford University Press Inc., New York,

p. 906-923, 2000.

Spino C.; Some Features of [4+2] and [2+2] Cycloadditions, Editora UFSCar, 2001.

Brocksom, T. J.; Brocksom, U.; Corrêa, A. G.; Naves, R. M.; Silva, F.; Catani, V.; Ceschi, M. A.; Zukerman-

Schpector, J.; Toloi, A. P.; Ferreira, M. L. “Diels - Alder Reaction in the Synthesis of Higher Terpenes” in Organic

Synthesis: Theory and Applications, ed. T. Hudlicky, v. 5, Elsevier Science, 2001, p. 39-87.

Brocksom, T. J.; Nakamura, J.; Ferreira, M.; Brocksom, U. J. Braz. Chem. Soc. 2001, 12, 597.

- 3 -

A reação de Diels - Alder é uma reação de grande importância para a

síntese orgânica uma vez que permite a criação de moléculas com vasta variedade

estrutural. Através dela tem-se a possibilidade de se criar anéis carbocíclicos de seis

membros altamente funcionalizados, os quais se caracterizam como uma poderosa

ferramenta para a síntese de muitos produtos naturais.

2 - 7

A escolha do par dieno/ dienófilo é um dos fatores de maior

importância para a realização da reação de Diels - Alder. Isto porque dependendo do

par, a reação poderá necessitar de condições drásticas para que ocorra ou muitas

vezes não ocorrer. De acordo com a natureza do par dieno/ dienófilo a reação de

Diels - Alder pode ser classificada em três tipos:

1. Reação de Diels - Alder de demanda normal de elétrons: Envolve

um dieno rico em elétrons, ou seja, aquele que possui grupo doador de elétrons

(EDG, do inglês Eletron Donating Group) para seu sistema π e um dienófilo pobre

em elétrons, ou seja, aquele que possui grupo que retira elétrons (EWG, do inglês

Eletron Withdrawing Group). Este tipo de reação de Diels - Alder é o tipo mais

conhecido e estudado em síntese orgânica.

1 - 7

2. Reação de Diels - Alder de demanda neutra de elétrons: Envolve um

dieno e um dienófilo não ativados. Esta reação só ocorre sob condições reacionais

drásticas.

3. Reação de Diels - Alder de demanda inversa de elétrons: Envolve

um dieno deficiente em elétrons e um dienófilo rico em elétrons

A reatividade do dienófilo é aumentada pela presença de grupos EWG

os quais diminuem a energia dos orbitais de fronteira HOMO (Highest Occupied

Molecular Orbital) e LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) desta espécie. No

caso do dieno, a sua reatividade aumenta pela presença de grupos EDG. Estes

grupos provocam um aumento da energia do orbital HOMO do dieno, tornando-a

mais próxima da energia do orbital LUMO do dienófilo (Figura 1).

3, 5

- 4 -

EWG

EDG

EWG

A.L.

H= HOMO = Highes

Occupied Molecular Orbi

L= LUMO = Lowest Unoccupied Molecular Orbital

Energia

Figura 1

Ácidos de Lewis (A. L.) têm sido utilizados para acelerar reações de

Diels - Alder. Este efeito é atribuído à formação de um complexo entre o ácido de

Lewis com o dienófilo. Esta interação gera uma mudança na energia do orbital de

fronteira LUMO do dienófilo. Neste caso, ocorre uma diminuição da energia do orbital

LUMO, fazendo assim com que este fique mais próximo em energia com relação ao

orbital HOMO do dieno, permitindo assim o aumento da velocidade da reação.

5, 6

1.2 p - benzoquinonas na reação de Diels - Alder

A reação de Diels - Alder entre p-benzoquinonas e dienos simples

(Esquema 2) têm como interesse a síntese de cicloadutos com estruturas

condizentes para posterior transformação em terpenos bioativos.

Inversa

Neutra

Normal

- 5 -

terpenos bioativos

quimiosseletivo

Esquema 2

A reação de Diels - Alder envolvendo p-benzoquinonas como

dienófilos apresenta previsíveis quimio-, regio- e estereosseletividade.

A reação

destes dienófilos com dienos simples (contendo grupos alquil como substituintes)

corresponde à reação de Diels - Alder do tipo demanda normal de elétrons.

As duas duplas ligações destas p-benzoquinonas mono - substituídas

representam dois sítios passíveis de sofrer reação frente ao dieno, porém estas

duplas ligações possuem diferenças na energia de seus orbitais de fronteira LUMO.

Assim com relação à químiosseletividade da reação de Diels - Alder envolvendo

estas p-benzoquinonas mono - substituídas, pode-se dizer que aquelas que

possuem grupos EDG, a cicloadição do dieno ocorrerá na dupla ligação não

substituída devido a menor energia do orbital LUMO da mesma. Já no caso das p-

benzoquinonas mono - substituídas com grupos EWG a reação ocorrerá

preferencialmente na dupla ligação substituída devido a menor energia do orbital

LUMO desta dupla ligação e, portanto a maior proximidade energética com o orbital

HOMO do dieno (Figura 2).

Já no caso de p-benzoquinonas di - substituídas com grupos alquila, a

químiosseletividade é mais difícil de ser prevista, e irá depender dos grupos

alquílicos substituintes.

Figura 2

EDG

EWG

- 6 -

A questão da regioquímica foi também facilmente definida sob

condições reacionais térmicas, levando majoritariamente ao cicloaduto orto para

dienos substituídos com grupos doadores de elétrons no carbono terminal. Quando o

dieno não é terminalmente substituído o cicloaduto para é formado majoritariamente.

No caso de dienos 1, 2 - substituídos, o grupo terminal é o dominante, dirigindo a

cicloadição para a formação do cicloaduto orto. A teoria dos orbitais moleculares de

fronteira pode ser utilizada para prever a regioquímica desta reação de Diels - Alder

entre o dienófilos p-benzoquinonas di - substituídas e dienos 1 - substituídos e 2 -

substituídos com grupos alquílicos. Os orbitais atômicos de cada átomo, tanto no

dieno quanto no dienófilo têm diferentes contribuições para o orbital molecular

formado. Os átomos que têm maior contribuição possuem um maior coeficiente

orbitalar (c) e os que contribuem menos têm um menor coeficiente. Devido ao fato de

que há um ganho de energia máximo quando orbitais de coeficientes próximos se

sobrepõem, o carbono de maior coeficiente no dieno irá interagir com o carbono de

maior coeficiente no dienófilo, explicando a regioquímica desta reação (Esquema 3).

5, 7, 8

Orto

Majoritário

Meta

H H

Esquema 3

Através de observações empíricas da reação de Diels - Alder é

possível que haja a formação de dois cicloadutos estereoisoméricos, ou seja, aquele

Hendrickson, J. B.; Singh, V. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1983, 15, 837.

- 7 -

proveniente do estado de transição endo e aquele proveniente do estado de

transição exo.

Os produtos obtidos nas reações de Diels - Alder testadas sugerem

que as reações ocorram através de um estado de transição endo. Explicações

envolvendo orbitais moleculares estão baseadas nas chamadas interações

orbitalares secundárias. Por exemplo, a adição de dienófilos p-benzoquinonas ao

ciclopentadieno (Esquema 4) é estereosseletiva em favor do isômero endo, mesmo

este sendo estéricamente mais impedido e termodinamicamente menos estável que

o isômero exo.

7, 9, 10

Esquema 4

Como pode ser visto no Esquema 4, no estado de transição endo, o

dieno se posiciona sobre o dienófilo de tal maneira que permite a ocorrência de

interações não ligantes entre estes orbitais p internos do dieno e os orbitais p dos

átomos de carbono dos grupos carbonila do dienófilo (interações orbitalares

secundárias). Este tipo de interação leva a uma diminuição da energia do estado de

Arrieta, A.; Cossio, F. P.; Lecea, B. J. Org. Chem. 2001, 66, 6178.

Yates, P.; Switlak, K. Can. J. Chem. 1990, 68, 894.

Exo

Endo

- 8 -

transição endo com relação ao estado de transição exo. Assim mesmo que o

cicloaduto proveniente do estado de transição endo seja termodinamicamente menos

estável do que aquele proveniente do estado de transição exo, ele é cineticamente

favorecido devido a uma menor barreira energética deste estado de transição.

7-10

1.3 Microondas em Síntese Orgânica

O interesse pela utilização de microondas em síntese orgânica

aumentou consideravelmente nos últimos anos. Foram publicados mais de 2000

artigos na área de síntese orgânica assistida por microondas

desde os primeiros relatos sobre o uso desta nova metodologia no aquecimento de

reações orgânicas pelos grupos de Gedye e Giguere em 1986.

11, 12

As vantagens da

utilização de microondas em síntese orgânica em comparação com as mesmas

reações realizadas sob aquecimento convencional, apontadas nestes trabalhos

iniciais, estão relacionadas à redução nos tempos de reação, aumento dos

rendimentos e menor formação de subprodutos.

No final dos anos de 1980 e início de 1990 esta técnica era pouco

utilizada devido à falta de controle das condições reacionais, reprodutibilidade de

resultados e à falta de segurança operacional, uma vez que as primeiras reações

orgânicas realizadas sob efeito de microondas eram feitas em fornos domésticos

adaptados.

O desenvolvimento de reatores de microondas especificamente

projetados para serem utilizados em síntese orgânica permitiu um maior controle das

condições reacionais, tais como temperatura e pressão e uma maior segurança

operacional. Com isso o número de publicações relacionadas com a utilização de

microondas em síntese orgânica aumentou drasticamente desde o final dos anos

1990.

13-16

a) Gedye, R. N.; Smith, F. E.; Westaway, K. C. Can. J. Chem. 1988, 66,17. b) Gedye, R.; Smith, F.; Westaway,

K.; Ali, H.; Baldisera, L.; Laberge, L.; Rousell, J. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 279.

a) Giguere, R. J.; Bray, T. L.; Duncan, S. M.; Majetich, G. Tetrahedron Lett. 1986, 27, 4945. b) Giguere, R. J.;

Namen, A.; Lopez, B.; Arepally, A; Ramos, D.; Majetich, G.; Defauw, J. Tetrahedron Lett. 1987, 28, 6563.

Kappe, C. O. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 6250.

Loupy, A. Microwaves in Organic Synthesis, 2

ed., Wiley, 2006.

Sanseverino, A. M. Quim. Nova 2002, 25, nº. 4, 660.

Kappe, C. O.; Dallinger, D. Nat. Rev. Drug Discovery 2006, 5, 51.

- 9 -

1.3.1 Teoria de microondas

As microondas correspondem à radiação eletromagnética com

freqüência no Intervalo de 0,30 a 300 GHz (Figura 3). Os fornos de microondas

domésticos e todos os reatores de microondas projetados para serem utilizados em

síntese orgânica, operam com uma freqüência de 2,45 GHz (o que corresponde a

um comprimento de onda de 12,24 cm), para evitar interferências com freqüências

utilizadas em telecomunicações e de celulares.

13-16

Figura 3: Espectro eletromagnético

1.3.2 Aquecimento por microondas

O aquecimento por microondas é completamente diferente daquele que

ocorre em um forno de cozinha convencional (seja a gás ou elétrico), onde o

aquecimento de alimentos ocorre por condução, irradiação e convecção. O

aquecimento por microondas, também chamado de aquecimento dielétrico, ocorre

através de dois mecanismos principais para a transformação de energia

eletromagnética em calor.

13-16

O primeiro deles é chamado rotação de dipolo, e relaciona-se com o

alinhamento das moléculas (que tem dipolos permanentes ou induzidos) com o

campo elétrico aplicado. Quando o campo é removido as moléculas voltam a um

estado desordenado, e a energia que foi absorvida para esta orientação nestes

dipolos é dissipada na forma de calor. Como o campo elétrico na freqüência de 2,45

GHz oscila (muda de sinal) 4,9 x 10

vezes por segundo, ocorre um pronto

aquecimento destas moléculas. O exemplo a seguir utiliza moléculas de água como

- 10 -

t = 0.3

III

modelo (Figura 4). Nesta figura é possível observar que inicialmente (I) há um

alinhamento do momento dipolo resultante da molécula de água com o campo

elétrico (ε) da radiação microondas aplicada. Em II e III verifica-se que a molécula de

água gira de forma que seu momento dipolo resultante continue alinhado com o

campo elétrico aplicado. Ocorre uma movimentação das moléculas de água de forma

que seu pólo negativo (densidade de carga negativa sobre o átomo de oxigênio)

fique alinhado ao sinal positivo do campo elétrico da radiação microondas.

Figura 4: Moléculas de água sob efeito de microondas.

O segundo mecanismo é chamado de condução iônica, e o calor é

gerado através de perdas por fricção, que acontecem através da migração de íons

dissolvidos quando sob a ação de um campo eletromagnético (Figura 5). Estas

perdas dependem do tamanho, carga, condutividade dos íons dissolvidos e interação

destes últimos com o solvente. Nesta figura pode-se observar que o íon cloreto

negativo migra frente ao campo elétrico positivo da radiação microondas (I). Em

seguida, conforme esta onda muda de sinal, o íon cloreto migra contra o sinal

t = 0

−

δ+

t = 0.1 ns

−

t = 0

−

δ+

- 11 -

t = 0 ns

t = 0.3

t = 0 ns

IV III

negativo desta onda eletromagnética (II e III). Esta movimentação dos íons em

solução leva a transformação da energia eletromagnética da radiação microondas

em calor levando, portanto a um aquecimento do meio reacional.

Figura 5: íons cloreto sob efeito do campo elétrico da radiação microondas

A habilidade de uma substância específica em converter energia

eletromagnética em calor a uma dada freqüência e temperatura é determinada pelo

chamado fator de perda (tan δ). Este fator de perda é expresso pelo quociente ε’’/ ε’

onde ε’’ refere-se ao fator de perda dielétrica que é um indicativo da eficiência com a

qual a radiação eletromagnética é convertida em calor e ε’ é a constante dielétrica a

qual descreve a habilidade das moléculas em serem polarizadas por um campo

elétrico.

Um meio reacional com elevado valor de tan δ é requerido para a

absorção eficiente de radiação microondas e, consequentemente, para um rápido

aquecimento. Os fatores de perda de alguns solventes orgânicos estão sumarizados

na tabela 1. Em geral, solventes podem ser classificados como altos (tan δ > 0,5),

médios (tan δ 0,1 - 0,5) e baixos (tan δ < 0,1) absorvedores de microondas.

Tabela 1: Valores de tan δ para vários solventes a 20 ºC.

http://: www.autoanalitica.com.br.

t = 0.1

I II

- 12 -

Solvente tan δ Solvente tan δ

etileno glicol 1,350 DMF 0,161

etanol 0,941 1,2-dicloroetano 0,127

DMSO 0,825 água 0,123

2-propanol 0,799 clorobenzeno 0,101

ácido fórmico 0,722 clorofórmio 0,091

metanol 0,659 acetonitrila 0,062

nitrobenzeno 0,589 acetato de etila 0,059

1-butanol 0,571 acetona 0,054

2-butanol 0,447 tetrahidrofurano 0,047

1,2-diclorobenzeno 0,280 diclorometano 0,042

NMP 0,275 tolueno 0,040

ácido acético 0,174 hexano 0,020

Outros solventes comuns sem um momento de dipolo permanente tais

como tetracloreto de carbono, benzeno, dioxano são praticamente transparentes a

radiação microondas. Porém cabe ressaltar que o baixo valor de tan δ não impede

um solvente em particular de ser utilizado em uma reação sob aquecimento por

microondas. Uma vez que tanto os substratos, alguns dos reagentes e/ ou

catalisadores são comumente polares, as propriedades dielétricas totais do meio

reacional irão permitir aquecimento suficiente pelas microondas.

1.3.3 Tipos de fornos de microondas

Reações orgânicas com aquecimento por microondas podem ser

conduzidas em fornos de microondas domésticos modificados, em digestores de

microondas (que tradicionalmente são usados em química analítica) e em reatores

especificamente projetados para serem utilizados em síntese orgânica.

O surgimento de reatores de microondas para condução de reações

orgânicas ocorreu como conseqüência direta do estudo das reações em forno

doméstico, que demonstrou o grande potencial desta técnica. Estes aparelhos,

segundo alguns autores, teriam vantagens marcantes sobre o forno doméstico de

microondas, tais como: possibilidade de realização de refluxo, utilização de pressão,

controle de temperatura e pressão (que não é possível no forno de cozinha). A

- 13 -

segurança operacional também seria muito maior, já que o forno de microondas de

cozinha não foi fabricado para o uso em química. Outro fator importante, é que

esses reatores operam de forma diferente que um forno doméstico, onde a

distribuição de microondas no interior do forno não é homogênea (forno multímodo).

Nestes reatores, a distribuição é homogênea (monomodo). Além disso, a potência

em um forno de microondas não é, na realidade, possível de variação, pois o que

ocorre é uma interrupção seqüencial da irradiação que corresponde aos níveis de

potência do seletor (a amostra está submetida sempre a mesma potência, mas por

períodos de tempo diferentes). Assim, estes reatores são mais eficientes do ponto de

vista energético, e garantiriam uma maior reprodutibilidade de experimentos.

13-15

Outro fato apontado é a possibilidade de trabalhar com potências

menores nestes reatores (15 - 300 W), que evita decomposição térmica em certas

reações conduzidas no forno de cozinha.

1.3.4 Aquecimento Convencional versus aquecimento por

Microondas

Reações em microondas geralmente são realizadas em recipientes

transparentes a esta radiação. Entre os materiais transparentes a está radiação

estão o vidro e o Teflon. Assim as microondas incididas são usadas diretamente no

aquecimento do meio reacional. A Figura 6 mostra os gradientes de temperatura

entre o recipiente e o meio reacional para uma reação aquecida por microondas (A)

e por a mesma aquecida de modo convencional (B).

De la Hoz, A.; Díaz-Ortiz, A.; Moreno, A. Chem. Soc. Rev. 2005, 34, 164.

- 14 -

Figura 6: Gradientes de temperatura invertidos com aquecimento por microondas (A)

versus aquecimento por banho de óleo (B).

Quando se utiliza microondas ocorre aquecimento de todo o meio

reacional antes que haja o aquecimento do recipiente. Já no caso de se utilizar

banho de óleo para aquecer a reação, por exemplo, todo recipiente contendo a

mistura reacional é aquecido primeiro.

- 15 -

2. OBJETIVO

- 16 -

O presente trabalho tem como objetivo realizar o estudo do efeito de

microondas sob a reação de Diels - Alder entre p-benzoquinonas e dienos simples

estudadas em nosso laboratório. Assim objetivamos fazer um estudo sistemático

desta reação de Diels - Alder, executando-a sob diferentes condições reacionais a

fim de se verificar o efeito das microondas sob as mesmas, comparando os

resultados obtidos a partir do emprego desta nova metodologia com os resultados

obtidos sob condições térmicas convencionais e sob catálise por ácidos de Lewis.

- 17 -

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

- 18 -

3.1 Síntese da timoquinona (1), 2,5-dimetil-p-benzoquinona

(2) e 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3)

A metodologia utilizada para se obter as p-benzoquinonas,

desenvolvida em nosso laboratório, é um método simples que apresenta bons

rendimentos. A obtenção das p-benzoquinonas, consiste na oxidação de seus

respectivos fenóis com oxigênio molecular, quantidades catalíticas de Co(II)Salen e

DMF como solvente (Esquema 5).

A atmosfera de oxigênio sob a reação é feita

através do uso de balões cheios com este gás.

, Co(II)Salen

= i-Pr, R

= R

= H, R

= Me (Timol) 1 86 %

= R

= Me, R

= R

= H (2,5-dimetilfenol) 2 83 %

= R

= Me, R

= R

= H (2,6-dimetilfenol) 3 85%

Rendimento

DMF

Esquema 5

Estas reações foram feitas em escala de 10 g dos fenóis, conforme

descrito no procedimento experimental, seção 5.2. Durante o curso da reação foram

feitas três adições do catalisador, com intervalos de 3 horas cada. Três horas após a

ultima adição, a reação foi finalizada pela adição de água destilada, e as p-

benzoquinonas foram extraídas com éter etílico e com uma solução aquosa 10 % de

ácido clorídrico. Estas p-benzoquinonas foram purificadas por sublimação.

Através da análise por cromatografia gasosa (CG) dos compostos 1, 2

e 3 foi possível observar que estes estavam puros, uma vez que cada cromatograma

mostrou a presença de um único pico correspondente a p-benzoquinona de

interesse. Os compostos obtidos foram caracterizados através de seus pontos de

Dockal, E. R.; Cass, Q. B.; Brocksom, T. J.; Brocksom, U.; Corrêa, A. G. Synth. Commun. 1985, 15, 1033.

- 19 -

fusão (tabela 2), por seus espectros de

H-RMN e

C-RMN (tabelas 3, 4 e 5) e por

seus espectros de infravermelho.

Tabela 2: Pontos de fusão experimental e aqueles encontrados na literatura

para os

compostos 1, 2 e 3.

Como podem ser observadas na tabela 1 as faixas de ponto de fusão

obtidas são semelhantes às encontradas na literatura consultada.

Como a timoquinona (1) não é simétrica, as absorções no espectro de

infravermelho dos dois grupos carbonila presentes nesta molécula são diferentes.

Assim através da análise do espectro de infravermelho da timoquinona (1) pode-se

observar a presença das bandas em 1661 cm

-1

e 1618 cm

-1

, correspondentes aos

estiramentos das ligações C=O dos dois grupos carbonilas deste composto. Já no

espectro de infravermelho da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) foi observada a

presença de uma banda em 1664 cm

-1

correspondente aos estiramentos das

ligações C=O dos grupos carbonila da mesma. Isso por que esta p-benzoquinona 2

é simétrica no eixo vertical e, portanto os dois grupos carbonila possuem iguais

absorções no espectro de infravermelho.

No espectro de infravermelho da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) foram

observadas a presença de bandas na região de 1655 cm

-1

e 1619 cm

-1

correspondentes aos estiramentos das ligações C=O deste composto. A p-

benzoquinona 3 não é simétrica no eixo horizontal e assim os grupos carbonila da

mesma possuem absorções diferentes no espectro de infravermelho.

Adam, W.; Herrmann, W. A.; Lin, J.; Saha-Möller, C. R. J. Org. Chem. 1994, 59, 8281.

Barton,

D. H. R.; Finet, J-P.; Thomas, M. Tetrahedron 1988, 44, 6397.

p-benzoquinona Ponto de fusão experimental (ºC) Pontos de fusão literatura

(ºC)

42-45 45-47

122-124 124-125

20 a

69-71 71-73

20 b

- 20 -

Os dados espectroscópicos de

H-RMN e

C-RMN das p-

benzoquinonas 1, 2 e 3 encontram-se nas tabelas 3, 4 e 5 respectivamente.

Tabela 3: Dados espectroscópicos de RMN da timoquinona (1) a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

Nº. δ

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 187,4**

2 145,1

3 130,3* 6,59; 1H; q; 1,6

4 188,5**

5 154,9

6 133,8* 6,52; 1H; d; 1,2

7 15,3 2,04; 3H; d; 1,6

8 26,5 3,03; 1H; hept; 1,2; 6,8

9, 10 21,4 1,13; 6H; d; 6,8

* e ** valores intercambiáveis

Tabela 4: Dados espectroscópicos de RMN da 2,5 dimetil p-benzoquinona (2) a:

(50 MHz) e

H (200 MHz) em CDCl

Nº. δ

C(ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 188,0

2 145,8

3 133,3 6,59; 2H; q; 1,6

4 15,4 2,04; 6H; d; 1,6

- 21 -

Tabela 5: Dados espectroscópicos de RMN da 2,6 dimetil p-benzoquinona (3) a:

(50 MHz) e

H (200 MHz) em CDCl

Nº. δ

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 187,6*

2 133,3

3 145,8 6,56; 2H; m

4 188,3*

5 15,9 2,06; 6H; d; 1,0

* valores intercambiáveis

3.2 Preparação das mono-oximas 4, 5 e 6

As reações de oximação das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 foram feitas sob

refluxo em etanol na presença de hidrocloreto de hidroxilamina e acetato de sódio

21,

. Estas reações conduziram as correspondentes mono-oximas 4, 5 e 6 em bons

rendimentos (Esquema 6). Foram utilizados 3,0 g das p-benzoquinonas 1, 2 e 3.

Após 4 horas de refluxo o etanol foi removido sob pressão reduzida e os produtos

extraídos com uma mistura 1:1 de acetato de etila e éter etílico. A purificação destes

compostos foi feita lavando-se os sólidos obtidos com hexano. A análise por CG

mostrou que os compostos 4, 5 e 6 estavam puros uma vez que cada cromatograma

obtido mostrou a presença de um único pico correspondente à·mono-oxima de

interesse.

Suginome, H.; Ohki, T.; Nagaoka, A.; Senboku, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1992, 1849.

a) Sousa, D. P.; Schefer, R. R.; Brocksom, U.; Brocksom, T. J.; Molecules 2006, 11, 148.

b) Schefer, R. R., Estudo da reação de Diels - Alder e atividades biológicas de derivados nitrogenados de p-

benzoquinonas, Programa de Pós-Graduação em Química-Dissertação de Mestrado, UFSCar, São Carlos, 2002.

- 22 -

R1= i-Pr, R2= R3= H, R4= Me 1 4 81 %

R1= R4= Me, R2= R3= H 2 5 89 %

R1= R3= Me, R2= R4= H 36 85 %

Rendimentos

OH.HCl

NaOAc, EtOH

Esquema 6

Os produtos obtidos foram analisados por seus pontos de fusão. O

valor dos pontos de fusão experimental para os compostos 4, 5 e 6 e aqueles

encontrados na literatura

22, 23

são apresentados na tabela 6.

Tabela 6: Ponto de fusão experimental e da literatura dos compostos 4, 5 e 6.

composto Ponto de fusão experimental

(ºC)

Ponto de fusão da literatura

(ºC)

141-142 140

22 (a)

127-128 126,5-127,4

22 (a)

138-140 138,4-139,0

Através da análise dos dados da tabela 6 é possível verificar que os

valores dos pontos de fusão experimental dos compostos 4, 5 e 6 são semelhantes

aos encontrados na literatura.

22 (a), 23

A confirmação das estruturas das mono-oximas

4, 5 e 6 foi feita através de análises espectroscópicas de infravermelho,

H-RMN e

C-RMN. Os dados espectroscópicos obtidos através destas análises são

semelhantes aos valores encontrados na literatura

22 (a)

A tabela 7 mostra os dados espectroscópicos de

H-RMN e

C-RMN

da mono-oxima 4.

