Post on 12-Jan-2020
Roberta Chechetto Salles
“Atribuição Inequívoca dos Sinais de RMN e da
Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo
“Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e
Teórico”
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Química do Centro de Ciências Exatas da Universidade Federal do Espírito Santo, como requisito parcial para obtenção do Grau de Mestre em Química, na área de concentração em Química de Produtos Naturais. Orientador: Prof. Dr. Valdemar Lacerda Júnior.
VITÓRIA - ES
Setembro de 2009
ROBERTA CHECHETTO SALLES
“ATRIBUIÇÃO INEQUÍVOCA DOS SINAIS DE RMN E DA
ESTEREOQUÍMICA RELATIVA DE COMPOSTOS RÍGIDOS TIPO
“GAIOLA” (CAGE-LIKE): ESTUDO EXPERIMENTAL E TEÓRICO ”
Dissertação de mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação em Química do Centro de Ciências Exatas da Universidade Federal do Espírito Santo como requisito parcial para a obtenção do Grau de Mestre em Química, área de Química de Produtos Naturais.
Aprovada em 18 de Setembro de 2009
COMISSÃO EXAMINADORA
______________________________________________ Prof. Dr. Valdemar Lacerda Júnior Universidade Federal do Espírito Santo Orientador
_______________________________________________ Prof. Dr. Reginaldo Bezerra dos Santos Universidade Federal do Espírito Santo
_______________________________________________ Prof. Dr. Celso de Amorim Camara Universidade Federal Rural de Pernambuco
_______________________________________________ Prof. Dr. Álvaro Cunha Neto Universidade Federal do Espírito Santo
O Senhor é meu pastor, nada me faltará.
Em verdes prados ele me faz repousar.
Conduz-me junto às águas refrescantes,
restaura as forças de minha alma.
Pelos caminhos retos ele me leva,
por amor do seu nome.
Ainda que eu atravesse o vale escuro,
nada temerei, pois estais comigo.
Vosso bordão e vosso báculo são o meu amparo.
Preparais para mim a mesa à vista de meus inimigos.
Derramais o perfume sobre minha cabeça,
e transborda minha taça.
A vossa bondade e misericórdia hão de seguir-me
por todos os dias de minha vida.
E habitarei na casa do Senhor por longos dias.
(Salmo 22/23)
“Deus nos fez perfeitos e não escolhe os capacitados, capacita os escolhidos”
Albert Einstein
Dedico esta dissertação às pessoas
que mais amo na vida:
Eliomar Morais da Silva
Maria de Lourdes C. Salles
Roberto Dib Salles
Agradecimentos
A Deus, que é o autor da vida, pela graça de chegar até aqui, por todas as
vitórias e derrotas, por estar sempre ao meu lado.
Ao meu orientador Valdemar Lacerda Júnior por toda orientação, atenção e
carinho que dedicou durante todo esse tempo.
Aos meus pais Maria de Lourdes e Roberto Dib por todo apoio, dedicação,
incentivo ao estudo e amor incondicional.
A Eliomar Morais por todo amor e apoio incondicional, por está ao meu lado
nos momentos de alegria e dificuldade, por ser o meu porto seguro.
A todos os amigos do CEFETES em especial a Edy Maria, Vera Piccin e
Manuella Amado por toda amizade e sinceridade.
Aos colegas companheiros do grupo de pesquisa de RMN e cálculo: Layla,
Lívia, Luiz e Ronaldo.
Aos colegas do Laboratório de Química Orgânica: Aldo, Artur, Manoela e
Rodrigo por toda amizade, carinho, pelos momentos de descontração.
As minhas amigas Carolina Lyrio, Leandra Batisti e Priscila Rodrigues que
mesmo a distância sempre me acompanham com dedicação, sinceridade, e carinho.
As minhas amigas Claudia Serafim e Cristiane Christo que nunca me
negaram ajuda nos momentos mais difíceis.
A psicóloga Lorena por todo acompanhamento no momento mais difícil de
minha vida.
Ao Prof. Dr. Adilson Beatriz pela obtenção dos compostos e espectros de
RMN.
A Felicia Megumi Ito por todo carinho, paciência e assistência durante a
realização deste trabalho.
A CAPES pela bolsa concedida.
A FAPES pelo apoio financeiro à pesquisa.
A todos que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.
Índice
Lista de Figuras ............................................................................................... i
Lista de Esquemas .......................................................................................... vii
Lista de Tabelas ............................................................................................... vii
Abreviações ..................................................................................................... Xi
Resumo ............................................................................................................ xiii
Abstract ............................................................................................................ xiv
1 – Introdução .................................................................................................. 01
1.1 – Compostos Cage-Like........................................................................ 02
1.2 – Reação de Diels-Alder....................................................................... 08
1.2.1 – Reação de Diels-Alder em Síntese Orgânica......................... 10
1.2.2 – Aspectos Importantes da Reação de Diels-Alder................... 11
1.3 – Ressonância Magnética Nuclear (RMN)............................................ 14
1.3.1 – Deslocamento Químico.......................................................... 17
1.3.2 – Acoplamento Escalar ou Spin-spin......................................... 18
1.3.3 – Apodização............................................................................. 19
1.3.4 – Ressonância Nuclear Magnética Bidimensional (RMN 2D)... 20
1.3.4.1 – COSY........................................................................ 21
1.3.4.2 – NOESY..................................................................... 22
1.3.4.3 – HMBC....................................................................... 22
1.3.4.4 – HSQC........................................................................ 23
1.4 – Cálculos Computacionais................................................................... 24
1.4.1 – Métodos de Estrutura Eletrônica Molecular............................ 24
1.4.2 – Método Semi-empírico........................................................... 25
1.4.3 – Método ab initio...................................................................... 25
1.4.3.1 – Método Hartree-Fock................................................ 26
1.4.3.2 – Teoria de Perturbação de Moller-Plesset (MP)......... 27
1.4.4 – Método DFT (Teoria do Funcional de Densidade)................. 27
1.4.5 – Conjunto de Funções de Bases............................................. 28
1.4.6 – Solvatação.............................................................................. 31
1.4.7 – GIAO e CSGT......................................................................... 32
1.4.8 – Cálculo das Constantes de Acoplamento............................... 33
2 – Objetivo ...................................................................................................... 34
2.1 – Objetivos Gerais................................................................................. 34
2.2 – Objetivos Específicos......................................................................... 35
3 – Parte Experimental .................................................................................... 36
3.1 – Preparação dos Compostos............................................................... 36
3.2 – Análise dos espectros de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) .. 37
3.3 – Cálculos Teóricos de Parâmetros Básicos δ e J................................ 37
4 – Resultados e Discussão ........................................................................... 39
5 – Conclusão .................................................................................................. 163
6 – Referências Bibliográficas ....................................................................... 165
Lista de Figuras
Página
Figura 1 – Exemplos de compostos Cage-like....................................... 02
Figura 2 – Reação de Diels-Alder entre o ciclopentadieno (1) e
parabenzoquinona (2) seguida de uma ciclização intramolecular.......... 03
Figura 3 – Composto policíclico Cage-like bioativo amantadina (5),
rimantadina (6) e pentacicloundecanos (7 e 8)....................................... 03
Figura 4 – Síntese dos pentaciclosundecanos (9)................................. 05
Figura 5 – Formação dos pentaciclosundecilaminas............................. 06
Figura 6 – Composto D3-trisomocubano............................................... 06
Figura 7 – Composto D3-trisomocubano............................................... 07
Figura 8 – Primeiros adutos isolados por Diels e Alder......................... 08
Figura 9 – Síntese da Cantaridina......................................................... 09
Figura 10 – Síntese do Crisamicin A...................................................... 10
Figura 11 – Síntese do esqueleto das Cordiaquinonas......................... 11
Figura 12 – Princípio de Adição cis........................................................ 12
Figura 13 – Estado de transição na formação dos adutos endo e exo.. 12
Figura 14 – Participação do grupo substituinte do dienófilo no estado
de transição............................................................................................ 13
Figura 15 – Competição entre os produtos cinético e termodinâmico... 13
Figura 16 – RMN do etanol.................................................................... 14
Figura 17 – Movimento de rotação do núcleo devido a sua carga e ao
seu spin................................................................................................... 15
Figura 18 – Ausência (A) e presença (B) de um campo magnético
externo B0 aplicado................................................................................. 16
Figura 19 – Esquema do sinal detectado pelo RMN.............................. 16
Figura 20 – Equação fundamental da RMN........................................... 17
Figura 21 – Blindagem diamagnética dos núcleos................................ 17
Figura 22 – Campo sentido por HA........................................................ 18
Figura 23 – Desdobramento de sinais................................................... 19
Figura 24 – Ressonância Magnética Nuclear unidimensional............... 20
Figura 25 – Ressonância Magnética Nuclear bidimensional................. 21
Figura 26 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY)................................. 21
Figura 27 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY)............................... 22
Figura 28 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C-HMBC)................................ 23
Figura 29 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC)........................... 23
Figura 30 – Evolução da descrição da cavidade no método contínuo
de solvatação: A – Método de Onsager e B – PCM............................... 32
Figura 31 – Compostos Cage-like analisados....................................... 35
Figura 32 – Espectro de RMN de 1H do composto 3............................. 40
Figura 33 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do
composto 3 ............................................................................................ 41
Figura 34 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 3..................... 42
Figura 35 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 3........ 42
Figura 36 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 3.............. 43
Figura 37 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 3...... 43
Figura 38 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 3......... 44
Figura 39 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 3... 45
Figura 40 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 3. 46
Figura 41 – Ampliação do espectro RMN 2D (1H, 1H-COSY) do
composto 3............................................................................................. 48
Figura 42 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 3 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio)................ 51
Figura 43 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 3 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio)................ 51
Figura 44 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 3 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio)................ 55
Figura 45 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 3 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio)................ 55
Figura 46 – Gráficos das constantes de acoplamento (JHH) (GIAO,
contato de Fermi) do composto 3 endo e exo........................................ 59
Figura 47 – Gráficos das constantes de acoplamento (JHH) (GIAO,
acoplamento spin-spin nuclear total) do composto 3 endo e exo........... 59
Figura 48 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN
de 13C (A) e de RMN de 1H (B) experimental e teórico para composto
3 endo sem efeito do solvente (clorofórmio)........................................... 60
Figura 49 – Espectro de RMN de 1H do composto 20........................... 61
Figura 50 – Espectro de RMN de 1H ampliado e apodizado do
composto 20........................................................................................... 62
Figura 51 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 20................... 63
Figura 52 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 20...... 63
Figura 53 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 20............ 64
Figura 54 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 20.... 64
Figura 55 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 20....... 65
Figura 56 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 20. 66
Figura 57 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto
20............................................................................................................ 67
Figura 58 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do
composto 20........................................................................................... 69
Figura 59 – Diferença entre espectros de primeira e segunda ordem... 70
Figura 60 – Acoplamento entre os hidrogênios H4, H4’, H5 e H5’........... 70
Figura 61 – Espectros experimental e simulado de segunda ordem..... 71
Figura 62 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 20 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio)............. 74
Figura 63 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 20 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 74
Figura 64 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 20 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 78
Figura 65 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 20 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 78
Figura 66 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN
de 13C (A) e de RMN de 1H (B) experimental e teórico para composto
20 endo sem efeito do solvente (clorofórmio)......................................... 79
Figura 67 – Espectro de RMN de 1H do composto 21........................... 80
Figura 68 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do
composto 21...........................................................................................
