SÍNTESE DO (R)-3-FENIL-2-(FENILSELANIL)PROPANOL QUIRAL COMO
AUXILIAR QUIRAL PARA DETERMINAÇÃO DE EXCESSO
ENANTIOMÉRICO DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
QUIRAIS POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
NUCLEAR DE 77Se
Anderson Irineu Soares Silva1 ; Simone Maria da Cruz Gonçalves2
1
Estudante do Curso de Licenciatura em Química - DQF – UFPE;
E-mail: [email protected]
2
Docente/Pesquisador do Departamento de Química Fundamental – DQF – UFPE
E-mail: [email protected]
Sumário: Neste trabalho sintetizamos o álcool (R)-3-fenil-2-(fenilselanil)propanol quiral
enantiomericamente puro. Posteriormente, utilizamos este álcool como um novo Agente de
Derivatização Quiral (ADQ) em ácidos carboxílicos. Foram realizadas reações de
esterificações, as quais, forneceram informações para criação um método que identifica o
excesso enantiomérico dos respectivos substratos orgânicos através do método de
Cromatografia Gasosa (GC) comparado com o de RMN 77Se, uma vez que esta determinação
pode ser facilmente realizada através da observação do núcleo de selênio proveniente do
ADQ.
Palavras–chave: RMN 77Se; DIASTERIÔMERO; EXCESSO
AUXILIAR QUIRAL; AGENTES DE DERIVATIZAÇÃO QUIRAL.
ENANTIOMÉRICO;
INTRODUÇÃO
É bem conhecido que as substâncias de medicamentos exercem funções significativas
dentro do nosso organismo. Entre esses medicamentos, existem aqueles que possuem
diferentes estruturas com a mesma fórmula molecular. Isto pode resultar em diferentes
propriedades, como por exemplo, diversos efeitos diferentes no organismo. Outra propriedade
que a estrutura destes medicamentos pode possuir é quiralidade, isto é, possui um carbono com
quatro ligações diferentes e não possui plano de simetria1. O organismo vivo é quiral e pode
apresentar funções diferenciadas em relação aos dois enantiômeros, como por exemplo,
diferentes sabores, odores, toxicidades e ações biológicas2.
Atualmente, o uso de métodos cromatográficos como GC e Cromatografia Líquida de
Alta Performace (HPLC) é empregado para medir excesso enantiomérico de diversos
compostos3, entretanto, existem problemas associados a utilização destes métodos4.
Devido às várias dificuldades encontradas com a utilização do GC e do HPLC passaram
a serem desenvolvidos métodos que fossem baseados na espectroscopia de RMN para
determinar o excesso enantiomérico de compostos quirais. Através de RMN é possível utilizar
estratégias para determinar a pureza enantiomérica pela derivatização de enantiômeros, com o
uso de ADQ. Recentemente, alguns trabalhos da literatura5, apresentam aplicações de RMN de
77
Se na determinação de excesso enantiomérico de substratos quirais, através da observação de
átomos de selênio para atuar como ADQs.
O potencial enantiodiscriminante de (R)-3-fenil-2-(fenilselanil)propanol frente a análise
de ácidos carboxílicos α, β, γ–substituídos, evidencia uma forma prática e eficiente para criar
um método na determinação do excesso enantiomérico através de RMN de 77Se. Para validar
esse método, é necessário fazer experimentos de RMN de 77Se e comparar com métodos já
estabelecidos na literatura por GC e HPLC.
MATERIAIS E MÉTODOS
As análises de RMN 1H, 13C e 77Se, para caracterização dos compostos sintetizados,
foram realizados na Central Analítica do DQF, em que dispõe de um equipamento Varian,
modelo Unity Plus-300 MHz. As análises de Infravermelho, foi num equipamento Bruker
IFS66 com transformada de Fourier na região de 12000cm a 400cm na Central Analítica do
DQF. O GC utilizado foi da Agilent Technologies 7890A System em uma coluna HP-5 (com
comprimento de 60m e 0,320mm de diâmetro interno) e uma coluna ciclodex-β (com
comprimento de 30m e 0,320mm de diâmetro interno), usando N2 como gás de arraste, injetor
split 1:50 e com detecção FID no Laboratório de Organometálicos, DQF.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Etapa 1: Síntese do (S)-2-bromo-3-fenilpropanóico
A primeira etapa da síntese do álcool (R)-3-fenil-2-(fenilselanil)propanol consistiu na
preparação do ácido (S)-2-bromo-3–fenilpropanóico, obtido de forma enatiopura. O esquema 1
apresenta a rota sintética utilizada.
Esquema 1: Reação geral para a formação do ácido (S)-2–bromo–2–fenilpropanóico.
Caracterização: O espectro de absorção no infravermelho foi observado as seguintes bandas:
1718 cm-1, 1248 cm-1, 699 cm-1 e 564 cm-1. A absorção forte em 1718 cm-1 sugere a presença
do estiramento da ligação C=O da carbonila, a absorção média em 1248 cm-1 sugere o
estiramento da ligação C-O, a absorção forte em 699 cm-1 sugere a presença de um fenil e a
absorção média em 564 cm-1 sugere a presença de um carbono secundário ligado a um átomo
de bromo. O espectro de RMN de 1H do ácido (S)-2–bromo–2–fenilpropanóico foi observado
dois conjuntos de dubletos de dubletos em δ 3,3 ppm e δ 3,5 ppm referentes aos dois
hidrogênios metilênicos diastereotópicos; um tripleto em δ 4,47 ppm que corresponde ao
hidrogênio α-carboxílico; um conjunto de multipletos na faixa de δ 7,2- 7,5 ppm referentes aos
hidrogênios aromáticos; e um singleto alargado em δ 10,05 ppm referente ao hidrogênio da
hidroxila do ácido. O espectro de RMN de 13C do ácido (S)-2–bromo–2–fenilpropanóico foi
observado dois sinais em δ 40,6 ppm e δ 7 ppm que correspondem aos carbonos alquílicos CH2
e CH, respectivamente; os sinais em δ 127,4 ppm, δ 128,6 ppm, δ 129,1 ppm e δ 136,2 ppm
correspondem aos carbonos aromáticos; e o sinal em δ 175,2 ppm corresponde ao carbono do
grupo carboxílico do ácido.