Goldschimidt, H.; Schmidt, H.; Ueber die nitrosophenole, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1884, 17, 2060

- 23 -

Tabela 7: Dados espectroscópicos de RMN da mono-oxima 4 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

nº. δ

C(ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 147,9

2 146,0

3 128,4 6,30; 1H; q; 1,3

4 186,8

5 150,1

6 118,2 7,55; 1H; d; 1,1

7 16,8 2,20; 3H; d; 1,3

8 26,3 3,10; 1H; d hept; 1,1 e 6,8

9, 10 21,5 1,15; 6H; d; 6,8

No espectro de

H-RMN do composto 4, foi observado em 6,30 ppm

um quadrupleto (J=1,3 Hz) o qual foi atribuído ao acoplamento do átomo de

hidrogênio vinílico H-3 com os átomos de hidrogênio do grupo metila C-7. Em 7,55

ppm foi observada a presença de um dubleto que foi atribuído ao hidrogênio vinílico

H-6, sendo este sinal gerado pelo acoplamento do átomo de hidrogênio H-6, que

possui relação sin ao grupo oxima, com o átomo de hidrogênio metínico H-8 do

grupo isopropil (J= 1,1 Hz).

No espectro de infravermelho do composto 4, observou-se uma

absorção fina em 1639 cm

-1

característica do estiramento da ligação C=O. As

absorções em 1605 e 1056 cm

-1

foram atribuídas aos estiramentos das ligações

C=N e N-O respectivamente, e as absorções em 3180 e 1439 cm

-1

ao estiramento e

deformação angular, respectivamente, da ligação O-H do grupo oxima.

Os dados de

H-RMN e de

C-RMN obtidos para o composto 5 estão

apresentados na tabela 8.

- 24 -

Tabela 8: Dados espectroscópicos de RMN da mono-oxima 5 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

nº. δ

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 146,9

2 138,9

3 121,5 6,31; 1H; q; 1,3

4 187,9

5 150,2

6 128,2 7,63; 1H; q; 1,4

7 15,8* 2,03; 3H; d; 1,4*

8 16,8* 2,19; 3H; d; 1,3*

* valores intercambiáveis

A partir da análise do espectro de

H-RMN do composto 5 foi possível

observar a presença de dois quadrupletos na região de 6,31 ppm (J= 1,3 Hz) e 7,63

ppm (J= 1,4 Hz), os quais foram atribuídos aos átomos de hidrogênio ligados a C-3 e

C-6 respectivamente. O átomo de hidrogênio ligado a C-6 encontra-se numa posição

sin com relação à hidroxila do grupo oxima. Portanto espera-se que este átomo de

hidrogênio possua maior valor de deslocamento químico do que o átomo de

hidrogênio ligado a C-3. Foi possível observar também a presença de dois dubletos

sendo um localizado em 2,03 ppm (J= 1,4 Hz) e o outro 2,19 ppm (J= 1,3 Hz), os

quais foram atribuídos aos átomos de hidrogênio das metilas C-7 e C-8.

O espectro de

C-RMN do composto 5 apresentou sinais nas regiões

de 128,2 ppm e na região de 121,5 ppm os quais foram atribuídos respectivamente

aos átomos de carbono C-6 e C-3 respectivamente. O menor deslocamento químico

do carbono C-3 pode ser explicado pelo fato deste estar sin e na posição α ao grupo

oxima. O sinal em 146,9 ppm foi atribuído ao C-1 e o sinal em 187,9 ppm foi

atribuído ao átomo de carbono carbonílico C-4. Aos carbonos metílicos 7 e 8 foram

atribuídos os sinais nas regiões de 15,8 ppm e 16,8 ppm.

No espectro de infravermelho do composto 5, a presença de absorção

fina em 1642 cm

-1

característica do estiramento da ligação C=O, confirmou que a

oximação ocorreu em apenas uma das carbonilas do composto 5. A absorção em

- 25 -

1611 cm

-1

foi atribuída ao estiramento da ligação C=N. A absorção em 3232 cm

-1

foi

atribuída ao estiramento da ligação O-H do grupo oxima.

Os dados espectroscópicos de

H-RMN e de

C-RMN do composto 6

estão apresentados na tabela 9.

Tabela 9: Dados espectroscópicos de RMN da mono-oxima 6 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

Nº. δ

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 149,8

2 132,7 7,02; 1H; q; 1,1

3 138,2

4 187,9

5 140,7

6 120,6 7,58; 1H; q; 1,2

7 16,0 2,01; 3H; d; 1,1

8 16,7 2,04; 3H; d; 1,2

A reação de oximação da p-benzoquinona 3 poderia levar aos três

compostos diferentes uma vez que esta p-benzoquinona é simétrica apenas no eixo

vertical (Figura 7). Um dos produtos possíveis seria aquele em que a função oxima

está localizada entre as duas metilas, produto 6’, aquele em que a função oxima

está na posição oposta a de 6’, ou seja, o produto 6, e a bis - oxima (6”).

NOH

6´

6´´

Figura 7

A formação do composto 6’’, foi descartada pela presença da absorção

em 1632 cm

-1

no espectro de infravermelho originada a partir do estiramento da

- 26 -

ligação C=O. Informações adicionais sobre a mono - oximação foram obtidas através

do espectro de

C, no qual se observou a presença dos sinais nas regiões de 187,8

ppm e 149,2 ppm, atribuídos respectivamente ao átomo de carbono carbonílico C-4

e ao carbono do grupo oxima C-1.

No espectro de

H-RMN observou-se a presença de sinais em 7,58

ppm e 7,02 ppm, caracterizados por quadrupletos com J= 1,2 e 1,1 Hz os quais

foram associados aos átomos de hidrogênio H-6 e H-2 respectivamente. Esses

valores de deslocamento químico, se comparados com os valores dos átomos de

hidrogênio correspondentes da p-benzoquinona 3, cujo valor é igual a 6,56 ppm,

sugerem que a oximação ocorreu no carbono carbonílico oposto aos grupos

metílicos (composto 6). Como o H-6 esta sin com relação ao grupo oxima, este sofre

mais intensamente o efeito de desblindagem provocado pelo referido grupo

apresentando assim deslocamento químico em campo mais baixo do que o H-2 que

possui relação anti a este grupo. Estas evidências espectroscópicas descartaram a

possibilidade de formação do composto 6’.

3.3 Reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas 1, 2 e 3

com o ciclopentadieno (7)

3.3.1 Reação entre a timoquinona (1) e o ciclopentadieno (7) sob

efeito de microondas

* Condições experimentais: ver tabela 10

Esquema 7

A reação de Diels - Alder da timoquinona (1) com o ciclopentadieno (7)

(Esquema 7) foi realizada em um reator de microondas de radiação focalizada (tipo

mono modo) da marca CEM modelo Discover Banchmate (Figura 8) pertencente à

- 27 -

Profa. Dra. Arlene Gonçalves Corrêa do laboratório de Síntese de Produtos Naturais

do departamento de química da Universidade Federal de São Carlos (DQ - UFSCar).

Para a execução destes experimentos adicionou-se a um frasco de

vidro de 10 mL que acompanha o aparelho de microondas, 0,164 g (1 mmol) da

timoquinona (1) e 0,23 mL (3 mmols) do ciclopentadieno (7). Este frasco foi então

devidamente fechado com sua tampa, cujo material é de teflon

, e colocado no

reator.

Figura 8

O reator de microondas em questão (Figura 8) fica conectado a um

computador o qual possui um software que permite ajustar e controlar a potência,

tempo e temperatura a serem utilizados na reação.

Assim para a realização da

reação entre 1 e o dieno 7, programou-se o equipamento nas condições reacionais a

serem testadas. A reação foi realizada na ausência de solventes, sendo o excesso

do dieno empregado suficiente para dissolver a p-benzoquinona 1 e tornar o meio

reacional homogêneo.

Este reator possui também um sistema de resfriamento com ar

comprimido, que pode ser feito durante o curso da reação (onde se tem incidência

da radiação microondas na potência selecionada) ou apenas no final da mesma. O

resfriamento simultâneo a incidência das microondas é uma forma de se controlar a

temperatura do meio reacional mantendo-a nos valores programados.

As condições empregadas e os resultados obtidos em cada reação

estão resumidos na tabela 10.

Endereço eletrônico: http://www.cem.com/synthesis/discoverBM.asp

- 28 -

Tabela 10: Resultados obtidos para a reação da timoquinona (1) e o ciclopentadieno

(7) em microondas sob diferentes condições.

Potência

Prog. (W)

Potência

Média (W)

Tempo

(min.)

Temperatura

prog. (ºC)

Temperatura

atingida (ºC)

R (%)

20 20 5 90 65 30

40 40 5 90 75 49

50 50 5 90 89 73

50 12-13 30 90 90 90

*50 50 30 90 75 64

50 27-30 30 100 100 99

* Experimento realizado com resfriamento constante da reação.

A reação do ciclopentadieno (7) com a timoquinona (1) foi feita

inicialmente empregando-se uma potência de 20 W, tempo reacional de 5 minutos e

temperatura máxima a ser atingida igual a 90 ºC. A temperatura máxima atingida

pelo sistema reacional foi de 65 ºC. Ao final do tempo de reação programado o

excesso do dieno foi removido sob pressão reduzida e o produto bruto obtido foi

filtrado em uma coluna contendo sílica flash a fim de remover o diciclopentadieno

formado devido ao aquecimento do ciclopentadieno. Para isso utilizou-se como

eluente uma mistura 9,8: 0,2 de hexano e acetato de etila. Assim foi possível separar

o diciclopentadieno (menos polar) da mistura da timoquinona (1) e do produto (mais

polar).

A análise por cromatografia em camada delgada do produto bruto

obtido após a filtração mostrou a presença da timoquinona (1) e de um produto um

pouco menos polar. Porém a análise por cromatografia gasosa deste produto obtido

após a filtração mostrou apenas a presença de 1 e do diciclopentadieno. Assim

supôs-se que o cicloaduto formado estava sofrendo reação de retro Diels - Alder

logo no injetor devido a elevada temperatura do mesmo (230 ºC), fornecendo assim

a timoquinona (1) e o diciclopentadieno como supostos produtos. Portanto a análise

da conversão de 1 ao produto foi feita através da análise do espectro de

H-RMN

- 29 -

desta mistura. A formação do cicloaduto 8 foi proposta inicialmente com base na

comparação dos dados espectroscópicos de RMN obtidos para o mesmo cicloaduto

sintetizado anteriormente em nosso laboratório sob condições térmicas.

25 1

O espectro de

H-RMN da timoquinona (1) possui sinais característicos

na região de 6,50 - 6,53 ppm (um dubleto gerado pelo acoplamento do átomo de

hidrogênio vinílico H-6 com H-8 do grupo isopropil) e também na região de 6,57 -

6,63 ppm (um quadrupleto gerado pelo acoplamento de H-3 com os átomos de

hidrogênio H-7 do grupo metila). No espectro do cicloaduto 8 é observada a

presença de um dubleto com menor deslocamento químico (6,36 ppm) sendo este

gerado pelo acoplamento do átomo de hidrogênio vinílico H-3 com H-12 do grupo

isopropil. Podem ser observados neste espectro também dois duplos dubletos sendo

um localizado em 5,94 ppm e o outro em 6,13 ppm. Estes sinais correspondem aos

átomos de hidrogênio vinílicos H-8 e H-9 do cicloaduto em questão.

O dubleto referente ao átomo de hidrogênio vinílico H-3 do cicloaduto 8

apresenta um menor valor de deslocamento químico do que o dubleto

correspondente ao átomo de hidrogênio H-6 na p-benzoquinona 1 de partida. Uma

explicação plausível para este fato é que os grupos carbonila do cicloaduto 8 não

ficam perfeitamente no plano da dupla ligação à qual o átomo de hidrogênio H-3 está

ligado e, portanto os orbitais p da dupla ligação não ficam totalmente paralelos ao

orbital p dos carbonos carbonílicos. Assim, a conjugação entre os elétrons π da

dupla ligação α - carbonílica os elétrons π dos dois grupos carbonílicos é menos

efetiva no cicloaduto 8 do que na p-benzoquinona 1 de partida, onde os grupos

carbonílicos ficam no mesmo plano da dupla ligação à qual o átomo de hidrogênio H-

6 está ligado. Portanto o efeito de desblindagem provocado pela conjugação dos

elétrons π da dupla com os elétrons π dos grupos carbonílicos é menos intenso no

cicloaduto 8 do que na p-benzoquinona 1 de partida.

Através da integração dos sinais característicos de cada composto, é

possível fazer uma análise da conversão da timoquinona (1) ao cicloaduto 8,

conforme exemplificado na Figura 9. Nesta figura é mostrada parte do espectro de

H-RMN (região de 5,85 ppm a 6,70 ppm) da mistura de 1 e 8 obtida após filtração

Corrêa, A. G., Síntese de esqueletos sesquiterpenicos eudesmanicos, elemanos e hidrindanos, Programa de

Pós-Graduação em Química-Dissertação de Mestrado - UFSCar, São Carlos, 1988.

- 30 -

em coluna cromatográfica do produto bruto da reação da timoquinona (1) com o

ciclopentadieno (7) nas condições reacionais de 5 W, 65 ºC e 5 minutos.

6.70 6.65 6.60 6.55 6.50 6.45 6.40 6.35 6.30 6.25 6.20 6.15 6.10 6.05 6.00 5.95 5.90 5.8

1.03 0.50

Figura 9

Através da integração dos referidos sinais verificou-se que a conversão

da timoquinona (1) ao cicloaduto 8 foi de 33 %. Após a separação da p-

benzoquinona 1 do cicloaduto 8 por cromatografia radial utilizando-se como eluente

uma mistura de 19:1 de hexano e acetato de etila, obteve-se uma massa de 0,069 g

(30%) de um sólido amarelo claro correspondente ao cicloaduto 8. A confirmação de

que o produto obtido era de fato o cicloaduto 8 foi feita através da análise do

espectro de

H-RMN e

C-RMN do composto em questão. Os dados

espectroscópicos obtidos estão apresentados na tabela 11. Foi feita uma

comparação dos dados espectroscópicos de RMN do composto 8 obtido na reação

em microondas com aquele obtido sob condições térmicas convencionais

sendo

possível observar que, como esperado, estes dados coincidiam entre si.

- 31 -

Tabela 11: Dados espectroscópicos de RMN do cicloaduto 8 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

nº.

C(ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 52,7

2 203,4

3 134,2 6,37; 1H; d; 1,1

4 160,2

5 199,2

6 57,4 2,84; 1H; d; 3,9

7 53,7** 3,04-3,08; 1H; m

8 138,2* 5,94; 1H; dd; 5,7; 3,0

9 135,9* 6,12; 1H; dd; 5,7; 3,0

10 49,2** 2,98; 1H; ddd; 9,6; 5,2; 1,2

11 17,1 1,46; 3H; s

12 26.2 3,39-3,42; 1H; m

13 20,8*** 1,02; 3H; d, 6,9

14 21,4*** 1,06; 3H; d, 6,9

15 46,4 1,47-1,78; 2H; m

*, **, ***valores intercambiáveis

A estereoquímica relativa do composto 8 foi identificada como sendo

proveniente do estado de transição endo, através da comparação dos dados

espectroscópicos de

H-RMN e

C-RMN do cicloaduto obtido sob efeito de

microondas com os dados espectroscópicos do cicloaduto obtido sob condições

térmicas convencionais (cujo estereoquímica já havia sido identificada como sendo

endo a partir de estudos realizados em nosso laboratório). Estes estudos

envolveram a realização de reações de foto - cicloadição intramolecular [2 + 2]

(Esquema 8), onde foi observada a formação do composto do tipo gaiola que só é

possível quando o cicloaduto possui conformação proveniente do estado de

transição do tipo endo, uma vez que neste cicloaduto há uma proximidade física

entre suas duas duplas ligações. A reação de foto - cicloadição ocorre em

rendimento quantitativo.

- 32 -

Esquema 8

O composto 8 foi analisado também por seu ponto de fusão sendo

obtido um valor na faixa de 55 - 56 ºC, que esta compatível com o da literatura

cujo valor encontrado esta na faixa de 56 - 57 ºC.

No espectro de infravermelho deste cicloaduto foi observada a

presença de bandas na região de 1620 cm

-1

e 1750 cm

-1

as quais foram atribuídas

aos estiramentos das ligações C=O dos dois grupos carbonila deste composto.

Foram feitas variações nas condições reacionais de potência,

temperatura e tempo de reação a fim de se obter uma maior conversão da p-

benzoquinona 1 ao cicloaduto 8. Assim em um experimento posterior aumentou-se a

potência do aparelho para 40 W, mantendo-se o tempo reacional de cinco minutos e

a temperatura máxima a ser atingida em 90 ºC. O acompanhamento da reação

permitiu verificar que a temperatura do meio reacional aumentou gradativamente,

chegando a 75 ºC no final da reação.

A análise de

H-RMN do produto bruto da reação mostrou uma

conversão de 52 % do composto 1 ao 8, obtendo-se após a purificação uma massa

de 0,113 g de um sólido amarelo claro correspondente ao composto 8 (R= 49 %).

Aumentou-se então a potência da radiação incidida para 50 W, mantendo-se a

temperatura máxima a ser atingida em 90 ºC e o tempo reacional em cinco minutos.

Neste experimento a temperatura máxima atingida pelo meio reacional foi de 89 ºC.

Obteve-se uma conversão de 75 % da p-benzoquinona 1 ao cicloaduto 8. Obteve-se

após devida purificação uma massa igual a 0,168 g (R= 73 %) do cicloaduto 8.

4 dias

Hg, pressão média

t.a, MeOH

hv,EtOH, 4 h

- 33 -

A fim de se obter melhores rendimentos e conversões da p-

benzoquinona 1 ao cicloaduto 8, as condições reacionais foram modificadas.

Aumentou-se o tempo reacional para 30 minutos, mantendo-se a potencia de 50 W e

a temperatura máxima a ser atingida em 90 ºC. Verificou-se que após 6 minutos do

inicio da reação, que a temperatura do sistema atingiu a temperatura limite

programada de 90 ºC. Como o aparelho estava programado para operar no modo

Standard, o mesmo auto - ajustou a potência incidida diminuindo o valor desta para

12 W, a fim de evitar que a temperatura do sistema reacional ultrapassasse os 90

ºC. Assim a potencia incidida pelo aparelho nos 24 minutos restantes de reação,

manteve-se na faixa de 12 a 13 W. Nestas condições reacionais a conversão da

timoquinona (1) ao cicloaduto 8 foi de 93 %, sendo obtido após a purificação uma

massa de 0,207 g do cicloaduto 8 (R= 90 %).

Em um experimento posterior empregando-se as mesmas condições

reacionais, mas agora utilizando resfriamento constante, observou-se que a potência

incidida pelo aparelho manteve-se nos 50 W iniciais e que a temperatura máxima

atingida no meio reacional foi de 75 ºC. Neste caso, a conversão da p-benzoquinona

1 ao cicloaduto 8 foi de 67 %. Obteve-se uma massa de 0,148 g de 8 (R= 64 %).

Comparando-se os resultados destes dois últimos experimentos, pode-

se inferir que a temperatura tem um efeito mais significativo do que a potência da

radiação microondas incidida sob a reação da timoquinona (1) com o

ciclopentadieno (7). Com base nestas informações aumentou-se a temperatura limite

do sistema para 100 ºC mantendo-se o tempo de reação em 30 minutos. Neste caso

utilizou-se uma potência inicial de 80 W, para que a temperatura do meio reacional

aumentasse mais rapidamente atingindo os 100 ºC desejados. Após 3 minutos de

reação a temperatura máxima foi atingida, ocorrendo uma queda do valor da

potência incidida para 30 W. O acompanhamento da reação permitiu verificar que a

potência incidida pelo aparelho foi mantida na faixa 27 W e 30 W durante todo tempo

restante de reação, e que a temperatura permaneceu em 100 ºC. Ao final desta

reação, foi feito análise do produto bruto, verificando que ocorreu uma conversão de

100% do composto 1 ao 8. Obteve-se uma massa igual a 0,229 g de um sólido

amarelo claro correspondente ao cicloaduto 8 (R= 99 %).

- 34 -

3.3.2 Reação de Diels - Alder entre a 2,5-dimetil-p-benzoquinona

(2) e o ciclopentadieno (7) sob efeito microondas

A reação entre a 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) e o ciclopentadieno (7)

sob efeito de microondas (Esquema 9) foi feita seguindo-se o um procedimento

experimental semelhante a aquele descrito para a reação da timoquinona (1) com

este dieno.

927

100 ºC, 80 W

1 h

Esquema 9

Foram utilizados 0,136 g da p-benzoquinona 2 (1 mmol), e 0,23 mL (3

mmols) do ciclopentadieno (7).

As condições reacionais utilizadas foram: potência inicial de 80 W,

temperatura máxima de 100 ºC e tempo reacional de 1 hora. Ao final do tempo de

reação programado, o produto bruto obtido foi filtrado em coluna de sílica flash a fim

de se remover o diciclopentadieno formado. O eluente utilizado foi uma mistura 9,8:

0,2 de hexano e acetato de etila. A análise por cromatografia em camada delgada do

produto obtido após a filtração mostrou a presença de uma única mancha

correspondente ao produto.

A análise deste produto através de seu espectro de

H - RMN

confirmou a estrutura do mesmo como sendo a do cicloaduto

9. A partir deste

espectro pode-se constatar também que não havia mais a presença da 2,5-dimetil-p-

benzoquinona (

2) uma vez que os sinais correspondentes a esta p-benzoquinona

não foram observados no espectro de

H - RMN do produto obtido após a filtração.

Foi obtida uma massa de 0,200 g de um sólido amarelo claro

correspondente ao cicloaduto

9 (R= 99 %).

- 35 -

O composto 9 foi submetido também à análise espectroscópica de

C-

RMN. Os dados espectroscópicos de

H - RMN e

C - RMN deste cicloaduto estão

apresentados na tabela 12.

Tabela 12: Dados espectroscópicos de RMN do cicloaduto 9 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade; J (Hz).

1 62,0

2 204,0

3 139,0 6,37; 1H; d; 1,1

4 134,9

5 199,2

6 57,8 2,82; 1H; d; 4,0

7 53,7** 3,04-3,08; 1H; m

8 129,2* 6,12; 1H; dd; 5,7; 3,0

9 129,5* 5,94; 1H; dd; 5,7; 3,0

10 50,0** 2,98; 1H, ddd; 9,6; 5,2; 1,2

11 15,9 1,46; 3H; s

12 17,0 1,96; 3H; d; 6,9

13 39,4 1,49-1,71; 2H; m

* valores permutáveis entre si

A faixa do ponto de fusão obtido para o cicloaduto 9 foi de 68 ºC - 70

ºC estando este intervalo muito próximo ao valor encontrado na literatura (67 ºC - 69

ºC).

A estereoquímica relativa do cicloaduto

9 foi identificada como sendo

proveniente do estado de transição endo através da análise deste composto por seu

espectro de NOESY. Neste experimento foi feita a irradiação do átomo de hidrogênio

da junção de anéis H-6.

Mehta,G.; Srikrishna, A.; Reddy, A. V.; Nair, M. S. Tetrahedron 1981, 37, 4543.

- 36 -

Através desta análise observou-se que o mesmo possui correlação

espacial com os átomos de hidrogênio ligados ao carbono cabeça de ponte C-13.

Esta correlação só é possível para o cicloaduto com configuração endo, uma vez

que no cicloaduto exo estes átomos de hidrogênio em C - 13 se encontram em lado

oposto ao hidrogênio da junção de anéis conforme ilustrado na Figura 10.

9 - ENDO

Figura 10

A análise do composto 9 através de seu espectro de infravermelho

mostrou a presença de bandas nas regiões de 1659 cm

-1

e 1618 cm

-1

correspondentes aos estiramentos das ligações C=O dos grupos carbonila presentes

nesta molécula. Este cicloaduto, ao contrário da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2), não

é simétrico e, portanto seus grupos carbonila apresentam absorções diferentes no

espectro de infravermelho.

3.3.3 Reação de Diels - Alder entre a 2,6-dimetil-p-benzoquinona

(3) e o ciclopentadieno (7) sob efeito de microondas

A reação entre a 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) e o ciclopentadieno (7)

sob efeito de microondas (Esquema 10) foi feita seguindo-se um procedimento

experimental semelhante a aquele descrito para as reações das p-benzoquinonas 1

e 2 com o este dieno.

- 37 -

310

80W, 1h

100ºC

Esquema 10

Foram utilizados 0,136 g da p-benzoquinona 3 (1 mmol), e 0,23 mL (3

mmols) do ciclopentadieno (7). As condições reacionais programadas de potência

inicial, temperatura máxima e tempo reacional foram respectivamente de 80 W, 100

ºC e 1 hora. Ao final do tempo de reação programado o excesso de dieno foi

removido sob pressão reduzida. A análise por CCD mostrou mais uma vez que

houve a formação de produto e também do diciclopentadieno. Assim o produto bruto

obtido foi filtrado em coluna de sílica flash a fim de se remover o diciclopentadieno.

A análise do produto obtido através de seu espectro de

H-RMN

confirmou a estrutura do mesmo como sendo a do cicloaduto 10. A partir deste

espectro pode-se constatar também que não havia mais a presença da 2,6-dimetil-p-

benzoquinona (3) uma vez que os sinais correspondentes à mesma não foram

observados no espectro.

Obteve-se uma massa de 0,196 g de um óleo viscoso amarelo claro

correspondente ao cicloaduto 10 (R= 98 %). O composto 10 foi submetido também à

análise espectroscópica de

C-RMN. Os dados espectroscópicos de

H-RMN e

C-

RMN deste cicloaduto estão apresentados na tabela 13.

- 38 -

Tabela 13: Dados espectroscópicos de RMN do composto 10 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 52,4

2 203,1

3 151,2

4 134,9 6,45-6,48; 1H; m

5 199,3

6 57,7 2,80; 1H; dl; 4,11

7 46,3* 3,38-3,45; 1H; m*

8 139,0** 6,02-6,09; 1H; dd; 5,74; 3,13

9 137,7** 5,90-5,99; 1H; dd; 5,74; 3,13

10 53,6* 3.07-3,09; 1H; m*

11 16,6 1,42; 3H; s

12 26,5 1,91; 3H; d; 1,47

13 48,9 2,09-2,18; 2H; m

*, ** valores permutáveis entre si

A análise por infravermelho mostrou a presença de bandas nas regiões

de 1665 cm

-1

e 1733 cm

-1

as quais foram atribuídas aos estiramentos das ligações

C=O dos grupos carbonila deste composto.

Não foram feitos ainda experimentos para comprovar que a

estereoquímica do cicloaduto obtido seja de fato endo. Porém com base nas regras

de Woodward-Hoffman

3, 4

foi proposto que este cicloaduto 10 é também proveniente

do estado de transição endo assim como foi confirmado nos casos dos cicloadutos

e 9.

A reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com o

ciclopentadieno (7) sob efeito de microondas já havia sido testada em nosso

laboratório como parte do trabalho de iniciação científica.

Brocksom, T. J.; Brocksom, U.; Donatoni, M. C.; Effect of microwave irradiation on Diels - Alder

reactions of

para-benzoquinones, 11th Brazilian Meeting on organic Synthesis 2005, 80.