81
Figura 69 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 21................... 82
Figura 70 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 21...... 82
Figura 71 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 21............ 83
Figura 72 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 21.... 83
Figura 73 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 21....... 84
Figura 74 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 21. 85
Figura 75 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto
21............................................................................................................ 86
Figura 76 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 21.... 87
Figura 77 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do
composto 21........................................................................................... 89
Figura 78 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC)
do composto 21..................................................................................... 89
Figura 79 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC)
do composto 21..................................................................................... 89
Figura 80 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 21 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 93
Figura 81 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 21 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 93
Figura 82 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 21 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 97
Figura 83 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 21 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 97
Figura 84 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN
de 13C (A) e de RMN de 1H (B) experimental e teórico para composto
21 endo sem efeito do solvente (clorofórmio)......................................... 98
Figura 85 – Espectro de RMN de 1H do composto 22........................... 99
Figura 86 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do
composto 22........................................................................................... 100
Figura 87 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 22................... 101
Figura 88 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 22...... 101
Figura 89 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 22........... 102
Figura 90 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 22.... 102
Figura 91 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 22....... 103
Figura 92 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 22. 104
Figura 93 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto
22............................................................................................................
105
Figura 94 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 22.... 106
Figura 95 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do
composto 22........................................................................................... 109
Figura 96 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do
composto 22........................................................................................... 109
Figura 97 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 22 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 114
Figura 98 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 22 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 114
Figura 99 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 22 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 119
Figura 100 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para o
composto 22 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 119
Figura 101 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de
RMN de 13C (A) e de RMN de 1H (B) experimental e teórico para
composto 22 endo sem efeito do solvente (clorofórmio)........................ 120
Figura 102 – Espectro de RMN de 1H do composto 23......................... 121
Figura 103 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do
composto 23........................................................................................... 122
Figura 104 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 23................. 123
Figura 105 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 23... 123
Figura 106 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 23.......... 124
Figura 107 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 23.. 124
Figura 108 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 23..... 125
Figura 109 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto
23............................................................................................................ 126
Figura 110 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto
23............................................................................................................
127
Figura 111 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 23.. 128
Figura 112 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do
composto 23........................................................................................... 130
Figura 113 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC)
do composto 23...................................................................................... 130
Figura 114 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 23 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio)..............
134
Figura 115 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 23 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 134
Figura 116 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 23 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 138
Figura 117 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 23 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 138
Figura 118 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de
RMN de 13C (A) e de RMN de 1H (B) experimental e teórico para
composto 23 endo sem efeito do solvente (clorofórmio)........................
142
Figura 119 – Espectro de RMN de 1H do composto 24......................... 143
Figura 120 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do
composto 24........................................................................................... 144
Figura 121 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 24................. 145
Figura 122 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 24... 145
Figura 123 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 24.......... 146
Figura 124 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 24.. 146
Figura 125 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 24..... 147
Figura 126 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto
24............................................................................................................ 148
Figura 127 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto
24............................................................................................................ 149
Figura 128 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 24.. 150
Figura 129 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do
composto 24........................................................................................... 152
Figura 130 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do
composto 24......................................................................................... 152
Figura 131 – Espectros experimental e simulado de H5........................ 153
Figura 132 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 24 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 157
Figura 133 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para
composto 24 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 157
Figura 134 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 24 endo e exo sem efeito do solvente (clorofórmio).............. 161
Figura 135 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para
composto 24 endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio).............. 161
Figura 136 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de
RMN de 13C (A) e de RMN de 1H (B) experimental e teórico para
composto 24 endo sem efeito do solvente (clorofórmio)........................ 162
Figura 137 – Compostos analisados...................................................... 163
Lista de Esquemas
Página
Esquema 1 – Rota Sintética de preparação de alguns compostos
cage-like.................................................................................................. 34
Esquema 2 – Rota Sintética de preparação dos compostos cage-like.. 36
Lista de Tabelas
Página
Tabela 1 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ
(ppm), multiplicidades, constantes de acoplamento, J(H,H) (Hz) e
correlações observadas nos espectros 2D (COSY e HMBC) para o
composto 3............................................................................................. 47
Tabela 2 – . Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 3 sem efeito do solvente (clorofórmio).. 49
Tabela 3 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 3 com efeito do solvente (clorofórmio).. 50
Tabela 4 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 3 sem efeito do solvente (clorofórmio).. 53
Tabela 5 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 3 com efeito do solvente (clorofórmio). 54
Tabela 6 – Valores teóricos JHH (GIAO, contato de Fermi) dos adutos
endo e exo teórico e experimental (Hz) para o composto 3...................
57
Tabela 7 – Valores teóricos JHH (GIAO, acoplamento spin-spin
nuclear total) dos adutos endo e exo teórico e experimental (Hz) para
o composto 3.......................................................................................... 58
Tabela 8 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ
(ppm), multiplicidades, constantes de acoplamento, J(H,H) (Hz) e
correlações observadas nos espectros 2D (COSY e HMBC) para o
composto 20........................................................................................... 68
Tabela 9 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 20 sem efeito do solvente (clorofórmio) 72
Tabela 10 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 20 com efeito do solvente (clorofórmio) 73
Tabela 11 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 20 sem efeito do solvente (clorofórmio) 76
Tabela 12 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 20 com efeito do solvente (clorofórmio) 77
Tabela 13 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ
(ppm), multiplicidades, constantes de acoplamento, J(H,H) (Hz) e
correlações observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY)
para o composto 21................................................................................ 88
Tabela 14 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 21 sem efeito do solvente (clorofórmio) 91
Tabela 15 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 21 com efeito do solvente (clorofórmio) 92
Tabela 16 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 21 sem efeito do solvente (clorofórmio) 95
Tabela 17 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 21 com efeito do solvente (clorofórmio) 96
Tabela 18 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ
(ppm), multiplicidades, constantes de acoplamento, J(H,H) (Hz) e
correlações observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY)
para o composto 22............................................................................... 107
Tabela 19 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 22 sem efeito do solvente (clorofórmio) 111
Tabela 20 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 22 com efeito do solvente (clorofórmio) 112
Tabela 21 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 22 sem efeito do solvente (clorofórmio) 116
Tabela 22 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 22 com efeito do solvente (clorofórmio) 117
Tabela 23 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ
(ppm), multiplicidades, constantes de acoplamento, J(H,H) (Hz) e
correlações observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY)
para o composto 23................................................................................
129
Tabela 24 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 23 sem efeito do solvente (clorofórmio) 132
Tabela 25 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 23 com efeito do solvente (clorofórmio) 133
Tabela 26 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 23 sem efeito do solvente (clorofórmio) 136
Tabela 27 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 23 com efeito do solvente (clorofórmio) 137
Tabela 28 – Valores teóricos JHH (GIAO, contato de Fermi) dos
adutos endo e exo teórico e experimental (Hz) para o composto 23..... 140
Tabela 29 – Valores teóricos JHH (GIAO, acoplamento spin-spin
nuclear total) dos adutos endo e exo teórico e experimental (Hz) para
o composto 23........................................................................................
141
Tabela 30 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C, δ (ppm),
multiplicidades, constantes de acoplamento, J(H,H) (Hz) e correlações
observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY) para o
composto 24...........................................................................................
151
Tabela 31 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 24 sem efeito do solvente (clorofórmio) 155
Tabela 32 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e
experimental para o composto 24 com efeito do solvente (clorofórmio) 156
Tabela 33 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 24 sem efeito do solvente (clorofórmio) 159
Tabela 34 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e
experimental para o composto 24 com efeito do solvente (clorofórmio) 160
Abreviações
AM1 – Modelo de Austin 1
B3LYP – Terceira revisão do método de Becke, usando funcional de correlação de
Lee-Yang-Parr
CC – Coupled Cluster
cc-pVDZ – Correlação Consistente Polarizada Double Zeta
cc-pVTZ – Correlação Consistente Polarizada Triple Zeta
CI – Interação de Configuração
COSY – Espectroscopia de correlação
CSGT – Conjunto continuo de transformações Gauge
d – Dubleto
dd – Duplo dubleto
ddd – Duplo duplo dubleto
ddddd – Duplo duplo duplo duplo dubleto
DEPT-135 – Acessório sem distorção por transferência de polarização com um
DecouplerT 135 graus
DFT – Teoria do Funcional de Densidade
dt – Duplo tripleto
FMO – Orbital Molecular de Fronteira
GIAO – Gauge incluindo Orbitais Atômicos
GTF – Funções tipo Gaussianas
HF – Hartree-Fock
HMBC – Correlação entre Ligações Múltiplas Heteronucleares
HOMO – Orbital Molecular Ocupado de Mais Alta Energia
HSQC – Correlação Quântica única Heteronuclear
J – Constante de Acoplamento
LUMO – Orbital Desocupado de menor Energia
m – Multipleto
MD – Desvio Médio
MP – Moller-Plesset
MP2 – Moller-Plesset de 2ª ordem
MP3 – Moller-Plesset de 3ª ordem
MP4 – Moller-Plesset de 4ª ordem
NBS – N-bromosuccinimida
NMDA – N-metil D-aspartato
NOE – Efeito Nuclear Overhauser
NOESY – Espectroscopia de Correlação do Efeito Nuclear Overhauser
PCM – Modelo Contínuo Polarizável
PCP – Penciclidina
MK-801 – Dizocilpina
R – Coeficiente de Correlação Linear
RMN – Ressonância Magnética Nuclear
RMN de 13C – Ressonância Magnética Nuclear de Carbono 13
RMN de 13C{1H} – Ressonância Magnética Nuclear de Carbono 13 totalmente
desacoplado de hidrogênio 1.
RMN 1D – Ressonância Magnética Nuclear Unidimensional
RMN de 1H – Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio 1.