Rendimento: 64%.
Etapa 2: Síntese do (R)-3-fenil-2-(fenilselanil)propanol
Na segunda etapa, o selenoálcool em questão, foi preparado pela reação do bromoácido
acima com o ânion fenilselenolato e refluxo, de acordo com o esquema 2.
Esquema 2: Reação geral para formação dos (R)-3-fenil-2-(fenilselanil)propanol.
Caracterização: Foi possível observar no espectro de absorção no infravermelho as bandas em
3375 cm-1, 741 cm-1 e 697 cm-1. A absorção forte em 3375 cm-1 se deve ao estiramento OH da
hidroxila, as absorções fortes em 741 cm-1 e 697 cm-1 sugerem a presença dos dois
grupamentos fenilas presentes na molécula. O espectro de RMN de 1H do (R)-3-fenil-2(fenilselanil)propanol foi observado os seguintes sinais: um multipleto em δ 3,05 ppm
referentes aos dois hidrogênios diastereotópicos do CH2 benzílico; um conjunto de multipletos
na faixa δ 3,5-3,7 ppm correspondentes aos sinais dos dois hidrogênios carbinólicos e ao sinal
do hidrogênio metínico, que são mais desblindados e desdobram na mesma região do espectro;
um conjunto de multipletos na faixa de δ 7,2-7,5 ppm são referentes aos hidrogênios
aromáticos; e um singleto alargado em δ 2,25 ppm corresponde ao hidrogênio da hidroxila do
álcool. O espectro de RMN de 13C do (R)-3-fenil-2-(fenilselanil)propanol foi observado os
sinais em δ 38,0 ppm e δ 50,4 ppm correspondem aos carbonos benzílico e metínico,
respectivamente; o sinal em δ 63,0 ppm corresponde ao carbono carbinólico; e os sinais na
faixa de δ 126,5-138,9 ppm correspondem a todos os carbonos aromáticos. No espectro de
RMN de 77Se foi observado apenas um sinal de selênio em δ 319,7 ppm.
Rendimento: 72%.
Etapa 3: Esterificação do ácidos com o ADQ
Exemplificamos a reação de esterificação dos ácidos usando o processo mix and shake,
no esquema 3, onde a mesma amostra é colocada no GC e RMN para comparação dos
resultados.
Esquema 3: Reação geral de esterificação dos ácido racêmicos e o (R)-3-fenil-2-(fenilselanil)propanol.
Figura 1: Cromatograma do éster 2-bromo-propanoato de 2-(fenilselanil)-3-fenil-propila.
As etapas 1 e 2 foram realizadas com sucesso com rendimento de moderado a ótimos e
posteriormente caracterizados por Infravermelho e RMN 1H, 13C e 77Se (para o álcool). Na
etapa 3 foi feita a validação do método com os experimentos de GC e de RMN de 77Se que
foram realizados com os derivados dos ésteres diatereoméricos obtidos para diferentes
substratos racêmicos ácidos. Na figura 2, apresentamos os resultados obtidos para uma mesma
amostra de uma mistura diastereomérica do ácido carboxílico 2-bromo-propiônico em que as
duas metodologias foram empregadas. Na análise por GC obtivemos uma razão de 0,517:0,483
(exemplo que apresentou melhor resultado no GC) e para o
RMN de uma razão de
0,5095:0,4995. Para todos os substratos racêmicos ácidos estudados por RMN de 77Se, os
resultados mostraram-se semelhantes.
Figura 2: Comparação dos Sinais no GC e no RMN de 77Se.
CONCLUSÕES
Nossos resultados mostram que a cromatografia gasosa não é um bom método para a
determinação de excesso enantiomérico de ésteres diastereoméricos, pelo menos para este
grupo de sistemas. Em contrapartida, a metodologia envolvendo RMN de 77Se se apresentou
muito mais promissora que os métodos mais convencionais.
AGRADECIMENTOS
PRONEX; PROPESQ/UFPE/CNPq; PIBIC; DQF/UFPE; Professora Simone; Amigos de
laboratório: Mário, Nathalia, Renata e Ana.
REFERÊNCIAS
1. Fernando A.S. Coelho; Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola; maio de 2001;
número 3; páginas 23-32;
2. a) Thall, E.; J. Chem. Ed.; 1996, 73, 481;
3. Krstulovic, A. M.; Chiral Separations by HPLC; Ellis Howood: Chichester, 1989.; (b)
Allenmark, S. G.; Chromatographic Enantioseparation: Methods and Applications; Ellis
horood: Chichester, 1988;
4. Trapp, O.; Schurig, V.; Chem. Eur. J.; 2001, 7, 1497;
5. (a) Menezes, P. H.; Gonçalves, S. M. C.; Hallwass, F.; Silva, R. O.; Bieber, L. W.; Simas, A.
M; Org. Lett.; 2003, 5, 1601; (b) Ferreira, J. G.; Gonçalves, S. M. C.; J. Braz. Chem . Soc.;
2010, 21, 2023; (c) Orlof, N. V.; Chem. Commum.; 2010, 46, 3212.