- 39 -

Porém para a execução destes testes foi utilizado um equipamento de

microondas utilizado para se fazer digestão de amostras em química analítica

pertencente ao Prof. Dr. Joaquim Araújo Nóbrega do laboratório de química analítica

do DQ - UFSCar. Este equipamento é do tipo multímodo e, portanto parte da

radiação microondas incidida pelo magnetron é refletida pelas paredes da cavidade

interna do aparelho sendo perdidas. Assim para que fossem atingidas as

temperaturas reacionais desejadas em cada experimento, foi necessário o emprego

de potências mais elevadas do que as utilizadas no reator de radiação focalizada

(tipo monomodo). A tabela 14 mostra os resultados obtidos para a reação de Diels -

Alder das p-benzoquinonas

1, 2 e 3 com o ciclopentadieno sob efeito de microondas,

utilizando-se o equipamento multímodo. A partir da análise dos resultados fornecidos

nesta tabela pode-se verificar que as potências utilizadas para se atingir os 90 ºC no

equipamento modelo multímodo foram muito maiores do que as exigidas para se

atingir esta mesma temperatura quando se utilizou o equipamento monomodo.

As reações realizadas no aparelho multímodo foram realizadas em

ciclos de aquecimento (3 min.) e resfriamento (4 min.) sucessivos, sendo este

procedimento necessário uma vez que não se tinha controle da pressão interna do

meio reacional. Assim os tempos totais de cada reação foram maiores do que

aqueles onde se teve incidência efetiva da radiação microondas.

Já quando os mesmos experimentos foram realizados no equipamento

monomodo, não foi necessário realizar os ciclos de resfriamento uma vez que este

reator permite que se tenha um maior controle da pressão e temperatura do meio

reacional. Portanto os tempos de incidência de radiação microondas foram iguais

aos tempos totais de reação.

Os valores de R% mostrados na tabela 14 referem-se aos rendimentos

isolados referentes aos cicloadutos obtidos em cada reação executada.

- 40 -

Tabela 14: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas

1, 2 e 3 com ciclopentadieno (7) sob efeito de microondas executadas em um

equipamento modelo multímodo (temperatura máxima atingida 90 ºC).

p-benzoquinona cicloaduto P (W) Período

de irradiação

(min.)

Tempo

total (min.)

1 8

110 3 7 14

1 8

110 6 14 25

1 8

150 18 42 64

1 8

150 36 84 76

1 8

150 60 140 100

2 9

150 60 140 80

2 9

200 30 70 76

2 9

200 60 140 86

2 9

200 120 280 95

3 10

200 60 140 96

3.4 Reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas 1, 2 e 3

com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

3.4.1 Preparação do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) através da

desidratação do pinacol com ácido bromídrico

O 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) foi preparado através da desidratação

do pinacol com ácido bromídrico,

(Esquema 11).

HBr

Pinacol

Esquema 11

Allen, C.F.H.; Bell, A. Org. Synth. Coll. Vol. 3, 312-316.

- 41 -

Foram utilizados 34,5 g do pinacol comercial (0,3 mol), e quantidade

catalítica de acido bromídrico 48 % (1,0 mL). Esta reação foi realizada sob

aquecimento e na ausência de solvente. O pinacol é um sólido cristalino cujo ponto

de fusão encontra-se na faixa de 40 - 43 ºC, assim no preparo da mistura reacional,

que foi feito à temperatura ambiente, este ainda encontrava-se sólido. Como a

reação foi feita sob aquecimento, durante o curso da mesma, o pinacol se liquefez

após a temperatura do sistema reacional atingir 40 ºC. Assim obteve-se uma mistura

reacional homogênea do pinacol com ácido bromídrico.

A reação em questão foi realizada através de duas destilações. Na

primeira o destilado foi recolhido a 95 ºC e após esta fração ter sido lavada com

água destilada e seca com sulfato de sódio anidro, a mesma foi novamente

destilada, recolhendo-se o produto na faixa de temperatura de 69 - 70 ºC, que é a

faixa de temperatura correspondente ao ponto de ebulição do 2,3-dimetil-1,3-

butadieno. Obteve-se um volume de 16,6 mL (13,8 g) deste dieno (R= 56 %). Este

rendimento relativamente baixo pode ser atribuído à ocorrência de reações

secundárias, como por exemplo, o rearranjo pinacol - pinacolona.

O produto recolhido na segunda destilação foi analisado a partir de

seus espectros de RMN de

H e de

C. Os dados espectroscópicos de RMN de

H e

C estão apresentados na tabela 15.

Tabela 15: Dados espectroscópicos de

C - RMN (50 MHz) e de

H - RMN (200

MHz) do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11).

Nº. - δ

(ppm)

Nº. - δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz)

1 e 4: 111,5 H 5 e H 6-1,90; 6H; s

2 e 3: 142,3 H 1b e H 4b-5,22; 2H; m *

Hb Ha

5 e 6: 20,2 H 1a e H 4a-5,07; 2H; m *

*valores intercambiáveis

- 42 -

3.4.2 Reação da timoquinona (1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno

(11)

3.4.2.1. Condições térmicas

A reação entre a timoquinona (1) e o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

(Esquema 12) foi primeiramente executada à temperatura ambiente.

12 1311 1

Esquema 12

Para isto adicionou-se a um balão de fundo redondo, 0,164 g (1 mmol)

do dienófilo 1, 0,22ml do dieno 11 (2 mmols) e 3,0 mL de MeOH (previamente

destilado) sob agitação magnética.

Acompanhou-se esta reação por CG. Esta análise mostrou apenas a

presença da timoquinona (

1) mesmo após cinco dias de reação. Ao final deste

tempo, o solvente e o excesso do dieno foram removidos sob pressão reduzida

obtendo-se um sólido de coloração avermelhada correspondente a p-benzoquinona

1 impura. Esta foi purificada em coluna cromatográfica utilizando-se sílica flash e

como eluente uma mistura 9:1 de hexano e acetato de etila sendo recuperado 90%

da mesma.

Como não houve ocorrência de reação à temperatura ambiente a

reação foi testada nas condições de refluxo em MeOH. Foram empregadas as

mesmas quantidades de reagentes que na reação realizada na temperatura

ambiente. Neste caso a análise da reação por CG após 24 horas mostrou a

presença ainda de 86 % da p-benzoquinona

1 sendo também observado a presença

de outros dois picos com tempos de retenção maiores possivelmente pertencentes

aos produtos da reação. A baixa conversão de 1 aos possíveis produtos da reação

- 43 -

foi atribuída ao fato de que nestas condições de refluxo ocorreu perda de parte do

dieno devido à volatilização em tais condições reacionais.

A fim de solucionar este problema, decidiu-se fazer a reação da

timoquinona (1) com o dieno 11 na estufa aquecida a 110 ºC em tudo fechado. Para

isto adicionou-se a um tubo de ensaio com rosca e tampa com capacidade para 10

mL (Figura 11), 0,164 g da quinona 1 (1 mmol), 0,22 mL do dieno 11 (2 mmols) e 2,0

mL de metanol. Este tubo foi fechado com fita de teflon (veda - roscas) e

posteriormente com sua tampa e levado à estufa aquecida a 110 ºC.

Figura 11: tubos de ensaio (vidro Pyrex) com rosca e tampa.

Após 48 horas de reação foi feito a análise do produto bruto por CG a

qual mostrou conversão total do composto

1 a dois produtos com tempos de

retenção muito próximos que juntos somaram 96 % da intensidade dos picos do

cromatograma e também a formação de subprodutos que juntos somaram 4 % da

intensidade dos picos do cromatograma.

Os dois produtos com tempos de retenção próximos, foram separados

entre si por cromatografia radial utilizando-se como eluente uma mistura 20:1 de

hexano e acetato de etila, sendo obtidas duas frações. A análise da fração menos

polar por

H-RMN e

C-RMN permitiu identificar o produto contido nesta como

sendo o cicloaduto

12. Já a análise da fração mais polar permitiu identificar o

produto contido na mesma como sendo o cicloaduto

13.

Os cicloadutos 12 e 13 foram formados na proporção de 5: 2,

respectivamente, segundo a análise do produto bruto por CG.

- 44 -

Foram obtidos 0,147 g de um óleo amarelo correspondente ao

composto 12 (R= 59 %) e 0,059 g de um óleo amarelo correspondente ao composto

13 (R= 24 %). Assim o rendimento total da reação foi de 83 %

As tabelas 16 e 17 mostram os dados espectroscópicos de RMN de

C obtidos para os cicloadutos 12 e 13 respectivamente.

Tabela 16: Dados espectroscópicos de RMN do cicloaduto 12 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

* valores intercambiáveis

Nº.

C(ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade, J

(Hz).

1 48,5

2 203,1

3 131,4 6,35; 1H; d; 1,27

4 157,7

5 201,5

6 53,7 2,86; 1H; t; 6,25

7 29,9 2,3; 2H; m

8 122,6

9 122,9

10 38,7 2,15; 2H; m

11 18,5 1,27; 3H; s

12 27,0 2,90; 1H; m;

13 18,9 1,10; 3H; d; 1,33

14 18,9 1,06; 3H; d; 1,33

15 23,2* 1,54; 3H; s*

16 21,0* 1,66; 3H; s*

- 45 -

Tabela 17: Dados espectroscópicos de RMN do composto 13 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade; J (Hz).

1 51,0 3.10; 1H; dd; 9,46

2 202,2

3 146,0

4 134,4 6,41; 1H; q; 1,56

5 201,6

6 55,6

7 30,9 2,50; 2H; m

8 123,8

9 134.4

10 28,4 2,10; 2H; m

11 33,8 2,69-2,72; 1H; m

12 13,4 0,72; 3H; d; 5,6

13 13,4 1,00; 3H; d; 5,6

14 21,9 1,95; 3H; d; 1,56

15 17,2* 1,52; 3H; s*

16 16,4* 1,61; 3H; s*

* valores intercambiáveis

Foi possível diferenciar os cicloadutos

12 e 13 proveniente da adição

através da análise dos mesmos por

H - RMN. Uma diferença notável entre os

espectros de

H - RMN destes dois compostos, é que no caso do cicloaduto 12, a

metila C - 11 da junção de anéis apresenta-se como um singleto com deslocamento

químico de 1,27 ppm e a metila C - 14 do cicloaduto 13 apresenta-se como um

dubleto em 1.95 ppm (J= 1,56 Hz). Outra diferença é que no cicloaduto

12 o átomo

de hidrogênio vinílico ligado a C - 3 é representado por um dubleto em 6,29 ppm,

sendo este gerado pelo acoplamento do átomo de hidrogênio H - 3 com H - 12 do

grupo isopropil. Já no caso do cicloaduto

13 o átomo de hidrogênio vinílico ligado a

C - 4 é representado por um quadrupleto em 6,35 ppm (J= 1,56 Hz) sendo este sinal

gerado pelo acoplamento de H - 4 com os átomos de hidrogênio da metila C - 14.

- 46 -

3.4.2.2. Catálise com SnCl

A reação da timoquinona (1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

(Esquema 12) foi executada também sob condição de catálise com SnCl

. Para isto

foi preparado 10 mL de uma solução 1 mol/ L do catalisador em CH

tratado. O

tratamento deste solvente envolveu a destilação do mesmo em presença de hidreto

de cálcio (CaH

A reação da timoquinona (1) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) sob

condição de catálise com SnCl

foi executada sob atmosfera de N

e a temperatura

ambiente. Foram utilizados 0,164 g da p-benzoquinona 1 (1 mmol), 0,22 mL do dieno

11 (2 mmols) e 3,0 mL do CH

tratado. Assim a uma solução da p-benzoquinona

1 em CH

sob atmosfera de N

, adicionou-se 0,1 mL da solução de SnCl

1 mol/ L

(catalisador empregado na proporção 10 mol %). Esta mistura foi mantida sob

agitação constante durante trinta minutos a fim de que houvesse a complexação do

catalisador com os átomos de oxigênio do grupo carbonila da p-benzoquinona

1 e só

então é que foi feita a adição do dieno 11. Após 6 horas a reação foi finalizada pela

adição de uma solução aquosa saturada de bicarbonato de sódio e extraída com

. A análise do produto bruto por CG mostrou a conversão total da p-

benzoquinona 1 aos dois cicloadutos 12 e 13 os quais foram formados na proporção

de 5: 2 respectivamente e também a presença de subprodutos de reação.

Após a purificação e separação dos cicloadutos 12 e 13 conforme

descrito para a reação realizada sob condições térmicas, obteve-se uma massa de

0,115 g de um óleo amarelo correspondente ao composto 12 (R= 46 %) e uma

massa de 0,045 g do composto de um óleo amarelo correspondente ao composto 13

(R= 18 %). O rendimento total da reação foi de 64 %. Estes compostos foram

submetidos às análises espectroscópicas de RMN de

H e

C a fim de se confirmas

suas estruturas. Os resultados obtidos na análise dos cicloadutos por

H - RMN e

C - RMN são idênticos àqueles obtidos sob condição térmica (estufa a 110 ºC), e

podem ser vistos nas tabelas 15 e 16.

- 47 -

3.4.2.3. Sob efeito de microondas

A reação da p-benzoquinona 1 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (5)

(Esquema 12) sob efeito de microondas foi executada em um reator de radiação

focalizada. Primeiramente empregou-se uma potência inicial de 80 W, tempo de

reação de 1 hora e temperatura máxima de 150 ºC. Foi observado que sete minutos

após o inicio da reação, a temperatura do meio reacional atingiu os 150 ºC. Ao

atingir esta temperatura o aparelho de microondas auto-ajustou a potência da

radiação incidida para 23 W. Assim verificou-se que nos 53 minutos restantes de

reação a potência da radiação microondas incidida pelo reator manteve-se na faixa

de 22 - 24 W, isso para evitar que a temperatura do meio reacional ultrapassasse os

150 ºC programados. Ao final deste tempo o excesso de dieno foi removido sob

pressão reduzida, obtendo-se um óleo de coloração amarelo escuro, o qual foi

submetido à análise por CG. Esta análise mostrou que houve 69 % de conversão do

composto 1 aos compostos 12 e 13, os quais foram formados na proporção de 7: 3

respectivamente. Após purificação e separação dos compostos 1, 12 e 13, obteve-se

uma massa de 0,118 g do composto 12 (R= 48 %) e 0,050 g do composto 13 (R= 20

%), sendo o rendimento total da reação de 68 %.

Com intuito de se aperfeiçoar as condições reacionais, aumentou-se o

tempo de reação para duas horas mantendo-se os demais parâmetros constantes.

Neste caso conseguiu-se 100 % de conversão do composto 1 aos compostos 12 e

13, os quais foram formados na proporção de 7: 3 respectivamente. Após purificação

e separação dos compostos obteve-se 0,169 g do cicloaduto

12 (R= 68 %) e 0,069 g

do cicloaduto 13 (R= 28 %). O rendimento total desta reação foi, portanto de 96 %.

Na tabela 18 são apresentados os resultados obtidos para a reação do dienófilo

com o dieno

11 nas três diferentes condições reacionais, ou seja, de catálise, sob

condições térmicas e sob efeito de microondas.

- 48 -

Tabela 18: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder entre a timoquinona (1)

e o dieno 11 sob diferentes condições reacionais.

Condição Tempo (h) Temperatura (ºC) Potência (W) R (%) 12/ 13

Catálise-SnCl

6 t.a (64) 46/ 18

Térmica 120 t.a Sem reação

Térmica 48 110 (83) 59/ 24

Microondas 1 150 22-24 (68) 48/ 20

Microondas 2 150 22-24 (96) 68/ 28

Através da análise destes resultados pode-se inferir que as reações

executadas sob efeito de microondas ocorrem mais rapidamente e os rendimentos

obtidos são maiores do que os das outras duas condições reacionais testadas

(catálise com SnCl

e aquecimento convencional). Outra vantagem na utilização de

microondas é que as reações foram realizadas em ausência de solvente, ao

contrário das condições térmicas e catalíticas.

3.4.3 Reação de Diels - Alder da 2,5-dimetil-p-benzoquinona

(2) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

3.4.3.1. Condições Térmicas

A reação entre a 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) e o 2,3-dimetil-1,3-

butadieno (11)

29-31

sob condição térmica foi primeiramente executada à temperatura

ambiente (Esquema 13). Para isto adicionou-se em um balão de fundo redondo, sob

agitação magnética constante, 0,136 g do dienófilo 2 (1 mmol), 0,22 mL do dieno 11

(2 mmols), 3,0 mL de metanol previamente destilado.

Liu, C.; Burnell, D. J. J. Org. Chem. 1997, 62, 3683.

Corey, E. J.; Ryu, H. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6389.

Liu, D.; Canales, E.; Corey, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1498.

- 49 -

Após cinco dias, a análise por CG mostrou conversão de apenas 6 %

do composto 2 ao cicloaduto 14.

214

Esquema 13

Com o intuito de melhorar este resultado, decidiu-se fazer esta reação

na estufa a 110 ºC, sendo utilizado um procedimento experimental semelhante ao

descrito para a execução da reação entre a timoquinona (1) e o dieno 11 nestas

condições. Foram utilizadas 0,136 g do dienófilo 2 (1 mmol), 0,22 mL do dieno 11 (2

mmols), 3,0 mL de metanol previamente destilado.

O sistema reacional foi mantido na estufa por 48 horas e após este

período o produto bruto obtido foi analisado por CG. Esta análise mostrou conversão

total de 2 ao produto, que foi identificado posteriormente como sendo o cicloaduto

14, e também a subprodutos de reação. Após a purificação do produto bruto obteve-

se 0,190 g de um óleo de coloração amarela correspondente ao cicloaduto

14 (R=

87 %).

A estrutura do composto 14 foi confirmada por espectroscopia de

H-

RMN e

C-RMN (tabela 19).

- 50 -

Tabela 19: Dados espectroscópicos de RMN do cicloaduto 14 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração;

multiplicidade;

J (Hz).

1 48,3

2 202,4

3 134,7 6,43; 1H; q; 1,53

4 148,0

5 200,2

6 52,5 2,85; 1H; t; 5,58

7 29,3 1,99; 2H; m

8 122,5

9 122,5

10 38,6 2,60; 2H; m

11 15,8 1,23; 3H; s

12 22,5 1,91; 3H; d; 1,53

13 18,7* 1,61; 3H; s*

14 18,3* 1,55; 3H; s*

* valores intercambiáveis

Há diferenças notáveis entre os espectros de

H - RMN dos compostos

2 e 14 que permitem verificar a formação do composto 14. Por exemplo, no espectro

H - RMN do substrato de partida 2 é observado um único dubleto em campo

mais baixo (2,09 ppm) correspondente aos átomos de hidrogênio dos dois grupos

metila deste composto. Já no espectro de

14 é observada a presença de um singleto

em 1,23 ppm correspondente a metila C - 11 da junção de anéis e o dubleto em 1,91

ppm corresponde ao acoplamento dos átomos de hidrogênio da metila C - 12 com o

átomo de vinílico hidrogênio H - 3. No espectro de

H - RMN de 2 é observado a

presença de um quadrupleto em 6,59 ppm correspondente ao acoplamento do

átomo de hidrogênio vinílico H - 3 com os átomos de hidrogênio da metila C-5. Já no

caso do espectro de

H - RMN de 14 ocorre o aparecimento de um tripleto em 2,85

ppm devido ao acoplamento do átomo de hidrogênio H - 6 da junção de anéis com

os átomos de hidrogênio H - 7. O sinal referente ao átomo de hidrogênio vinílico H-3

- 51 -

do cicloaduto 14 apresenta-se no espectro como um quadrupleto em 6,43 ppm e

este é gerado pelo acoplamento de H - 3 com os átomos de hidrogênio da metila C -

12.

No caso do espectro de

C do composto 2 há um sinal

correspondente aos dois carbonos carbonílicos da molécula em 188,1 ppm, isto por

que esta molécula é simétrica e assim, as duas carbonilas se encontram em

ambientes magnéticos idênticos. Já quando a mesma sofre cicloadição com o dieno

11 há uma mudança no ambiente químico dos grupos carbonila do cicloaduto 14 e

assim, no espectro de

C de 14, são observados dois sinais correspondentes aos

átomos de carbono dos grupos carbonila desta molécula, sendo um encontrado em

200,2 ppm e o outro em 202,4 ppm.

3.4.3.2. Catálise com SnCl

A reação da p-benzoquinona 2 com o dieno 11 sob condição de

catálise por SnCl

foi feita seguindo um procedimento experimental semelhante a

aquele utilizado para a execução da reação de 1 com o dieno 7 sob tais condições.

Assim a reação foi executada a temperatura ambiente sob atmosfera de N

Foram

utilizados 0,136 g da p-benzoquinona 2 (1 mmol), 0,22 mL do dieno 11 (2 mmols),

0,1 mL da solução 1 mol/ L de SnCl

em CH

e 3,0 mL de CH

. Após seis

horas a reação foi finalizada pela adição de uma solução aquosa saturada de

bicarbonato de sódio e o produto foi extraído com CH

A análise do produto bruto por cromatografia gasosa mostrou

conversão total do dienófilo 2 ao cicloaduto 14 e a subprodutos de reação. Após a

purificação do produto bruto obteve-se uma massa de 0,174 g de um óleo amarelo

correspondente ao cicloaduto 14 (R= 80%). Os dados espectroscópicos de

H - RMN

C - RMN confirmaram a estrutura do produto da reação como sendo a do

cicloaduto 14, sendo estes dados iguais àqueles fornecidos na tabela 19.

- 52 -

3.4.3.3. Sob efeito de microondas

A reação da p-benzoquinona 2 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

(Esquema 13) sob efeito de microondas foi executada conforme descrito para a

reação da p-benzoquinona 1 com dieno 11 nestas condições. As quantidades de

reagentes utilizadas foram 0,136 g do dienófilo 2 (1 mmol), 0,30 mL do dieno 11 (3

mmols). Neste caso foi utilizado um excesso maior de dieno a fim de que fosse

formada uma mistura homogênea da p-benzoquinona 2 e o dieno 11.

As condições reacionais utilizadas foram as seguintes: potência inicial

de 80 W, tempo reacional de uma hora e temperatura máxima a ser atingida pelo

sistema reacional de 150 ºC. Através do acompanhamento da reação verificou-se

que a temperatura do meio reacional aumentou gradativamente e que após seis

minutos após o inicio da reação, a temperatura do meio reacional atingiu os 150 ºC.

Quando isto ocorreu, o aparelho auto-ajustou sua potência para 26 W a fim de

manter a temperatura a 150 ºC. Observou-se que durante os 54 minutos de reação

restantes que a potência da radiação microondas incidida pelo reator manteve-se na

faixa de 25-27 W, a fim de manter constante a temperatura. A análise do produto

bruto por CG permitiu verificar que houve conversão total do composto 2 ao 14 e

também a subprodutos. Foi obtida depois de devida purificação uma massa de 0,213

g de um óleo de coloração amarela correspondente ao cicloaduto

14 (R= 98 %). A

tabela 20 mostra os resultados obtidos para a reação da 2,5-dimetil-p-benzoquinona

(

2) com o dieno 11 sob todas as condições experimentais testadas.

Tabela 20: Resultados obtidos para a reação da p-benzoquinona 2 com o dieno 11

sob diferentes condições reacionais.

Condição Tempo (h) Temperatura (ºC) P (W) R(%)

Catálise-SnCl

6 t.a 80

Térmica 120 t.a < 5

Térmica 48 110 87

Microondas 1 150 25-27 98

- 53 -

Através da análise destes resultados é possível observar que a técnica

de microondas demonstrou ser bastante eficiente na execução da reação de Diels -

Alder da p-benzoquinona 2 com o dieno 11. Esta técnica ofereceu melhores

resultados com relação à mesma reação executada sob condição de catálise por

SnCl

e também sob condições térmicas, isso com relação à redução do tempo de

reação, aumento dos rendimentos e menor formação de subprodutos.

3.4.4. Reação de Diels - Alder da 2,6-dimetil-p-benzoquinona

(3) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

3.4.4.1. Condições térmicas

A reação da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

(Esquema 14), sob condição térmica, foi primeiramente realizada a temperatura

ambiente

Seguiu-se o mesmo procedimento utilizado para a reação do composto 2

com o dieno 11 nestas condições. A análise do produto bruto desta reação, após

cinco dias, mostrou conversão de apenas 7 % da p-benzoquinona 3 ao cicloaduto

15.

315

Esquema 14

Quando esta reação foi feita na estufa aquecida a 110 ºC verificou-se a

partir da análise do produto bruto por cromatografia gasosa que após 48 horas, todo

o dienófilo 3 havia sido consumido levando a formação do cicloaduto 15 e a

subprodutos de reação. Após a purificação do produto bruto obtido, obteve-se 0,183

g de um óleo de coloração amarela correspondente ao cicloaduto

15 (R= 84 %). A

- 54 -

estrutura deste cicloaduto 15 foi confirmada a partir de seus espectros de

H-RMN e

C-RMN, cujos dados estão apresentados na tabela 21.

Tabela 21: Dados espectroscópicos de RMN do cicloaduto 15 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

*, **, *** valores intercambiáveis

3.4.4.2. Catálise por SnCl

A reação da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) foi

testada também sob condição de catálise com SnCl

. Foram empregados 0,136 g

da p-benzoquinona 3 (1 mmol), 0,22 mL do dieno 11 (2 mmols), 0,1 mL da solução 1

mol/ L de SnCl

em CH

e 3,0 mL deste solvente. O tempo reacional foi de 6

horas. A análise do produto bruto obtido por CG mostrou a conversão total da p-

benzoquinona 3 ao cicloaduto 15 e também a formação de subprodutos de reação.

Obteve-se uma massa de 0,156 g do composto 23 (R= 75 %).

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade;

J (Hz).

1 49,28

2 203,97

3 148,61

4 136,61 6,44; 1H; q; 1,5

5 200,77

6 53,97 2,75; 1H; t; 5,5

7 39,92*** 2,52; 2H; m***

8 123,87**

9 123,79**

10 30,70*** 2,10; 2H; m***

11 17,59 1,23; 3H; s

12 23,89 1,95; 3H; d; 1,5

13 19,98* 1,57; 3H; s*

14 19,64* 1,52; 3H; s*

- 55 -

3.4.4.3. Sob efeito de microondas

A reação da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

sob efeito de microondas foi feita nas seguintes condições reacionais: Potência

inicial de 80 W, temperatura máxima de 150 ºC e tempo de reação de 1 hora.

Através do acompanhamento da reação observou-se que a

temperatura do meio reacional subiu gradativamente, atingindo o valor de 150 ºC

cinco minutos após o inicio da reação. Ao atingir esta temperatura o aparelho de

microondas auto-ajustou a potência da radiação incidida para 28 W. Assim verificou-

se que nos 55 minutos restantes de reação, a potência da radiação microondas

incidida pelo reator manteve-se na faixa de 26-30 W.

