11º Encontro Nacional de Tecnologia Química
Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2

TÍTULO: INFLUÊNCIA DA PROPORÇÃO REACIONAL NA SÍNTESE DO BIS-METIL-EUGENOL POR METÁTESE DE OLEFINAS

AUTORES: França, A.A.C. (UFPI) ; Braga, S.D. (UFPI) ; Vieira, V.B. (UESPI) ; Silva, T.T. (UESPI) ; Sousa, D.A. (UESPI) ; Quadros, L.O. (UESPI) ; Silva, T.T. (UESPI) ; Pereira, A.D. (UESPI) ; Sá, J.L.S. (UESPI) ; Matos, J.M.E. (UFPI)

RESUMO: A Metátese das Olefinas é uma reação versátil que gera, entre outras, novas moléculas orgânicas e materiais poliméricos a partir da troca dos grupos diretamente ligados à dupla ligação olefínica. Neste trabalho estudou-se a ação do catalisador de primeira geração de Grubbs na reação de metátese para a formação do Bis – Metileugenol no tempo de 24 horas a 100 °C variando-se a razão molar entre catalisador e substrato, as quais foram utilizadas: 1:100, 1:500 e 1:1000. O maior rendimento obtido foi no tempo de 24 h com a concentração de 1:100 a 100 °C, confirmando assim, que nessas condições há uma maior formação de dímeros e uma menor isomerização.

PALAVRAS CHAVES: Metátese de Olefinas ; Catalisador de Grubbs; Bis - Metileugenol

INTRODUÇÃO: A Metátese de Olefinas é uma versátil reação que gera, entre outros, novas moléculas orgânicas e materiais poliméricos a partir da troca dos grupos diretamente ligados à dupla ligação olefínica (GRUBBS, 2004). Um destaque dentre as reações de metátese de olefinas é a Metátese Cruzada (MC), na qual ocorre a troca dos grupos de carbono olefínicos entre duas moléculas distintas, ou a Self Metátese, que ocorre entre duas unidades da mesma molécula (O'Leary e O'Neil, 2015). A chave para as reações de metátese de olefinas é o catalisador empregado no processo, com destaque para o metal rutênio. O Metil eugenol (ME) é um éter metilado do eugenol, ambos, moléculas presentes em óleos essenciais de uma variedade de plantas; podem ser utilizados como percursores para vários produtos como fármacos, fragrâncias e outros. O estudo das reações de Self-metátese ainda é um vasto campo a ser explorado no sentido de pesquisar novos catalisadores e sistemas que sejam mais ativos e seletivos para diferentes olefinas. Quando a conversão e/ou seletividade desejadas não são alcançadas, deve-se otimizar as condições reacionais ou o tipo de catalisador empregado, afim de obter-se produtos mais puros e com melhores rendimentos. É importante destacar que a aplicação de diferentes catalisadores pode gerar diferentes produtos formados, isômeros ou mesmo diferentes funções orgânicas (MATOS et al, 2007). Diante disso, as reações de metátese do Metil Eugenol tem mostrado ser um adequado método de síntese, pois gera produtos de forma simples e eficiente em números de etapas menores. Neste trabalho, propõe-se a metátese do ME, no intuito de gerar produtos com altos rendimento e seletividade, através do estudo de variáveis no sistema de reação como razão molar entre catalizador:substrato.

