Síntese, no contexto da química verde, de diferentes xantenodionas: compostos com largo espectro de atividade biológica

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Química Orgânica

Autores

Silva, M.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Teixeira, R.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Mizubuti, E.S.G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA)

Resumo

As xantenodionas são um grupo importante de compostos que possuem um número variado de atividades biológicas. Diferentes metodologias têm sido descritas para a síntese dessa classe de compostos, sendo quase sempre necessário o emprego de um catalisador nesses processos. Descreve-se neste trabalho a utilização de uma metodologia, isenta de solvente, para a síntese de xanteodionas e que faz uso do oxicloreto de zircônio octaidratado como catalisador. Na síntese dos compostos foram utilizados como materiais de partida duas 1,3-dicetonas e diferentes aldeídos p-substituídos. Foram preparados no total doze xantenodionas sendo que oito delas ainda não foram descritas na literatura. As reações apresentaram tempos de reação variando entre 15-50 minutos e os rendimentos variaram de 70-90%

Palavras chaves

xantenodionas; ZrOCl2.8H2O; heterociclo

Introdução

As xantenodionas são um grupo importante de substâncias heterocíclicas que possuem um núcleo básico tricíclico. O anel central corresponde a um pirano fundido em ambos os lados com um anel cicloexenona. Nos últimos anos o interesse pela síntese desta classe de compostos tem aumentado devido, principalmente, às suas várias aplicações relatadas, como por exemplo, na química medicinal, na química de materiais ou mesmo na síntese de novos agroquímicos (ILANGOVAN et al., 2011). Dentre o variado espectro de atividades biológicas apresentadas pelas xantenodionas mencionam-se as atividades antibacteriana, antiviral, antifúngica, antioxidante e antiinflamatória (BANERJEE et al., 2011). A formação de intermediários 2,2'-arilmetileno-bis(3-hidroxicicloex-2-enona) na síntese das xantenodionas pode ocorrer mesmo sem o uso de catalisador. No entanto, na etapa de ciclização para a obtenção da xantenodiona o catalisador se faz necessário. Uma variedade de reagentes, principalmente ácidos, tem sido utilizada para promover esta transformação. Entretanto, muito destes reagentes possui desvantagens, como o uso de reagentes caros, altas concentrações e baixos rendimentos (ILANGOVAN et. al., 2011). Neste contexto cabe destacar o trabalho desenvolvido por Mosaddegh e colaboradores que obtiveram conversões acima de 90% na síntese de xantenodionas, quando empregaram o ácido de Lewis ZrOCl₂.8H₂O como catalisador heterogêneo em condições isentas de solvente (MOSADDEGH et. al., 2012). Levando em consideração o pressuposto anteriormente citado e a importância desta classe de compostos, foi realizada a síntese de 12 xantenodionas, sendo oito delas inéditas, empregando o método desenvolvido por Mosaddegh e colaboradores.

Material e métodos

Para a preparação das xantenodionas, adicionaram-se a um balão de fundo redondo a 1,3-dicetona (2 mmol), o aldeído (1 mmol) e o catalisador ZrOCl₂.8H₂O (2 mol%). Esta mistura foi mantida sob agitação a 85 ^oC até o término da reação, o qual foi observado mediante monitoramento da reação por cromatografia em camada delgada (CCD). A mistura foi arrefecida até 25 ^oC e diclorometano foi adicionado. Em seguida a mistura resultante foi agitada por 5 minutos e o catalisador foi separado por filtração. O solvente foi removido do filtrado por destilação sob pressão reduzida e o produto obtido como um sólido, o qual foi recristalizado com etanol e caracterizado por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/MS) e espectroscopias no infravermelho (IR) e de ressonância magnética nuclear (RMN de¹H e de ¹³C).

Resultado e discussão

O mecanismo de reação entre o aldeído (estrutura geral 2) e a 1,3- dicetona (estrutural geral 1), conforme descrito por Song e colaboradores (SONG et. al., 2007), envolve a formação do intermediário 3 [2,2'- arilmetileno-bis(3-hidroxicicloex-2-enona] via reação de Knoevenagel e posterior eliminação de água para obtenção de 4 (Esquema 1). Na síntese das xantenodionas foram empregadas duas 1,3-dicetonas, e seis aldeídos p-substituídos (Esquema 2), obtendo assim doze derivados, dos quais oito deles (todos os derivados da 5-isopropilcicloexano-1,3-diona e os derivados da cicloexano-1,3-diona contendo os grupos p-ciano fenila e p- trifluorometil fenila) ainda não foram descritos na literatura. Os rendimentos determinados variaram entre 70%-90%, evidenciando que esta reação resulta na obtenção de xantenodionas em rendimentos sinteticamente úteis mesmo empregando- se 1,3-dicetonas e aldeídos p-substituídos diferentes dos relatados na literatura (DAS et. al., 2007, BANERJEE, et. al., 2011, ILANGOVAN et. al., 2011, MOSADDEGH et. al., 2012, KALANTARI, 2012, HERAVI et. al., 2013, SECA et. al., 2014). Além de rendimentos satisfatórios, os tempos de reação foram curtos variando de 15 a 50 minutos, sendo que a maior parte dos compostos foi obtida com tempo de reação inferior a 20 minutos.

Etapas envolvidas na síntese de xantenodionas catalisada ZrOCl2.8H2O.


Xantenodionas obtidas a partir da reação de condensação de diferentes 1,3-dicetonas e aldeídos p-substituídos, catalisada por ZrOCl2.8H2O.

Conclusões

Doze xantenodionas, sendo oito delas ainda não descritas na literatura, foram sintetizadas com bons rendimentos. As reações empregadas para obtenção dessas substâncias foram conduzidas na ausência de solvente e apresentaram tempos de reação relativamente curtos. Além disso, não houve a necessidade de nenhuma precaução especial (atmosfera inerte, purificação inicial dos reagentes de partida) para realização das reações. As substâncias foram sintetizadas com o propósito de avaliação de diferentes atividades biológicas. Estudos nesta direção estão em andamento.

Agradecimentos

Fapemig, CNPq e ao programa de pós graduação em Agroquímica.

Referências

BANERJEE, A. KOTHAPALLI, L. SHARMA, P. THOMAS, A. NANDA, R. SHRIVASTAVA, S. KHATANGLEKAR, V. A facile microwave assisted one pot synthesis of novel xanthene derivatives as potential anti-inflammatory and analgesic agents, Arabian Journal of Chemistry, 2011, doi:10.1016/j.arabjc.2011.06.001.
DAS, B. THIRUPATHI, P. REDDY, K. R. RAVIKANTH, B. NAGARAPU, L. An efficient synthesis of 1,8-dioxo-octahydroxanthenes using heterogeneous catalysts. Catalysis Communications, v. 8, p. 535–538, 2007.
HERAVI, M. AHMADINEJAD, M. MASOUMI, B. NEJATI, K. Novel ZrOCl2⋅8H2O-Catalysed One-Pot Multicomponent Synthesis of 9,10-Dihydro-8H-benzo[a]xanthen-11(12H)-one Derivatives. Organic Chemistry International, p. 1-5, 2013.
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