Síntesis de líquidos iónicos basados en 2,4,5-trifenilimidazol y 2,4,5-trifenilimidazolinas como intermediarios en el proceso de síntesis regioselectiva de aminas quirales asistido por microondas

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Orgânica

Autores

Urbano, S. (UNIVERSIDAD DEL CAUCA) ; Lenis, A. (UNIVERSIDAD DEL CAUCA) ; Cortés, J. (UNIVERSIDAD DEL CAUCA)

Resumo

Se obtuvieron datos relacionados con la caracterización de líquidos iónicos de bromuro de N,N´-dialquilimidazolio y N,N´-dialquilimidazolinio basados en 2,4,5-trifenilimidazol y cis- y trans- 2,4,5-trifenilimidazolinas, mediante análisis espectroscópicos y cualitativos. Un método de síntesis de doble alquilación por calentamiento convencional fue desarrollado para la preparación de estos nuevos tipos de líquidos iónicos, empleando un tipo de halogenuro de alquilo como agente alquilante. Estos productos son compuestos de partida para el desarrollo de la síntesis de 1,2-difenil-1,2- etilendiaminas quirales empleando métodos acordes con los principios de la química verde.

Palavras chaves

Líquidos iónicos; Imidazolinas e imidazol; Aminas quirales

Introdução

Las aminas vecinales son conocidas porque algunas de ellas tienen actividad biológica interesante, como la vitamina H o el ácido quiscuálico. Este tipo de compuestos son de gran interés en el desarrollo de rutas sintéticas de compuestos de mayor complejidad, pero de alto valor agregado. Las cis-imidazolinas y trans-imidazolinas son conocidas por su uso como reactivos de partida en la síntesis de aminas vecinales del tipo meso- o de isómeros R y S. Siendo la ciclación periciclica de hidrobenzamida (Reactivo de partida) un método de síntesis conveniente, rápido y de bajo costo cuando se trata de preparar este tipo de compuestos. La síntesis de 1,2-difenil-1,2-etilendiaminas ha sido desarrollada anteriormente por el grupo de investigación de Química de Productos Naturales de la Universidad del Cauca – Colombia, donde han sido sintetizadas a partir de la apertura de 2,4,5-trifenilimidazolina tras hidrolización y resolución por agente resolutivo (ácido mandélico). Todo este proceso ha sido investigado en profundidad y desarrollado bajo varios diseños experimentales reportados por CORTÉS (CORTÉS, p.74 2015) El interés del grupo de investigación es ser pionero en el proceso con el uso de líquidos iónicos obtenidos a partir de la imidazolinas e imidazol, los cuales son estructuras catiónicas no usuales e innovadoras en los líquidos iónicos usados en síntesis orgánica. Buscando evaluar su desempeño como medio de reacción en esta ruta de síntesis conocida, el desarrollo de un método de síntesis eficiente bajo un diseño experimental es una investigación de gran interés para un nuevo método de síntesis de aminas quirales que sigan de forma más rigurosa los planteamientos de la química verde haciendo uso de medios de reacción conocidos por su recuperabilidad y estabilidad.

Material e métodos

Síntesis de 2,4,5-trifenil imidazol y cis- y trans-2,4,5trifenilimidazolinas a partir de hidrobenzamida.El método de síntesis siguió el procedimiento descrito por (LOZINSKAYA, et al, p. 675, 2003) a partir de hidrobenzamida (Obtenida de benzaldehído y acetato de amonio) y tert-butóxido de potasio (Fischer Scientific) llevados a reflujo; en diferentes solventes (DMSO seco y THF seco) y temperaturas, para la obtención regioselectiva de cada producto, bajo una atmosfera de nitrógeno 98% (Imidazolinas) y oxígeno 99.9% (Imidazol). Cada reacción de síntesis fue sometida a un proceso de diseño experimental. Síntesis de líquidos iónicos. Los líquidos iónicos fueron obtenidos por un proceso de doble alquilación por un halogenuro de alquilo en DMSO (CHIFUNTWE, p. 60, 2012) mediante un método de síntesis modificado. Se empleó n-bromobutano (Fischer Scientific) y los tres tipos de bases sintetizadas, para obtener tres líquidos iónicos basados en estructuras de imidazol e imidazolinas, bajo atmósfera de nitrógeno 98.0%. El proceso de síntesis se sometió a un proceso de diseño experimental. Caracterización de compuestos. Se realizaron tres tipos de análisis de los productos obtenidos en las dos etapas de síntesis. Análisis espectroscópicos: Datos de masas, fueron obtenidos por ESI (Thermo Scientific), modo positivo y negativo. Datos sobre grupos funcionales, fueron obtenidos en el instrumento FTIR (Thermo Scientific - Nicolet). (Genesys 6) en metanol. Elucidación NMR (Bruker), con los experimentos 1H – NMR, 13C NMR. Análisis de propiedades físicas: Puntos de fusión, equipo (Optimelt), y DSC (Perkin-Elmer), TGA (Perkin-Elmer TGA-7) Análisis cualitativo: Solubilidad en diferentes solventes.

