Fotocicloadição [2+2] de nanocristais da (E) 3-(3,5 difluorfenil)-1-fenilprop-2-en-1-ona.

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Química Orgânica

Autores

de Barros, L.S. (UFRRJ) ; Ferreira, R. (UFRRJ) ; Oliveira, C.H.C.S. (UFRRJ) ; Chaves, O.A. (UFRRJ) ; Cesarin-sobrino, D. (UFRRJ) ; Netto-ferreira, J.C. (UFRRJ)

Resumo

Foi estudada a fotodimerização [2+2] da (E) 3-(3,5 difluorfenil)-1- fenilprop-2-en-1-ona, em nivel nanocristalino, em que o nanocristal da chalcona foi preparado pelo método de reprecipitação e posteriormente irradiada em (300 nm) por 60 minutos. Sendo o dímero α-truxílico formado esteroespecificamente.

Palavras chaves

chalcona; fotoquímica; cicloadição

Introdução

O emprego de nanocristais orgânicos na área de novos materiais está avançando rapidamente e ganhando grande potencial com aplicabilidade em inúmeros sistemas biológicos, imagens, sistemas óptico-eletrônico, dispositivos nanotecnológicos, laser no estado sólido, entre outros [Kim et al. (2016)]. O desenvolvimento de reações fotoquímicas no estado sólido para aplicação sintética tem sido dificultado por desafios envolvendo a sua execução a 100% de conversão bem como a sua escala de produção [Krešimir Bucar et al. (2008)]. Trabalhos publicados na literatura demonstram que para solucionar esse problema, tem-se adotado a estratégia de se irradiar cristais entre 100-500 nm suspendidos em um meio o qual não solubiliza os nanocristais, que em muitos casos pode ser a água [Chin et al. (2007)]. Quimicamente, as chalconas podem ser definidas como cetonas α,β-insaturadas onde tanto a carbonila quanto a porção olefínica estão ligadas a grupamentos aromáticos. [Nowakowska (2006)]. Chalconas fluoradas produzem inibição da polimerização da tubulina tornando- se assim um antimitótico muito eficiente e, como consequência, inibem a formação de tumores [Lawrence et al. (2006)]. Muito evidente também é o alto poder leishmanicida de chalconas fluoradas [Boeck et al. (2006)]. Além disso, são inibidores da produção de óxido nítrico, que tem um metabolismo cálcio-dependente [Rojas et al. (2002)] e, consequentemente, chalconas fluoradas agem com antiartrítico [Rojas, et al. (2003)]. Sob o ponto de vista da sua fotoquímica as chalconas, estão envolvidos em reações de fotossensibilização e de transferência de energia

Material e métodos

Material Aparelhos Os espectros na região do ultravioleta (UV) foram obtidos em espectrofotômetro Shimadzu modelo Mine 1240, com cela de quartzo de caminho ótico de 1 cm. Espectrômetro de Ressonância magnética nuclear de RMN1H (400 MHz) foi obtidos em espectrômetro de marca Bruker, modelo Ultrashield Plus (PPGQ – UFRRJ). Utilizou-se como referência interna o tetrametilsilano (TMS) e o solvente: clorofórmio (CDCl3) na solubilização das amostras. Os deslocamentos químicos (∂) foram medidos em parte por milhão (ppm) e as constante de acoplamentos (J) em Hertz (Hz). A preparação dos nanocristais foi efetuada no agitador de tubo tipo vortex marca Biomixer. Os tamanhos das partículas foram obtidos através do equipamento Zeta Sizer Nano ZS da Malvern Instruments. Os nanocristais foram irradiado em (λ =313 nm) e o decaimento dos espectros de UV-Vis foram obtidos no aparelho Shimadzu MultiSpec. Reagentes Acetofenona, 3,5-difluorobenzaldeído, CTAB – brometo de cetiltrimetilamonio foi adquiridos à Aldrich Chemical e usado como recebido. Água, grau milli-Q Métodos Chalcona foi sintetizada utilizando-se uma simples reação de condensação aldólica em meio básico (método de Koller e Chadwell), cujo procedimento vai descrito a seguir [Kohler et al. (1932)]. Preparação de nanocristais em solução de CTAB – Método de reprecipitação [(Kasai et al. (1992)] • Solução de CTAB. • Preparou-se 0.04mM de solução de CTAB em água Milli-Q. • Solução de chalconas. • 2,5 mg de chalcona em metanol (UV/VIS espectroscópico) em um balão volumétrico de 1 ml. [CH] = 1,2 x 10-2 mol/L • Suspensão de nanocristais • Verteu-se 3 mL de solução de CTAB em um tubo de ensaio e sob agitação vigorosa até obter um vórtex e e injetou-se 10 uL da solução de chalcona.

