53º CBQ - Síntese e caracterização de 4-fenil-3,5-dinitrofenil-1,3,4-tiadiazólio-2-fenilamina e seus intermediários

53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Iniciação Científica

TÍTULO: Síntese e caracterização de 4-fenil-3,5-dinitrofenil-1,3,4-tiadiazólio-2-fenilamina e seus intermediários

AUTORES: Vieira Rabelo, L. (UFVJM) ; Pinheiro da Silva, A. (UFVJM) ; Moreira Britto, M. (UFVJM)

RESUMO: Com o objetivo de se obter um composto mesoiônico da classe dos tiadiazólios, utilizou-se no trabalho uma rota partindo da reação entre a fenilhidrazina e o isotiocianato de fenila, onde o precipitado é acilado com o cloreto de 3,5- dinitrobenzóico, que foi sintetizado a partir de ácido 3,5-dinitrobenzóico e cloreto de tionila, obtendo-se o mesoiônico 4-fenil-3,5-dinitrofenil-1,3,4- tiadiazólio-2-fenilamina. As análises de RMN e ponto de fusão indicaram uma otimização do produto da reação entre a fenilhidrazina e o isotiocianato de fenila, inferindo-se uma consequência dos tipos de solventes utilizados.

PALAVRAS CHAVES: mesoiônico; tiadiazólios ; solventes

INTRODUÇÃO: Atualmente os compostos mesoiônicos vêm atraindo a atenção de vários pesquisadores, por apresentarem anel aromático de tamanho reduzido e a possibilidade de variação de heteroátomos e ligantes no anel. Estes compostos heterocíclicos desempenham importantes papéis nos processos bioquímicos, sendo imprescindíveis nas estruturas e funções de moléculas, tais como DNA, RNA e proteínas. Além da possibilidade da síntese de diversos derivados inéditos, os compostos mesoiônicos apresentam atividade biológica por serem eletricamente neutros e possuírem um caráter hidrofóbico, podendo assim interagir com a membrana plasmática das células (OLLIS e RAMSDEN, 1976; NEWTON e RAMSDEN, 1982). Nas reações orgânicas a escolha do solvente a ser utilizado é determinante para o sucesso da rota proposta. Nos últimos anos, têm-se assistido ao desenvolvimento e uso de solventes apróticos polares, os quais não possuem hidrogênio ácido e não podem formar ligação de hidrogênio (MORRISON e BOYD, 2011). Em contrapartida os solventes próticos possuem dipolo, dessa maneira solvatam fortemente o nucleófilo mais disponível no reagente. Com o domínio de tais influências sobre o nucleófilo é possível impedir a formação de subprodutos indesejáveis. Além do controle das reações paralelas utilizando solvente, a temperatura também é um forte influente sobre a força de um nucleófilo. Desta forma, para mitigar a força de um nucleófilo que proporciona uma reação indesejada, a utilização de baixas temperaturas pode ser uma das estratégias empregada na síntese. O presente trabalho tem como objetivo otimizar o rendimento da síntese da 4,5- difenil-tiosemicarbazida proposta SILVA et al, 2012 ; sintetizar e caracterizar a 4-fenil-3,5-dinitrofenil-1,3,4-tiadiazólio-2-fenilamina e seus intermediários.