RMN 2D – Ressonância Magnética Nuclear Bidimensional
s – Singleto
SD – Desvio Padrão
sl – Singleto largo
STO – Orbitais de Slater
t – Tripleto
td – Triplo dubleto
TMS – Tetrametilsilano
δ (ppm) – Deslocamento Químico em partes por milhão
Resumo
Neste trabalho foi utilizada a técnica de Ressonância Magnética Nuclear
(RMN) para a atribuição inequívoca dos sinais de RMN de 1H e RMN de 13C{1H} a
partir de experimentos unidimensionais (RMN de 1H, RMN de 13C, DEPT-135) e
bidimensionais (COSY, HMBC, HSQC e NOESY). Os seis compostos analisados,
triciclo[6.2.1.02,7]undeca-4,9-dieno-3,6-diona (3), triciclo[6.2.1.02,7]undec-9-eno-3,6-
diona (20), rel-(6S)-6-hidroxitriciclo[6.2.1.02,7]undec-9-en-3-ona (21), rel-
(1R,6S,7R,2S,8S)-3-Oxo-6-(3,4,5-trimetoxifenilcarbo nilóxi)triciclo[6.2.1.02,7]undec-9-
eno (22), rel-(1S,2S,6S,8S,7R,9R)-6,9-epoxitriciclo[6.2.1.02,7]undecan-3-ona (23),
rel-(2S,4S,6S,10S,1R,9R)-10-bromo-6,9-epoxitriciclo[6.2.1.02,7]undecan-3-ona (24)
foram obtidos a partir do aduto de Diels-Alder proveniente da reação entre a
parabenzoquinona e o ciclopentadieno. Os compostos de estudo foram os cage-like
(compostos tipo gaiola), os quais são conhecidos por apresentarem atividades
biológicas, sendo a amantadina o primeiro e mais conhecido cage-like
biologicamente ativo.
Todos os valores de deslocamento químico foram atribuídos, apesar da
dificuldade encontrada na sobreposição de sinais. Quando possível, as constantes
de acoplamento spin-spin (J) também foram atribuídas.
A distinção entre os hidrogênios da ponte, para a maioria dos compostos, foi
realizada com o auxílio dos espectros de RMN 2D de NOESY.
Os dados experimentais obtidos a partir da atribuição dos valores de
deslocamento químico de RMN de 1H e RMN de 13C e de acoplamento spin-spin (J)
foram confrontados com dados teóricos obtidos por meio de cálculos
computacionais. Foram analisados os valores de desvio médio (MD), desvio padrão
(SD) e coeficiente de correlação linear (R) para os adutos endo e exo, a fim de
avaliar se o modelo B3LYP/cc-pVTZ apresentava bons resultados no cálculo de
tensores de blindagem (δ) e constantes de acoplamento spin-spin (J). A partir dos
resultados gerados pelos cálculos observa-se que, para os valores de deslocamento
químico o modelo utilizado apresentou bons resultados, entretanto, para os cálculos
das constantes de acoplamento o modelo não apresentou resultados significativos.
Abstract
In this work the Nuclear Magnetic Ressonance (NMR) technique was used for
the unequivocal attribution of the 1H and 13C{1H} NMR signals from one-dimensional
(1H NMR, 13C NMR and DEPT-135) and bidimensional (COSY, HMBC, HSQC and
NOESY) experiments. The six analyzed compounds were tricyclo[6.2.1.02,7]undeca-
4,9-diene-3,6-dione (3), tricyclo[6.2.1.02,7]undec-9-eno-3,6-dione (20), rel- (6S)-6-
hidroxytricyclo[6.2.1.02,7]undec-9-en-3-one (21), rel-(1R, 6S, 7R, 2S, 8S)-3-Oxo-6-
(3,4,5-trimethoxyfenilcarbonnyloxi)tricyclo[6.2.1.02,7]undec-9-ene (22), rel-(1S, 2S,
6S, 8S, 7R, 9R)-6,9-epoxytricyclo[6.2.1.02,7]undecan-3-one (23), rel- (2S, 4S, 6S,
10S, 1R, 9R)-10-bromine-6,9-epoxitricyclo[6.2.1.02,7]undecan-3-one (24) were
obtained from the adduct obtained from the Diels-Alder reaction between
cyclopentadiene and p-benzoquinone. This study focused on cage-like compounds
which are known for being biologically active, being amantadine the first and most
known bioactive cage-like compound.
All chemical shift values were attributed despite the difficulty found due to
signals overlapping. When possible, the spin-spin coupling constants (J) were also
attributed.
The distinction between the bridge hydrogens, for the majority of the
compounds, was done by the analysis of the 2D NOESY NMR spectrum.
The data obtained from the experimental attribution of the 1H and 13C NMR
chemical shift and spin-spin coupling values (J) were compared with theoretical data
obtained from computational calculations. The mean deviation (MD), standard
deviation (SD) and the linear correlation coefficient (R) values were analyzed for the
endo and exo adducts in order to evaluate if the B3LYP/cc-pVTZ model presented
good results in shielding tensors (δ) and spin-spin coupling constants (J) calculations.
Analyzing the results obtained from the theoretical calculations it was observed that,
for the chemical shift values the model used presented good results, however, for the
calculations of the coupling constants the model did not present satisfactory results.
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
1
1- Introdução
Este capítulo tem como objetivo: descrever algumas atividades biológicas dos
compostos cage-like, mostrar a importância da Reação de Diels-Alder utilizada na
rota sintética de preparação de compostos cage-like abordados nesse trabalho,
discutir a técnica de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e fazer uma análise
sobre cálculo computacional.
Para fins de apresentação, esta seção foi subdividida nos seguintes tópicos:
1.1 – Compostos Cage-Like
1.2 – Reação de Diels-Alder
1.3 – Ressonância Magnética Nuclear (RMN)
1.4 – Cálculos Computacionais
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
2
1.1 – Compostos Cage-Like:
Os compostos policíclicos cage-like tem atraído atenção de vários grupos de
pesquisa desde 1930, devido a seu ângulo de ligação incomum entre as ligações
tetraédricas que se encontra em um valor bem diferente de 109,5°. Na Figura 1, a
seguir, observa-se alguns exemplos desses compostos.1
Figura 1 – Exemplos de compostos Cage-like.
A síntese clássica da dicetona de Cookson e seus colaboradores,2 em 1958,
foi um marco inicial no estudo dos compostos gaiola. Em sua síntese, Cookson
chega a uma pentaciclodicetona (4) (Figura 2), que contém um importante ciclo de
quatro membros, através de uma reação de fotociclização intramolecular do aduto
(3), obtido a partir de uma reação de Diels-Alder entre a parabenzoquinona (2) e
ciclopentadieno (1).
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
3
Figura 2 – Reação de Diels-Alder entre o ciclopentadieno (1) e a parabenzoquinona (2)
seguida de uma ciclização intramolecular.
A partir desse estudo, numerosas investigações levaram a síntese de uma
grande variedade de estruturas do tipo gaiola.
A atividade biológica dos compostos cage-like só foi descoberta por Davies3
em 1964. Davies descobriu que a amantadina (5) (Figura 3) possui uma atividade
antiviral.
Figura 3 – Compostos policíclicos Cage-like bioativos amantadina (5), rimantadina (6) e
pentacicloundecanos (7 e 8).
(1) (2) (3)
(3) (4)
(5) (6)
(7) (8)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
4
Mais foi em 1969 que os estudos de Schwab e seus colaboradores mostraram
que além de possuir atividade antiviral, a amantadina (5) pode ser benéfica para
pacientes com doença de Parkinson.4
A partir do trabalho de Schwab vários derivados da amantadina (5) foram
também estudados,5,6,7,8 e outras atividades biológicas foram descobertas, como a
diminuição, pela rimantadina (6) (Figura 3), dos efeitos colaterais produzidos por
fármacos e a atividade contra herpes simplex II pelos pentacicloundecanos (7 e 8)
(Figura 3).
Estudos mostram que as estruturas cage-like são úteis na interação
específica com receptores biológicos e/ou na inibição competitiva ou não-competitiva
com espécies químicas menores em seu interior.9
Essas estruturas rígidas aumentam a lipofilicidade através das membranas
celulares, bem como aumentam sua afinidade pelas regiões lipofílicas nos
receptores, além de proporcionar estabilidade metabólica, podendo prolongar o
efeito farmacológico, o que permitiria, por exemplo, a redução da dose.10,11
A seguir veremos algumas sínteses e a aplicações biológicas de alguns
compostos tipo gaiola estudados recentemente.
Síntese de Werner (2003): 12
A doença de Parkinson ou paralisia agitante é uma doença neurodegenerativa
caracterizada pela destruição dos neurônios produtores da dopamina, um
neurotransmissor.
Entre os diversos medicamentos utilizados nesse tratamento está a
amantadina (5), uma amina policíclica cage-like, que manifesta sua atividade pelo
aumento da dopamina em níveis extracelulares pela sua recaptação. Estudos
mostram ainda que a amantadina (5) liga-se ao PCP ou MK-801, os quais bloqueiam
a atividade do receptor NMDA, o que a torna um neuroprotetor.
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
5
O composto (9) a seguir (Figura 4) foi sintetizado e sua atividade biológica foi
testada para diferentes grupos (R), sendo eles: benzilamina, fenilhidrazina, 4-
nitrobenzilamina, 3-nitrobenzilamina, 2-nitrobenzilamina, 4-metóxibenzilamina, 3-
metóxibenzilamina, 2-metóxibenzilamina, 3-metilpiridina, 4-metilpiridina e
feniletilamina.
Figura 4 – Síntese dos pentacicloundecanos (9).
Estes compostos gaiola se revelaram eficazes na absorção de dopamina,
com resultados comparáveis ao da amantadina (5), sendo que o composto mais
ativo é aquele que se encontra ligado ao grupo feniletilamina.
(4) (9)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
6
Síntese de Douglas (2007): 8
Douglas e seus colaboradores sintetizaram os derivados
pentacicloundecilamina por serem potenciais agentes contra doença de Parkinson.
Neste estudo alguns compostos também foram avaliados quanto a sua atividade
antiviral. Na Figura 5, a seguir, temos a síntese dos pentacicloundecilamina a partir
da dicetona de Cookson (4).
Figura 5 – Formação dos pentaciclosundecilaminas.
A atividade biológica da amina (15) foi analisada na substituição de (R) pelos
grupos: H, CH3, CH2CH3, CH2CH2OH, CH(CH3)2, C4H9, CH2CH(CH3)2, C5H11,
CH2C6H5 e C8H17. A partir desse estudo, concluiu-se que a amina mais promissora
contém como substituinte um grupo etil (CH2CH3), sendo sua atividade ligeiramente
mais baixa do que a da amantadina (5).
O composto (16), Figura 6, também foi sintetizado e sua atividade foi
avaliada.
Figura 6 – Composto D3-trisomocubano.
(15)
(4)
(16)
(10) (11) (12)
(13) (14)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
7
Observou-se o comportamento desses compostos (16) para diferentes tipos
de grupos (R’ e R’’). Este estudo mostrou que os D3-trisomocubano amina possuem
maior atividade contra doença de Parkinson quando comparados aos
pentaciclosundecilaminas, além disso, os D3-trisomocubano amina foram avaliados
quanto à atividade antiviral, sendo que os mais promissores são os compostos da
Figura 7, a seguir.
Figura 7 – Composto D3-trisomocubano.
