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Título: Estudo sobre o uso do NbCl5 como ácido de Lewis em reações de Diels-Alder no anel furano
Autor(es): Santos, Deborah Araujo dos
Orientador: Lacerda Junior, Valdemar
Palavras-chave: pentacloreto de nióbio
Diels-Alder, Reação de
furanos
Data do documento: 30-Ago-2013
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: O presente estudo tem como objetivo avaliar o uso do pentacloreto de nióbio (NbCl5) como catalisador em reações de Diels-Alder entre o anel furano e alguns dienófilos reativos. Alguns parâmetros como, temperatura, tempo reacional e proporção de catalisador foram variados a fim de se encontrar as melhores condições reacionais para cada par dieno/dienófilo. Os compostos de nióbio apresentam acidez de Lewis comprovada por vários estudos. Em especial, o NbCl5 demonstrou boa atividade como catalisador em diversas reações orgânicas. Desde a sua descoberta em 1928, a cicloadição [4+2], ou reação de Diels-Alder é amplamente estudada e utilizada na construção de anéis de seis membros. O notável interesse nessas reações se dá devido à possibilidade de se obter moléculas com elevada complexidade estrutural em apenas uma etapa reacional. A reação de Diels-Alder empregando o anel furano como dieno fornece o 7-oxabiciclo[2.2.1]hept-5-eno, um intermediário na síntese de diversos produtos naturais como derivados do ácido chiquímico, terpenos, prostaglandinas, entre outros. Um problema associado a essas reações é a baixa reatividade do furano como dieno, com isso diversos estudos vem propondo o uso de catalisadores ácidos de Lewis e pressões elevadas com o intuito de melhorar os rendimentos reacionais e a seletividade. Nas reações em que o furano foi o dieno e o acrilato de metila o dienófilo, rendimentos maiores que os descrito na literatura foram obtidos especialmente a baixas temperaturas; o NbCl5 não foi ativo em nenhuma das condições reacionais testadas com o maleato de dimetila; nas reações em que a acrilonitrila participou como dienófilo os rendimentos foram baixos e observou-se a formação de subprodutos, possivelmente resultado de polimerização; as reações com a 2-cloro-crilonitrila também apresentaram rendimentos baixos, mas com inversão da seletividade em relação ao observado para os outros adutos; e com base em um estudo teórico reportado na literatura, realizou-se uma tentativa de efetuar uma hetero Diels-Alder com o acetaldeído como heterodienófilo, entretanto há evidências da formação do produto de substituição no anel. Quando o 2-metil-furano foi o dieno as reações apresentaram subprodutos, não havendo formação do cicloaduto.
The present study aims at evaluating the use of niobium pentachloride (NbCl5) as catalyst in the Diels-Alder reactions between furan ring and some reactive dienophiles. The influence of reaction parameters such as temperature, time and ratio of catalyst were varied in order to find the best reaction conditions for each diene/dienophile pair.Niobium compounds present Lewis acidity and it wasverified by several studies. In particular, NbCl5hasshown good activity as catalyst in many organic reactions. Since its discovery in 1928, the [4+2] cycloaddition, or the Diels-Alder reaction is widely studied and used to construct six-membered rings. The great interest in these reactions is due to the possibility of obtaining molecules with high structural complexity in only one reaction step. The Diels-Alder reaction of furan ring asdiene provides the 7-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-ene with an intermediate for thesynthesis of variousnatural products, such as derivate of shikimic acid, terpenes and prostaglandins. An issue associatedwith these reactions is thelow reactivityof furan, thereby a variety of studies have proposed the use of Lewis acids catalyst or high pressures in order to increase reaction yieldand selectivity.O+EOEH7-oxabicyclo[2.2.1]hept-5-eneNbCl5In reactions in which furan was used asdiene and the methyl acrylate was thedienophile, theyields were betterthan those described in the literature, especially whenlow temperatureswere studied.The NbCl5was not active in any reactionalconditionsusing dimethyl maleate. In the reactions in which acrylonitrile participated as dienophile,yields were low andthe formation of byproductswas observed, due to polymerization. The reaction with 2-chloro-acrylonitrile also showed lowyieldsbutwith inversion of selectivity compared to that observed in the other adducts. Based ontheoretical studiesreported in the literature, there was an attempt to perform a hetero Diels-Alder reaction with acetaldehyde as heterodienophile.However,there wasevidencesofaproduct resulted from an aromatic substitution. When the 2-methyl-furan was used asdiene,reactions showed onlyby-products, withno adduct formation.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4697
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