ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: SÍNTESE E AVALIAÇÃO DE REATIVIDADE MOLECULAR DO ÁCIDO MALÉICO E DO ÁCIDO FUMÁRICO UTILIZADOS NA SÍNTESE DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
AUTORES: MELO, R. G. P (UFRN) ; MARTINS, C. Q. S (UFRN) ; MELO, R. M (UFRN) ; SILVA, A. L. C (UFRN) ; LIMA, F. J. S (UFRN) ; BRAGA, C. C. M (CEFET-RN)
RESUMO: Neste trabalho o ácido fumárico foi sintetizado a partir do ácido maleico via mecanismo radicalar, segundo técnica desenvolvida e adaptada para o laboratório de síntese orgânica [BARROSO, 2007]. Temos como propósito utilizar estes compostos como material de partida na síntese de adutos de lantanídeos. O ácido maleico já é utilizado na síntese de maleatos de algumas terras raras em nosso laboratório e o que pretendemos aqui, é estudar as propriedades estruturais e reativas do isômero cis (maleico) e comparar com o isômero trans (fumárico), que possuem estequiometria C4H4O4.
PALAVRAS CHAVES: ácido fumárico, ácido maleico, parâmetros de reatividade
INTRODUÇÃO: O ácido butenodióico apresenta-se sob a forma de dois isômeros, ambos os compostos são derivados do etano no qual o átomo de hidrogênio em cada carbono foi substituído formando isômeros geométricos, o ácido maleico (ácido butenodióico cis) que é um ácido orgânico insaturado, de cadeia normal, pertencente ao grupo dos ácidos dicarboxílicos e o ácido fumárico (ácido butenodióico trans), que é um composto cristalino incolor usado na produção de resinas sintéticas. Por ser mais estável que a forma “CIS”, tem maior ponto de fusão e densidade, menor solubilidade em água, pois faz pontes de hidrogênio entre suas moléculas em maior quantidade que na própria molécula. Esses ácidos possuem fórmula molecular C4H4O4, cada um contém dois grupos carboxílicos (-COOH), e ambos possuem as propriedades de um composto orgânico insaturado, o que é indicativo de uma dupla ligação (C=C), entretanto cada um deles possuem suas propriedades distintas. As diferenças nestas propriedades são atribuídas a geometria, ou arranjo espacial dos átomos na molécula, onde nos compostos CIS os grupos carboxílicos apresentam-se no mesmo lado das moléculas e nos TRANS em lados opostos. A tranformação de uma certa quantidade de ácido maleico em ácido fumárico é possível, aquecendo-se o isômero CIS com uma solução aquosa de ácido clorídrico [BARROSO, 2007; NEVES. A e HELEU, W. P.1969]. Este não é consumido na reação, mas serve apenas como fonte de H+, que é o catalisador, e após esta catálise ocorre uma filtração a vácuo. Finalmente, a eficiência da transformação pode ser analisada comparando-se a massa do ácido fumárico obtido com o do ácido maleico inicialmente utilizado, e compara-se também o ponto de fusão e a solubilidade [ROBERTS, R. M.; GILBERT, J. C.; RODEWALD, L. B.; WINGROVE, A. S., 1985].
MATERIAL E MÉTODOS: A síntese do ácido fumárico foi realizada a partir do ácido maleico, usando-se uma solução ácida. Numa próxima etapa iremos tratar das técnicas de purificação do ácido fumárico e comparação com as propriedades físico-químicos citadas na literatura e nos produtos comercializados, para então observar a concordância do grau de pureza.
Através do programa WebLab ViewerPro [WEBLAB VIEWERPRO, Copyright © 1998], foram feitas a modelagem molecular para o ácido maleico e fumárico e observadas suas características estruturais e densidade de carga, para o cálculo dos parâmetros de reatividade molecular. As figuras 01 e 02 mostram a modelagem, a superfície de potencial Coulômbico, distâncias, ângulos de ligação e a densidade de carga residual sobre cada elemento para as moléculas isoladas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A tabela abaixo apresenta parâmetros encontrados na literatura, a serem comparados com dados experimentais.
Figura 01 – Modelagem mostrando a superfície de potencial coulômbico para o ácido maleico e a densidade de carga para os elementos na molécula isolada.
Figura 02 – Modelagem mostrando a superfície de potencial coulômbico para o ácido fumárico e a densidade de carga para os elementos na molécula isolada.
CONCLUSÕES: A transformação do ácido maleico em fumárico representa uma proposta de síntese para a investigação das diferentes propriedades físicas de um par de isômeros cis-trans, como também para o estudo das forças intermoleculares em compostos de coordenação. Em princípio, a possibilidade de coordenação com metais é viabilizada através da densidade de carga dos oxigênios presentes nos grupos C=O e C-O- que participam ativamente na formação de ligações iônicas e/ou covalentes, através dos modos monodentado e bidentado, podendo ambos derivados aniônicos atuarem como monovalentes e/ou bivalentes.
AGRADECIMENTOS: Ao PIBIC/CNPq/PROPESQ pelas bolsas IC e investimentos neste projeto.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BARROSO, M. T., 2007 – Apostila de Orgânica Experimental.
NEVES. A e HELEU, W. P.1969. Química - Uma Ciência Experimental. LTDA- São Paulo; 438-440.
ROBERTS, R. M.; GILBERT, J. C.; RODEWALD, L. B.; WINGROVE, A. S., 1985; Modern Experimental Organic Chemistry. Holt-Saunders Internacional Editions - New York, , 168-172.
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