(17) (18)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
8
1.2 – Reação de Diels-Alder:
Atualmente a reação de Diels-Alder é uma das ferramentas mais importantes
na síntese orgânica. Sua descoberta ocorreu em 192813 por Otto Diels e seu
estudante Kurt Alder, que em 1950 receberam o Prêmio Nobel em Química como
reconhecimento da importância desta reação,14 sendo que a primeira reação
publicada foi entre o ciclo-pentadieno (1) e a parabenzoquinona (2), como pode ser
observado na Figura 8 a seguir:
Figura 8 – Primeiros adutos isolados por Diels e Alder.
Os compostos que participam dessa reação são chamados de dieno, que
apresentam dois pares de elétrons π conjugados e dienófilo, os que contribuem com
apenas um par de elétrons π, sendo os produtos formados chamados de adutos.15
A reação de Diels-Alder reúne características de grande valor para química
sintética, como o fato de ser essencialmente estereosseletiva16 e de possibilitar, nas
suas versões intermolecular e intramolecular, a síntese de estruturas de grande
complexidade. Outro aspecto marcante nesta reação é a “economia de átomos”, ou
seja, não há perda de átomos ou de grupos funcionais durante o processo reacional
e independe da natureza da reação (inter ou intramolecular).17
No início dos anos 50, essa reação foi aplicada por Woodward18 e Sarett19 na
síntese total da cortisona, e por Stork20 na síntese da cantaridina (Figura 9), sendo
esta a primeira síntese de um produto natural envolvendo a reação de Diels-Alder.
(1) (2) (3) (19)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
9
Figura 9 – Síntese da Cantaridina.
Numerosas sínteses foram publicadas e são publicadas até os dias atuais,
isto porque a reação de Diels-Alder tornou-se uma grande ferramenta em síntese
orgânica.21,22
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
10
1.2.1 – Reação de Diels-Alder em Síntese Orgânica:
A seguir veremos duas sínteses recentes publicadas em 2008 envolvendo a
Reação de Diels-Alder.
Síntese do Crisamicin: 21
Pertencente à família de antibióticos, o Crisamicin foi isolado em 1986 a partir
de um microorganismo. Este composto exibiu atividade contra células de melanoma
murino B16, herpes simples e o vírus da estomatite vesicular. Sua formação contém
uma importante etapa, que envolve uma reação de Diels-Alder (Figura 10).
Figura 10 – Formação do crisamicin A.
Síntese das Cordiaquinonas B, C, J e K: 22
Outro exemplo de uma importante síntese envolvendo a reação de Diels-Alder
é a síntese das Cordiaquinonas B, C, J e K. As Cordiaquinonas A-K ocorrem
naturalmente em merosesquiterpenoides que possuem como grupamento uma
naftoquinona. Esses compostos apresentam propriedades antifúngicas contra
Cladosporium cucumerinum e as leveduras Candida albicans, bem como
propriedade larvicida contra o mosquito transmissor da febre amarela Aedes aegypti.
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
11
O esquema de formação do esqueleto das Cordiaquinonas se encontra na Figura 11
a seguir:
Figura 11 – Formação do esqueleto das Cordiaquinonas.
1.2.2 – Aspectos Importantes da Reação de Diels-Ald er:
A reatividade de uma reação de Diels-Alder é influenciada pela presença de
grupos retiradores e doadores de elétrons, nos substratos.
Quando essa reação ocorre com a presença de grupos retiradores de elétrons
no dienófilo e doadores de elétrons no dieno, temos que a reação ocorre com
demanda “normal” de elétrons, onde há uma maior interação entre o HOMO do
dieno e o LUMO do dienófilo.17
Entretanto, quando temos a presença de grupos doadores de elétrons no
dienófilo e grupos captadores de elétrons no dieno, a reação ocorre com demanda
inversa de elétrons, onde a interação mais forte é entre o HOMO do dienófilo e
LUMO do dieno.17
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
12
A estereoquímica de uma reação de Diels-Alder pode ser prevista com base
em duas regras: o princípio de adição cis e a regra de adição endo ou regra de
Alder.
Pelo princípio de adição cis temos que a estereoquímica relativa dos
substituintes presentes no dieno e dienófilo é mantida no aduto formado, ou seja,
grupos substituintes que estão em cis tanto no dieno quanto no dienófilo continuarão
em cis no aduto formado, do mesmo modo, os grupos que estão em trans
permanecerão em trans no aduto formado (Figura 12).
Figura 12 – Princípio de Adição cis.
A diferença na formação de cada aduto está na posição em que ocorre a
aproximação e sobreposição dos orbitais moleculares de fronteira – FMO (Figura
13).23 No estado de transição endo, o substituinte do dienófilo é orientado em
direção aos orbitais π do dieno. Entretanto, no estado exo, o substituinte é orientado
para fora dos orbitais π do dieno.
O
O
O
O
O
O
O
O
O
H
H
Produto endo
Produto exo
H
H
O
O
O
Figura 13 – Estado de transição na formação dos adutos endo e exo.
Mínima superposição
de orbitais π
Máxima superposição
de orbitais π
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
13
A regra de Alder afirma que o modo de adição endo é preferencial quando há
a presença de grupos captadores de elétrons no dienófilo. Nesse estado de
transição ocorre a aproximação dos reagentes de modo que os orbitais do grupo
substituinte do dienófilo também participam da sobreposição orbitalar conferindo
uma estabilização “extra” de energia, atualmente denominada como Estabilização
Orbitalar Secundária,17 por outro lado, o estado de transição para o aduto exo não é
propício a sobreposição mencionada (Figura 14).
Figura 14 – Participação do grupo substituinte do dienófilo no estado de transição.
Apesar do aduto exo (produto termodinâmico) ser o produto mais estável ele
não é o produto principal em uma reação de Diels-Alder, uma vez que o estado de
transição para a formação do aduto endo (produto cinético) é mais estável devido à
aproximação e sobreposição dos Orbitais Moleculares de Fronteira e a
“Estabilização Orbitalar Secundária” como discutido anteriormente.
Portanto, segundo a Regra de Alder, o aduto endo deve predominar como
produto principal quando a reação for controlada cineticamente (Figura 15).
Figura 15 – Competição entre os produtos cinético e termodinâmico.
Termodinâmico
Caminho Reacional
Energia
Cinético
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
14
1.3 – Ressonância Magnética Nuclear (RMN):
Desde a criação do primeiro espectrômetro de RMN, em 1953, estes têm
passado por uma continua melhora na sua sensibilidade e resolução, principalmente
após a criação das técnicas de pulsos, a aplicação da transformada de Fourier e a
incorporação de computadores.24,25
No início dos anos 20, Stern e Gerlach verificaram que um feixe de átomos
sujeitos a um campo magnético não homogêneo era desviado em conformidade com
a orientação dos momentos magnéticos devido aos elétrons.25 Anos depois,
observou-se que para um valor de radiofreqüência bem definido, o feixe de
moléculas absorvia energia e experimentava um desvio. Esta foi à primeira
observação de Ressonância Magnética Nuclear.
Por volta de 1945 foi detectada a ressonância magnética em amostras
líquidas e sólidas por Bloch e Purcell.26 E em 1951, o primeiro espectro foi registrado
por Packard, que substituiu moléculas de água por etanol.27 Apesar do
desapontamento com o aparecimento de três sinais para o etanol (Figura 16),
quando era esperado apenas um, essa foi a primeira indicação do enorme potencial
da técnica de RMN para o estudo de estruturas químicas.
Figura 16 – RMN do etanol.27
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
15
Ao analisarmos um núcleo atômico, devemos imaginá-lo como um pequeno
ímã, possuindo momento magnético devido à sua carga e ao seu spin (Figura 17).
Figura 17 – Movimento de rotação do núcleo devido a sua carga e ao seu spin.
Na ausência de um campo nuclear magnético os núcleos de hidrogênio se
orientam ao acaso, sendo que os dois estados possíveis de spin (+1/2 e -1/2)
possuem a mesma energia, ou seja, são degenerados (Figura 18).
A partir do momento em que um campo magnético é aplicado, os núcleos
com spin 1/2 assumem duas orientações possíveis, sendo uma alinhada ao campo e
outra contrária ao campo aplicado. Isso faz com que essas duas orientações não
correspondam mais à mesma energia potencial. O estado de spin +1/2 é o de menor
energia uma vez que ele está alinhado com o campo, enquanto o estado de spin -
1/2 é o de maior energia, uma vez que se opõe ao campo aplicado (Figura 18).
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
16
Figura 18 – Ausência (A) e presença (B) de um campo magnético externo B0 aplicado.
O fenômeno da Ressonância Magnética Nuclear ocorre quando um núcleo
alinhado com o campo B0 absorve energia, provocando a transmissão de spins de
um estado de menor energia (estado de spin-α) para um de maior energia (estado
de spin-β). Essa absorção de energia é igual à energia ∆E entre dois estados
envolvidos. O ∆E é característico de cada núcleo e é função da força do campo
aplicado, pois quanto mais forte o campo aplicado, maior o ∆E entre dois estados de
spin (Figura 19 e 20).
Figura 19 – Esquema do sinal detectado pelo RMN.
absorção ∆E
liberação ∆E
Estado de spin-β Estado de spin-α
Sinal detectado pelo RMN
(A) (B)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
17
hv = ∆Ε = γ B0 h 2 π
ν = B0 γ 2 π
Figura 20 – Equação fundamental da RMN.
1.3.1 – Deslocamento Químico:
A Ressonância Magnética Nuclear é uma técnica de grande utilidade uma vez
que nem todos os prótons de uma molécula apresentam ressonância na mesma
freqüência. Essa diferença de freqüência deve-se ao fato de que os núcleos não se
encontram livres no espaço, mais sim envolvidos por elétrons, e essa densidade
eletrônica varia de um próton para outro. Ao aplicar-se um campo magnético, os
elétrons do núcleo são levados a ter um movimento circular. Essa movimentação
gera um campo Bi que é contrário ao campo aplicado B0. De modo que o campo
efetivo experimentado pelo núcleo será a diferença entre o campo externo aplicado
(B0) e o campo gerado pelo movimento dos elétrons (Bi). Portanto, o núcleo está
sofrendo uma blindagem diamagnética pelos elétrons que o circulam (Figura 21).
Bi
B0
Campo Magnético Efetivo:Bef = B0 - Bi
Figura 21 – Blindagem diamagnética dos núcleos.
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
18
Cada próton em uma molécula se encontra em um diferente ambiente
químico, o que faz com que a blindagem eletrônica seja ligeiramente diferente para
cada um, o que resulta em diferentes freqüências de ressonância. Quando temos
como vizinhos a esses prótons elementos eletronegativos, eles tendem a diminuir a
densidade eletrônica em volta do núcleo de hidrogênio, de forma a deslocar sua
absorção para freqüências maiores.