A análise do produto bruto desta reação por CG mostrou conversão

total de 3 ao 15. Foi obtida uma massa de 0,217 g de óleo de coloração amarelo

claro, correspondente ao cicloaduto 15 (R= 99 %).

A tabela 22 mostra os resultados obtidos para a reação de Diels -

Alder da p-benzoquinona 3 com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) nas três diferentes

condições experimentais, ou seja, térmica, de catálise com SnCl

e sob efeito de

microondas.

Tabela 22: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-benzoquinona

com o dieno

11 sob diferentes condições.

*conversão obtido por CG

Condição Tempo (h) Temperatura (ºC) P (W) R (%)

Catálise-SnCl

6 t.a 75

Térmica 120 t.a 7*

Térmica 48 110 84

Microondas 1 150 26-30 99

- 56 -

Foi possível verificar que a reação entre 2 e 11 apresentou maior

rendimento e foi realizada em menor tempo do que quando comparada às condições

de catálise e térmica.

3.5. Reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas 1, 2 e 3

com o isopreno (16)

3.5.1. Reação entre a timoquinona (1) e o isopreno (16)

3.5.1.1. Condições térmicas

A reação entre a timoquinona (1) e o isopreno (16) (Esquema 15) sob

condições térmicas, foi feita na estufa a 110 ºC.

Em um tubo de ensaio com rosca e tampa (Figura 11) com capacidade

para 10 mL adicionou-se 0,164 g da timoquinona (1) (1 mmol), 0,20 mL de isopreno

(16) (2 mmols) e 3,0 mL de MeOH. A seguir, este tubo foi vedado hermeticamente e

colocado na estufa pré-aquecida a 110 ºC. Depois de 24 horas o produto bruto

obtido foi analisado por CG. A partir desta análise verificou-se que houve conversão

total da timoquinona (

1) a quatro produtos com tempos de retenção muito próximos.

116 17 18 19 20

Esquema 15

O produto bruto foi separado em duas frações por cromatografia radial.

A partir da co-injeção da fração menos polar com o produto bruto, observou-se um

aumento dos dois picos de maior intensidade do cromatograma do produto bruto. Já

a co-injeção da fração mais polar com o produto bruto levou a um aumento dos picos

de menor intensidade. As duas frações também foram injetadas separadamente,

- 57 -

podendo-se observar em cada uma delas, a presença de dois produtos os quais não

puderam ser separados entre si.

A análise por

H-RMN e

C-RMN da fração menos polar permitiu

identificar os produtos contidos na mesma como sendo os cicloadutos 17 e 18

provenientes da cicloadição do isopreno (16) na dupla ligação da timoquinona (1)

que contém o grupo metila. A análise por CG mostrou que os compostos 17 e 18

foram formados na proporção de 1: 2 respectivamente. Com base na

regiosseletividade da reação

5, 7, 8

assumiu-se inicialmente que o produto presente

em maior quantidade nesta fração seria o regioisômero para (18) uma vez que o

isopreno é um dieno não-simétrico substituído com um grupo metila na posição 2

(ver Esquema 3, página 7).

Obteve-se uma massa de 0,158 g de um óleo amarelo claro,

correspondente à mistura dos cicloadutos 17 e 18, (R= 68 %).

A injeção da fração mais polar no CG mostrou a presença de dois

produtos na proporção de 1:1. A análise por

H-RMN e

C-RMN permitiu identificar

os compostos desta mistura como sendo os regioisômeros meta (19) e para (20)

provenientes da cicloadição do isopreno (16) na dupla ligação da timoquinona (1)

que contem o grupo isopropil. Obteve-se uma massa de 0,064 g de um óleo amarelo

claro correspondente à mistura de 19 e 20 (R= 27 %).

Os dados espectroscópicos de RMN da mistura de regioisômeros

17 e

18 podem ser vistos na tabela 23. A partir da análise do espectro de ressonância de

H-RMN desta mistura, foi possível observar que alguns dos sinais correspondentes

aos átomos de hidrogênio dos cicloadutos

17 e 18 possuem os mesmos

deslocamentos químicos encontrando-se sobrepostos no espectro.

- 58 -

Tabela 23: Dados espectroscópicos de RMN da mistura de regioisômeros 17 e 18 a:

C (50 MHz) e

H (200 MHz) em CDCl

Os dados espectroscópicos de RMN da mistura de cicloadutos 19 e 20

estão apresentados na tabela 24.

Nº.

(cicloaduto)

C (ppm) δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 (17 e 18) 52,7

2 (17) 203,2

2 (18) 202,9

3 (17) 131,4 6,35-6,38; 1,5H; m

3 (18) 131,1 6,35-6,38; 1,5H; m

4 (17 e 18) 157,7

5 (17) 199,8

5 (18) 200,1

6 (17) 47,6 2,77-2,82; 1,5H; m

6 (18) 48,4 2,77-2,82; 1,5H; m

7 37,0 2,00-2,19; 3H; m

8 (17) e 9 (18) 117,0 e 117,8 5,27-5,42; 1,5H; m

10 (17 e 18) 32,9 2,33-2,50; 3H; m

11 (17) 23,1 1,28; 4,5H; s

11 (18) 23,9 1,28; 4,5H; s

12 (17) 27,8 2,84-3,06; 1,5H; m

12 (18) 27,1 2,84-3,06; 1,5H; m

13 e 14 (17) 21,0 1,09; 6H; d; 6,82

13 e 14 (18) 21,0 1,11; 3H; d; 6,82

15 (17 e 18) 22,6 1,59-1,75; 4,6H; m

- 59 -

Tabela 24: Dados espectroscópicos de RMN da mistura de regioisômeros 19 e 20 a:

C (50 MHz) e

H (200 MHz) em CDCl

*valores intercambiáveis

Através da análise do espectro de

H-RMN da mistura de

regioisômeros 17 e 18 é possível observar a presença de um singleto em 1,28 ppm

referente aos átomos de hidrogênio da metila C-11 da junção de anéis de ambos os

regioisômeros. Já no espectro de

H-RMN da mistura de 19 e 20 este singleto não é

mais observado, uma vez que os grupos metila C-11 não se encontram mais ligados

à junção de anéis e sim na dupla ligação do sistema enona. Neste ultimo caso é

observado a presença de um multipleto na região de 1,95-1,96 ppm correspondente

ao acoplamento da metila C-14 de ambos regioisômeros com o átomo de hidrogênio

vinílico H-3. No espectro de

H-RMN das misturas de regioisômeros 17 e 18 é

Nº.

(cicloaduto)

(ppm)

H (ppm); integração;

multiplicidade; J (Hz).

1 (19 e 20) 47,5 2,74-2,77; 2H; m

2 (19 e 20) 199,9

3 (19 e 20) 146,5

4 (19 e 20) 136,8 6,41-6,45; 2H; m

5 (19 e 20) 199,6

6 (19 e 20) 55,2

7 (19) 34,3 2,05-2,14; 2H; m

7 (20) 36,9 2,15-2,25; 2H; m

8 (19) e 9 (20) 117.0 5,26-5,42; 2H; m

9 (19) e 8 (20) 132,7

10 (19 e 20) 32,8 2,41-2,62; 4H; m

11 (19 e 20) 27,7 2,78-2,79; 2H; m

12 (19) 23,1 0,72-0,76; 3H; d; 6,78*

13 (19) 22,4 0,98-1,01; 3H; d; 6,79**

12 (20) 23,1 0,74-0,78; 3H; d; 6,78*

13 (20) 22,4 0,99-1,02; 3H; d; 6,79**

14 (19 e 20) 17,6 1,95-1,96; 6H; m

15 (19) 23,7*** 1,62-1,67; 3H; m***

15 (20) 23,3*** 1,68-1,72; 3H; m***

- 60 -

possível observar a presença de dois dubletos sobrepostos entre 1,07-1,12 ppm

correspondentes aos acoplamentos dos átomos de hidrogênio das metilas C-13 e C-

14 com os átomos de hidrogênio H-12 de ambos os regioisômeros. Já no caso da

mistura de cicloadutos 19 e 20 onde a cicloadição do isopreno (16) se deu na dupla

ligação da timoquinona (1) que contem o grupo isopropil, os átomos de hidrogênio

das metilas C-12 e C-13 de ambos os regioisômeros encontram-se em ambientes

químicos diferentes uma vez que o giro da ligação C-6 e C-11 é estericamente

impedido. Uma vez que o grupo isopropil encontra-se ligado a junção de anéis e não

mais a dupla ligação do sistema enona, os átomos de hidrogênio das metilas do

grupo isopropil apresentarão deslocamentos químicos em campo mais baixo do que

quando este grupo esta ligada a dupla ligação. Assim no espectro de

H-RMN da

mistura de 19 e 20 foram observados quatro dubletos sendo dois deles encontrados

em campo mais alto, ou seja, entre 0,74-0,78 ppm e 0,72-0,76 ppm e os outros dois

em campo mais baixo, ou seja, 0,98-1,01 ppm e 0,99-1,02 ppm. Existe também uma

diferença entre os espectros de

C-RMN da mistura dos regioisômeros 17 e 18 e da

mistura de regioisômeros 19 e 20. Esta é referente aos deslocamentos químicos dos

sinais correspondentes aos átomos de carbono do grupo isopropil destes pares de

cicloadutos. No caso do espectro de

C-RMN da mistura de regioisômeros 17 e 18

os átomos de carbono das metilas do grupo isopropil são representadas por um

único sinal em 20,9 ppm. Já no caso dos regioisômeros 19 e 20 as metilas do

isopropil são representadas por dois sinais em regiões diferentes do espectro, sendo

uma localizada em 22,4 ppm e a outra em 23,1 ppm.

3.5.1.2. Catálise com SnCl

A reação da p-benzoquinona 1 com o isopreno (16) (esquema 15) foi

testada também sob condição de catalise com SnCl

Foram utilizados 0,164 g de p-

benzoquinona 1 (1 mmol), 0,20 mL do dieno 16 (2 mmol) e 3,0 mL de CH

. O

catalisador foi empregado na proporção 10% de equivalente molar, utilizando-se,

portanto 0,1 mL da solução 1 mol/ L de SnCl

em CH

A mistura reacional foi mantida sob agitação constante por 3 horas, e

após este período a mesma foi finalizada pela adição de uma solução aquosa

saturada de bicarbonato de sódio.

- 61 -

A análise do produto bruto por CG mostrou a conversão total da

timoquinona (1) aos cicloadutos 17, 18, 19 e 20 que juntos somaram 98 % das

intensidades dos picos do cromatograma. Após a purificação, o produto bruto foi

separado em duas frações assim como no caso da reação realizada sob condição

térmica. A análise da fração menos polar por

H-RMN e

C-RMN permitiu identificar

os compostos contidos nesta fração como sendo os regioisômeros 17 e 18. Estes

dados espectroscópicos podem ser vistos na tabela 22.

A análise por CG da fração menos polar mostrou a formação dos

regioisômeros meta (17) e para (18) na proporção de 1: 1,8 respectivamente. Cabe

ressaltar que a atribuição do regioisômero para (

18) como sendo aquele formado em

maior quantidade na mistura, foi feita com base em observações teóricas sobre a

regiosseletividade da reação.

5, 7, 8

Obteve-se uma massa de 0,179 g correspondente a mistura dos regioisômeros 17 e

18 (R= 77 %).

A fração mais polar foi identificada por

H-RMN e

C-RMN como

sendo correspondente a mistura de regioisômeros 19 e 20 e os dados

espectroscópicos obtidos estão apresentados na tabela 23. A injeção desta fração

no CG mostrou a presença dos regioisômeros 19 e 20 na proporção de 1:1.

Foi obtida uma massa de 0,037 g de um óleo amarelo correspondente

à mistura de

19 e 20, (R= 16 %).

3.5.1.3. Reação em Microondas

A reação de Diels - Alder da timoquinona (1) com o isopreno (16)

(Esquema 15) foi testada também sob efeito de microondas.

Foram utilizados 0,164 g de 1 (1 mmol) e 0,30 mL do isopreno (3

mmols). O equipamento foi programado nas condições de potencia inicial, tempo, e

temperatura máxima de 80 W, 2 horas e 150 ºC respectivamente.

Através do acompanhamento da reação verificou-se que a temperatura

do meio reacional aumentou gradativamente e que após 6 minutos do inicio da

reação esta temperatura chegou aos 150 ºC. Quando isto ocorreu, o aparelho auto-

ajustou a potência incidida para 26 W a fim de manter a temperatura a 150 ºC.

- 62 -

Observou-se que durante os 114 minutos de reação restantes que a potência da

radiação microondas incidida pelo reator manteve-se na faixa de 25 - 27W, a fim de

manter a temperatura constante.

Ao final da reação o excesso de dieno foi removido sob pressão

reduzida, e o produto bruto obtido foi submetido à análise por cromatografia gasosa.

Esta análise permitiu verificar que todo o dienófilo 1 havia sido consumido levando

aos compostos 17, 18, 19 e 20. O produto bruto foi separado em duas frações, da

mesma forma descrita para as reações em condição térmica e de catálise. A análise

por CG da fração menos polar mostrou a presença dos regioisômeros 17 e 18 na

proporção de 1: 2,3 respectivamente. Obteve-se uma massa igual a 0,181 g desta

mistura de regioisômeros (R= 78 %). A análise por CG da fração mais polar, mostrou

a presença de dois produtos formados na proporção de 1: 1,25, os quais foram

atribuídos respectivamente aos regioisômeros

19 e 20. Obteve-se uma massa igual

a 0,041 g desta mistura de regioisômeros (R= 18 %). Os resultados obtidos para a

reação de Diels - Alder da timoquinona (1) com isopreno (16) sob condição térmica,

de catálise por SnCl

e de microondas estão resumidos na tabela 25.

Tabela 25: Resultados da reação da p-benzoquinona 1 com o isopreno (16) sob

diferentes condições.

condição Tempo (min.) t (ºC) P (W) solvente Rendimento

(R%) 17+18/ 19+20

Térmica 1440 110 ------ MeOH (95 %) 68/ 27

Catálise 180 t.a ------ CH

(93 %) 77/ 16

Microondas 120 150 25 s/ solvente (96 %) 78/ 18

Comparando-se os resultados da tabela 24 pode-se verificar que a

técnica de microondas mostrou-se vantajosa na realização das reações de Diels -

Alder da p-benzoquinona 1 com o isopreno (16), em termos da redução do tempo de

reação e do maior rendimento obtido.

- 63 -

3.5.2. Reação da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) com o isopreno

(16)

3.5.2.1. Reação sob efeito de Microondas

A reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 2 com o isopreno (16)

30,

sob efeito de microondas (Esquema 16) foi feita seguindo-se o mesmo

procedimento experimental semelhante a aquele utilizado para se fazer executar a

reação entre

1 e 16 nestas condições.

H H

21 22

216

Esquema 16

Foram utilizados 0,136 g da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (1) (1 mmol) e

0,30 mL do isopreno (16) (3 mmols).O equipamento de microondas foi programado

nas condições reacionais de 80 W de potência, tempo de reação de 2 horas e

temperatura de 150 ºC. Através do acompanhamento da reação verificou-se que a

temperatura do meio reacional aumentou gradativamente e que após 3 minutos do

inicio da reação esta temperatura chegou aos 150 ºC. Quando isto ocorreu, o

aparelho auto-ajustou sua potencia para 25 W a fim de manter a temperatura a 150

ºC. A análise do produto bruto por CG permitiu verificar que todo o dienófilo 2 havia

sido consumido, levando a formação de dois produtos com tempos de retenção

muito próximos sendo estes formados na proporção de 1: 1 que foram identificados

como sendo os regioisômeros 21 e 22. Estes produtos não puderam ser separados

entre si.

Foi obtida uma massa de 0,192 g de um óleo de coloração amarela

correspondente à mistura de 21 e 22, (R= 95 %). Posteriormente foi feita a análise

desta mistura de produtos por

H-RMN e

C RMN a fim de se confirmar às

- 64 -

estruturas dos produtos contidos nesta mistura. Os dados espectroscópicos obtidos

para a mistura de regioisômeros estão apresentados na tabela 26. Estes dados são

semelhantes aos fornecidos no trabalho de Corey e Ruy

30, 31

que estudaram a

reação de Diels - Alder da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) com o isopreno (16),

utilizando-se catálise quiral.

Assim eles obtiveram os cicloadutos 21 e 22 nas formas

enatioméricas puras sendo os mesmo formados na proporção de 1: 1,6

respectivamente.

- 65 -

Tabela 26: Dados espectroscópicos de RMN da mistura de regioisômeros 21 e 22 a:

C (50 MHz) e

H (200 MHz) em CDCl

No espectro de

H-RMN foi possível observar a presença de um

dubleto entre 1,99 e 2,00 ppm que foi atribuído aos átomos de hidrogênio dos metila

C-12 dos regioisômeros

21 e 22. Este dubleto é proveniente do acoplamento dos

átomos de hidrogênio das metilas C-12 com os átomos de hidrogênio vinílico ligado

a C-3. Estes átomos de hidrogênio ligados aos carbonos C-3 de ambos os

regioisômeros apresentam-se como um quadrupleto na região de 6,46 até 6,48 ppm

Nº. (

cicloaduto)

C (ppm) δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 (21) 47,4

1 (22) 48,2

2 (21) 202,4

2 (22) 202,1

3 (22) 135,1 6,46-6,48; 1H; q; 1,54

3 (21) 135,1 6,48-6,52; 1H; q; 1,54

4 (21 e 22) 148,3

5 (21) 199,8

5 (22) 200,0

6 (21) 49,7 2,77-2,83; 1H; m

6 (22) 52,2 2,84-2,88; 1H; m

7 (21) 27,3 2,30-2,69; 4H; m

7 (22) 32,7 2,30-2,69; 4H; m

8 (21) 117,6 5,26-5,34; 1H; m

8 (22) 131,0

9 (21) 134,7

9 (22) 117,7 5,34-5,44; 1H; m

10 (21) 33,4 2,07-2,24; 2H, m

10 (22) 36,9 2,88-2,90; 2H; m

11 (21) 15,8 1,29; 6H; s

11 (22) 21,9 1,29; 6H; s

12 (21 e 22) 22,9 1,99-2,00; 6H; d; 1,60

13 (21 e 22) 23,3 1,60-1,73; 6H; m

- 66 -

sendo este sinal proveniente do acoplamento de H-3 com os átomos de hidrogênio

da metila C-12. Foram mensuradas as constantes de acoplamento do dubleto na

região de 1.99 a 2,00 ppm e do quadrupleto na região de 6,46 a 6,48 ppm. Para

ambos os sinais os valores das constantes de acoplamento mensuradas foram

iguais a 1,60 Hz.

O multipleto na região de 5,26 a 5,44 ppm foi atribuído aos átomos de

hidrogênio vinílico ligados ao átomo de carbono C-9 no caso do regioisômero para

(21) e C-8 no caso do regioisômero meta (22).

No espectro de

C da mistura de 21 e 22 os sinais correspondentes

aos átomos de carbono C-3 e C-4 e C-12 e C-13 de ambos os regioisômeros

possuem o mesmo valor de deslocamento químico. Porém foi possível observar

algumas diferenças, tais como os sinais correspondentes aos átomos de carbono C-

10, onde para o regioisômero meta (21) aparece com deslocamento químico em

36,9 ppm, e o sinal correspondente ao C-10 do regioisômero para aparece em

campo mais alto na região de 33,4 ppm. O mesmo ocorre para os átomos de

carbono C-6 que aparecem como dois sinais, sendo um encontrado em 49,7 ppm e

o outro em 52,2 ppm. Foi observada no espectro de

C-RMN da mistura de 21 e

22, a presença dos sinais referentes às carbonilas C-2 e C-5 de ambos os

regioisômeros. Os dois sinais encontrados nas regiões de menor freqüência, ou seja,

em 199,8 e 200,0 ppm foram atribuídos aos carbonos carbonílicos C-5 dos

regioisômeros meta e para. Já os dois sinais encontrados na região de maior

freqüência, ou seja, em 202,1 e 202,4 foram atribuídos aos carbonos carbonílicos C-

2 de

21 e 22.

3.5.2.2. Reação sob condição de catálise com SnCl

A reação da p-benzoquinona 2 com o isopreno (16) (Esquema 16) foi

testada também sob condição de catalise com SnCl

. Foram utilizados 0,136 g da

2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) (1 mmol) e 0,20 mL do isopreno (2 mmol) e 3,0 mL

de CH

. O catalisador foi empregado na proporção 10% de equivalente molar,

utilizando-se, portanto 0,1 mL da solução de SnCl

1 mol/ L em CH

A uma solução da p-benzoquinona 2 em CH

mantida sob atmosfera

de N

adicionou-se a solução de catalisador e manteve-se a mistura reacional foi

- 67 -

mantida sob agitação constante por 30 minutos para que ocorresse a complexação

do catalisador com a p-benzoquinona. Em seguida, adicionou-se o dieno e após 3

horas de reação à mesma foi finalizada pela adição de uma solução aquosa

saturada de bicarbonato de sódio e extraída com CH

O produto bruto obtido foi então analisado por cromatografia gasosa.

Esta análise mostrou a conversão total de 2 aos cicloadutos 21 e 22 que juntos

somaram 96 % das intensidades dos picos, sendo as proporções entre eles de 1: 2,5

respectivamente. O produto majoritário na mistura foi assumido como sendo o para

segundo explicações teóricas sobre a regiosseletividade da reação.

No espectro de

H-RMN desta mistura de cicloadutos 21 e 22 obtida

sob condição de catálise foi possível observar que houve um aumento da

intensidade do multipleto localizado na região de 5,34-5,44 (correspondente ao H-9

do regioisomero para (

22)) ppm quando comparado com o multipleto vizinho

localizado na região de 5,26-5,34 ppm (correspondente ao H-8 do regioisomero meta

(21)). Isso se deve ao fato do regioisomero para ter sido formado em maior

quantidade do que o regioisomero meta nas condições de catálise com SnCl

(Figura 12 b). Já no espectro de

H-RMN da mistura de 21 e 22 obtida sob efeito de

microondas, os sinais correspondentes aos átomos de hidrogênio H-8 do

regioisomero meta (21) e H-9 do regioisomero para (22) estão presentes no espectro

em igual intensidade (Figura 12 a), isso por que estes regioisomeros estão presentes

na mistura nas mesmas proporções.

A co-injeção da mistura de produtos obtidos na reação executada sob

catálise com aquela obtida sob condição de microondas, no CG, mostrou que os

produtos obtidos na reação de catálise realmente se tratavam da mistura de

regioisômeros 21 e 22. Foi obtida uma massa de 0,189 g de um óleo amarelo

correspondente à mistura dos cicloadutos em questão (R= 93 %).

- 68 -

5.45 5.40 5.35 5.30 5.25 5.2

1.011.00

Figura 12 a

5.45 5.40 5.35 5.30 5.25 5.2

1.641.00

Figura 12 b

Tabela 27: Resultados da reação da p-benzoquinona

2 com isopreno (16) sob

condição de catálise com SnCl

e sob efeito de microondas

Condição Tempo (min.) T (ºC) Proporção (21: 22) R (%) 21+22

Catálise* 180 t.a 1: 1,6 93

Microondas** 120 150 1: 1 95

* Utilizou-se como solvente o CH

** Sem solvente; Potência da radiação microondas= 25 W.

- 69 -

Através da análise dos dados da tabela 27 pode-se verificar que a

reação realizada sob efeito de microondas apresentou menor tempo reacional

obtendo-se um rendimento semelhante a aquele fornecido pela reação realizada sob

catálise com SnCl

, com a vantagem de que não foi utilizado solvente na reação e

nem houve a necessidade de se empregar catalisador. Porém a reação realizada

nas condições de catálise mostrou-se mais seletiva com relação a formação de um

dos regioisomero. Assumiu-se, conforme explicado anteriormente que o

regioisomero majoritário neste caso foi o para.

3.5.3 Reação de Diels - Alder da 2,6-dimetil-p-benzoquinona

(3) com isopreno (16)

3.5.3.1. Condições térmicas

A reação da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) com isopreno (16)

(Esquema 17) sob condições térmicas, foi realizada na estufa a 110 ºC utilizando-se

um tubo com rosca de 20 mL. Depois de adicionados os reagentes no tubo, o

mesmo foi devidamente vedado conforme descrito para a reação da p-

benzoquinona 1 com este dieno sob condições térmicas.

23 24

316

Esquema 17

Foram utilizados 0,136 g da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) (1 mmol),

0,20 mL do dieno (16), e 1 mL de metanol. Esta mistura reacional foi mantida na

estufa a 110 ºC por 24 horas.

A injeção do produto bruto no CG mostrou a conversão total da p-

benzoquinona 3 aos cicloadutos 23 e 24 e também a subprodutos de reação. Os

regioisômeros foram formados na proporção de 1: 2,5. Com base em predições

- 70 -

teóricas sobre a regiosseletividade da reação

5, 7, 8

assumiu-se que o produto

formado em maior quantidade na mistura foi o regioisômero para (24). Não foi

possível separar estes regioisômeros.

Obteve-se uma massa de 0,161 g de um óleo amarelo correspondente

a mistura dos cicloadutos 23 e 24 (R= 79 %).

Esta mistura foi submetida à análise espectroscópica de

H-RMN e

C-RMN. Os dados espectroscópicos obtidos estão apresentados na tabela 28.

Tabela 28: Dados espectroscópicos de RMN da mistura de regioisômeros 23 e 24 a:

C (50 MHz) e

H (200 MHz) em CDCl

Nº. (

cicloaduto)

C (ppm) δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 (23) 47,0

1 (24) 47,9

2 (23) 202,5

2 (24) 202,8

3 (23 e 24) 147,3

4 (23 e 24) 135,3 6,50-6,55; 1,5H; m

5 (23) 199,5

5 (24) 199,1

6 (23 e 24) 51,6 e 52,3 2,55-2,67; 1,5H; m

7 (23) 32,8 2,40-2,54; 1H; m

7 (24) 27,3 2,02-2,18; 2H, m

8 (23) 117,8 5,26-5,44; 1,5H; m

8 (24) 130,8

9 (23) 131,3

9 (24) 117,8 5,26-5,44; 1,5H; m

10 (23) 2,19-2,33; 1H; m

10 (24) 36,9 2,74- 2,92; 2,0H; m

11 (23) 15,9 1,30; 4,5H; s

11 (24) 16,33 1,30; 4,5H; s

12 (23 e 24) 22,5 2,00-2,01; 4,5H; d; 1,50

13 (23 e 24) 23,4 1,58-1,74; 4,5H; m

- 71 -

No espectro de

H-RMN foi possível observar a presença de um

multipleto na região de 2,74 a 2,92 ppm o qual foi atribuído aos átomos de

hidrogênio ligados aos átomos de carbono C-6, de ambos os regioisômeros. Na

região de 2,04 a 2,69 ppm foi observada a presença de um multipleto o qual foi

atribuído aos átomos de hidrogênio ligados a C-7 e C-10 para ambos os compostos

23 e 24. Entre 1,97 e 2,02 ppm foi observado a presença de dois dubletos

sobrepostos, sendo um de maior intensidade que foi atribuído aos átomos de

hidrogênio da metila C-12 do regioisômero para (24), e o de menor intensidade

atribuído aos átomos de hidrogênio da metila C-12 do regioisômero meta (23). Estes

dubletos são provenientes do acoplamento dos átomos de hidrogênio da metila C-12

com o átomo de hidrogênio vinílico ligado a C-4. Estes átomos de hidrogênio ligados

aos carbonos C-4 de ambos os regioisômeros apresenta-se como um multipleto na

região de 6,50 até 6,55 ppm. O multipleto na região de 5,26 a 5,44 ppm foi atribuído

aos átomos de hidrogênio vinílico ligados ao átomo de carbono C-9 no caso do

regioisômero para (24) e C-8 no caso do regioisômero meta (23).

