48º CBQ - SINTESE E CARACTERIZAÇÃO DE UMA MESO-PORFIRINA DERIVADA DO LCC

ÁREA: Química Inorgânica

TÍTULO: SINTESE E CARACTERIZAÇÃO DE UMA MESO-PORFIRINA DERIVADA DO LCC

AUTORES: OLIVEIRA, T.I.S. (UFC) ; FALCÃO, N.H. (UFC) ; GIRÃO,F.A.L. (UFC) ; NASCIMENTO,T.L. (UFC) ; MAZZETTO,S.E. (UFC)

RESUMO: RESUMO: Meso-porfirinas pertencem a uma categoria de compostos com aplicabilidades que vão desde processos envolvendo sensores a gás a desativação de metais pesados em indústria petroquímica. Sua obtenção requer várias etapas, onde o fenol precursor foi o cardanol, obtido do processo de destilação do Líquido da Casca da Castanha de Caju, material de origem natural e biodegradável. O primeiro derivado refere-se à formação do composto bromado, seguido da obtenção do derivado aldeídico, finalmente, com o auxílio do pirrol, tem-se a formação da meso-porfirina. Os compostos foram purificados em coluna cromatográfica e caracterizados por técnicas experimentais que confirmaram a obtenção do produto desejado. A meso-porfirina (C136H182N4O8) possui rendimento de 12% e massa molar 2000,92 g/mol.

PALAVRAS CHAVES: meso-porfirina, lcc.

INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Nas últimas décadas, um esforço conjunto envolvendo pesquisa e indústria tem sido criado no sentido de investigar materiais oriundos de fontes renováveis, com particular atenção para os orgânicos renováveis, objetivando, através de processos de baixo impacto ambiental, sua aplicação na produção de novos materiais comerciais. Estas questões ambientais têm merecido destaque na mídia e também nas reuniões entre chefes de Estado. Fazendo-se necessário, portanto, buscar processos químicos que reduzam ou eliminem o uso e a geração de substâncias tóxicas. Este novo direcionamento na redução do impacto da atividade química ao ambiente vem sendo chamado de química verde, química limpa, ou ainda, química auto-sustentável. Por tanto, neste trabalho, buscamos alternativas que evitem ou possam reduzir o impacto ambiental. Neste aspecto, foi sintetizado meso-porfirnas do tipo A4 (meso-5,10,15,20) a partir do Líquido da Casca da Castanha do Caju - LCC (uma fonte renovável, local, abundante e biodegradável).Do termo grego porphyra “roxo”, a porfirina pertence a uma classe de moléculas de origem natural ou sintética, de colorido intenso (do vermelho ao roxo), envolvidas em uma variedade de importantes processos biológicos que variam desde transporte de oxigênio na fotossíntese a catálise. A característica comum desta classe de moléculas é determinada por sua estrutura básica, composta por um anel aromático macrocíclico, com quatro nitrogênios ligados nas subunidades do pirrol e grupamentos CH como ponte. A nomenclatura para porfirinas é baseada nas posições dos substituintes do anel, quando os átomos de hidrogênio dos carbonos das posições 5, 10, 15 e 20 são substituídos por grupamentos orgânicos, elas são chamadas de mesoporfirinas ou porfirinas meso substituídas.

MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: A síntese para a obtenção da porfirina requer três etapas sintéticas. Na 1ª etapa, utilizou-se cardanol, derivado do LCC, em dibromoetano até completa dissolução, posteriormente foi adicionado KOH. O sistema foi mantido sob refluxo e agitação por 48 horas. O produto obtido 1-(2-bromo-etoxi)-3-pentadecil-benzeno, composto 1, foi extraído com HCl 5% e acetato de etila, seco com sulfato de sódio anidro, rotaevaporado e purificado em coluna cromatográfica. Na 2ª etapa, foi adicionado o composto 1 e HOC6H4CHO em acetona, com posterior adição de Na2CO3 anidro com tempo reacional de 24 horas. O produto 4-[2-(3-pentadecil-fenoxi)-etoxi]-benzaldeido), composto 2, foi extraído com acetona, seco com sulfato de sódio anidro, rotaevaporado e purificado em coluna cromatográfica. Na 3ª etapa, a meso-porfirina 5,10,15,20-tetra-[4-(2-(3-pentadecil-fenoxi)-etoxi)-fenil]-porfirina, composto 3, foi obtido adicionando o composto 2 e o pirrol em clorofórmio. Após 15 horas acrescentou-se C4H10BF3O, (C2H5)3N e DDQ, a mistura permaneceu sob agitação por mais 24 horas. Os reagentes e solventes empregados para as sínteses dos compostos foram sempre de pureza analítica (Aldrich) e utilizados sem nenhuma purificação prévia. Todas as etapas reacionais foram purificadas através de coluna cromatográfica, empregando sílica gel 60 (0,063 – 0,200 mm; 70–230 mesh) como fase móvel. Os compostos, após purificação, foram caracterizados por RMN 13C e 1H e GC-EM. Os espectros de RMN foram obtidos operando a 300,13 MHz para a freqüência do hidrogênio, e 75,46 MHz para a freqüência do carbono, empregando clorofórmio deuterado como solvente. O padrão interno de referência para os espectros de 1H foi o Tetrametilsilano (TMS).

RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: O composto 1 foi coletado na primeira fração eluída da coluna, um sólido branco com rendimento de 60% e massa molar de 366,5 g/mol. O espectro de RMN 1H revelou os seguintes sinais 7.16(tripleto, J= 7,8Hz,1H), 6.78-6.76(multipleto, 1H), 6.73-6.71 (multipleto, 1H), 6.70-6.67 (multipleto, 1H), 4.25(tripleto, J=6,3Hz, 3H, CH2O), 3.60 (tripleto, 2H, J=6.3Hz,CH2Cl), 2.55 (tripleto, J=7.6 Hz, 2H, Ar-CH2-), 1.57(quinteto, J=7.6Hz, 2H, Ar-CH2CH2CH2), 1.27-1.25(multipleto, 24H, -CH2(CH2)12CH3), 0.85(tripleto, J=6.8 Hz, CH3, 3H) ppm.
O composto 2 foi coletado na segunda fração eluída, um sólido branco com rendimento de 50% e massa molar de 452,67 g/mol. O espectro de RMN 1H revelou os seguintes sinais: 9.85(singleto 1H,CHO), 7.80 (dubleto, J=8.7 Hz, 2H Ar-1), 7.16(tripleto, J=7.7 Hz, 1H, Ar-2), 7.01(dubleto, J=8.7 Hz, 2H, Ar-1), 6.78-6.71(multipleto, 3H, Ar-2), 4.38-4.29(multipleto, 4H, O-CH2CH2O), 2.53(tripleto, J=7.6 Hz, 2H, Ar-CH2), 1.59-1.54(multipleto, 2H, Ar-CH2CH2CH2), 1.25-1.20(multipleto, 24H), 0.84 (tripleto, J=6.8 Hz, CH3, 3H) ppm. De acordo com as análises de Mazzetto (2003), os resultados obtidos via análise RMN são condizentes com os compostos desejados. O composto 3 foi coletado na segunda fração eluída, um sólido roxo, com rendimento de 12% e massa molar 2000,92g/mol. A análise por espectroscopia de absorção foi fundamental para a caracterização. A porfirina mostrou uma banda intensa em torno de 400nm, banda Soret, seguida de quatro absorções na região entre 450–700nm, banda Q. Os resultados obtidos são semelhantes aos da literatura, de acordo com Smith, Krzysztof e Krystyna.

CONCLUSÕES: CONCLUSÕES: A obtenção de novas moléculas derivadas do cardanol funcionalizado, obtido do LCC, como por exemplo porfirinas e/ou metaloporfirinas, torna-se um grande atrativo sob ponto de vista de áreas de atuação, especialmente na investigação da sua aplicação como desativadores de metais pesados na indústria química e petroquímica. O procedimento utilizado mostrou-se eficaz na preparação do composto meso-porfirina, sendo assim sua caracterização condizente com a da literatura.

AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTOS: UFC, FUNCAP, PETROBRAS, CAPES e CNPQ.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
1-Química Verde – Uma nova filosofia; Revista Ciência Hoje; p. 01, 2002.
2-Mazzetto, S.E.; Síntese, Caracterização Química Fina e desenvolvimento de novos materiais a partir do Líquido da Casca da Castanha de Caju (LCC), Uma Fonte Natural e Renovável; Itália, 2003.
3-Kumar, P.P.; Paramashivappa, R.; Vithayathil, P.J.; Subba Rao, P.V.; Rao, S.; Journal of Agricultural and Food Chemistry; 50, 4705, 2002.
4-SILVERSTEIN, R. M.; BLASSER, G. C., MORRIL, T.C.; Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos. 5ª ed., Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 1994.
5-TAGLIATESTA, P.; CRESTINI, C.; SALADINO, R.; NERI, V.; FILIPONE, P.; FIORUCCI, C.; ATTANASI, O.A.; Journal of Porphyrins and Phthalocyanines; 6, 12, 2002.
6-KRZYSZTOF, K., KRYSTYNA, P. Spectrophotometric study of Cd(II), Pb(II), Hg(II) and Zn(II) complexes with 5,10,15,20-tetrakis(4- carboxylphenyl)porphyrin. Science. 669-678; 2003.
7-Smith, K.M. Porphyrins and Metalloporphyrins; Ed. Elsevier; Amsterdam, 1985.