1.3.2 – Acoplamento Escalar ou Spin-spin:
É comum que o sinal de um hidrogênio apareça não como uma única banda,
mais sim como várias bandas como resultado do acoplamento spin-spin.
O acoplamento spin-spin resulta da influência que o campo magnético gerado
por um núcleo exerce sobre um outro núcleo. Na Figura 22 a seguir podemos
observar esse acoplamento, onde na situação X, o campo sentido por HA será o
campo gerado por HB (B1) mais o campo B0 aplicado, por outro lado, na situação Y,
o campo sentido por HA será o campo aplicado B0 menos o campo gerado por HB
(B1).
Figura 22 – Campo sentido por HA.
Portanto o sinal gerado para HA apresentado na Figura 23 a seguir, mostra um
desdobramento de sinais gerado pelo acoplamento de spins, onde o sinal à
esquerda é de desproteção e o gerado mais à direita é de proteção.
CA
R
R CB R
R
HA HB
X
CA
R
R CB R
R
HA HB
Y
Campo efetivo = B0 - B1 Campo efetivo = B0 + B1
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
19
Figura 23 – Desdobramento de sinais.
A fim de excitar todos os distintos núcleos de uma molécula simultaneamente,
é aplicado um pulso curto e potente. Quando esse pulso é interrompido, os núcleos
começam a perder a sua energia de excitação e voltar ao seu estado original, ou
seja, relaxar.
Durante o processo de relaxação, cada núcleo emite uma radiação
eletromagnética diferente, logo vários núcleos emitem, simultaneamente, diferentes
freqüências de radiação eletromagnética. Esta emissão é chamada de livre
decaimento de indução (sinal do FID).
1.3.3 – Apodização:
As várias formas de tratamento do FID são feitas a fim melhorar o espectro
final. O aperfeiçoamento da resolução ou do sinal-ruído pode ser realizado por meio
de um tratamento matemático conhecido como apodização.25,28
A melhora na resolução de espectro final pode ser alcançada pelo aumento
na intensidade do final do FID, provocando uma diminuição da razão sinal ruído, por
meio de uma multiplicação da função Gaussiana a qual é composta por dois
parâmetros (LB e GB). A combinação dos valores atribuídos para LB e GB são
responsáveis pelo fornecimento de um melhor espectro. 28
Desproteção: HB com o spin alinhado ao campo aplicado (X)
Proteção: HB com o spin oposto ao campo aplicado (Y)
Deslocamento de HA na ausência de HB.
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
20
1.3.4 – Ressonância Magnética Nuclear Bidimensional (RMN 2D):
Nos últimos anos, muitas técnicas vêm sendo desenvolvidas e empregadas
para aquisição de espectros com quantidades cada vez menores de amostra e com
mais rapidez, que são utilizadas para a elucidação estrutural. Dentre estas técnicas
podem-se destacar as técnicas bidimensionais (HSQC, HMBC, NOESY, COSY e
outras).
Não tão difundida quanto obter espectros 1D de compostos orgânicos, é a
prática de obter espectros em duas dimensões (2D), homo (1H,1H) e heteronucleares
(1H,13C), que permitem correlacionar hidrogênios e/ou carbonos que possuam
alguma relação escalar (nJHH, nJCH, nJCC) ou espacial (H,H ou H,C-NOE). Desta
forma, é possível fazer um mapeamento estrutural mais preciso do que utilizando
somente as técnicas 1D e dados de possíveis compostos similares da literatura,
principalmente na análise de estruturas mais complexas.29 A designação 2D em
RMN não se refere às coordenadas Cartesianas, mas ao número de transformadas
de Fourier que produzem o espectro final, ou seja, ao número de eixos de
freqüência.30
Os experimentos tradicionais de RMN de 1H e RMN de 13C envolvem um
período de preparação e um único pulso, seguido pela aquisição do sinal e a
transformada de Fourier do FID (Figura 24).
Figura 24 – Ressonância Magnética Nuclear unidimensional.
Entretanto nos experimentos bidimensionais ocorrem seqüências múltiplas de
pulsos, onde o período de preparação é seguido por dois ou mais pulsos com
intervalos de tempo entre si, sendo o pulso final o pulso de aquisição (Figura 25).
Logo, insere-se um período de evolução entre a preparação e a aquisição.30
Preparação Detecção
FID
t1 90°
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
21
Preparação Evolução Mistura Detecção
t1 t2
Figura 25 – Ressonância Magnética Nuclear bidimensional.
A seguir, apresentaremos de maneira sucinta as técnicas de Ressonância
Magnética Nuclear Bidimensional (RMN 2D) utilizadas neste trabalho: as
homonucleares (COSY, NOESY) e em seguida as heteronucleares (HMBC e
HSQC).
1.3.4.1 – COSY:
O COSY é um dos experimentos mais simples. Por meio de seu espectro
gerado é possível visualizar os acoplamentos escalares entre dois núcleos 1H – 1H.
Em cada eixo do espectro de COSY são plotados os espectros de RMN de 1H do
composto de estudo, em seguida os sinais de correlação entre os hidrogênios são
analisados como na Figura 26 a seguir.
Figura 26 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY).
Frequência(F1)
Frequência(F2)
Sinais cruzados mostram a correlação entre dois núcleos (1H – 1H)
Sinais na diagonal não traduzem
informação
H1
H1
H2
H3
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
22
1.3.4.2 – NOESY:
Assim como o espectro de COSY o espectro de NOESY é uma técnica
homonuclear, entretanto o acoplamento relacionado é o dipolar. Por meio da técnica
de NOESY é possível fazer a atribuição da estereoquímica relativa do composto de
estudo.
Em cada eixo do espectro de NOESY são plotados os espectros de RMN de 1H como na Figura 27 a seguir, e em seguida os sinais são correlacionados.
Figura 27 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY).
1.3.4.3 – HMBC:
O HMBC é uma técnica heteronuclear 1H – 13C que detecta acoplamentos de
longo alcance. Essa técnica oferece duas vantagens em relação a outras, uma é que
o heteronúcleo não precisa estar diretamente ligado ao hidrogênio para ser visível
como na técnica de HSQC, portanto é possível estudar grupos carbonílicos e
carbonos tetrasubstituídos que podem apresentar acoplamento a hidrogênios
distantes a duas ou três ligações. Uma segunda vantagem é que um único carbono
pode estar correlacionado a vários hidrogênios vizinhos.
No espectro de HMBC o eixo F1 é plotado com o espectro de RMN de 1H e o
F2 com o espectro de RMN de 13C (Figura 28).
H1
H1
H2 Sinais na diagonal
não traduzem informação
Sinais cruzados mostram a correlação entre dois
núcleos (1H – 1H)
Frequência(F2)
Frequência(F1)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
23
Figura 28 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C-HMBC).
1.3.4.4 – HSQC:
O HSQC é uma técnica de correlação heteronuclear 1H – 13C, assim como o
HMBC. Por meio desta técnica é possível detectar acoplamentos de curto alcance, a
apenas uma ligação, o que impossibilita o estudo de grupos carbonílicos e carbonos
tetrasubstituídos.
No espectro de HMBC o eixo F1 é plotado com o espectro de RMN de 1H e o
F2 com o espectro de RMN de 13C (DEPT-135) como mostra na Figura 29.
Figura 29 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC).
C1
H2 H10
H11 H3
Frequência(F2)
Frequência(F1)
H1
C1 C2
H2
Frequência(F2)
Frequência(F1)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
24
1.4 – Cálculos Computacionais:
O grande desenvolvimento da Química Teórica nos últimos 30 anos e o
avanço dos computadores têm tornado os métodos teóricos uma ferramenta
indispensável na pesquisa em química. Cálculos teóricos permitem prever a energia
envolvida em alguns processos químicos com apenas décimos de Kcal/mol, calcular
a geometria e estabelecer a superfície de energia potencial das moléculas,
determinar estados de transição, intermediários e, enfim, descrever todo o caminho
de uma reação.
Os cálculos teóricos são baseados na aplicação de modelos moleculares para
a obtenção de soluções matemáticas, as quais fornecem dados ou parâmetros
físico-químicos permitindo que alguns processos e compostos específicos sejam
interpretados quimicamente.
Através dos cálculos pode-se prever propriedades espectroscópicas para
auxiliar na análise de espectros experimentais, como por exemplo, os espectros de
Infravermelho, Raman, RMN e outros.
As ferramentas computacionais utilizadas com este intuito são conhecidas
como métodos de estrutura eletrônica molecular.31-33 Cada método tem seu enfoque
matemático, sendo que cabe ao usuário ponderar acerca do método mais adequado
ao sistema em questão.
1.4.1 – Métodos de Estrutura Eletrônica Molecular:
O desenvolvimento de métodos para cálculos de estrutura eletrônica de
sistemas atômicos moleculares ocorre desde o início da Mecânica Quântica. Hoje
existe uma grande variedade de metodologias e técnicas computacionais, com
diferentes níveis de sofisticação e precisão.
Os métodos de Estrutura Eletrônica Molecular são utilizados a fim de
determinar propriedades físico-químicas dos mais variados tipos de substâncias. O
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
25
desafio matemático aliado à teoria consiste na resolução da equação de
Schrödinger:
H (ψ) = E (ψ)
onde E representa a energia do sistema, H é o operador Hamiltoniano e ψ é a
função de onda que descreve o elétron.
Os métodos de estrutura eletrônica estão divididos em três categorias, sendo
elas: semi-empíricos, ab initio e os métodos da Teoria do Funcional de Densidade
(DFT, Density Functional Theory).31,34
1.4.2 – Métodos Semi-empíricos:
Os métodos Semi-empíricos são baseados nas soluções aproximadas da
equação Schrödinger, usa parâmetros nos quais os valores são ajustados para usar
dados experimentais (isto é, utilizando parametrização).
1.4.3 – Métodos ab initio :
O termo ab initio vem do latim e significa “a partir do princípio”, ou seja, este
método não usa dados experimentais que não seja as constantes fundamentais da
física. Como métodos ab initio temos: Hartree-Fock (HF), Teoria de Pertubação de
Moller-Plesset (MP) e outros que não serão abordados neste trabalho.
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
26
1.4.3.1 – Método Hartree-Fock:
O primeiro método desenvolvido de cálculo de estrutura eletrônica molecular
foi o método de Hartree-Fock (HF), o qual é tipicamente utilizado para resolver a
equação de Schrödinger para um sistema com vários elétrons, onde o núcleo é
considerado fixo pelo Hamiltoniano eletrônico molecular. A aproximação que
considera o núcleo fixo é conhecida como aproximação de Born-Oppenheimer.31-34
O método de Hartree-Fock tem como principal base a forma com que trata os
elétrons, ou seja, um elétron percebe o outro como sendo um potencial médio e não
como uma interação instantânea uns com os outros.