No espectro de

C da mistura de 23 e 24 foram observados os treze

sinais correspondentes aos átomos de carbono de ambos os regioisômeros. A

maioria dos sinais correspondentes aos dois átomos de carbono se sobrepôs no

espectro, porém foi possível observar algumas diferenças, tais como os sinais

correspondentes aos carbonos das metilas da junção de anel. Para o regioisômero

meta (23) este sinal aparece como um pico de pequena intensidade em 16,33 ppm,

e o sinal correspondente ao C-11 do regioisômero para (24) aparece como um sinal

de maior intensidade em 15,9 ppm. O mesmo ocorre para os átomos de carbono C-6

que aparecem como dois sinais, sendo um de baixa intensidade em 51,6 ppm e o

outro de maior intensidade em 52,3 ppm. Um sinal de maior intensidade em 117,5

ppm foi atribuído ao carbono C-9 do regioisômero para (24) e vizinho a este (117,8

ppm) se observou um sinal de menor intensidade o qual foi atribuído ao carbono C-8

do regioisômero meta (23). O sinal em 130,8 ppm foi atribuído ao C-8 do

regioisômero para (24) e um de menor intensidade em 131,03 ppm ao regioisômero

meta (23).

- 72 -

3.5.3.2. Catálise por SnCl

A reação da p-benzoquinona 3 com o isopreno (16) (Esquema 17) foi

testada também sob condição de catálise com SnCl

. Utilizou-se um procedimento

experimental semelhante a aquele descrito para as reações das p-benzoquinonas 1

e 2 com este dieno sob condição de catálise

Foi utilizado 1 mmol da p-

benzoquinona 2 para 2 mmol do dieno e 3 ml de CH

seco. O catalisador foi

empregado na proporção 10% de equivalente molar, utilizando-se, portanto 0,1 mL

da solução de SnCl

1 mol/ L em CH

. A mistura reacional foi mantida sob

agitação constante por 3 horas, e após este período a mesma foi finalizada pela

adição de uma solução aquosa saturada de bicarbonato de sódio e extraída com

O produto bruto obtido foi então analisado por cromatografia gasosa.

Esta análise mostrou a conversão total de 97 % de 2 aos cicloadutos 23 e 24, os

quais foram formados na proporção de 1: 12 respectivamente. Os dados

espectroscópicos de RMN de

H são semelhantes àqueles dados na tabela 27 para

o cicloaduto 24. Porém foi observada uma diminuição nas intensidades dos sinais

(multipletos) na região de 2,03-2,33 ppm em comparação com o espectro de

H-

RMN da mistura de 23 e 24 obtida no caso da reação feita sob condição térmica

(estufa, 110 ºC) onde a proporção destes regioisômeros investigada por CG foi de 1:

2,5. Isso está relacionado ao fato de que a proporção do regioisômero 23 na mistura

obtida nas condições de catálise foi bem menor do que aquela obtida no caso da

reação realizada sob condições térmicas. No espectro de

C observou-se apenas a

presença de sinais referentes ao cicloaduto

24 devido à pequena quantidade do

regioisômero 23 na mistura. Assim foram observados treze sinais correspondentes

aos átomos de carbono do regioisômero 24 presente em maior quantidade. Os sinais

na região de 199,5 ppm e 202,5 ppm foram atribuídos aos carbonos carbonílicos de

24. O sinal em 130,8 foi atribuído ao carbono quaternário C-8, e aquele encontrado

em 117,8 ppm foram atribuídos ao átomo de carbono C-9. Em 147,3 foi observado

um sinal de baixa intensidade que foi atribuído ao carbono quaternário C-3 e o sinal

em 135,3 ppm foi atribuído a C-4. O sinal em 47,05 foi atribuído ao átomo de

carbono quaternário C-1 da junção de anéis. Um sinal de elevada intensidade em

16,3 ppm foi atribuído ao átomo de carbono da metila C-12, e o sinal em 22,0 foi

- 73 -

atribuído a metila C-11 da junção de anéis. Foi obtida uma massa de 0,190 g de um

óleo amarelo correspondente à mistura dos regioisômeros 23 e 24 (R= 93 %).

3.5.3.3 Sob efeito de microondas

A reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3 com o isopreno (16)

(Esquema 17) foi testada sob efeito de microondas. Foram utilizados 0,136 g da 2,6-

dimetil-p-benzoquinona (3) (1 mmol) e 0,30 mL do isopreno (16).

O equipamento de microondas foi programado nas condições

reacionais de 80 W de potência, tempo de reação de 2 horas e temperatura de 150

ºC. Através do acompanhamento da reação verificou-se que a temperatura do meio

reacional aumentou gradativamente e que após 5 minutos do inicio da reação esta

temperatura chegou aos 150 ºC. Quando isto ocorreu, o aparelho auto-ajustou sua

potencia para 25 W a fim de manter a temperatura a 150 ºC.

A análise do produto bruto obtido por cromatografia gasosa permitiu

verificar que todo o dienófilo 3 havia sido consumido, levando a formação dos

compostos 23 e 24, que juntos somaram 96 % da intensidade dos picos. Estes

regioisômeros meta (23) e para (24) foram formados na proporção de 1: 14,

respectivamente.

O produto bruto foi purificado por cromatografia radial utilizando-se

uma mistura de eluentes 19:1 de hexano acetato de etila. Foi obtida uma massa de

0,194 g de um óleo de coloração amarela correspondente à mistura de cicloadutos

23 e 24 (R= 95 %). Foi feita a análise da mistura destes regioisômeros por

H-RMN e

C-RMN. Os dados espectroscópicos de

H-RMN são semelhantes àqueles obtidos

na reação com catálise onde os regioisômeros

23 e 24 estão presentes na

proporção de 1: 12 respectivamente. Os resultados obtidos para todas as condições

experimentais empregadas estão resumidos na tabela 29.

- 74 -

Tabela 29: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder da p-benzoquinona 3

com isopreno (16) sob diferentes condições.

Condição Tempo

(min.)

t (ºC) P (W) Solvente Proporção

23: 24

R (%)

23 + 24

Térmica 1440 110 MeOH 1: 2,5 79

Catálise 180 t.a CH

1: 12 93

Microondas 120 150 25 1: 14 95

A partir da análise dos dados da tabela 29 pode-se verificar que as

reações realizadas sob condições de catálise por SnCl

e sob efeito de microondas

foram muito mais seletivas com relação a um dos regioisômeros (assumiu-se que o

regioisômero formado majoritariamente foi o para (24)) do que a reação realizada

sob condição térmica (estufa a 110 ºC em metanol). A reação feita sob efeito de

microondas foi realizada em menor tempo reacional apresentando rendimento

semelhante a aquela a realizada sob condição de catálise com SnCl

. A reação

realizada sob efeito de microondas apresentou ainda a vantagem de não ter sido

utilizado solvente orgânico e nenhum tipo de catalisador.

3.6 Reação das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com o

trans-piperileno (25) sob efeito de microondas

3.6.1. Reação entre a 2,5-dimetil-p-benzoquinona (

2) e o trans-

piperileno (25)

A reação da p-benzoquinona 2 com o trans-piperileno (25) (Esquema

18) sob efeito de microondas foi feita seguindo-se um procedimento experimental

semelhante ao descrito para a reação da p-benzoquinona 1 com o ciclopentadieno

(7) sob tais condições.

- 75 -

225 26 27

Esquema 18

O dieno utilizado para se realizar estas reações foi uma mistura dos

isômeros cis e trans-piperileno (3-metil-1,3-pentadieno, mistura do cis e trans 90 %

da Aldrich). Dados do espectro de

H-RMN desta mistura de isômeros descritos na

literatura

mostram a presença dos dois isômeros na proporção de 1:1. Esta

quantificação foi feita através da integração dos sinais referentes aos átomos de

hidrogênio dos isômeros presentes na mistura. Assim com base nos nestes dados foi

que se calculou a quantidade da mistura dos isômeros a ser utilizada na reação.

Sabendo-se a densidade desta mistura (0,68 g/ mL a 25 ºC) calculou-se o volume da

mistura dos isômeros cis - e trans-piperileno necessário para se ter 3 mmols (0,246

g) do trans-piperileno no meio reacional. Assim foram utilizados 0,136 g da 2,5-

dimetil-p-benzoquinona (2) (1 mmol) e 0,56 mL da mistura comercial do cis e trans-

piperileno.

O cis-piperileno é muito menos reativo frente à reação de Diels - Alder

do que o trans-piperileno.

No isômero cis, a repulsão estérica existente entre a

metila ligada a C-1 e o átomo de hidrogênio H-4b faz que a quantidade de moléculas

deste dieno na conformação cisóide seja menor e assim diminui a reatividade do

mesmo frente à reação de Diels - Alder (Figura 13).

Endereço eletrônico: http://www.sigmaaldrich.com/spectra/fnmr/FNMR004939.PDF

Brocksom, T. J.; Constantino, M. G.; J. Org. Chem. 1982, 47, 3450.

- 76 -

trans-piperileno

(25)

ileno

(

25'

)

(E)

transóide cisóide

(Z)

transóide

cisóide

(E)

Figura 13

As condições reacionais de tempo, potência e temperatura máxima

foram variadas de forma a se obter uma condição ótima para a reação.

Primeiramente utilizou-se potência inicial de 100 W, temperatura de 120 ºC e tempo

de reação de 1 hora. Nestas condições, a análise do produto bruto por CG mostrou

conversão de 66 % da p-benzoquinona 2 a dois produtos com tempos de retenção

muito próximos e que juntos somaram 61 % da intensidade dos picos do

cromatograma. Observou-se também a formação de subprodutos de reação. Os dois

produtos presentes em maior quantidade foram formados na proporção de 1: 4,5.

Após a purificação por cromatografia radial, a mistura destes dois

produtos foi separada da p-benzoquinona

2 restante.

Esta mistura de produtos foi submetida à análise de

H-RMN e

C-

RMN, por onde foi possível identificar os compostos contidos na mesma como sendo

regioisômeros meta e orto, compostos 26 e 27 respectivamente. Inicialmente, com

bases em considerações teóricas sobre a regiosseletividade da reação, assumiu-se

que o regioisômero orto (27) era o produto presente em maior quantidade na

mistura.

Com o intuito de melhorar o rendimento da reação aumentou-se o

tempo de reação para 2 horas e a temperatura para 150 ºC. Neste caso a análise do

produto bruto por CG mostrou conversão de 85 % da p-benzoquinona 2 aos

- 77 -

cicloadutos 26 e 27, os quais foram formados na proporção de 1:4 respectivamente.

Verificou-se também a presença de subprodutos de reação. Depois de devida

purificação, obteve-se uma massa de 0,169 g de um óleo amarelo correspondente à

mistura de regioisômeros 26 e 27 (R= 83 %).

Num experimento posterior aumentou-se a temperatura para 160 ºC,

mantendo-se inalteradas as demais condições reacionais. Neste caso a análise do

produto bruto por CG mostrou que 97 % da p-benzoquinona 2 havia sido consumida,

levando a formação de 26 e 27, que juntos somaram 92 % da intensidade dos picos

do cromatograma, e também à formação de subprodutos de reação. Após a

purificação por cromatografia radial, obteve-se uma massa de 0,181 g

correspondente à mistura destes cicloadutos (R= 89 %). A proporção de

regioisômeros meta (26) e orto (27) não variaram sendo os mesmos formados na

proporção de 1: 4, respectivamente. Cabe ressaltar que não foi possível separar

estes regioisômeros nem por cromatografia radial e nem por coluna cromatográfica.

Estes cicloadutos já haviam sido sintetizados e caracterizados

anteriormente em nosso laboratório por Naves como parte de seu trabalho de

mestrado, porém sob condições térmicas convencionais e de catálise por ácidos de

Lewis. Naves

identificou o cicloaduto orto (27) como sendo aquele formado

majoritariamente na reação de Diels - Alder entre 2 e 25, em ambas as condições

testadas. A comparação dos dados espectroscópicos de

H-RMN e

C-RMN da

mistura de 26 e 27 obtida sob efeito de microondas com aqueles obtidos por Naves,

permitiram identificar as estruturas dos cicloadutos obtidos no presente trabalho

como sendo as dos regioisômeros

26 e 27 e permitiu confirmar a suposição feita

inicialmente de que o cicloaduto majoritário era o

27.

A tabela 30 mostra os dados espectroscópicos de

H-RMN (400 MHz)

e de

C-RMN (100 MHz) dos regioisômeros 26 e 27 obtidos sob efeito de

microondas. Na tabela 31 são mostrados os dados espectroscópicos de

H-RMN

(200 MHz) e

C-RMN (50 MHz) fornecidos por Naves em sua dissertação de

mestrado, para estes cicloadutos.

Naves, R. M.; Regiosseletividade da reação de Diels - Alder com p-benzoquinonas e aplicações sintéticas,

Programa de Pós-Graduação em Química-Dissertação de Mestrado - UFSCar, São Carlos, 1988.

- 78 -

Os dados espectroscópicos de RMN obtidos neste trabalho para os

cicloadutos 26 e 27 são um pouco diferentes daqueles obtidos por Naves, isso com

relação aos deslocamentos químicos dos átomos de hidrogênio e dos átomos de

carbono de ambos os regioisômeros. Isso já era esperado uma vez que os espectros

foram obtidos em equipamentos de diferentes resoluções. Cabe ressaltar ainda que

os valores de deslocamento químico tanto dos espectros de

H e de

C estão

apresentados na tabela 30 exatamente com o mesmo número de casas decimais

que os fornecidos por Naves em sua dissertação de mestrado.

- 79 -

Tabela 30: Dados espectroscópicos de RMN referentes à mistura de regioisômeros

26 e 27 obtida sob efeito de microondas a:

H (400 MHz) e

C-RMN (100 MHz)

Nº.

C δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz)

1 (27) 50,2

1 (26) 50,1

2 (27) 203,0

2 (26) 201,4

3 (27) 136,0 6,38; 1H; q; 1,6

3 (26) 135,2 6,51; 1H; q; 1,6

4 (27) 150,3

4 (26) 150,1

5 (27) 201,4

5 (26) 202,2

6 (27) 45,4 3,07; 1H; dd; 6,8 e 7,6

6 (26) 51,3 2,99; 1H; d; 6,0

7 (27) 25,9 2,32-2,37; 2H; m

7 (26) 23,7 2,54-2,61; 1H; m

8 e 9 (27) 122,6 e 130,9 5,62-5,71; 2H; m

8 e 9 (26) 130,5 e 123,7 5,55-5,61; 2H; m

10 (27) 37,2 2,42-2,51; 1H, m

10 (26) 30,7 2,62-2,69; 2H; m

11 (27) 22,6 1,13; 3H; s

11 (26) 15,8 1,32; 3H; s

12 (27) 18,6 2,01; 3H; d; 1,6

12 (26) 18,4 1,98; 3H; d; 1,6

13 (27) 16,1 0,96; 3H; d; 6,4

13 (26) 20,4 1,03; 3H; d; 6,4

- 80 -

Tabela 31: Dados espectroscópicos de RMN referentes aos regioisômeros 26 e 27 a:

H (200 MHz) e

C-RMN (50 MHz) fornecidos por Naves.

No espectro de

H-RMN da mistura dos regioisômeros 26 e 27 obtida

sob efeito de microondas observou-se um duplo dubleto em 3,07 ppm

correspondente ao átomo de hidrogênio metínico H-6 da junção de anéis do

regioisômero orto (

27). Este sinal é gerado devido ao acoplamento de H-6 com os

átomos de hidrogênio metilênicos ligados ao carbono C-7. Em 2,99 ppm observou-se

a presença de um dubleto o qual foi atribuído ao átomo de hidrogênio H-6 da junção

Nº.

C δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz)

1 (27) 50

1 (26) 50

2 (27) 204

2 (26) 200

3 (27) 6,3-6,4; 1H; m

3 (26) 6,4-6,5; 1H; m

4 (27) 149

4 (26) 151

5 (27) 200

5 (26) 202

6 (27) 45 3,0; 1H; dd

6 (26) 51 2,9; 1H; d;

7 (27) 2,2-2,3; 2H; m

7 (26) 24

8 e 9 (27) 122 e 130 5,4-5,5; 2H; m

8 e 9 (26) 130 e 121 5,4-5,5; 2H; m

10 (27) 37 2,4-2,5; 1H; m

11 (27) 22 1,0; 3H; s

11 (26) 16 1,3; 3H; s

12 (27) 18 1,9; 3H; d; 1,6

12 (26) 18 1,8; 3H; d; 1,6

13 (27) 16 0,9; 3H; d; 7,0

13 (26) 20

- 81 -

de anéis do regioisômero meta (26). Este dubleto é gerado pelo acoplamento de H-6

com o átomo de hidrogênio metínico H-7.

O sinal dos átomos de hidrogênio dos grupos metila C-13 dos

regioisômeros 26 e 27 também possuem deslocamentos químicos diferentes entre

si. No caso do cicloaduto 26 os átomos de hidrogênio da metila C-13 aparecem

como um dubleto em 1,03 ppm (J= 6,4 Hz), e no caso do cicloaduto 27, estes

átomos são representados por um dubleto em campo mais baixo, ou seja, em 0,96

ppm (J= 6,2 Hz).

O sinal correspondente a metila da junção de anel do composto 26

apareceu na região de 1,32 ppm sendo representado por um singleto. Já em 1,13

ppm observou-se a presença de um singleto de maior intensidade o qual foi atribuído

aos átomos de hidrogênio da metila C-13 do cicloaduto

27.

No espectro de

C-RMN desta mistura, encontrou-se os treze sinais

referentes aos treze átomos de carbono do composto 26 e também do composto 27.

Na região de 200,0-203,0 ppm do espectro de

C-RMN da mistura de 26 e 27 foram

encontrados quatros sinais correspondentes aos carbonos carbonílicos destes

regioisômeros. Os dois sinais de maior intensidade em 201,0 ppm e 202,1 ppm

foram atribuídos aos átomos de carbono das carbonilas conjugadas do regioisômero

orto (27) e os dois de menor intensidade foram atribuídos ao regioisômero meta (26),

sendo um encontrado em 200,1 e o outro em 203, ppm.

Foi feita também uma comparação dos resultados obtidos para a

reação de Diels - Alder da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) com o trans-piperileno (25)

sob efeito de microondas com aqueles obtidos por Naves sob condições térmicas e

de catálise com SnCl

e TiCl

. Estes resultados estão resumidos na tabela 32.

- 82 -

Tabela 32: Resultados obtidos para a reação da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) com

o trans-piperileno (25) sob efeito de microondas e sob condição térmica e de catálise

SnCl

e TiCl

H H

27´26

Condição Proporção entre os cicloadutos

(26: 27: 27’)

R % (global)

Térmica* 1: 5:1 80

Catálise com SnCl

3: 7: 1 70

Catálise com TiCl

1: 8: 1 70

Microondas*** 1: 4: 0 89

* Condição térmica: MeOH, ampola selada, 120 ºC, 48 h.

**Catálise com ácidos de Lewis (SnCl

e TiCl

): CH

, 0 ºC, 2,5 h.

34.

***Microondas: Sem solvente, 150 ºC, 2 h, 100 W.

Através da análise dos dados acima é possível observar que de todas

as condições reacionais testadas para reação entre 2 e 25, a que apresentou melhor

resultado foi realizada sob efeito de microondas, isso em termos de maior

rendimento e diminuição do tempo reacional e também ao fato de que a reação foi

realizada na ausência de solventes. Porém a reação realizada sob condição de

catálise por TiCl

apresentou maior seletividade com relação à formação do

regioisômero orto (27). Na reação realizada sob efeito por microondas, não foi

observada a formação do cicloaduto 27’ resultante da epimerização da junção de

anéis do cicloaduto 27.

- 83 -

3.6.2. Reação da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) com o

trans-piperileno (25)

Para a realização da reação da p-benzoquinona 3 com o trans-

piperileno (25) (Esquema 19) sob efeito de microondas foram utilizados 0,136 g da

p-benzoquinona 3 (1 mmol) e 0,56 mL da mistura de isômeros cis- e trans-piperileno

(3 mmols do trans-piperileno (25)).

325

Esquema 19

As condições reacionais de tempo, temperatura máxima e potência

foram respectivamente de 2 horas, 160 ºC, e 150 W. Ao final deste tempo a análise

do produto bruto por CG mostrou que toda a p-benzoquinona 3 havia sido

consumida, levando a formação de dois produtos com tempos de retenção muito

próximos, sendo um correspondente a 91 % da intensidade dos picos e o outro a 4

% e também a subprodutos de reação. Posteriormente o produto majoritário foi

identificado como sendo o regioisômero orto (

28) através da análise da mistura

destes dois produtos por

H-RMN e

C-RMN. O produto formado em menor

quantidade (4 % da intensidade dos picos do cromatograma do produto bruto) não

foi identificado devido a sua baixa quantidade na mistura. Após a devida purificação,

uma nova análise por CG mostrou a presença do cicloaduto

28 com 97 % da

intensidade dos picos. Foi obtido 0,173 g de um óleo amarelo correspondente ao

cicloaduto

28 contaminado com o segundo produto não identificado (R= 85 %).

A reação da p-benzoquinona

3 com o dieno 25 já havia sido estudada

em nosso laboratório por Naves em seu trabalho de mestrado

, porém sob

condições térmicas e de catálise com ácidos de Lewis. Em seu trabalho é relatada a

formação do cicloaduto 28 como produto majoritário e também a formação de outros

- 84 -

três produtos em quantidades muito pequenas, ou seja, os cicloadutos 29, 30 e 31

(Figura 14).

H H

Figura 14

Assim foi feita uma comparação entre os dados espectroscópicos de

RMN de

H e

C do cicloaduto 28 obtido neste trabalho sob condição de microondas

(tabela 33) e os dados fornecidos por Naves

em sua dissertação de mestrado

(tabela 34). Através desta comparação foi possível confirmar que o produto

majoritário formado na reação entre a p-benzoquinona 3 e o dieno 25, sob efeito de

microondas, foi o cicloaduto orto (28).

- 85 -

Tabela 33: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50 MHz) em

CDCl

do cicloaduto 28 obtido sob efeito de microondas.

Tabela 34: Dados espectroscópicos de

H-RMN (200 MHz) e

C-RMN (50 MHz) em

CDCl

fornecidos na literatura

para o cicloaduto 28.

Nº.

C δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 50,3

2 199,0

3 149,4

4 137,5 6,65; 1H; q; 1,52

5 203,0

6 50,1 2,75-2,86; 1H; m

7 23,7 2,08-2,16; 2H; m

8 e 9 122,4 e 129,8 5,58-5,63; 2H; m

10 39,2 2,87-2,90; 1H; m

11 20,3 1,42; 3H; s

12 19,3 2,01; 3H; d; 1,50

13 16,0 0.85; 3H; d; 7,2

Nº.

C δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 50

2 200

3 147

4 137 6,5-6,6; 1H; m

5 202

6 51 2,6-2,8; 1H; m

7 23 2,0-2,2; 2H; m

8 e 9 122 e 130 5,4-5,6; 2H; m

10 38 2,9-3,0; 1H; m

11 18 1,4; 3H; s

12 21 1,9; 3H; d; 1,0

13 16 0,9; 3H; d; 7

- 86 -

No espectro de

H-RMN desta mistura observou-se na região de 2,89-

3,00 ppm um multipleto correspondente aos átomos de hidrogênio H-10, sendo

gerado pelo acoplamento deste hidrogênio com os átomos de hidrogênio da metila

C-13 e com o átomo de hidrogênio H-9.

Na região de 2,08 a 2,16 ppm foi observada a presença de um

multipleto o qual foi atribuído aos átomos de hidrogênio ligados metilênicos H-7. Em

2,01 ppm (J= 1,52 Hz) observou-se a presença de um dubleto correspondente aos

átomos de hidrogênio do grupo metila C-12. Este é originado do acoplamento de

longa distância dos átomos de hidrogênio desta metila com o hidrogênio vinílico

ligado ao carbono C-4. Em 0,85 ppm foi observada a presença de outro dubleto (J=

7,2 Hz) o qual foi atribuído aos átomos de hidrogênio do grupo metílico C-13, sendo

este sinal gerado pelos acoplamentos dos átomos de hidrogênio H-13 com o H-10. O

grupo metila da junção de anéis apresentou-se no espectro de

H-RMN de 28 como

um singleto fino de elevada intensidade em 1,44 ppm.

Na região de 5,59 a 5,65 ppm observaram-se a presença de um

multipleto o qual foi atribuído aos átomos de hidrogênio H-8 e H-9. O quadrupleto em

6,68 ppm (J= 1,58 Hz) foi atribuído ao átomo de hidrogênio vinílico H-4, sendo este

originado pelo acoplamento deste hidrogênio com os átomos de hidrogênio H-13.

No espectro de

C-RMN foi possível observar os sinais

correspondentes aos treze átomos de carbono do composto

28, sendo sete

localizados entre 16 e 51 ppm, quatro entre 120 e 150 ppm, e os sinais

correspondentes aos dois carbonos carbonílicos, sendo um localizado em 199,0 ppm

e o outro em 203,0 ppm.

Os resultados obtidos por Naves para a reação da 2,6-dimetil-p-

benzoquinona (

3) com o trans-piperileno (25) realizada nas condições térmicas e de

catálise com SnCl

e TiCl

e aqueles obtidos sob efeito de microondas estão

apresentados na tabela 35.

- 87 -

Tabela 35: Resultados obtidos para a reação da p-benzoquinona 3 com o dieno 25

sob condições térmicas e de catálise por ácidos de Lewis

e sob efeito de

microondas

* Térmica: MeOH, ampola selada, 120 ºC, 48 h.

**Catálise: (SnCl

e TiCl

): CH

, 0 ºC, 2,5 h.

***Microondas: Sem solvente, 150 ºC, 2 h, 100 W.

Cabe ressaltar que o bis-cicloaduto 31 foi formado apenas nas

condições térmicas, sendo obtido um rendimento muito baixo de 5 %.