MATERIAL E MÉTODOS: Todas as reações e manipulações foram realizadas sob atmosfera de nitrogênio seguindo técnica padrão de Schlenk. O metil-eugenol (grau de pureza de 98%), o catalisador Grubbs de primeira geração, e o etilviniléter foram adquiridos da Sigma-Aldrich As análises de Cromatografia Gasosa Acoplada ao Espectro de Massa (CGEM) foram realizadas em um aparelho de marca Shimadzu QP2010-SE, com a coluna capilar Rtx®-5MS usando gás Hélio como gás de arraste. A temperatura inicial do forno foi de 100 °C, aumentando para 180 °C com taxa de aquecimento de 10 °C / min; foi então mantido durante 1 min, seguido de nova taxa de aquecimento de 4 °C / min por 10 minutos até 250 °C. As temperaturas da linha de transferência do injetor e do detector foram 270 e 350 °C, respectivamente.. Em um balão de fundo redondo, foi adicionado o catalisador de Grubbs de primeira geração dissolvido em clorofórmio sob atmosfera N2. Adicionou-se ao balão o volume de metil- eugenol que variou de acordo com as concentrações utilizadas para as três razões G1:ME 1:1000; 1:500 e 1:100. A mistura reacional foi mantida sob agitação constante, utilizando um banho de óleo com temperatura controlada no tempo de 24h. Ao final do tempo de reação foi adicionado etilvinileter como agente terminador da reação.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 2 apresenta os cromatogramas dos produtos da metátese do ME a 100°C por 24 h sob ação do catalisador G1 em diferentes proporções molares, G1:ME. Além do substrato, observou-se em menor tempo de retenção, o produto iso-ME, e em maiores tempos de retenção foram observados produtos de auto-metátese do ME com uma m/z= 328 g.mol, isômero do produto principal deste estudo, o Bis-ME sólido, (ver Figura 1). Os resultados apresentados na Figura 2 mostram a influência da concentração do substrato na obtenção dos produtos de metátese do ME, pois na proporção de 1:100 mol, observou-se alta conversão do substrato para os produtos esperados, somando um rendimento de 71%. Na proporção de 1:500 mol houve um menor consumo do substrato e ocorreu a formação do iso-ME, consequentemente o aumento da formação de isômeros leva uma diminuição na formação dos produtos desejados; com porcentagem total de dímeros de 52%. Com 1:1000 mol a reação de isomerização também foi favorecida apresentando 45%, diminuindo a seletividade para os produtos de auto-metátese, que somaram 46%. Nas três concentrações foi observado também que na reação de metátese ocorre a formação dos produtos de oxidação que possui uma m/z= 190 g.mol. Levando em consideração o efeito da razão molar G1:ME foi observado um adequado consumo do substrato, diminuição na formação do Iso-ME e consequentemente aumento no rendimento dos produtos diméricos. O melhor rendimento no tempo de 24 h foi na concentração de 1:100 a 100 °C, confirmando que nessas condições há uma maior formação de dímeros e uma menor isomerização, fato explicado pelo alto consumo do substrato.

Figura 1.

Figura 1. Estrutura dos produtos formados na reação de metátese do ME.

Figura 2

Figura 2 - Cromatograma dos produtos da metátese de olefinas do ME sintetizados por 24h a 100 °C nas razões molares de 1:100, 1:500 e 1:1000.

CONCLUSÕES: Avaliou-se a reação de metátese do ME com ação do catalisador de Grubbs de primeira geração variando-se a razão molar entre catalizador:substrato, afim de se otimizar as condições reacionais para o processo de metátese de olefinas. Para a reação de 24 horas e razão molar 1:100 mol obteve-se rendimento satisfatório, tendo assim alta conversão do substrato para os produtos de metátese somando um rendimento de 71,19 % na mistura. Portanto, pode-se concluir que quanto mais o substrato for consumido, menor será a isomerização e maior será a formação de dímeros.

AGRADECIMENTOS: Universidade Estadual do Piauí. CAPES e FAPEPI (Edital 06/2018 FAPEPI/CAPES) pelas concessões de bolsa de estudo e suportes à pesquisa.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1 - Grubbs, R. H. Olefin metathesis. Tetrahedron, (2004), 7117-7140.
2 - O'Leary, D. J., & O'Neil, G. W. Cross‐Metathesis (2015), 171-294.
3 - MATOS, J.M.E.; BATISTA, N.C.; CARVALHO, R.M.; SANTANA, S.A.A.; PUZZI,P.N.; SANCHES, M.; NETO, B.S.L. Metátese de olefinas no Brasil. Química nova, São Carlos, v. 30, n.2, p.431-435, 2007.