MATERIAL E MÉTODOS: Todo o trabalho experimental foi elaborado no Laboratório de Síntese e Estrutura de Biomoléculas, utilizando aparelhagens, reagente e vidrarias necessárias para cada etapa. Na preparação de 1,4-difeniltiosemicarbazida, adicionou-se lentamente isotiocianato de fenila a uma solução de fenilhidrazina e hexano, ambos a -10°C. O sistema foi mantido em agitação até a formação do precipitado. Este foi filtrado, lavado com o solvente a -10°C e recristalizado com etanol sob agitação e aquecimento. O precipitado foi novamente filtrado e colocado na estufa até ficar completamente seco. Em seguida, foi medido o ponto de fusão e amostras foram enviadas para realização de infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear. O mesmo procedimento foi feito utilizando-se fenilhidrazina com etanol e metanol como solventes. Para a formação de Cloreto de 3,5-dinitrobenzóico, foi adicionado cloreto de tionila ao ácido 3,5-dinitrobenzóico e o sistema mantido em refluxo. Posteriormente realizou-se uma destilação simples para a retirada do excesso de cloreto de tionila. Finalmente para a obtenção do composto mesoiônico foram preparadas duas soluções, a primeira contendo 1,4-difeniltiosemicarbazida com 1,4-dioxano e a segunda contendo cloreto de 3,5-dinitrobenzóico com 1,4-dioxano. As duas soluções foram misturadas, mantida em agitação e posteriormente deixada em repouso para formação do precipitado que foi filtrado. O sólido foi mantido na estufa ficando completamente seco para em seguida ser armazenado e enviado para caracterização estrutural utilizando espectroscopia na região do infravermelho e Ressonância Magnética Nuclear de ¹³C e ¹H.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para a formação de 1,4-difeniltiosemicarbazida, quando utilizado etanol e metanol como solventes tem-se duas faixas de temperatura de fusão, uma de 120- 127°C e outra de 165-175°C, podendo-se concluir que foram formados dois produtos. Isto se deve aos solventes serem próticos, que permitem o ataque dos dois centros nucleofílicos da molécula de fenilhidrazina ao carbono eletrofílico de isotiocianato de felina. Portando foi formado 1,4-difeniltiosemicarbazida e 1,3-difeniltiosemicarbazida. Quando hexano foi utilizado como solvente o ponto de fusão do produto foi em torno de 174°C e na análise de RMN foram percebidos nove sinais de carbono, o que corresponde exatamente ao ponto de fusão e numero de carbonos de 1,4-difeniltiosemicarbazida. Portanto foi possível obter um único produto a partir da utilização de um solvente aprótico, que não alterou a força do nitrogênio mais nucleofílico. Na obtenção do composto mesoiônico a solução de 1,4-difeniltiosemicarbazida, cloreto de 3,5-dinitrobenzóico e 1,4-dioxano apresentou inicialmente uma coloração marrom, posteriormente vermelha e por fim laranjada, exatamente como descrito por SILVA et al, 2012. Já o precipitado obtido teve coloração vermelho escuro, cor também característica da classe de mesoiônicos de interesse e rendimento de 7%. Nos espectros obtidos das análises de FTIR e RMN de ¹³C e ¹H foi possível fazer as atribuições aos átomos e grupos presentes nas moléculas analisadas.

CONCLUSÕES: O objetivo de otimizar a síntese da 1,4-difeniltiosemicarbazida foi alcançado, pois a presença de um subproduto não foi detectada na análise de RMN. Portanto, a utilização de um solvente aprótico e baixas temperaturas foram imprescindíveis para obter o intermediário da rota de síntese com maior grau de pureza e rendimento. Obteve-se com sucesso o composto mesoiônico 4-fenil-3,5-dinitrofenil-1,3,4- tiadiazólio-2-fenilamina. No entanto, a sua síntese foi de muito baixo rendimento, o que chama a atenção para necessidade de adaptações nas condições do método utilizado.

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MORRISON, R. ; BOYD, R. Química Orgânica. Lisboa: Prentice - Hall, 2011. p. 301. ISBN 978-972-31-0513-1
SILVA, A. P; GONÇALVES, A. C. A.; BRITTO, M. M. Obtenção e caracterização de intermediários precursores de compostos mesoiônicos do tipo 1,3,4-tiadiazólio-2-aminida. Anais da XXVI Encontro Regional da Sociedade Brasileira de Química. Ouro Preto, 2012.
OLLIS, W.D.; RAMSDEN, C.A. Meso-ionic compounds. Adv Heterocycl Chem, New York, v.19, p.1-121, 1976.
NEWTON,C.G.; RAMSDEN, C.A. Meso-ionic heterocycles. Tetrahedron, Oxford, v.38, p.2965-3011, 1982.
BRITTO, Marcelo Moreira. Síntese e avaliação da lipofilia e da atividade antitumoral de compostos mesoiônicos do tipo 1,3,4-tiadiazólio-2-aminida. Belo Horizonte: UFMG, 2000. 203 p. Dissertação de doutorado – Programa de Pós-Graduação em Química, Instituto de Ciências Exatas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2000.