Portanto, este método não leva em conta o movimento correlacionando os
elétrons, ou seja, não há um tratamento específico de tal forma que o movimento de
um elétron esteja correlacionado ao movimento de todos os outros elétrons. Assim
no tratamento de Hartree-Fock, uma pequena parte da energia total (de 1 a 2%) do
sistema não é obtida:
Eexata = EHF + Ecorr
Os métodos que levam em consideração a correlação eletrônica são
chamados de métodos pós-HF, como por exemplo, Interações de Configurações (CI
– “Configuration Interaction”), Teoria de Pertubação de Moller-Plesset (MP), método
“Coupled Cluster” (CC) e outros.35 No entanto, o custo computacional para esses
cálculos é extremamente elevado.
A maioria dos métodos de cálculo de correlação eletrônica parte dos
resultados de Hartree-Fock e sobre eles adiciona correções. Como exceção temos a
Teoria do Funcional de Densidade (DFT), que considera a correlação eletrônica e
demanda menos tempo computacional que métodos ab initio pós-HF.
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
27
1.4.3.2 – Teoria de Perturbação de Moller-Plesset ( MP):
Em 1934 Moller e Plesset36 propuseram um tratamento perturbativo de
átomos e moléculas a fim de melhorar o método de Hartree-Fock para sistemas
multi-eletrônicos.
A primeira perturbação MP não fornece melhora no método de Hartree-Fock,
ou seja, a correlação eletrônica não tem influência na energia total do sistema. A
correlação eletrônica do sistema só tem influência na energia total do sistema para
uma perturbação de segunda ordem, sendo o cálculo denominado de MP2, onde o 2
indica a inclusão de energia em segunda ordem, através de excitações duplas de
elétrons.
Outras fórmulas para correção de energia de ordem superior foram
desenvolvidas, como MP3 e MP4, entretanto essas correções são raramente
utilizadas, pois requerem alta demanda computacional em relação aos cálculos MP2
e fornecem uma pequena melhora nos resultados.
1.4.4 – Método DFT (Teoria do Funcional de Densidad e):
No final dos anos 20 Thomas e Fermi37,38 afirmaram que considerações
estatísticas podem ser utilizadas como uma aproximação para a distribuição de
elétrons em um átomo. Com base nesses estudos, Hohenberg e Kohn39 propuseram
a estrutura teórica que conhecemos como Teoria do Funcional de Densidade (DFT).
A Teoria do Funcional de Densidade tem o objetivo de substituir a função de
onda, usada para descrever os elétrons em métodos como Hartree-Fock, pela
densidade eletrônica. Além de utilizar o conceito de densidade de probabilidade, a
DFT considera a correlação eletrônica e em geral demanda menos tempo
computacional que métodos ab initio pós-HF.
A DFT considera o sistema eletrônico como um todo, sendo que a energia
desse sistema eletrônico pode ser descrita em termos da densidade de
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
28
probabilidade eletrônica. Esta densidade é entendida como uma grandeza que tem
dependência somente com as três coordenadas de uma determinada região.40
Quando comparada matematicamente ao método HF, a Teoria do Funcional
de Densidade é mais vantajosa. No método HF as funções de onda tornam-se mais
complexas à medida que o número de elétrons do sistema aumenta, por outro lado
na DFT, o número de variáveis se mantém constante independente do número de
elétrons.
Apesar do grande sucesso na aplicação da DFT em sistemas complexos, há
ainda intensas pesquisas no desenvolvimento de novos funcionais de densidade.
Estes estudos demonstram que o método DFT apresenta desvantagens em relação
ao método ab initio, sendo uma delas a falha na descrição de sistemas considerados
triviais como o cálculo do átomo de hidrogênio.41 De maneira geral, átomos são mais
difíceis de serem tratados utilizando a DFT.42
Existem várias formas de funcionais de gradientes corrigidos e a versão mais
utilizada atualmente foi desenvolvida por Lee, Yang e Parr (LYP). Este funcional
quando submetido ao tratamento matemático conhecido como correção de gradiente
de Becke com três parâmetros passa a ser chamado B3LYP.
1.4.5 – Conjunto de Funções de Bases:
A maior parte dos tratamentos quânticos necessitam de um conjunto de
funções de base para expandir os orbitais moleculares. Sendo assim, a escolha do
conjunto de funções bases, as quais são usadas para expressar os orbitais
moleculares, deve ser adequado para que os cálculos forneçam resultados
confiáveis.
Um dos conjuntos de funções centradas nos núcleos atômicos é conhecida
como orbitais do tipo Slater – STO, as quais descrevem bem o comportamento dos
elétrons nas regiões próximas e afastadas do núcleo atômico, sendo esta base
usada no cálculo de moléculas diatômicas. Para o uso de STO para moléculas
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
29
poliatômicas, a demanda computacional na resolução de integrais complexas é
indesejável.
A fim de aumentar a velocidade nos cálculos das integrais, em 1950 Boys43
propôs o uso de funções do tipo Gaussianas (GTF – Gaussian-type functions) no
lugar de STO.
Entretanto, as funções do GTFs não descrevem bem o comportamento
eletrônico próximo ao núcleo, logo para uma boa descrição dessa região, faz-se
necessário um número maior de GTFs para se obter maior precisão comparável
àquela obtida com algumas STFs.
A fim de reduzir o número de coeficientes de expansão e de funções de
bases, usa-se funções Gaussianas Contraídas (contracted GTFs, CGTFs), ou seja,
uma única Gaussiana representando uma combinação linear de várias Gaussianas
chamadas de Gaussianas Primitivas. Os dois tipos de contração mais utilizados são:
Geral e Segmentada. Na contração segmentada as gaussianas primitivas são
divididas em conjuntos disjuntos (sem elementos em comum). Já na geral cada
primitiva pode aparecer em todas as contrações.
Ao se utilizar funções de base contraída no lugar das primitivas, o número de
coeficientes variacionais a serem determinados é reduzido, o que fornece grande
economia no custo computacional.
Como exemplo de contração segmentada e geral, temos o Conjunto de Bases
de Pople e o Conjunto de Bases de Dunning-Huzinaga, respectivamente, que serão
brevemente discutidas a seguir.
Bases de Pople:
Pople e seus colaboradores desenvolveram um conjunto de bases do tipo de
valência dividida, as quais utilizam funções Gaussianas Contraídas para as camadas
internas e funções extras para as camadas de valência. Os conjuntos de bases de
valência dividida mais conhecidos são 4-31G, 6-21G, 6-31G e 6-311G.
Considere o conjunto de base 6-31G que é formado por 1 Gaussiana
Contraída a partir de 6 Gaussianas Primitivas para representar cada orbital interno,
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
30
mais duas funções de base para a camada de valência (3 e 1), sendo a camada
interna representada por 1 Gaussiana Contraída a partir de 3 Gaussinas Primitivas e
a camada externa representada por 1 Gaussiana Primitiva.
A cada um desses conjuntos de bases podem ser adicionadas funções
difusas e polarizadas a fim de aumentar a precisão dos resultados obtidos em
cálculos moleculares. Nas funções polarizadas o fator de polarização é inserido
utilizando-se asterisco (*) ao final da sigla da base, por exemplo a base 6-31G**,
onde o primeiro (*) significa que funções de polarização de simetria d foram
adicionadas a átomos pesados e (**) significa que além das funções de polarização
de simetria d permitida foram adicionados funções de polarização de simetria p aos
átomos de hidrogênio. Este fator é fundamental para a correta descrição dos
ângulos de ligação. As funções difusas, que são usadas para o tratamento de
formas iônicas, são incluídas pela adição do símbolo + na função de base, por
exemplo, 6-31++G*, onde o primeiro + indica um conjunto de difusa s e p nos
átomos pesados, e o segundo + indica a função difusa também no átomo de
hidrogênio. 31,44
Bases Dunning-Huzinaga:
Dunning utilizou as Gaussianas primitivas de Huzinaga para derivar vários
esquemas de contração. Pode-se obter um conjunto de funções de base Double-
zeta (DZ) trocando-se cada CGTF de um conjunto mínimo por duas CGTF’s. Um
conjunto de bases split-valence (SV) usa uma CGTF para cada orbital atômico de
camada interna e dois ou até mais CGTF para cada orbital atômico de valência. O
conjunto de bases double-zeta (ou triple-zeta,...) é mínimo para a camada de
valência e o conjunto de bases SV é mínimo para a camada interna. Os conjuntos
SV são denominados Valence double-zeta (VDZ), valence triple-zeta (VTZ), de
acordo com o número de CGTF’s que são utilizadas para descrever cada orbital
atômico de valência.44
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
31
1.4.6 – Solvatação:
Os métodos teóricos de solvatação podem ser divididos em: Modelo Explícito
e Modelo Contínuo,31 que serão discutidos a seguir.
Modelo Explícito:
Neste modelo, são consideradas as interações entre soluto e solvente, sendo
necessárias 200 moléculas de solvente para a reprodução apropriada das
propriedades do líquido. Logo, a dimensão do sistema em estudo aumenta
drasticamente o custo computacional, tornando-se uma desvantagem.31
Modelo Contínuo:
No modelo contínuo de solvatação o solvente é representado implicitamente
por um contínuo infinito, onde não se faz referência a estrutura molecular do
solvente. O modelo mais simples é o modelo de solvatação de Onsager o qual se
baseia na interação do dipolo do soluto com o campo elétrico do solvente, e
apresenta como limitação a forma da cavidade molecular.
A fim de melhorar a limitação do modelo de Onsager temos o Modelo do
Contínuo Polarizável (PCM – Polarizable Continuum Model), o qual define a
cavidade do soluto como uma junção de um conjunto de esferas de diferentes
tamanhos, onde o soluto é representado por uma distribuição de cargas e o solvente
continua representado por um dielétrico contínuo. Este modelo permite a criação de
cavidades mais flexíveis à simetria da molécula, o que aumenta a aplicabilidade
deste método.
A Figura 30 a seguir representa a evolução na descrição da cavidade utilizada
para acomodar o soluto, desde a cavidade esférica definida por Onsager (A) até a
cavidade de superposição de esferas concêntricas no átomo do soluto definida pelo
Modelo do Contínuo Polarizável (B).
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
32
A B
Figura 30 – Evolução da descrição da cavidade no método contínuo de solvatação:
A – Método de Onsager e B – PCM.
1.4.7 – GIAO e CSGT:
GIAO e CSGT são métodos implementados no GAUSSIAN 03 utilizadas para
o cálculo das propriedades de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). O texto a
seguir compara essas ferramentas.
O vetor potencial A associado à indução do campo magnético externo H pode
ser escrito como:
onde R é um parâmetro arbitrário chamado de gauge-origin.45
A liberdade na escolha do gauge-origin não deverá ter conseqüência uma vez
que todas as grandezas físicas são tomadas como invariantes-gauge. Porém, a
invariância-gauge serve apenas para soluções exatas para a equação de
Schrödinger e não pode ser utilizada para equações de onda aproximadas. Então a
fonte do problema gauge-origin na química quântica é o finito conjunto de bases
representantes das funções de onda.