A reação de Diels - Alder entre a 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) e o

trans-piperileno (25) realizada sob efeito de microondas apresentou menor tempo

reacional, maior rendimento (88 %) e uma maior seletividade em relação à formação

do regioisômero orto (28) quando comparada às condições reacionais, térmica

(80%) e de catálise por ácidos de Lewis (70%), testadas por Naves

. Outra

vantagem encontrada na utilização de microondas foi o fato de que a reação pode

ser realizada na ausência de solventes orgânicos.

3028

Condição Proporção entre os cicloadutos

(

28: 29: 30)

R% (global)

Térmica* 6: 1: 1 80

Catálise-SnCl

** 8: 1: 1 70

Catálise-TiCl

** 8:1: 1 70

Microondas*** Apenas 28 88

- 88 -

3.6.3. Reação da timoquinona (1) com trans-piperileno (25)

sob efeito de microondas

A reação de Diels - Alder da timoquinona (1) com o trans-piperileno

(25) (Esquema 20) sob efeito de microondas foi feita utilizando-se um procedimento

experimental semelhante a aquele utilizado na reação de Diels - Alder das p-

benzoquinonas 2 e 3 com este dieno. Para a realização desta reação foram

utilizados 0,164 g da timoquinona (1) e 0,56 mL da mistura dos isômeros cis- e trans-

piperileno (3 mmols do trans-piperileno). As condições experimentais de

temperatura, tempo e potência empregadas foram respectivamente de 180 ºC, 3

horas e 25 W.

32 33

125

Esquema 20

Ao final das 3 horas de reação o produto bruto foi analisado por CG.

Através desta análise verificou-se que toda timoquinona (

1) havia sido consumida

levando a formação de três produtos com tempos de retenção muito próximos. Após

purificação do produto bruto por cromatografia radial (eluente: hexano e acetato de

etila, 19: 1) foram obtidas duas frações as quais foram injetadas separadamente no

CG. A análise da fração menos polar mostrou a presença de dois produtos na

proporção de 8:1. O produto majoritário presente na fração menos polar foi

identificado posteriormente por

H-RMN e

C-RMN como sendo o regioisômero orto

(32) proveniente da cicloadição do trans-piperileno (25) na dupla ligação da

timoquinona (1) que contém o grupo metila. Já o produto presente em menor

quantidade foi identificado como sendo o epímero de 32, ou seja, o cicloaduto 33.

Foi obtida uma massa de 0,178 g de um óleo amarelo correspondente à mistura de

32 e 33, (R= 77 %).

- 89 -

O produto contido na fração mais polar foi identificado por

H-RMN

como sendo o cicloaduto proveniente da cicloadição do trans-piperileno (25) na

dupla ligação da timoquinona (1) que contem o grupo isopropil. A regioquímica deste

cicloaduto não foi definida ainda, porém com base em predições teóricas sob a

regiosseletividade da reação

5, 7, 8

assumiu-se que o cicloaduto formado foi o

regioisômero orto (34). Foi obtida uma massa de 0,028 g de óleo amarelo

correspondente ao cicloaduto 34 (R= 12 %). Esta fração foi também analisada

através de seu espectro de

C-RMN.

Tentou-se por mais uma vez separar os regioisômeros 32 e 33 por

cromatografia radial utilizando-se como eluente uma mistura 49:1 de hexano e

acetato de etila. Nesta separação foram obtidas duas frações, uma contendo uma

mistura de 32 e 33 na proporção de 15:1 e a segunda fração contendo apenas o

cicloaduto 33. A análise destas duas frações por

H-RMN mostrou que os

cicloadutos presentes nas mesmas provem da cicloadição do trans-piperileno (25)

na dupla ligação da timoquinona (1) que contem o grupo metila. Na timoquinona (1)

os átomos de hidrogênio do grupo metila vinílico apresentam-se como um dubleto

em 1,90 ppm, sendo este gerado pelo acoplamento dos átomos de hidrogênio deste

grupo com o átomo de hidrogênio vinílico vizinho. Já no caso dos cicloadutos 32 e

33 os átomos de hidrogênio deste grupo metila, que agora se encontra ligado à

junção de anéis de ambos os cicloadutos, apresentam-se como singletos finos em

campo mais alto. Este singleto aparece em 1,33 ppm no caso do cicloaduto 32 e em

1,10 ppm no caso do cicloaduto 33.

Os cicloadutos

32 e 33 já haviam sido sintetizados e completamente

caracterizados por Corrêa em seu trabalho de mestrado

, onde foi estudada a

reação de Diels - Alder da timoquinona (1) com o trans-piperileno (25) sob condições

térmicas e de catálise por ácidos de Lewis (SnCl

e TiCl

). Assim foi feita uma

comparação entre os dados espectroscópicos de

H-RMN e

C-RMN dos

cicloadutos 32 e 33 obtidos no presente trabalho (tabela 36) e os dados

espectroscópicos de

H-RMN e

C-RMN obtidos por Corrêa para estes cicloadutos

(tabela 37). Os dados espectroscópicos de RMN dos cicloadutos 32 e 33 obtidos

neste trabalho são semelhantes àqueles fornecidos por Correa

. Esta comparação

permitiu confirmar a regioquímica destes cicloadutos como sendo orto e também que

o produto formado em maior quantidade foi o cicloaduto

32.

- 90 -

Tabela 36: Dados espectroscópicos de RMN dos cicloadutos 32 e 33 obtidos sob

efeito de microondas a:

H (400 MHz) e

C-RMN (100 MHz) em CDCl

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 50,7

2 199,2

3 134,2 6,40; 3H; d; 0,8

4 159,7

5 204,0

6 50,9 2,87-2,90

7 23,7 2,78-2,80; 2H; m

8 e 9 122,5 e 129,8 5,50-5,58; 2H; m

10 39,1 2,00-2,10; 1H; m

11 21,4 1,32; 3H; s

12 27,3 2,91-2,97; 1H; m

13 21,2 1,01; 3H; d; 6,4

14 21,3 1,03; 3H; d; 6,4

15 19,0 0,71; 3H; d; 7,6

1 51,1

2 200,0

3 132,3 6,36; 1H; d; 1,07

4 159,7

5 203,5

6 46,0 3,05-3,10; 1H; m

7 22,5 1,32-1,40; 2H; m

8 e 9 122,5 e 130,7 5,50-5,70; 2H; m

10 37,1 1,42-1,50; 1H; m

11 21.6 1,12; 3H; s

12 27,3 2,95-3,05; 1H; m

13 21,2 1,07; 3H; d; 6,82

14 20,8 1,13; 3H; d; 6,82

15 17,9 0,99; 3H; d; 6,80

- 91 -

Tabela 37: Dados espectroscópicos de RMN dos cicloadutos 32 e 33 obtidos por

Corrêa

H (200 MHz) e

C-RMN (67,5 MHz) em CDCl

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 50,7

2 199,1

3 134,1 6,40; 1H; d; 1,0

4 160,0

5 203,7

6 50,7 2,84-2,90; 1H; m

7 23,6 2,78-2,81; 2H; m

8 e 9 122,5 e 129,8 5,45-5,65; 2H; m

10 39,0 2,02-2,10; 1H; m

11 21,2 1,33; 3H; s

12 27,5 2,90-2,98; 1H; m

13 20,9 1,01; 3H; d; 6,0

14 20,5 1,05; 3H; d; 6,0

15 19,3 0,70; 3H; d; 6,0

1 51,2

2 200,9

3 132,4 6.36; 1H; d; 1,0

4 159,7

5 203,4

6 46,0 3,05-3,10; 1H; m

7 22,5 1,32-1,40; 2H; m

8 e 9 122,6 e 130,8 5,60-5,70; 2H; m

10 37,2 1,42-1,50; 1H; m

11 21,6 1,10; 3H; s

12 27,3 2,95-3,05; 1H; m

13 21,2 1,07; 3H; d; 6,0

14 20,8 1,13; 3H; d; 6,0

15 17,8 0,98; 3H; d; 6,0

- 92 -

Foi possível atribuir os sinais referentes ao cicloaduto 32 através da

análise do espectro de

H-RMN da mistura 15:1 de 32 e 33. Neste espectro foi

observada a presença de um dubleto em 0,71 ppm (J= 7,6 Hz) o qual foi atribuído ao

acoplamento dos átomos de hidrogênio da metila C-15 com o átomo de hidrogênio

H-10. Os átomos de hidrogênio das metilas C-13 e C-14 foram encontrados no

espectro dois dubletos, sendo um em 1,01 ppm e o outro e 1,03 ppm (J= 6,0 Hz),

gerados pelo acoplamento dos átomos de hidrogênio das metilas isopropílicas com o

átomo de hidrogênio metínico H-12. Em 6,40 ppm foi possível observar a presença

de um dubleto com constante de acoplamento de 0,8 Hz gerado pelo acoplamento

do hidrogênio vinílico H-3 com H-12 do grupo isopropil. O singleto em 1,33 ppm foi

atribuído aos átomos de hidrogênio da metila C-11 da junção de anéis.

Através da análise do espectro de

H-RMN da fração pura de 33 foi

possível observar a presença de um dubleto em 0,99 ppm com (J= 6,80 Hz) o qual

foi atribuído aos átomos de hidrogênio da metila C-15, sendo o mesmo gerado pelo

acoplamento destes átomos de hidrogênio com o átomo de hidrogênio metínico H-

10. Os átomos de hidrogênio das metilas isopropílicas C-13 e C-14 apareceram no

espectro como dois dubletos (J= 6,8 Hz), sendo um encontrado em 1,07 ppm e o

outro em 1,13 ppm. Estes dubletos foram gerados pelo acoplamento dos átomos de

hidrogênio H-13 e H-14 com o átomo de hidrogênio H-12 do grupo isopropil. Em 1,12

ppm foi observada a presença de um singleto o qual foi atribuído aos átomos de

hidrogênio da metila C-11 da junção de anéis. Observou-se uma diferença de

deslocamento químico dos átomos de hidrogênio metínicos H-6 do cicloaduto 32 e

de seu epímero

33. No caso do cicloaduto 32 este átomo de hidrogênio foi

encontrado no espectro como um multipleto na região de 2,78-2,80 ppm. Já no caso

do cicloaduto 33 ocorreu um deslocamento do sinal correspondente ao átomo de

hidrogênio H-6 para campo mais baixo, sendo este encontrado na região de 3,05-

3,10 ppm.

A fração mais polar obtida na primeira separação por cromatografia

radial foi identificada por

H-RMN e por

C-RMN como sendo o cicloaduto

proveniente da cicloadição de 25 na dupla ligação de 1 que contem o grupo

isopropil. Assumiu-se a regioquímica do mesmo como sendo a orto (32). A tabela 38

apresenta os dados espectroscópicos de

H-RMN e

C-RMN obtidos através da

análise desta fração mais polar obtida na primeira separação.

- 93 -

Tabela 38: Dados espectroscópicos de RMN do cicloaduto 34 a:

C (50 MHz) e

(200 MHz) em CDCl

*valores intercambiáveis

No espectro do cicloaduto

34 foi observada a presença de um dubleto

em 2,01 ppm (J= 1,5 Hz) o qual foi atribuído aos átomos de hidrogênio da metila

vinílica C-14, sendo este sinal gerado pelo acoplamento dos átomos de hidrogênio

H-14 com o átomo de hidrogênio vinílico H-4. Foi observado também na região de

6,53 ppm um quadrupleto (J= 1,5 Hz) correspondente ao átomo de hidrogênio H-4,

sendo este gerado pelo acoplamento de H-4 com os átomos de hidrogênio da metila

C-14. A presença do dubleto em 2,01 ppm no espectro de

H-RMN do produto

contido na fração mais polar, é maior indicativo de que a cicloadição do trans-

piperileno (25) se deu na dupla da timoquinona (1) que contem o grupo isopropil. Se

a cicloadição tivesse ocorrido na dupla de 1 que contém o grupo metila, como no

caso dos cicloadutos 32 e 33, esperar-se-ia encontrar no espectro de

H um singleto

em campo mais baixo (1,33 ppm) correspondente ao grupo metila proveniente da

timoquinona (1) que estaria ligada à junção de anéis e não mais à dupla ligação

como ocorre no caso do cicloaduto 34.

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração;

multiplicidade, J (Hz).

1 45,8 3,05-3,16; 1H; m

2 198,8

3 161,0

4 139,4 6,53; 1H; q; 1,5

5 201,5

6 58,2

7 34,7 2,19-2,36; 1H; m

8 e 9 131,2 e 123,6 5,55-5,67; 2H; m

10 23,0 2,45-2,55; 2H; m

11 30,5 2,72-2,86; 1H; m

12 18,5 0,85; 3H; d; 6,6*

13 20,9 0,95; 3H; d; 6,6*

14 26,5 2,01; 3H; d; 1,5

15 17,7 0,74; 3H; d; 7,2

- 94 -

Foi feita uma comparação dos resultados obtidos por Corrêa para a

reação da p-benzoquinona 1 com o dieno 25 sob condições térmicas e de catálise

por ácidos de Lewis (SnCl

)

, com os resultados obtidos neste trabalho para esta

reação realizada sob efeito de microondas. A tabela 39 mostra os resultados obtidos

através das três condições reacionais, ou seja, térmica, catalítica e de microondas.

Tabela 39: Resultados obtidos para a reação da timoquinona (1) com o trans-

piperileno (25) sob diferentes condições reacionais

*MW= microondas, a potência de microondas foi de 25 W.

Através da análise dos dados da tabela 39 se pode observar que a

condição de catálise por SnCl

da reação entre 1 e 25 apresenta vantagens em

relação às condições térmicas e de microondas, isso em termos de maior

rendimento mais elevado, tempo reacional mais baixo e maior seletividade em

relação à formação do regioisômero orto (32).

32 33

Condição Solvente T (ºC) Tempo (h) Proporção

(32: 33: 34)

R% Global

Cat. (SnCl

)

benzeno t.a 2 Apenas 32 96

MeOH 120 54 14: 2: 0 96 Térmica

120 54 9,6: 1,5: 0 86

*MW 180 3 8: 1,4: 1 89

- 95 -

3.7 Reação das mono-oximas 4, 5 e 6 com ciclopentadieno

sob efeito de microondas.

Em seus estudos da reação de Diels - Alder utilizando-se como

dienófilos mono-oximas das p-benzoquinonas 1, 2 e 3, compostos 4, 5 e 6

respectivamente, Schefer

22 b

relatou a não reatividade destas mesmas frente ao

ciclopentadieno (4) (Esquema 21).

NOH

OH.HCl

EtOH, NaOAC

Refluxo, 4h

= H, R

= iPr, 1

= H, R

= Me, 2

= Me, R

= H, 3

= H, R

= iPr, 4

= H, R

= Me, 5

= Me, R

= H, 6

Esquema 21

Estas mono-oximas não reagem com ciclopentadieno sob qualquer

condição experimental testada, levando-se assim à recuperação do material de

partida e a polimerização do dieno.

Cálculos teóricos

mostram que a energia do orbital LUMO destas

mono-oximas seja aproximadamente 10 Kcal/ mol mais elevada do que a das

próprias p-benzoquinonas (Figura 15).

- 96 -

Ene

gia

(Kcal/ mol)

NOH

8-12 Kcal/ mol

HOMO

LUMO

Figura 15

Esta diferença dos intervalos de energia (energy gap; entre o HOMO do

dieno e o LUMO do dienófilo) entre o ciclopentadieno e os dienófilos mono-oximas e

entre o ciclopentadieno e os dienófilos p-benzoquinonas sugere uma energia de

ativação 10 Kcal/mol maior para as mono-oximas perante as p-benzoquinonas. Esta

diferença calculada seria suficiente para impedir a ocorrência uma reação térmica,

mas conduziu a idéia de que a técnica de microondas poderia superar este

problema. Assim foram testadas as reações das mono-oximas

4, 5 e 6 com o

ciclopentadieno sob efeito de microondas. As reações foram realizadas na ausência

e na presença de solventes. A tabela 40 mostra as condições reacionais de

microondas empregadas e os resultados obtidos.

- 97 -

Tabela 40: Resultados obtidos para a reação das mono-oximas 4, 5 e 6 com o

ciclopentadieno sob efeito de microondas.

substrato solvente Temperatura (ºC) Potência (W) Resultado

NOH

MeOH

Tolueno

----------

150

100

160

*M.P (56 %)

M.P (90%)

M.P (63 %)

M.P (59 %)

NOH

MeOH

Tolueno

----------

150

100

160

100

M.P (70%)

M.P (88 %)

M.P (45 %)

M.P (57 %)

NOH

Tolueno

----------

100

160

M.P (80%)

**M.C. P

M.C.P

* M. P refere-se à recuperação da mono-oxima de partida e o

rendimento mostrado na frente deste símbolo mostra a quantidade de material de

partida recuperada após cada reação.

** A sigla M. C. P refere-se à mistura complexa de produtos.

Assim pela análise dos dados contidos na tabela 40 pode-se verificar

que as mono-oximas permaneceram resistentes com relação à reatividade frente

reação de Diels - Alder com o ciclopentadieno. Para estas reações houve a formação

de subprodutos, a polimerização do ciclopentadieno devido às elevadas

temperaturas empregadas e a recuperação das mono-oximas de partida. As

porcentagens das mono-oximas recuperadas após a purificação do produto bruto

são mostradas na tabela 40. Cabe ressaltar que estas purificações foram feitas em

coluna cromatográfica cuja fase estacionária utilizada foi sílica flash e o eluente uma

mistura 1:1 de hexano e acetato de etila.

- 98 -

3.8 Reação de Diels - Alder em versão multicomponente sob

efeito de microondas da timoquinona (1), trans-2-pentenal (35) e

acetamida (36)

A reação de Diels - Alder na versão multicomponente entre a p-

benzoquinona com o trans-2-pentenal (35) e a acetamida (36) já havia sido estudada

em nosso laboratório por Nakamura

em seu trabalho de doutorado e

posteriormente por Vieira

em seu trabalho de mestrado, porém sobre condições

térmicas convencionais.

36-38

Assim decidiu-se fazer o estudo da reação de Diels -

Alder desta p-benzoquinona em versão multicomponente sob efeito de microondas

com intenção de se comparar os resultados. Este trabalho foi feito em conjunto com

o aluno de doutorado do laboratório de síntese bio - orgânica Ygor Willian Vieira.

Os primeiros testes da reação de Diels - Alder em versão

multicomponente sob efeito de microondas foram feitos utilizando-se a p-

benzoquinona 1 e os compostos 35 e 36 (Esquema 22).

Esquema 22

Nakamura, J., “Reações de Diels - Alder intramolecular na síntese de bacanos. Reações de Diels - Alder

multicomponente na síntese de sistemas decalínicos”. Programa de Pós-Graduação em Química-Tese de

doutorado, UFSCar, São Carlos, 2003.

Vieira, Y. W., “A reação de Diels - Alder de p-benzoquinonas em versão multicomponente”. Programa de Pós-

Graduação em Química-Dissertação de Mestrado, UFSCar, 2005. Disponível no endereço eletrônico:

http://www.bdtd.ufscar.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=850

Vieira, Y. W.; Nakamura, J.; Finelli, F. G.; Brocksom, U.; Brocksom, T. J.; J. Braz. Chem. Soc. 2007, 18, 448.

- 99 -

Para a realização destas reações adicionou-se a um tubo de vidro que

acompanha o reator de microondas, 0,164 g da timoquinona (1) (1 mmol), 0,089 g da

acetamida (36) (1,5 mmol), 0,147 mL do trans-2-pentenal (35) (1,5 mmol), 0,140 mL

de anidrido acético (1,5 mmol) e quantidades catalíticas de ácido p-toluenossulfônico

(p-TSA) e em seguida este tubo foi fechado e colocado no reator de microondas.

Programou-se o aparelho nas condições experimentais desejadas. A temperatura a

ser atingida foi programada com base em experimentos realizados sob condições

térmicas convencionais por Nakamura

e também por Vieira

A tabela 41 mostra

os rendimentos obtidos e as condições de potência, temperatura e tempo

empregados em cada experimento.

Tabela 41: Otimização da reação em versão multicomponente da p-benzoquinona 1

com o trans-2-pentenal e acetamida sob efeito de microondas.

Temperatura (

C) Potência (W) Tempo (min) Rendimento (%)

100 5 15 20

100 10 15 20

100 20 15 15

120 5 10 30

120 5 30 40

120 5 60 26

130 5 30 37

130 20 30 35

130 30 30 30

140 5 30 35

140 5 60 30

140 20 60 27

150 50 10 30

150 50 20 35

150 50 30 30

160 5 5 32

160 5 30 35

160 50 30 30

- 100 -

A melhor condição encontrada para a reação foi quando se empregou

a temperatura de 120 ºC, tempo reacional de 30 minutos e 5 W de potência. Neste

caso obteve-se uma massa de 0,095 g do cicloaduto 37 (R= 40%).

O produto formado nesta reação foi identificado como sendo o

cicloaduto 37 através da comparação dos dados espectroscópicos de

H-RMN e

C-

RMN deste produto obtido sob efeito de microondas com a do cicloaduto 37 obtido

para esta reação quando realizada sob condições térmicas.

36-38

Tabela 42: Dados espectroscópicos de RMN do composto 37 a:

C (100 MHz) e

(400 MHz) em CDCl

O sinal dos átomos de hidrogênio da metila da junção de anéis C-11,

que apareceram no espectro de

H-RMN como um singleto fino em 1,38 ppm,

comprovou que a cicloadição se deu na dupla ligação que contém o grupo metila.

Nº.

C (ppm) δ

H (ppm); integração; multiplicidade; J (Hz).

1 49,6

2 199,7

3 133,5 6,41; d; 1,0

4 158,9

5 203,8

6 57,7 3,18; d; 8,2

7 31,0 2,73; m

8 127,9 5,52; dt; 10,1 e 1,8

9 131,2 5,59; dt; 10,1 e 1,8

10 50,8 4,57; m

11 19,0 1,38; s

12 26,7 2,99; dsp; 6,8 e 1,0

13 21,1* 1,14; d; 6,8

14 23,0* 1,14; d; 6,8

15 23,5 0,82; d; 7,6

16 169,7

17 25,4 2,04; s

18 N 7,12; d; 9,9

- 101 -

Se a cicloadição tivesse ocorrido na dupla ligação da timoquinona (1) que contém o

grupo isopropil, o sinal referente ao grupo metila proveniente desta p-benzoquinona

estaria em campo mais baixo (próximo de 2,0 ppm) provavelmente como um dubleto

devido ao acoplamento destes átomos de hidrogênio da metila (neste caso uma

metila vinílica) com o átomo de hidrogênio vinílico vizinho a ela.

Nas condições térmicas convencionais descritas por Vieira em sua

dissertação de mestrado

foram empregadas também quantidades catalíticas de

ácido p-toluenossulfônico (p-TSA) e anidrido acético nas mesmas proporções que a

amida e o aldeído. A tabela 43 mostra resumidamente os resultados obtidos nas

condições térmicas convencionais.

Tabela 43: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder em versão

multicomponente entre 1, 35 e 36 sob condições térmicas convencionais.

37, 38

Condição Tempo (h) Temperatura (ºC) Solvente Rendimento (%)

24 90 NMP 45 Refluxo

24 90 DMF 35

Dean-Stark 24 120 Tolueno 70

Comparando-se os resultados obtidos através das condições

reacionais testadas, pode-se dizer que as reações em microondas apresentaram

rendimentos mais baixos do que no caso das reações realizadas nas condições

térmicas onde se empregou tolueno como solvente. Porém a utilização de

microondas apresentou vantagens sob as condições térmicas onde se utilizou NMP

e DMF como solventes, uma vez que forneceu rendimentos semelhantes para um

tempo de reação bem mais curto (redução do tempo de reação de 24 h para 30

minutos). Estas reações em microondas apresentaram também a vantagem de

terem sido realizadas na ausência de solventes.

- 102 -

4. CONCLUSÃO E PERSPECTIVA

- 103 -

A reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas timoquinona (1), 2,5-

dimetil-p-benzoquinona (2) e 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) com os dienos

ciclopentadieno (7), 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) e isopreno (16) realizadas sob

efeito de microondas, apresentaram maiores rendimentos e menor tempo reacional

do que quando realizadas sob condições térmicas e de catálise por ácidos de Lewis.

No caso das reações das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com o trans-

piperileno (25), as vantagens na utilização de microondas com relação às condições

térmicas e de catálise, foram observadas em termos da redução do tempo reacional.

Porém, neste caso, as reações realizadas sob efeito de microondas mostraram-se

menos seletivas com relação à formação de um determinado cicloaduto, e os

rendimentos obtidos para as mesmas foram um pouco mais baixos do que aqueles

obtidos sob condição de catálise com SnCl

As mono-oximas 4, 5 e 6 mostraram-se resistentes frente à reação de

Diels - Alder com o ciclopentadieno (7) mesmo sob condições de microondas. Os

resultados obtidos foram semelhantes aos das condições térmicas e de catálise por

ácidos de Lewis. Assim a técnica de microondas não pode superar o problema da

falta de reatividade destas mono-oximas na reação de Diels - Alder com o

ciclopentadieno.

Para a reação de Diels - Alder em versão multicomponente da p-

benzoquinonas 1 com o trans-2-pentenal (35) e a acetamida (36) realizadas sob

efeito de microondas, foi observado uma grande diminuição do tempo reacional

quando comparada às condições térmicas, sendo os rendimentos obtidos

semelhantes a aqueles encontrados na literatura.

37-38

Como parte do plano de doutorado, pretendemos continuar com os

estudos das reações de Diels - Alder descritas anteriormente com o intuito de

caracterizar completamente os cicloadutos obtidos (basicamente micro-análise

elementar). Pretendemos também estudar estas mesmas reações em maior escala e

incluir alguns poucos dienos que ainda não foram estudados. A seguir devemos

publicar estes resultados em revista especializada.

Em continuação, pretendemos investigar a transformação de alguns

destes cicloadutos selecionados em terpenos bioativos. A escolha dos cicloadutos e

dos produtos naturais a serem sintetizados depende de uma análise cuidadosa das

- 104 -

estruturas tanto dos cicloadutos quanto dos terpenos alvos, e também da

disponibilidade e facilidade de obtenção em escala maior dos cicloadutos.

- 105 -

5. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

- 106 -

5.1. Generalidades

Os espectros de absorção na região do infravermelho (IV) foram

realizados em um equipamento BOMEM Hartman & Braun MB-Séries (DQ -

UFSCar) em pastilhas de KBr ou no caso de composto oleoso, em janelas de KBr.

Os espectros de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e de

carbono 13 foram obtidos em espectrômetros Bruker ARX-400 (DQ - UFSCar) e

Bruker ARX-200 (DQ - UFSCar). O solvente utilizado foi o CDCl

e como padrão

interno de referência utilizou-se tetrametilsilano (TMS) (δ = 0 ppm). Os valores de

deslocamento químico foram referidos em unidade de δ e as constantes de

acoplamento (J) em Hertz (Hz). As áreas dos sinais foram determinadas através de

integração eletrônica, e as abreviações utilizadas para expressar sua multiplicidade

foram descritas da seguinte forma: s (singleto), d (dubleto), t (tripleto), q

(quadrupleto), m (multipleto), dd (duplo dubleto), hept (hepteto).