Resultado e discussão

Síntesis de 2,4,5-trifenil imidazol y cis- y trans- 2,4,5- trifenilimidazolinas El proceso de síntesis regioselectiva, permitió la obtención de tres compuestos (Ver Figura 1) resultado de la oxidación de hidrobenzamida. La presencia de agua indico una disminución en el porcentaje de conversión, como resultado los solventes usados fueron secados y se empleó una atmosfera de nitrógeno. Una atmosfera de oxígeno fue empleada en la formación del imidazol para favorecer el segundo proceso de oxidación que resulta en una estructura aromática estable. Los productos se obtuvieron como sólidos blancos y fueron comparados con muestras de referencias (TLC – Puntos de fusión- Espectroscopia) obtenidas con anterioridad por CORTÉS (CORTÉS, p.74 2015) en un trabajo previo en el grupo de investigación; empleando un método diferente y con información reportada en la literatura (LOZINSKAYA et al, p. 676-678, 2003). Los espectros FTIR de obtenidos se muestran en la figura 2. Síntesis de líquidos iónicos Los líquidos iónicos fueron obtenidos cómo solidos blancos. El tipo de líquido iónico obtenido no evidenció diferencias en los parámetros analizados en el proceso de síntesis. Al igual que en el anterior proceso de síntesis fue necesario el uso de un sistema libre de humedad, empleando una atmósfera de nitrógeno y solventes y reactivos secos. Los líquidos iónicos obtenidos resultan de la doble alquilación del imidazol o alguna de las imidazolinas con n-bromobutano, la figura 3 muestra un esquema del proceso de reacción. Los espectros FTIR y ESI obtenidos para cada líquido iónico sintetizado se muestran en la figura 4 y 5. La información obtenida se comparó con el trabajo doctoral de CHIFUNTWE (CHIFUNWE, C. 2012) evidenciado la obtención de los líquidos iónicos con la estructura mostrada.

Espectros de masas de líquidos iónicos por ESI empleando los modos positivo y negativo.


Izq. Síntesis de imidazolinas e imidazol a partir de hidrobenzamdia. Der. Reacción de doble alquilación, para la síntesis de líquidos iónicos

Conclusões

La síntesis de líquidos iónicos del tipo N,N´-dialquilimidazolio y N,N´- dialquilimidazolinio mediante dos etapas de síntesis desde hidrobenzamida, resulta en la obtención eficiente de nuevos tipos de líquidos iónicos con características potencialmente relevantes y con altos rendimientos de reacción. Este tipo de compuestos, tiene el potencial de ser usado como medio de reacción para el desarrollo de procesos de síntesis de aminas quirales del tipo 1,2-difeniletilendiaminas, desarrolladas por el grupo de investigación de Química de Productos Naturales.

Agradecimentos

Este trabajo fue desarrollado en el Grupo de Investigación de Química de Productos Naturales bajo la modalidad de “Semillero de investigación” y financiado por la Universidad del Cauca – Colombia.

Referências

CHIFUNTWE, C. The design and synthesis of Novel Chiral Ionic Liquids for Testing as Chiral Selecting Agents in GC Stationary Phases. Doctoral Thesis. School of Applied Sciences, RMIT University, p. 1-325, 2012.

CORTÉS, J. Síntesis y caracterización de (+)-(1r,2r)- Y (-)-(1s,2s)-1,2-difenil-1,2.etilendiamina (diamina quiral con simetria-C2) vía acoplamiento reproductivo de iminas y obtención de enantiómeros puros por resolución óptica fraccional. Tesis de pregrado. Universidad del Cauca p.74, 2015.

LOZINSKAYA, N. A.; TSYBEZOVA, V. V.; PROSKURNINA, N. N.; ZEFIROV, N. N. Regioselective synthesis of cis- and trans-2,4,5-triarylimidazolines and 2,4,5-triarilimidazoles from available reagents. Russian Chemical Bulletin, International Edition, Vol. 52, N° 3, p. 674-678, 2003.