Os resultados obtidos com o GIAO, desenvolvido por London46 e Ditchfield,47
independem da escolha do gauge. Esta ferramenta, para cálculos de tensores de
A (r) = ½ H x (r – R)
Introdução
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
33
blindagem, utiliza um sistema de coordenadas que incorpora uma origem
dependente das funções de bases.
Entretanto pelo CSGT, desenvolvido por Keith e Bader,48 o tensor de
blindagem é obtido pela invariância gauge por atingir com precisão o cálculo da
corrente de densidade elétrica induzida de primeira ordem, realizando uma
transformação gauge para cada ponto do espaço.
GIAO e CSGT são ferramentas bastante utilizáveis, porém o procedimento
GIAO é de alguma forma superior, uma vez que ele exibe uma convergência mais
rápida das propriedades calculadas de acordo com a extensão do conjunto de bases
utilizadas.49
1.4.8 – Cálculo das Constantes de Acoplamento:
As constantes de acoplamento spin-spin (J) são descritas por quatro
contribuições, são elas: o diamagnético spin-órbita (DSO), o paramagnético spin-
órbita (PSO), o spin dipolar (SD) e o contato de Fermi (FC). Entre esses, o termo
contato de Fermi descreve quase totalmente o valor da constante de acoplamento,
ou seja, ele é responsável pela maioria dos acoplamentos.50
Objetivos
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
34
2 – Objetivos:
2.1 – Objetivos Gerais:
Usar diferentes técnicas de RMN unidimensional e bidimensional juntamente
com cálculos teóricos de tensores de blindagem de RMN e constantes de
acoplamento (J) spin-spin para fazer o assinalamento inequívoco dos sinais de RMN
de 1H e RMN de 13C de diferentes compostos policíclicos rígidos do tipo “gaiola”
(cage-like), que foram preparados de acordo com a rota sintética apresentada no
Esquema 1.
O
O
NBSO
O
Br
O
O
O
O
O
HO
Zn/AcOH
55-60°C12h
MeOH/H2O5h
ToluenoPiridina
NaBH4
CH2Cl2
ClMeO
MeO
MeOO
O
O
O
O
HH
O
HO
O
O
OMe
OMe
MeO
O
Esquema 1 – Rota Sintética de preparação de alguns compostos cage-like.
(1) (2) (3)
(3) (20) (21)
(21) (22)
(23)
(24)
Objetivos
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
35
2.2 – Objetivos Específicos:
� Análise dos espectros de RMN dos compostos da Figura 31, utilizando
diferentes experimentos 1D (RMN 1H, 13C{1H} e DEPT-135) e experimentos 2D
(COSY, HSQC, HMBC e NOESY), no intuito de fazer o assinalamento
inequívoco dos sinais de RMN de 1H e RMN de 13C e quando possível, fazer o
assinalamento dos valores das constantes de acoplamento (J).
� Cálculos de otimização de geometria dos compostos da Figura 31, incluindo o
efeito do solvente.
� Cálculos dos tensores blindagem de RMN, com e sem o efeito do solvente e
correlacionar os dados teóricos com experimentais.
� Cálculos das constantes de acoplamento spin-spin para cada composto e
correlacionar os dados teóricos com experimentais.
Figura 31 – Compostos Cage-like analisados.
Composto (3) Composto (20) Composto (21)
Composto (22) Composto (23) Composto (24)
Parte Experimental
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
36
3 – Parte Experimental:
3.1 – Preparação dos Compostos:
Os compostos de estudo foram preparados e seus espectros de RMN 1D e
2D foram obtidos pelo grupo de pesquisa do Professor Dr. Adilson Beatriz da UFMS
(Universidade Federal de Mato Grosso do Sul). Os compostos foram preparados de
acordo com a rota sintética apresentada no Esquema 2.51
O
O
NBSO
O
Br
O
O
O
O
O
HO
Zn/AcOH
55-60°C12h
MeOH/H2O5h
ToluenoPiridina
NaBH4
CH2Cl2
ClMeO
MeO
MeOO
O
O
O
O
HH
O
HO
O
O
OMe
OMe
MeO
O
Esquema 2 – Rota Sintética de preparação dos compostos cage-like.
(1) (2) (3)
(3) (20) (21)
(21) (22)
(23)
(24)
Parte Experimental
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
37
3.2 – Análise dos espectros de Ressonância Magnétic a Nuclear (RMN):
Os espectros de RMN dos compostos analisados foram obtidos em um
Espectrômetro Bruker Avance DPX-300 do Departamento de Química da UFMS
(Universidade Federal de Mato Grosso do Sul) (freqüência 1H a 300 MHz e 13C a 75
MHz). A combinação de experimentos 1D RMN 1H, 13C{1H} e DEPT-135 com
experimentos 2D como: COSY, HSQC, HMBC e NOESY permitiu a atribuição da
maioria dos sinais e constantes de acoplamento 1H-1H.
Todos os espectros de RMN de 1H e de 13C foram obtidos em CDCl3 e como
referência interna foram utilizados os sinais relativos ao hidrogênio do TMS.
Os espectros experimentais de RMN de 1H e de RMN de 13C foram
comparados com uma simulação feita através do programa ACDLABS.52 Além disso,
por esse mesmo programa, foram visualizados e editados os espectros de RMN 2D
COSY, HSQC e HMBC.
3.3 – Cálculos Teóricos de Parâmetros Básicos δδδδ e J:
As atribuições inequívoca dos sinais de RMN dos compostos estudados foram
comparadas com os valores obtidos através de cálculos teóricos de parâmetros
básicos δ e J.
Para a realização dos cálculos propostos foram utilizados diferentes
programas de simulação computacional, utilizando-se PCs (Corel 2Duo, com 4,0Gb
RAM) operando em sistema operacional Windows e Linux. As estruturas dos adutos
endo e exo foram desenhadas no programa GaussView53 e em seguida foi realizada
uma busca conformacional. Após a busca conformacional, realizou-se a otimização
dos adutos no GAUSSIAN 0354 sendo utilizado diferentes níveis de teoria, feita com
o modelo GIAO,55 partindo de um nível de teoria mais baixo de acordo com a rota a
seguir:
Parte Experimental
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
38
Propriedades
AM1 HF/3-21G B3LYP/6-31G(d) MP2/cc-pVDZ
MP2/cc-pVDZ (solvente)
Com solvente:
B3LYP/cc-pVTZ
Sem solvente:
B3LYP/cc-pVTZ
Foi utilizado como solvente o clorofórmio. Todos os cálculos de tensores de
blindagem de RMN foram feitos com o nível de teoria B3LYP. Os tensores de
blindagem foram convertidos em deslocamento químico (δ), considerando-se os
valores dos tensores de blindagem de RMN de 1H e de RMN de 13C calculados para
o TMS utilizando a mesma rota de cálculo.
Nos cálculos das constantes de acoplamento spin-spin (J) foram analisadas e
comparadas as contribuições entre dois núcleos magnéticos envolvendo contato de
Fermi (FC) e spin-spin nuclear total.
Os valores teóricos de deslocamento químico (carbono e hidrogênio) e
acoplamento spin-spin foram comparados com os valores experimentais.
As estruturas desenhadas, que se encontram na parte de resultados e
discussão, não foram às estruturas otimizadas.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
39
4 – Resultados e Discussão:
Neste capítulo a numeração dos átomos de carbono e hidrogênio tem como
objetivo facilitar a identificação e atribuição durante as discussões, portanto essa
numeração não segue nenhum tipo de regra ou norma.
A análise de todos os compostos foi feita pelos espectros de RMN de 1H,
RMN de 13C{1H}, DEPT-135, HMBC, HSQC, COSY e em alguns foi feito NOESY.
A nomenclatura dos compostos foi gerada a partir do programa computacional
ChemDraw 11.0.56
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
40
Triciclo[6.2.1.0 2,7]undeca-4,9-dieno-3,6-diona (3):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
H11H11'
O
O
Bruker
2.0
000
2.0
248
2.0
582
2.0
503
1.0
733
1.0
988
Inte
gra
l
6.5
332
6.0
351
6.0
292
6.0
234
3.5
107
3.5
063
3.1
904
3.1
830
3.1
772
1.5
226
1.5
168
1.4
991
1.4
933
1.4
888
1.4
080
1.3
801
(ppm)
1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.5
*** Current Data Parameters ***
NAME : jpm-14
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 04 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 512.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.0741 ppm
SW_h : 7225.434 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 13.78 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.33
Hz_cm : 98.74
AQ_time : 2.2675460 sec
Figura 32 – Espectro de RMN de 1H do composto 3.
3
H4/H5
H9/H10
H1/H8
H2/H7
H11’ H11
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
41
Figura 33 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do composto 3.
Bruker
(ppm)
1.3501.3601.3701.3801.3901.4001.4101.4201.4301.4401.4501.460
*** Current Data Parameters ***
NAME : 1jpm-14
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 04 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 512.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.0741 ppm
SW_h : 7225.434 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5500000
LB : -0.70 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.69
AQ_time : 2.2675460 sec
JH11’; H8= 1,7
JH11’; H1= 1,7
JH11’; H11= 8,2
Bruker
(ppm)
6.0006.0066.0126.0186.0246.0306.0366.0426.0486.054
*** Current Data Parameters ***
NAME : jpm-14
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 04 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 512.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.0741 ppm
SW_h : 7225.434 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5000000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.82
AQ_time : 2.2675460 sec
JH9; H1= 1,7
JH9; H8= 1,7
Bruker
(ppm)
3.1303.1403.1503.1603.1703.1803.1903.2003.2103.2203.230
*** Current Data Parameters ***
NAME : jpm-14
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 04 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 512.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.0741 ppm
SW_h : 7225.434 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.60
AQ_time : 2.2675460 sec
JH2; H1= 1,7
JH2; H8= 1,7
Bruker
(ppm)
3.4703.4803.4903.5003.5103.5203.5303.540
*** Current Data Parameters ***
NAME : jpm-14
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 04 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 512.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.0741 ppm
SW_h : 7225.434 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5000000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.09
AQ_time : 2.2675460 sec
JH1; H2= 1,7
JH1; H7= 1,7
JH1; H9= 1,7
JH1; H10= 1,7
JH1; H11’= 1,7 JH1; H11= 1,7
JH11; H1= 1,7
JH11; H8= 1,7
JH11; H11’= 8,2
Bruker
(ppm)
1.4821.4881.4941.5001.5061.5121.5181.5241.5301.536
*** Current Data Parameters ***
NAME : 1
EXPNO : \1\
PROCNO : FID
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 04 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 512.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.0741 ppm
SW_h : 7225.434 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.88
AQ_time : 2.2675460 sec
H2/H7
H11
H11’
H9/H10 H1/H8
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
42
Bruker
199.3
266
141.9
900
135.2
504
48.7
163
48.6
630
48.3
127
(ppm)
20406080100120140160180200220240
*** Current Data Parameters ***
NAME : jpm-14
EXPNO : 3
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 0.1000000 sec
DATE_d : Apr 20 2005
NS : 2854
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zgpg30
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 0.8699900 sec
Figura 34 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 3.