As fases orgânicas obtidas após as extrações das reações foram secas

com sulfato de sódio ou magnésio anidros e concentradas sob pressão reduzida,

utilizando-se evaporador rotatório.

Para cromatografia em camada delgada (CCD) analítica, foram

preparadas placas de sílica (sílica-gel 60 G - F254 com indicador de

fluorescência) com 0,25 mm de espessura, por meio de uma mistura na proporção

de 1:2 de sílica/ água.

Os produtos de reação foram purificados por cromatografia radial

utilizando-se um aparelho da marca Chromatotron® modelo 8924, usando-se pratos

com espessura de 1 ou 2 mm (sílica gel 60, PF 254 com sulfato de cálcio, E. Merck #

7749).

Os pontos de fusão foram determinados em aparelho MQAPF-301.

As analises por cromatografia em fase gasosa foram realizadas em

coluna capilar D. B - 5 (30 metros; 0,25 mm de diâmetro interno) acoplada a um

aparelho SHIMADZU GC-17 A, provido de um detector por ionização em chama e

operando de 70 a 250 ºC a uma taxa de aquecimento de 8 ºC/ min. Utilizou-se

nitrogênio como gás de arraste.

As reações realizadas sob efeito de microondas, foram feitas em um

reator de microondas de radiação focalizada da marca CEM, modelo Discover

- 107 -

Banchmate pertencente a Profa. Dra. Arlene Gonçalves Corrêa do laboratório de

síntese de produtos naturais do DQ - UFSCar.

5.2 Síntese das p-benzoquinonas

5.2.1 Obtenção da timoquinona (1)

A um balão de fundo redondo de duas vias, sob agitação magnética

constante, adicionou-se 200 mL de DMF e 10 g do timol (0,067 mol) e 0,30 g do

catalisador Co(II)Salen (1 mmol). Em seguida, as vias deste balão foram fechadas

com septos de borracha e a uma destas vias foi acoplado um balão contendo gás

oxigênio. Após 3 h adicionou-se mais uma porção de catalisador. No total foram

feitas três adições do catalisador com intervalo de 3 h cada. Passadas 3 horas após

a última adição de catalisador, a reação foi finalizada pela adição de 170 mL de água

destilada. O produto foi extraído com éter etílico (3 x 200 mL) e a fase orgânica foi

lavada com uma solução aquosa de HCl 10 % (2 x 100 mL) e em seguida com água

destilada (2 x 200 mL). Esta foi seca com Na

anidro, filtrada e então o solvente

foi evaporado sob pressão reduzida.

Purificou-se o produto por sublimação, obtendo-se 9,33 g de um sólido

cristalino amarelo (R= 85 %).

Ponto de fusão experimental= 42 ºC - 45 ºC

Ponto de fusão encontrado na literatura

= 45 ºC - 47 ºC

I.V (ν

max.

, KBr, cm

-1

): 2968, 1644, 1614, 1249, 1134, 934.

RMN

H (CDCl

, 200MHz)

: 1,13 (6H, d, J= 6,8 Hz); 2,04 (3H, d, J= 1,6 Hz); 3,03

(1H, d hept, J= 1,2 e 6,8Hz); 6,52 (1H, d, J= 1,2 Hz); 6,59 (1H, q, J=1,6 Hz).

- 108 -

RMN

C (CDCl

, 50MHz)

: 15,3; 21,4; 26,5, 130,3; 133,8; 145,1; 154,9; 187,4;

188,5.

5.2.2 Síntese da 2,5-dimetil-p-Benzoquinona (2)

Para preparação da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) empregou-se a

mesma metodologia experimental utiliza na síntese do composto 1. Foram utilizadas

10,0 g de 2,5-dimetilfenol (0,082 mol), 200 mL de DMF, e três porções de 0,30 g (1

mmol) do catalisador Co(II)Salen.

Purificou-se o produto bruto por sublimação, obtendo-se 9,25 g de um

sólido cristalino amarelo (R= 83 %).

Ponto de fusão experimental

: 122 ºC-124 ºC

Ponto de fusão encontrado na literatura:

20a

124 ºC-126 ºC

I.V (ν

max.

, KBr, cm

-1

): 2927, 1664, 1607, 1253, 1153, 926.

RMN

H (CDCl

, 200MHz)

: 2,04 (6H, d, J= 1,6 Hz); 6,59 (2H, q, J= 1,6 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50MHz)

: 15,4; 133,3; 145,8; 188,0

- 109 -

5.2.3 Síntese da 2,6-dimetil p-Benzoquinona (3)

Para preparação da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) empregou-se a

mesma metodologia experimental utilizada na síntese dos compostos 1 e 2. Foram

utilizadas 10,0 g do 2,6-dimetilfenol (0,082 mol), 200 ml de DMF, e três porções de

0,30 g (1 mmol) do catalisador Co (II) Salen.

O produto bruto foi purificado por sublimação, obtendo-se uma massa

de 9,51 g de um sólido cristalino amarelo (R= 86 %).

Ponto de fusão experimental: 69 ºC - 70 ºC

Ponto de fusão encontrado na literatura:

20b

71 ºC - 73 ºC

I.V (ν

max.

, KBr, cm

-1

): 2969, 1655, 1619, 1382, 1180, 919.

RMN

H (CDCl

, 200MHz)

: 2,06 (6H, d, J=1,0 Hz); 6,59 (2H, q, J= 1,1 Hz)

RMN

C (CDCl

, 50MHz)

: 15,9; 133,2; 145,8; 187,6; 188,1.

5.3 Obtenção do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11) através do

método de desidratação do pinacol com ácido bromídrico

A um balão de fundo redondo foram adicionados 35,4 g de pinacol

(0,30 mol), 1 mL de ácido bromídrico comercial 48 % e algumas pedras de ebulição.

A seguir este balão foi acoplado a um sistema de destilação fracionada. O balão

- 110 -

contendo a mistura reacional foi aquecido com banho de óleo. O destilado foi

coletado até a temperatura de 95 ºC e quando a temperatura indicada pelo

termômetro começou a abaixar a destilação foi interrompida. A seguir o destilado foi

lavado com água destilada (3 x 10 mL) em seguida adicionou-se ao mesmo 0,05 g

de hidroquinona. Este destilado foi seco sob Na

anidro por quinze horas.

Posteriormente este o produto foi redestilado utilizando-se o mesmo sistema de

destilação fracionada empregado anteriormente. O novo destilado foi coletado na

faixa de temperatura de 69 a 70 ºC, sendo este correspondente ao 2,3-dimetil-1,3-

butadieno (11). Obteve-se um 16,6 mL (13,8 g, 0,17 mol) de um líquido incolor

correspondente ao dieno

11 (R= 56 %).

Dados espectroscópicos de RMN do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (

11)

RMN

H (CDCl

, 200MHz)

: 1,90 (6H, s); 5,0 (2H, m); 5,2 (2H, m).

RMN

C (CDCl

, 50MHz)

: 20,1; 111,5; 142,3.

5.4 A reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas

timoquinona (1), 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) e 2,6-dimetil-p-

benzoquinona (3) com o ciclopentadeino (7) sob efeito de microondas

Para a execução da reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas 1, 2

3 com o ciclopentadieno (7), adicionou-se a um frasco de vidro que acompanha o

reator de microondas 1 mmol da p-benzoquinona (0,164 g no caso de

1 e 0,136 g no

caso de 2 e 3) e 3 mmols do ciclopentadieno (0,198 g, 0,23 mL) e então este

recipiente contendo a mistura reacional foi fechado com sua tampa e colocado

dentro do reator de microondas. Posteriormente foram selecionadas as condições

- 111 -

reacionais de potência inicial, tempo, e temperatura máxima a serem utilizadas nos

experimentos.

O produto bruto foi filtrado em coluna cromatográfica de sílica flash

utilizando-se como eluente o hexano a fim de se remover o diciclopentadieno formado

no meio reacional devido ao aquecimento do ciclopentadieno. O produto bruto obtido

após a filtração foi analisado a partir de seus espectros de

H - RMN para se verificar

a conversão da p-benzoquinona ao cicloaduto correspondente.

O produto bruto foi purificado por cromatografia radial utilizando-se

como eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila. Os cicloadutos 8, 9

apresentaram-se como sólidos amarelos e o

10 como um óleo bastante viscoso

também amarelo.

A tabela 44 mostra as massas dos cicloadutos obtidos em cada experimento,

bem como a p-benzoquinona em questão e o cicloaduto correspondente, bem como

as condições reacionais empregadas.

Tabela 44: Resultados obtidos e condições empregadas nas reações das p-

benzoquinonas

1, 2 e 3 com o ciclopentadieno (7)

p-Benzoquinona Tempo

(min.)

Temperatura

programada/

atingida (ºC)

Potência

inicial/ média

(W)

cicloaduto-(massa

(g) / rendimento

(%))

5 90/ 65 20/ 20 8-(0,066 / 30)

5 90/ 75 40/ 40 8-(0,107/ 49)

5 90/ 89 50/ 50 8-(0,160/ 73)

30 90/ 90 50/ 12-13 8-(0,197/ 90)

30 90/ 75 50/ 50 8-(0,140/ 64)

30 100/ 100 50/ 27-30 8-(0,215/ 99)

60 100/ 100 80/ 25-30 9-(0,200/ 99)

60 100/ 100 80/ 25-30 10-(0,196/ 98)

Dados espectroscópicos do cicloaduto 8

Ponto de fusão experimental: 55 ºC - 56 ºC

Ponto de fusão encontrado na literatura:

56 ºC-57 ºC

I.V (

máx

. KBr, cm

-1

): 2968, 2873, 1749, 1663, 1618.

- 112 -

RMN

H (CDCl

, 200 MHz)

: 1,02 (3H, d, J= 6,9 Hz); 1,06 (3H, d, J= 6,9 Hz); 1,46

(3H, s); 1,48-1,70 (2H, m); 2,84 (1H, d, J= 3,9 Hz); 2,98 (1H, ddd, J= 9,6Hz e 1,2 Hz);

3,04-3,08 (1H, m); 3,39-3,42 (1H, m); 5,94 (1H, dd, J= 5,7 Hz e J= 3,0 Hz); 6,12 (1H,

dd, J= 5,7 Hz e J= 3,0 Hz); 6,37 (1H, d, J= 1,1 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz)

: 17,1; 20,8; 21,4; 26,2; 46,4; 49,2; 52,7; 57,4; 134,2;

135,9; 138,2; 160,2; 199,2; 203,4.

Dados espectroscópicos do cicloaduto 9

Ponto de fusão experimental: 68 ºC-70 ºC

Ponto de fusão encontrado na literatura:

67 ºC - 69 ºC

I.V (

máx

. KBr, cm

-1

): 2968, 2871, 1751, 1735, 1664, 1629.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz)

: 1,06 (3H, d, J= 6,9 Hz); 1,46 (3H, s); 1,49-1,71 (2H, m);

2,82 (1H, d, J= 4,0 Hz); 2,98 (1H, ddd, J= 9,6Hz e J= 1,2 Hz); 3,04-3,08 (1H, m);

3,39-3,42 (1H, m); 5,94 (1H, dd, J= 5,7 Hz e J= 3,0 Hz); 6,12 (1H, dd, J= 5,7 Hz e J=

3,0 Hz); 6,37 (1H, d, J= 1,1 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz)

: 15,9; 17,0; 39,4; 26,2; 50,1; 53,7; 62,0; 129,5; 134,9;

199,2; 204,0.

Dados espectroscópicos do cicloaduto 10

I.V (

máx

. KBr, cm

-1

): 2977, 2875, 1733, 1664.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz)

: 1,46 (3H, s); 1,94 (3H, s); 2,09-2,18 (2H, m); 2,82 (1H,

d, J= 4,0 Hz); 3,15 (1H, m); 3,40 (1H, m); 5,94 (1H, dd, J= 5,7 Hz e J= 3,0 Hz); 6,12

(1H, dd, J= 5,7Hz e J= 3,0Hz); 6,37 (1H, d, J= 1,1 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz)

: 16,6; 26,5; 46,3; 48,8; 52,4; 53,6; 57,7; 134,9; 137,7;

139,0; 199,3; 203,1.

- 113 -

5.5 A reação de Diels - Alder das p-benzoquinonas

timoquinona (1), 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) e 2,6-dimetil-p-

benzoquinona (3) com o 2,3-dimetil-1,3-butadieno (11)

12 13

14 15

5.5.1. Sob efeito de microondas

As reações das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com o dieno 11 sob efeito de

microondas foram realizadas utilizando-se um procedimento experimental

semelhante ao empregado na realização das reações destas p-benzoquinonas com

o dieno 7 sob tal condição. Foram utilizados em cada experimento 1 mmol da p-

benzoquinona, ou seja, 0,164 g de 1, 0,136 g de 2 e 3 e 3 mmols do dieno 11 (0,246

g, 0,30 mL). Todos os experimentos foram realizados na temperatura de 150 ºC.

Os produtos brutos obtidos foram submetidos à análise por CG ao final de

cada experimento. A purificação destes produtos brutos foi feita por cromatografia

radial, sendo utilizado como eluente uma mistura de 20: 1 de hexano e acetato de

etila. Os cicloadutos obtidos foram analisados através de seus espectros de

H -

RMN,

C - RMN e também através de seus espectros de infravermelho.

A tabela 45 mostra as massas dos cicloadutos obtidos em cada experimento,

bem como os rendimentos e as condições experimentais utilizadas.

- 114 -

Tabela 45: Resultados obtidos e condições empregadas nas reações das p-

benzoquinonas 1, 2 e 3 com o dieno 11

p-Benzoquinona Tempo (min.) Potência inicial/

média (W)

cicloaduto-(massa (g) /

rendimento (%))

60 80/ 22-24 12-(0,118/ 48); 13-(0,050/ 20)

120 80/ 22-24 12-(0,169/ 68); 13-(0,069/ 28)

60 80/ 25-27 14-(0,213/ 98)

60 80/ 26-30 15-(0,217/ 99)

5.5.2. Sob condições térmicas.

5.5.2.1. Reações realizadas a temperatura ambiente

A um balão de fundo redondo, adicionou-se 1 mmol da p-benzoquinona

(0,164 g no caso de 1 e 0,136 g no caso de 2 e 3), 3,0 mL de metanol previamente

destilado e 2 mmols do 2,3-dimetil-1,3-butadieno (0,164 g, 0,22 mL). Este sistema

reacional foi mantido sob agitação constante durante cinco dias à temperatura

ambiente. O acompanhamento da reação foi feito por cromatografia em camada

delgada e por cromatografia gasosa. Ao final de cinco dias o solvente foi evaporado

juntamente com o excesso do dieno. O produto bruto obtido foi analisado por CG. No

caso da reação da p-benzoquinona 1 com o dieno 11, foi possível observar a

presença desta p-benzoquinona (96 % da intensidade dos picos) e também de

subprodutos de reação que não foram identificados.

A análise do produto bruto da reação da p-benzoquinona

2 com o dieno 11

após cinco dias, mostrou a presença desta p-benzoquinona com 89 % da

intensidade dos picos do cromatograma e também que a conversão desta p-

benzoquinona ao cicloaduto

14 foi de 7 %. No caso da reação entre 3 e 11, a análise

do produto bruto desta reação por CG mostrou que a p-benzoquinona 3

correspondia a 92 % da intensidade dos picos do cromatograma, tendo ocorrido uma

conversão de 6 % desta p-benzoquinona ao cicloaduto 15.

- 115 -

5.5.2.2. Reações realizadas na estufa em ampola selada

A um tubo de ensaio com rosca e tampa foram adicionados 1 mmol do

dienófilo (0,164 g no caso de 1 e 0,136 g no caso de 2 e 3), 1 mL de metanol

destilado e 2 mmols do dieno 11 (0,164 g, 0,22 mL). Esta ampola foi herméticamente

fechada e colocada na estufa pré-aquecida a 110 ºC. Após dois dias o produto bruto

da reação foi submetido à análise por CG. Este produto bruto foi purificado por

cromatografia radial utilizando-se como eluente uma mistura 20:1 de hexano e

acetato de etila.

No caso da reação da reação de

1 com dieno 11 foram obtidos 0,147 g do

cicloaduto

12 (R= 59 %) e 0,059 g do cicloaduto 13 (R= 24 %). Para a reação da p-

benzoquinona 2 com o dieno 11 obteve-se 0,190 g (R= 87 %) do cicloaduto 14, e no

caso da reação da p-benzoquinona 3 com este dieno foi obtido 0,183 g do cicloaduto

15 (R= 75 %). Todos estes cicloadutos apresentaram-se após purificação como

óleos bastante viscosos de coloração amarela. Depois de devida purificação os

cicloadutos obtidos foram identificados através de seus espectros de

H-RMN e

C-

RMN e também de infravermelho.

5.5.3. Condição de catálise com SnCl

A um balão de fundo redondo contendo uma solução previamente preparada

de 1 mmol do dienófilo (0,164 g no caso de 1 e 0,136 g no caso de 2 e 3) em 3 mL

diclorometano tratado, sob atmosfera de nitrogênio, adicionou-se a temperatura

ambiente, uma solução 1 mol/ L de SnCl

em diclorometano (0,1 mL). Após agitação

por 30 minutos, adicionou-se a esta mistura 0,22 mL do dieno 11 (2 mmols). Após

seis horas a reação foi finalizada pela adição de uma solução aquosa saturada de

bicarbonato de sódio, extraída com diclorometano e seca sobre sulfato de sódio

anidro.

O produto bruto obtido foi submetido à análise por CG e em seguida este foi

purificado por cromatografia radial. No caso da reação entre

1 e 11 foram obtidos

0,115 g do cicloaduto 12 (R= 46 %) e 0,045 g do cicloaduto 13 (R=18 %).

A reação entre 2 e 11 forneceu 0,174 g do cicloaduto 14 (R= 80 %). Já a partir

da reação entre

3 e 11 obteve-se 0,164 g do cicloaduto 15 (R= 75 %).

- 116 -

Dados espectroscópicos do cicloaduto 12

I.V (

máx

. KBr, cm

-1

): 1216; 1240; 1374; 1463; 1618; 1658; 1681; 2875; 2922; 2964.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz)

: 1,06 (d, 3H, J= 1,33 Hz); 1,10 (d, 3H, J= 1,33 Hz); 1,27

(s, 3H); 1,54 (s, 3H); 1,66 (s, 3H); 2,01-2,08 (m, 2H); 2,24-2,45 (m, 2H); 2,86 (t, 1H,

J= 6,25 Hz); 2,87-2,92 (m, 1H); 6,35 (d, 1H, J= 1,27 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz)

: 18,9; 18,5; 23,2; 21,0; 27,0; 29,9; 38,7; 48,5; 53,7;

122,6; 122,9; 131,4; 157,7; 201,5.

Dados espectroscópicos do cicloaduto 13

I.V (

máx

. KBr, cm

-1

): 1215; 1375; 1459; 1620; 1682; 2862; 2923; 2963.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz)

: 0,72 (d, 3H, J= 5,6 Hz); 1,00 (d, 3H, J= 5,6 Hz); 1,52

(s, 3H); 1,61 (s, 3H); 1,95 (d, 3H, J= 1,56 Hz); 2,08-2,12 (m, 2H); 2,48-2,52 (m, 2H);

3,10 (dd, 1H, J= 9,46 Hz); 6,41, (q, 1H, J= 1,56 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz)

: 13,4; 16,4; 17,2; 21,9; 28,4; 30,9; 33,8; 51,0; 55,6;

123,8; 134,4; 146,0; 201,6; 202,2.

Dados espectroscópicos do cicloaduto 14

I.V (

máx

. KBr, cm

-1

): 1218; 1267; 1282; 1375;1439; 1626; 1674; 2875; 2922; 2973.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz)

: 1,23 (s, 3H); 1,55 (s, 3H); 1,61 (s, 3H); 1,90 (d, 3H, J=

1.53 Hz); 2,10 (m, 2H); 2,41 (m, 2H); 2,85 (t, 1H, J= 5,58 Hz); 6,43 (q, 1H, J=1,53

Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz)

: 15,8; 18,3; 18,7; 22,5; 38,6; 48,3; 52,5; 122,5; 134,7;

148,0; 200,2; 202,4.

Dados espectroscópicos do cicloaduto 15

RMN

H (CDCl

, 200MHz)

: 1,23 (s, 3H); 1,52 (s, 3H); 1,57 (s, 3H); 1,95 (d, 3H, J=

1,53 Hz); 2,10 (m, 2H); 2,45 (m, 2H); 2,75 (t, 1H, J= 5,46); 6,44 (q, 1H, J=1,53 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50MHz)

: 17,0; 19,6; 23,9; 24,5; 30,7; 39,9; 49,28; 54,0; 123,9;

126,1; 136,6; 148,6; 200,8; 204,0.

- 117 -

5.6 A reação de Diels - Alder da timoquinona (1) com o

isopreno (16) sob condições térmicas, de catálise com SnCl

e sob efeito

de microondas

19 20

O O

5.6.1 Condição térmica

A um tubo de ensaio com rosca e tampa foram adicionados 0,164 g da

p-benzoquinona 1 (1 mmol), 0,20 mL do dieno 16 (2 mmols) e 4,0 mL de metanol

previamente destilado. Este tubo foi fechado hermeticamente e levado a estufa pré-

aquecida a 110 ºC. Após um 24 h este tubo foi retirado da estufa e esperou-se até

que esta atingisse a temperatura ambiente. O solvente e o excesso do dieno 16 foram

removidos sob pressão reduzida e o produto bruto obtido foi submetido à análise por

CG. Este produto bruto foi purificado por cromatografia radial utilizando-se como

eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila. Assim a mistura de 17 e 18 foi

separada da mistura de 19 e 20. Obteve-se uma massa de 0,158 g de um óleo

amarelo correspondente à mistura de

17 e 18 (R= 68 %) e 0,064 g de um óleo

amarelo correspondente à mistura de

19 e 20 (R= 27 %). Ambas as misturas de

cicloadutos foram submetidas às análises espectroscópicas de

H-RMN, de

C-RMN.

5.6.2. Condição de catálise com SnCl

A uma solução do dienófilo 1 (1 mmol, 0,164 g) em diclorometano

anidro (3,0 mL), sob atmosfera de nitrogênio, adicionou-se a temperatura ambiente,

lentamente, uma solução 1 mol/ L de SnCl

em diclorometano (0,1 mL) previamente

preparado. Após agitação por 30 minutos, adicionou-se o dieno 16 a esta solução, e

a mistura reacional foi mantida sob agitação constante por três horas. A seguir a

reação foi finalizada pela adição de uma solução saturada de bicarbonato de sódio, e

- 118 -

extraída com diclorometano e seca sobre sulfato de sódio anidro. O solvente foi

evaporado e o produto bruto obtido foi submetido à análise por cromatografia

gasosa.

O produto bruto foi purificado por cromatografia radial. A mistura de 17

e 18 foi separada da mistura de 19 e 20. Obteve-se um óleo amarelo correspondente

à mistura de 17 e 18 de massa igual a 0,179 g (R= 77 %) e 0,037 g de um óleo

amarelo correspondente a mistura de 19 e 20 (R= 16 %). Ambas as misturas de

regioisômeros obtidas foram submetidas às análises espectroscópicas de

H-RMN,

C-RMN e infravermelho.

5.6.3 Sob efeito de microondas

A reação da p-benzoquinona 1 com o isopreno (16) sob efeito de

microondas foi realizada empregando-se o mesmo procedimento experimental

descrito para a reação desta p-benzoquinona com o ciclopentadieno (7). As

condições reacionais de temperatura, potência e tempo foram respectivamente

iguais a 150 ºC, 80 W, 2 horas.

Foi utilizado 0,164 g da p-benzoquinona 1 (1 mmol) e 0,30 mL de 16 (3

mmols). Ao final de cada experimento, o excesso do dieno foi removido sob pressão

reduzida e o produto bruto foi analisado por CG e em seguida purificado por

cromatografia radial como eluentes uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila.

Assim a mistura de 17 e 18 foi separada da mistura de 19 e 20, obtendo-se 0,181 g

de um óleo amarelo correspondente à mistura de

17 e 18 (R= 78 %) e 0,041 g de um

óleo de coloração amarela correspondente à mistura de 19 e 20 (R= 18 %).

Dados espectroscópicos da mistura de

17 e 18 obtida sob condição de

catálise por SnCl

, sob condição térmica e sob efeito de microondas.

I.V (

máx

. KBr, cm

-1

): 1215; 1465; 1621; 1682; 2876; 2915; 2966.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz)δ : 1,09, (d, 6H, J= 6,82 Hz); 1,11, (d, 3H, J= 6,82 Hz);

1,28, (s, 4,5H); 1,59-1,75, (m, 4,6H); 2,33-2,50, (m, 3H); 2,84-3,06, (m, 1,5H); 2,00-

2,19, (m, 3H); 2,77-2,82, (m, 1,5H); 5,27-5,42, (m, 1,5H); 6,35-6,38, (m, 1,5H).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz)δ: 21,0; 22,6; 23,1; 23,9; 27,8; 27,1; 32,9; 37,0; 47,6; 48,4;

52,7; 117,1; 117,8; 131,1; 131,4; 157,7; 199,8; 200,1; 202,9; 203,2.

- 119 -

Dados espectroscópicos da mistura de 19 e 20 obtida sob condição de

catálise por SnCl

e sob efeito de microondas

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 0,74, (d, 3H, J= 6,78 Hz); 0,99, (d, 3H, J= 6,79 Hz);

1,62-1,67, (m, 3H); 1,68-1,72, (m, 3H); 1,95-1,96, (m, 6H); 2,05-2,14, (m, 2H); 2,15-

2,25, (m, 2H); 2,41-2,62, (m, 4H); 2,74-2,77, (m, 2H); 2,78-2,79, (m, 2H); 5,26-5,42,

(m, 2H); 6,41-6,45, (m, 2H).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 17,7; 22,4; 23,1; 23,3; 23,8; 27,7; 32,8; 34,3; 36,9;

47,5; 55,2; 117,0; 132,7; 136,9; 146,5; 199,6; 199,9.

5.7 Reação de Diels - Alder da 2,5-dimetil-p-benzoquinona

(2) com o isopreno (16) sob condição de catálise com SnCl

e sob efeito

de microondas.

21 22

5.7.1 Condição de catálise com SnCl

A reação da p-benzoquinona

2 com o dieno 16 sob condição de

catálise com SnCl

foi executada seguindo uma metodologia experimental

semelhante a aquela utilizada na realização da reação entre 1 e 16 nestas em tais

condições. Foram utilizadas 0,136 g da p-benzoquinona 2 (1 mmol), 0,20 mL do

dieno 16 (2 mmols), 3 mL de CH

tratado e 0,1 mL da solução 1 mol/ L de SnCl

em CH

. Esta mistura reacional foi mantida sob agitação constante por três horas.