Resultado e discussão

A suspensão coloidal composta pela adição da chalcona fluorada CH35F em solução de CTAB 0,04mM formou uma solução límpida e transparente um efeito hipocrômico é observável devido a maior densidade óptica da dispersão coloidal, processo este que pode estar associado a um aumento da extinção molar e que está diretamente ligado a processos de espalhamento de luz, o espectro apresenta um deslocamento batocrômico o qual pode ser consequência de uma maior conjugação do sistema cromofórico o que pode ser atribuído a fase cristalina que se encontra o chalcona CH35F quando comparado em solução de metanol. A formação dos nanocristais para a chalcona ocorre a formação de um único sistema em dispersão, com a fração de partículas majoritariamente em 575 nm (100%). Após a irradiação,houve uma manutenção da porcentagem das partículas em relação ao material de partida e com a formação de partículas majoritárias em 708 nm o que sugere nesse sistema a ocorrência de reação em fase contínua sem fratura do cristal, ou seja, cristal a cristal. O estudo da composição dos produtos de irradiação na região do UV para a chalcona CH35F foi realizado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio RMNH e comparado com dados da literatura [Cesarin-Sobrinho and Netto-Ferreira (2002)]. A relação de produto dessa reação foi da ordem de 100 % para o reagente E- CH35F e de 100 % para o produto de fotocicloadição [2+2]. Uma comparação com os dados encontrados na literatura revela que este composto apresente comportamento fotoquímico relativamente idêntico quando irradiado no estado sólido [Cesarin-Sobrinho and Netto-Ferreira (2002)]. A presença de dois átomos de fluor favorece o efeito indutivo π que favorece o aumento da reatividade e formando o dimero α-truxílico.

RMN de hidrogênio da 3,5-difluorchalcona e de seus respectivo dímero formado após a irradiação do nanocristal.


Espectro de DLS da suspensão de chalcona difluorada antes e após a irradiação.

Conclusões

A reatividade fotoquímica de nanocristias de chalconas fluoradas apresentou um comportamento que depende fortemente do número e da posição dos átomos de flúor nos anéis aromáticos. O derivado CH35F apresentaram-se monodispersos, com diâmetro dos nanocristais na ordem de 500 nm antes da irradiação e 700nm após e a conversão dos reagentes aos fotociclobutanos foi feita em uma forma estereoespecífica, tendo sido formado somente o dímero a-truxílico, com uma conversão de quase 100%.

Agradecimentos

CAPES, UFRRJ, USP-SÃO-CARLOS-Profª Dra Carla C. S. Cavalheiro.

Referências

Chin, K. K.; Natarajan, A.; Gard, M. N.; Campos, L. M.; Shepherd, H.; Johansson, E.; Garcia-Garibay, M. A. Chem. Commun. (2007), 4266–4268.
Bucar, Dejan-Krešimir, Hamilton, T. D. MacGillivray, L. R. Organic Nanostructures. (2008) WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.
Nowakowska, Z. European Journal of Medicinal Chemistry (2007),42, 125-137.
Kim, N.; Leeb, G. S.; Cuia, C.; Ahna, D.J., Synthetic Metals. (2016), 213, 42-46.
Lawrence, N. J.; Patterson, R,P., Ooi, L,L., Cook, D., Ducki, S., Biooganic & Medicinal Chemistry Letters. 2006, 16, 5848.
Boeck, P.; Falcao, C. A. B.; Leal, P. C., Yunes, R. A.; Cechinel, V.; Torres-Santos, E. C.; Rossi-Bergmann, B.; Biooganic & Medicinal Chem. 2006, 14,1545.
Rojas, J.; Paya, M.; Devesa, I.;. Archives of Pharmacol. 2003, 368, 233.
Rojas, J.; Paya, M.; Dominguez, J. N.; Bioogarnic & Med. Chem. 2002, 12, 1954.
Kohler, E. P.; Chadwell, H. M., in Org. Synth. Coll.; John Wiley: New York, 1932, 1, 78.
Cesarin-Sobrinho, D.; Netto-Ferreira, J.; Quim. Nova. 2002. 25, 62-68.