O produto bruto da reação foi purificado por cromatografia radial utilizando-se como

eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila. Obteve-se uma massa de

0,189 g de um óleo amarelo correspondente à mistura de 21 e 22 (R= 93 %). Esta

mistura foi submetida às análises espectroscópicas de

H - RMN,

C - RMN e de

infravermelho.

- 120 -

5.7.2 Sob efeito de Microondas

A reação da p-benzoquinona 2 com o dieno 16 sob efeito de

microondas foi executada seguindo uma metodologia experimental semelhante a

aquela utilizada na realização da reação de 1 com 16 nestas condições. Foram

utilizados 0,136 g da p-benzoquinona 2 (1 mmol) e 0,30 mL do dieno 16 (3 mmols).

O equipamento foi programado nas condições de temperatura, tempo e

potência iguais a 150 ºC, 2 horas, 80 W e respectivamente.

O produto bruto obtido foi purificado por cromatografia radial utilizando-

se como eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila. Obteve-se uma

massa de 0,192 g de um óleo amarelo correspondente à mistura de 21 e 22 (R= 95

%). Esta mistura foi submetida às análises espectroscópicas de

H-RMN,

C-RMN e

de infravermelho.

Dados espectroscópicos da mistura de 21 e 22

I.V (

max

, KBr, cm

-1

): 1216; 1439; 1674; 1694; 2880; 2840; 2920; 2969;

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 1,29, (s, 6H); 1,60-1,73, (m, 6H); 1,99-2,00, (d, 6H, J=

1,60 Hz); 2,07-2,24, (m, 2H); 2,30-2,69, (m, 4H); 2,77-2,83, (m, 1H); 2,84-2,88, (m,

1H); 2,88-2,90, (m, 2H); 5,26-5,44, (m, 2H); 6,46-6,48, (q, 1H, J= 1,60 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 15,8; 21,9; 22,9; 23,3; 27,3; 32,7; 33,4; 36,9; 48,2;

49,7; 52,2; 117,6; 117,7; 131,0; 134,7; 135,1; 148,3; 199,8; 200,0; 202,1; 202,4.

5.8 Reação de Diels - Alder frente a 2,6-dimetil-p-

benzoquinona (3) e o isopreno (16) sob condição térmica, de catálise

com SnCl

e sob efeito de microondas.

23 24

H H

- 121 -

5.8.1 Condição térmica

A reação da p-benzoquinona 3 com o dieno 16 sob condições térmicas

foi executada empregando-se uma metodologia experimental semelhante à utilizada

na realização da reação de 1 com isopreno (16) sob tais condições. Foram utilizados

0,136 g da p-benzoquinona 3 (1 mmol), 0,20 mL do dieno 16 (2 mmols) e 4 mL de

metanol. O produto bruto obtido foi purificado por cromatografia radial, utilizando-se

como eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila. Obteve-se uma massa

de 0,161 g de um óleo amarelo correspondente à mistura dos regioisômeros 23 e 24

(R= 79 %). Esta mistura de regioisômeros foi submetida às análises

espectroscópicas de

H - RMN,

C - RMN e de infravermelho.

5.8.2 Condição de catálise com SnCl

A reação da p-benzoquinona 3 com o dieno 16 sob condição de

catálise com SnCl

foi executada seguindo uma metodologia experimental

semelhante a aquela utilizada na reação de 1 com o dieno 16 sob tais condições.

Foram utilizados 0,136 g da p-benzoquinona 3 (1 mmol), 0,20 mL do dieno 16 (2

mmols) e 3 mL de CH

e 0,1 mL da solução 1 mol/ L de SnCl

em CH

. A

mistura foi mantida sob agitação constante por 3 horas. O produto bruto da reação

foi purificado por cromatografia radial utilizando-se como eluente uma mistura 19: 1

de hexano e acetato de etila. Obteve-se uma massa de 0,190 g de um óleo amarelo

correspondente à mistura de

23 e 24 (R= 93 %).

5.8.3 Condição de Microondas

A reação da p-benzoquinona

3 com o dieno 16 sob efeito de

microondas foi executada seguindo a mesma metodologia experimental que aquela

para reação de

1 com 16 sob tal condição. Foram utilizados 0,136 g da p-

benzoquinona 3 (1 mmol) e 0,30 mL do dieno 16 (3 mmols). O equipamento foi

programado nos condições de tempo, potência e temperatura desejadas.

O produto bruto obtido foi purificado por cromatografia radial utilizando-

se como eluente uma mistura 19: 1 de hexano e acetato de etila. Obteve-se uma

- 122 -

massa de 0,194 g de um óleo amarelo correspondente à mistura de 23 e 24 (R= 95

%).

Dados espectroscópicos da mistura de 23 e 24

I.V (

max

, KBr, cm

-1

): 1220; 1429; 1625; 1687; 2883; 2840; 2917; 2970;

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 1,30, (s, 4,5H); 1,58-1,74, (m, 4,5H); 2,01, (d, 4,5H, J=

1,50 Hz); 2,02-2,18, (m, 2H); 2,19-2,33, (m, 1H); 2,40-2,54, (m, 1H); 2,55-2,67, (m,

1,5H); 2,74-2,92, (m, 2H); 5,26-5,44, (m, 1,5H); 6,50-6,55, (m, 1,5H).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 15,9; 16,3; 22,5; 23,4; 27,3; 32,8; 36,9; 47,0; 47,9;

51,6; 52,3; 117,8; 199,1; 199,5; 130,8; 131,3; 135,3; 147,3; 202,5; 202,8.

5.9 Reação de Diels - Alder da 2,5-dimetil-p-benzoquinona

(2) com o trans-piperileno (25) sob efeito de microondas

26 27

A reação da p-benzoquinona

2 com o dieno 25 sob efeito de

microondas foi executada seguindo uma metodologia experimental semelhante à

utilizada na reação da timoquinona (

1) com o ciclopentadieno (7) em tal condição. O

dieno utilizado para se realizar estas reações foi uma mistura dos isômeros cis- e

trans-piperileno comercial (3-metil-1,3-pentadieno, mistura do cis e trans 90 % da

Aldrich). Dados do espectro de

H-RMN desta mistura de isômeros fornecidos na

literatura

mostram a presença dos dois isômeros na proporção de 1:1. Esta

quantificação foi feita através da integração dos sinais referentes aos átomos de

hidrogênio dos isômeros presentes na mistura. Assim com base nos nestes dados foi

que se fizeram os cálculos da quantidade da mistura a ser utilizada na reação.

Sabendo-se a densidade desta mistura (0,68 g/ mL a 25 ºC) calculou-se o volume da

mistura dos isômeros cis - e trans-piperileno necessário para se ter 3 mmols (0,246

g) do trans-piperileno no meio reacional. O volume da mistura calculado foi de 0,56

mL. Assim foram utilizados 0,136 g da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2) (1 mmol) e

- 123 -

0,56 mL da mistura comercial do cis e trans-piperileno. O equipamento foi

programado nos condições de tempo, potência e temperatura desejadas, variando-

se as mesmas a fim de se obter uma condição ótima para a reação.

O produto bruto obtido foi purificado por cromatografia radial utilizando-

se como eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila.

Na condição ótima estabelecida para esta reação, ou seja, temperatura

igual a 160 ºC, tempo de duas horas e potência de 25 W, obteve-se uma massa de

0,181 g de um óleo amarelo correspondente à mistura de 26 e 27 (R= 89 %).

Dados espectroscópicos da mistura de

26 e 27

I.V (

max

, KBr, cm

-1

): 720; 1046; 1405; 1677; 2960.

RMN

H (CDCl

, 400 MHz) δ: 0,96, (d , 3H, J= 6,4 Hz); 1,03, (d, 3H, J= 6,4 Hz); 1,13,

(s, 3H); 1,32, (s, 3H); 1,98, (d, 3H, J= 1,6 Hz); 2,01, (d, 3H, J= 1,6 Hz); 2,32-2,37, (m,

2H); 2,42-2,51, (m, 1H); 2,54-2,61, (m, 1H); 2,62-2,69, (m, 2H); 2,99, (d, 1H, J= 6,0

Hz); 3,07, (dd, 1H, J= 6,8 e 7,6 Hz); 5,55-5,61 (m, 2H); 5,62-5,71, (m, 2H); 6,38, (q,

1H, J= 1,6 Hz); 6,51, (q, 1H, J= 1,6 Hz).

RMN

C (CDCl

, 100 MHz) δ: 15,8; 16,1; 18,4; 18,6; 20,4; 22,6; 23,7; 25,9; 30,7;

37,2; 45,4; 50,1; 50,2; 51,3; 122,6; 123,7; 130,5; 130,9; 135,2; 136,0; 150,1; 201,4;

202,2; 203,0.

5.10 Reação de Diels - Alder frente a 2,6-dimetil-p-

benzoquinona (3) e o trans-piperileno (25) sob efeito de microondas

A reação da p-benzoquinona

3 com o dieno 25 sob efeito de

microondas foi executada seguindo uma metodologia experimental semelhante a

aquela utilizada na reação da timoquinona (

1) com o ciclopentadieno (7) sob tal

condição. Foram utilizados 0,136 g da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3) (1 mmol) e

0,56 mL da mistura do cis e trans-piperileno comercial (3-metil-1,3-pentadieno,

- 124 -

mistura do cis e trans 90 % da Aldrich), o que corresponde a 3 mmols do isômero

trans-piperileno (25). O equipamento foi programado nos condições de tempo,

potência e temperatura desejadas.

O produto bruto obtido foi purificado por cromatografia radial utilizando-

se como eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila. Na condição ótima

estabelecida para esta reação, ou seja, temperatura igual a 160 ºC, tempo de duas

horas e potência de 25 W, obteve-se uma massa de 0,173 g de um óleo amarelo

correspondente ao cicloaduto 28 (R= 85 %).

Dados espectroscópicos do cicloaduto

I.V (

max

, KBr, cm

-1

): 1210; 1677; 2925; 2968

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 0.85, (d, 3H, J= 7,2 Hz); 1,42, (s; 3H); 2,01, (d, 3H, J=

1,50 Hz); 2,08-2,16, (m, 2H); 2,75-2,86, (m, 1H); 2,87-2,90, (m,1H); 5,58-5,63, (m,

2H); 6,65, (q, 1H, J= 1,52 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 16,0; 19,3; 20,3; 23,7; 39,2; 50,1; 50,3; 122,4; 129,8;

137,5; 149,4; 199,0; 203,0.

5.11 Reação de Diels - Alder da timoquinona (1) com o trans-

piperileno (25) sob efeito de microondas

A reação da p-benzoquinona

1 com o dieno 25 sob efeito de

microondas foi executada seguindo-se uma metodologia experimental semelhante a

aquela empregada na reação desta mesma p-benzoquinona com o ciclopentadieno

(7) sob tal condição. Foram utilizados 0,164 g da p-benzoquinona 1 (1 mmol) e 0,56

mL da mistura dos isômeros cis- e trans-piperileno (3 mmols do trans-piperileno

(25)). O equipamento foi programado nas condições de tempo, potência e

temperatura desejadas.

- 125 -

O produto bruto obtido foi purificado por cromatografia radial utilizando-

se como eluente uma mistura 19:1 de hexano e acetato de etila. Na condição ótima

estabelecida para esta reação, ou seja, temperatura igual a 180 ºC, tempo de reação

de 3 horas e potência de 25 W, obteve-se, a partir da primeira purificação por

cromatografia radial, duas frações uma contendo a mistura dos cicloadutos 32 e 33

(fração menos polar) e a outra contendo somente o cicloaduto 34 (fração mais polar).

Obteve-se 0,178 g de um óleo amarelo correspondente à mistura de 32 e 33 (R= 75

%), e uma massa de 0,028 g de um óleo amarelo correspondente a 34 (R= 14 %).

Posteriormente a fração menos polar contendo a mistura de 32 e 33 na

proporção de 8:1 respectivamente foi submetida a uma nova purificação por

cromatografia radial com o intuito de se separar estes cicloadutos. Neste caso

utilizando-se como eluente uma mistura 49:1 de hexano e acetato de etila. A partir

desta nova separação foram obtidas duas novas frações sendo que uma continha a

mistura 15:1 de 32 e 33 respectivamente (proporção verificada por CG) e a outra

apenas o cicloaduto 34. Estas frações foram submetidas às análises

espectroscópicas de

H-RMN, de

C-RMN e de I.V. Os dados espectroscópicos dos

cicloadutos 32, 33 e 34 estão apresentados a seguir.

Dados espectroscópicos do cicloaduto 32

I.V (

max

, KBr, cm

-1

): 800; 1030; 1200; 1260; 1360; 1455; 1610; 1670; 1690; 2950.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 0,71, (d, 3H, J= 7,6 Hz); 1,01, (d, 3H, J= 6,4 Hz); 1,03,

(3H, d, J= 6,4 Hz); 1,32, (s, 3H); 2,00-2,10, (m, 1H); 2,78-2,80, (m, 2H); 2,87-2,90,

(m, 2H); 2,91-2,97, (m, 1H); 5,50-5,58, (m, 2H); 6,40, (d, 3H, J= 0,8 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 19,0; 21,2; 21,3; 21,4; 23,7; 27,3; 39,1; 50,7; 50,9;

122,5; 129,8; 134,2; 159,7; 199,2; 204,0.

Dados espectroscópicos de

I.V (

max

, KBr, cm

-1

): 1200; 1250; 1030; 1370; 1460; 1660; 1680; 1690, 2950;

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 0,99, (d, 3H, J= 6,80 Hz); 1,07, (d, 3H, J= 6,82 Hz);

1,12, (s, 3H); 1,13, (d, 3H, J= 6,82 Hz); 1,32-1,40, (m, 2H); 1,42-1,50, (m, 1H); 2,95-

3,05, (m, 1H); 3,05-3,10, (m, 1H); 5,50-5,70, (m, 2H); 6,36, (d, 1H, J= 1,07 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 16,0; 18,5; 18,8; 19,2; 20,9; 23,5; 34,7; 45,8; 53,9;

123,6; 131,2; 139,4; 205,5; 208,0.

- 126 -

Dados espectroscópicos de 34

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 0,74, (d, 3H, J= 7,2 Hz); 0,85, (d, 3H, J= 6,6 Hz); 0,95,

(d, 3H, J= 6,6 Hz); 2,01, (d, 3H, J= 1,5 Hz); 2,19-2,36, (m, 1H); 2,45-2,55, (m, 2H);

2,72-2,86, (m, 1H); 3,05-3,16, (m, 1H); 5,55-5,67, (m, 2H); 6,53, (q, 1H, J= 1,5 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 17,7; 18,5; 20,9; 23,0; 26,5; 30,5; 34,7; 45,8; 58,2;

123,6; 131,2; 139,4; 161,0; 198,8; 201,5.

5.12 Estudo da reatividade dos dienófilos mono-oximas 4, 5 e

6 com o ciclopentadieno (7) sob efeito de microondas

A reação das mono-oximas 4, 5 e 6 com ciclopentadieno (7) sob efeito

de microondas foram executadas seguindo-se um procedimento experimental

semelhante ao descrito para as reações das p-benzoquinonas 1, 2 e 3 com este

dieno. Foram utilizados 1 mmol da mono-oxima (0,179 g de 4 e 0,151 g de 5 e 6)

para 2 mmols do dieno

7 e 4,0 mL do solvente. No caso das reações em que não se

utilizou solventes, o ciclopentadieno (

7) foi empregado em um excesso maior sendo

utilizados 4 mmols deste dieno para 1 mmol da mono-oxima isso para solubilizar a

mono-oxima tornando o meio reacional homogêneo.

O equipamento de microondas foi programado nas condições

reacionais desejadas e ao final de cada reação o produto bruto foi analisado por CG

e em seguida purificado por cromatografia em coluna de sílica gel, utilizando-se

como eluente uma mistura 1:1 de hexano e acetato de etila.

- 127 -

5.13 Reação de Diels - Alder em versão multicomponente da

timoquinona (1), com o trans-2-pentenal (35) e a acetamida (36)

Para a realização destas reações adicionou-se a um tubo de vidro que

acompanha o reator de microondas, 1 mmol da p-benzoquinona 1 (0,164 g) 1,5

mmol da acetamida (

36), 1,5 mmol do trans-2-pentenal (35) (0,147 mL), 1,5 mmol de

anidrido acético (0,140 mL) e quantidades catalíticas de ácido p-toluenossulfônico

(p-TSA) e então este tubo foi fechado e colocado no reator de microondas. O

aparelho foi então programado nas condições reacionais desejadas. Ao final de cada

experimento o produto bruto foi analisado por CG e então purificado por

cromatografia radial utilizando-se como eluente uma mistura 8:2 de hexano e acetato

de etila. O produto obtido foi caracterizado através de seus espectros de

H-RMN,

C-RMN e de I.V.

- 128 -

Tabela 46: Resultados obtidos para a reação de Diels - Alder em versão

multicomponente da timoquinona (1) com o trans-2-pentenal (35) e a acetamida (36)

sob efeito de microondas na ausência de solvente: cicloaduto 37.

Temperatura (

C) Potência (W) Tempo (min) Massa (g)/ R%

100 5 15 0,055/ 20

100 10 15 0,055/ 20

100 20 15 0,041/ 15

120 5 10 0,082/ 30

120 5 30 0,109/ 40

120 5 60 0,071/ 26

130 5 30 0,101/ 37

130 20 30 0,096/ 35

130 30 30 0,082/ 30

140 5 30 0,096/ 35

140 5 60 0,082/ 30

140 20 60 0,073/ 27

150 50 10 0,082/ 30

150 50 20 0,096/ 35

150 50 30 0,082/ 30

160 5 5 0,087/ 32

160 5 30 0,096/ 35

160 50 30 0,082/ 30

Dados espectroscópicos do cicloaduto 37

I.V (

max

, KBr, cm

-1

): 1483; 1510; 1605; 1677; 1748.

RMN

H (CDCl

, 200 MHz) δ: 0,88 (d, 3H, J= 7,20 Hz); 1,13 (d, 3H, J= 6,20 Hz); 1,45

(s, 3H); 2,75-2,78 (m, 1H); 3,00 (sept, 1H, J= 6,40 Hz); 3,25 (d, 1H, J= 7,40 Hz); 4,79

(d, 1H, J= 9,50 Hz) 5,64 (m, 1H); 6,43 (m, 1H); 7,4-7,5 (m, 1H); 7,82 (d, 1H, J= 6,50

Hz); 7,96 (d, 1H, J= 9,50 Hz).

RMN

C (CDCl

, 50 MHz) δ: 19,4; 21,2; 21,4; 25,9; 27,1; 31,5; 49,6; 51,7; 57,7;

127,0; 127,7; 128,6; 131,6; 131,8; 133,8; 158,2; 159,0; 167,0; 200,1; 204,6.

- 129 -

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- 130 -

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VASSILIKOGIANNAKIS, G. “The Diels-Alder Reaction in Total Synthesis”. Angew.

Chem. Int. Ed., 41: 1668, 2002.

2) COREY, E. J. “Catalytic enantioselective Diels-Alder reactions: methods,

mechanistic fundamentals, pathways, and applications”. Angew. Chem. Int. Ed., 41:

1650, 2002.

3) CARRUTHERS, W. Cycloaddition Reaction in Organic synthesis. Pergamon,

Oxford University Press, 1990.

4) CLAYDEN, J.; GREEVES, N.; WARREN, S. & WOTHERS, P. Organic Chemistry.

Nova Iorque, Oxford University Press, 2000. p. 906-923.

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2001.

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7) BROCKSOM, T. J.; BROCKSOM, U.; CORRÊA, A. G.; NAVES, R. M.; SILVA, F.;

CATANI, V.; CESCHI, M. A.; ZUKERMAN-SCHPECTOR, J.; TOLOI, A. P. &

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Organic Synthesis: theory and applications, T. Hudlicky (ed). Elsevier Science,

2001. p. 39-87.

8) HENDRICKSON, J. B. & SINGH, V. “Catalysis and regioselectivity of quinone

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interactions in the Diels-Alder reaction between cyclopentadiene and maleic

anhydride”. J. Org. Chem.,

66: 6178, 2001.

10) YATES, P. & SWITLAK, K. “The 1: 1 and 2: 1 adducts of cyclopentadiene with p-

benzoquinone”. Can. J. Chem.,

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b) GEDYE, R.; SMITH, F.; WESTAWAY, K.; ALI, H.; BALDISERA, L.; LABERGE, L.

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27: 4945,

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- 131 -

b) GIGUERE, R. J.; NAMEN, A.; LOPEZ, B.; AREPALLY, A.; RAMOS, D.;

MAJETICH, G. & DEFAUW, J. “Studies on tandem ene/intramolecular Diels-Alder

reactions”. Tetrahedron Lett., 28: 6553, 1987.

13) KAPPE, C. O. “Controlled microwave heating in modern organic synthesis”.

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14) LOUPY, A., Microwaves in Organic Synthesis, Wiley, 2a ed., 2006.

15) SANSEVERINO, A. M. “Microondas em Síntese Orgânica”. Quim. Nova, 25:

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16) KAPPE, C. O. & DALLINGER, D. “The impact of microwave synthesis on drug

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synthesis, thermal and non-thermal microwave effects”. Chem. Soc. Rev.,

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benzoquinone”. Synth. Commun., 15: 1033, 1985.

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with benzeneseleninic anhydride and with benzeneseleninic acid”. Tetrahedron, 44:

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21) SUGINOME, H.; OHKI, T.; NAGAOKA, A. & SENBOKU. “Photoinduced

molecular transformations, part 133, new photoinduced deconjugation of steroidal α,

β-unsaturated cyclic ketone oxime into the β, γ-unsaturated isomer involving

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and their oxy derivatives”. Molecules, 11: 148, 2006.

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Derivados Nitrogenados de p-Benzoquinonas. São Carlos, Programa de Pós-

Graduação em Química - UFSCar, 2002. Dissertação de Mestrado, 276 p.

- 132 -

23) GOLDSCHIMIDT, H. & SCHMIDT, H. “Ueber die nitrosophenole”. Ber. Dtsch.

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24) Endereço eletrônico: http://www.cem.com/synthesis/discoverBM.asp

25)

CORRÊA, A. G, Síntese de Esqueletos Sesquiterpenicos Eudesmanicos,

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UFSCar, 1988. Dissertação de Mestrado, 164 p.

26)

MEHTA,G.; SRIKRISHNA, A.; REDDY, A. V. & NAIR, M. S. “A novel, versatile

synthetic approach to linearly fused tricyclopentanoids via photo-thermal olefin

metathesis”. Tetrahedron, 37: 4543, 1981.

27) BROCKSOM, T. J.; BROCKSOM, U. & DONATONI, M. C. “Effect of microwave

irradiation on Diels - Alder reactions of para-benzoquinones”. Livro de resumos do

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28) ALLEN, C. F.H. & BELL, A. “2,3-dimethyl-1,3-butadiene” Org. Synth. Coll., 3:

312-316.

29) LIU, C. & BURNELL, D. J. “Regio- and stereoselectivity in the reductions of

cyclic enedione systems”. J. Org. Chem., 62: 3683, 1997.

30)

COREY, E. J. & RYU, H. D. “Triflimide activation of a chiral oxazaborolidine

leads to a more general catalytic system for enantioselective Diels-Alder addition”. J.

Am. Chem. Soc., 125: 6388, 2003.

31) LIU, D.; CANALES, E. & COREY, E. J. “Chiral oxazaborolidine-aluminum

bromide complexes are unusually powerful and effective catalysts for

enantioselective Diels-Alder reactions”. J. Am. Chem. Soc., 129: 1498, 2007.

32) Endereço eletrônico: www.sigmaaldrich.com/spectra/fnmr/FNMR004939.PDF

33) BROCKSOM, T. J. & CONSTANTINO, M. G. “Diels-Alder reactions of

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47: 3450, 1982.

34) NAVES, R. M., Regiosseletividade da Reação de Diels - Alder com p-

Benzoquinonas e Aplicações Sintéticas. São Carlos, Programa de Pós-Graduação

em Química - UFSCar, 1988. Dissertação de Mestrado, 136 p.

35) MODA, T. L., A Reação de Diels - Alder de p-Benzoquinonas e Suas Mono-

Oximas: Um Estudo Teórico e Experimental. São Carlos, Iniciação Científica -

UFSCar, bolsista FAPESP, 2003.

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- 133 -

Decalínicos. São Carlos, Programa de Pós-Graduação em Química - UFSCar,

2003. Tese de doutorado, 164 p.

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Multicomponente. São Carlos, Programa de Pós-Graduação em Química - UFSCar,

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38)

VIEIRA, Y. W.; NAKAMURA, J.; FINELLI, F. G.; BROCKSOM, U. & BROCKSOM,

T. J. “A concise synthesis of the 1,6-disubstituted eudesmane sesquiterpene carbon

skeleton”. J. Braz. Chem. Soc., 18: 448, 2007.

- 134 -

7. ESPECTROS SELECIONADOS

- 135 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, em CDCl

) da timoquinona (1)

- 136 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, em CDCl

) da timoquinona (1)

- 137 -

Espectro de

H-RMN (50 MHz, em CDCl

) da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2)

- 138 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) da 2,5-dimetil-p-benzoquinona (2)

- 139 -

Espectro de

H-RMN da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3)

- 140 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) da 2,6-dimetil-p-benzoquinona (3)

- 141 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) da mono-oxima 5

- 142 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) da mono-oxima 6

- 143 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) da mono-oxima 4

- 144 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 8

- 145 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 8

- 146 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 9

- 147 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 9

- 148 -

Espectro de NOE do cicloaduto 9

- 149 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 10

- 150 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 10

- 151 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 12

- 152 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 12

- 153 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 13

- 154 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 14

- 155 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 14

- 156 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 15

- 157 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 15

- 158 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) da mistura de regioisomeros 17 e 18

- 159 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) da mistura de regioisômeros 17 e 18

- 160 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) da mistura de regioisomeros 21 e 22

- 161 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) da mistura de regioisômeros 21 e 22

- 162 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) da mistura de regioisomeros 23 e 24

- 163 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) da mistura de cicloadutos 23 e 24

- 164 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 28

- 165 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 28

Espectro de

C-RMN do cicloaduto 28

- 166 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 34

- 167 -

Espectro de

H-RMN (200 MHz, CDCl

) do cicloaduto 33

- 168 -

Espectro de

C-RMN (50 MHz, CDCl

) do cicloaduto 33

- 169 -

Espectro de

H-RMN (400 MHz, CDCl

) da mistura de 32 e 33

- 170 -

Espectro de

C-RMN (100 MHz, CDCl

) da mistura de 32 e 33

- 171 -

Espectro de

C-RMN da mistura de regioisomeros 26 e 27

- 172 -

Espectro de

H-RMN do cicloaduto 37

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