Bruker
*** Current Data Parameters ***
NAME : jpm-14
EXPNO : 3
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 0.1000000 sec
DATE_d : Apr 20 2005
NS : 2854
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zgpg30
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 0.8699900 sec
Bruker
141.9
900
135.2
428
48.7
163
48.6
554
48.2
975
(ppm)
20406080100120140160180200220240
*** Current Data Parameters ***
NAME : jpm-14
EXPNO : 21
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.5000000 sec
DATE_d : Apr 20 2005
NS : 1275
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : dept135
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 1.7399810 sec
Figura 35 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 3.
C3/C6
C4/C5
C9/C10
C2/C7
C11
C1/C8
C2/C7
C11
C1/C8 C4/C5
C9/C10
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
43
6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.50.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
1.02[11]
1.04[11]
1.06[11]
1.29[11']
1.30[11']1.32[11']
3.06[2]
3.10[2]3.11[2]
3.13[Comb]3.14[7]3.15[7]
3.43[8]
3.44[1]
3.45[1]3.46[8]
5.92[9,10]5.92[9,10]
6.32[5]
6.32[5]
6.34[5]
6.37[4]6.37[5]
6.39[5]
9
101
8
11
2
7 3
46
5
O13
O12
H11
H11'
Figura 36 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 3.
180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 400
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
48.30(11)
48.60(1;8;2;7)
135.30(9;10)141.90(4;5)173.80(3;6)
9
101
8
11
2
7 3
46
5
O13
O12
Figura 37 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 3.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
44
Figura 38 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 3.
H1/H8
H4/H5
H9/H10 H2/H7 H11 H11’
H4/H5
H1/H8
H9/H10
H2/H7
H11 H11’
1
23
4
5
67
8
9
1011
H11H11'
O
O
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
45
Figura 39 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 3.
H1/H8
H4/H5
H9/H10 H2/H7 H11 H11’
C4/C5
C2/C7
C11
C9/C10
C1/C8
1
23
4
5
67
8
9
1011
H11H11'
O
O
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
46
Figura 40 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 3.
H1/H8
H4/H5
H9/H10 H2/H7 H11 H11’
C4/C5
C2/C7
C11
C9/C10
C1/C8
C3/C6 1
23
4
5
67
8
9
1011
H11H11'
O
O
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
47
Tabela 1 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ (ppm), multiplicidades, constantes de
acoplamento, J(H,H) (Hz) e correlações observadas nos espectros 2D (COSY e HMBC) para o composto 3.
C δδδδ (13C) δδδδ (1H) (integral relativa)
Constantes de acoplamento, (Hz) Multiplicidade COSY HMBC
1 e 8 48,2 3,49 (2H) 1,7 sept H2 e H7; H9 e H10; H11; H11’
C2 e C7; C11
2 e 7 48,7 3,18 (2H) 1,7 t H1 e H8 C9 e C10; C3 e C6; C1 e C8
3 e 6 199,3
4 e 5 141,9 6,52 (2H) s C3 e C6; C2 e C7
9 e 10 135,2 6,01 (2H) 1,7 t H1 e H8 C2 e C7; C11
11 48,6 H11 – 1,39 (1H) 8,2 e 1,7 dt H11’; H1 e H8 C9 e C10 H11’ – 1,48 (1H) 8,2 e 1,7 dt H11; H1 e H8 C9 e C10; C1 e C8
Todas as atribuições estão de acordo com os espectros de COSY, HSQC e HMBC.
1
23
4
5
67
8
9
1011
H11H11'
O
O
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
48
Pelos espectros de RMN de 1H (Figura 32 – pg.: 40) e RMN de13C (Figura 34
– pg.: 42) observa-se uma simetria para o composto 3, devido ao número de sinais
gerados e suas integrais.
As atribuições feitas em δ 6,52 ppm (H4 e H5) e δ 6,01 ppm (H9 e H10) são
relativas a hidrogênios de olefina. A diferença observada entre os sinais das olefinas
deve-se a presença da carbonila, um grupo retirador de elétrons que diminui a
densidade eletrônica em volta do núcleo de hidrogênio, deslocando a absorção de
H4 e H5 para freqüências maiores.
As atribuições dos sinais H11 em δ 1,39 ppm e H11’ em δ 1,48 deve-se ao
posicionamento de H11’ em um cone de desblindagem da olefina H9/H10. O
assinalamento desses sinais foi confirmado no espectro simulado de RMN de 1H.
Pelo espectro de COSY (Figura 38 – pg.: 44) foi possível fazer a distinção
entre os sinais dos hidrogênios H1/H8 e H2/H7. Pela ampliação desse espectro
(Figura 41) nota-se que H1/H8 acopla com H9/H10, H11, H11’ e que H2/H7 acopla com
H1/H8.
No espectro de RMN de 1H do composto 3 foi possível atribuir todas as
constantes de acoplamento.
Todas as atribuições feitas de deslocamento químico de RMN de 1H e RMN
de 13C estão de acordo com os dados gerados nos espectros simulados.
Os valores experimentais de deslocamento químico RMN de 13C do composto
3 foram confrontados com os resultados teóricos para os adutos endo e exo obtidos
através dos cálculos sem efeito solvente (Tabela 2) e com efeito solvente (Tabela 3).
Figura 41 – Ampliação do espectro RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 3.
H9/H10 H1/H8
H1/H8
H2/H7
H11 H11’
H2/H7
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
49
Tabela 2 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o
composto 3 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 48,2 56,5 8,3 56,9 8,7
2 e 7 48,7 53,3 4,6 53,1 4,4
3 e 6 199,3 208,8 9,5 209,1 9,8
4 e 5 141,9 148,6 6,7 148,0 6,1
9 e 10 135,2 145,9 10,7 149,0 13,8
11 48,6 53,7 5,1 47,6 1,0
SD** 2,31 3,96
MD*** 7,70 7,87 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
H
H
O
O
H11H11'
1 2 34
56789
10111
23
4
5
67
8
9
1011
H11H11'
O
O
HH
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
50
Tabela 3 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o composto 3 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 48,2 56,9 8,7 57,2 9,0
2 e 7 48,7 54,3 5,6 54,1 5,4
3 e 6 199,3 213,3 14,0 213,3 14,0
4 e 5 141,9 150,7 8,8 150,1 8,2
9 e 10 135,2 146,6 11,4 149,8 14,6
11 48,6 54,1 5,5 48,2 0,4
SD** 3,09 4,61
MD*** 9,31 9,34 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
51
A partir dos dados gerados nas Tabelas 2 e 3 (pg.:49 e 50) foi realizado um
trabalho estatístico obtendo-se o desvio médio (MD), desvio padrão (SD), gráficos e
o coeficiente de correlação linear (R) (Figuras 42 e 43).
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
R= 0,9996
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
endo exo
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
R= 0,99834
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
Figura 42 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 3 endo e exo
sem efeito do solvente (clorofórmio).
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
R= 0,99974
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
endo
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
R= 0,99851
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
exo
Figura 43 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 3
endo e exo com efeito do solvente (clorofórmio)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
52
As comparações entre os cálculos com e sem o efeito do solvente foram
feitas com base nos valores de desvio médio (MD) e desvio padrão (SD) para todos
os adutos deste trabalho.
Pelas Tabelas 2 e 3 (pg.:49 e 50), pode-se observar que os melhores valores
são obtidos desconsiderando o efeito solvente. A partir dessa observação os valores
sem o efeito foram tomados como referência.
Verifica-se que o desvio padrão para o aduto endo (SD=2,31) é bem melhor
que do aduto exo (SD=3,96). Pelos gráficos, o coeficiente de correlação linear
também apresenta melhores valores para o aduto endo (R=0,9996) frente ao aduto
exo (R=0,9983).
O aduto endo, sem efeito solvente, apresentou melhores resultados, e o
modelo empregado (B3LYP/cc-pVTZ) descreveu bem os valores de deslocamento
químico de RMN de 13C.
Através dos dados gerados pelos cálculos computacionais de deslocamento
químico de RMN de 13C foi possível fazer algumas confirmações de atribuições entre
elas estão os carbonos C4 (δ 141,9) e C9 (δ 135,2).
Além dos valores de RMN de 13C, também foram confrontados os valores
experimentais de deslocamento químico RMN de 1H com os resultados teóricos para
os adutos endo e exo obtidos através dos cálculos computacionais sem efeito
solvente (Tabela 4) e com efeito solvente (Tabela 5).
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
53
Tabela 4 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o
composto 3 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 3,49 3,55 0,06 3,15 0,34
2 e 7 3,18 3,13 0,05 2,36 0,82
3 e 6
4 e 5 6,52 6,56 0,04 6,77 0,25
9 e 10 6,01 6,36 0,35 6,69 0,68
11 H11 – 1,39 1,33 0,06 1,30 0,09
H11’ – 1,48 1,48 0,00 1,42 0,06
SD** 0,13 0,29
MD*** 0,11 0,43 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
H
H
O
O
H11H11'
1 2 34
56789
10111
23
4
5
67
8
9
1011
H11H11'
O
O
HH
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
54
Tabela 5 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o composto 3 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 3,49 3,66 0,17 3,22 0,27
2 e 7 3,18 3,40 0,22 2,60 0,58
3 e 6
4 e 5 6,52 6,87 0,35 7,08 0,56
9 e 10 6,01 6,53 0,52 6,88 0,87
11 H11 – 1,39 1,44 0,05 1,33 0,06
H11’ – 1,48 1,48 0,00 1,44 0,04
SD** 0,18 0,30
MD*** 0,26 0,47 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
55
A partir dos dados das Tabelas 4 e 5 (pg.:53 e 54) foram gerados gráficos
(Figuras 44 e 45) correlacionando os valores experimentais e teóricos.
1,5 3,0 4,5 6,0
1
2
3
4
5
6
7R= 0,99874
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
endo
1 2 3 4 5 6 7
1
2
3
4
5
6
7R= 0,98465
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
exo
Figura 44 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 3 endo e exo
sem efeito do solvente (clorofórmio).
1,5 3,0 4,5 6,0
1
2
3
4
5
6
7R= 0,99951
1 H C
alcu
lado
1H Experimental (ppm)
endo
1,5 3,0 4,5 6,0
1
2
3
4
5
6
7R= 0,98936
1 H C
acul
ado
(ppm
)
1H Experimental (ppm)
exo
Figura 45 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 3 endo e exo
com efeito do solvente (clorofórmio)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
56
Para o deslocamento químico de RMN de 1H os melhores valores foram
obtidos sem o efeito do solvente.
Através dos valores da Tabela 4 (pg.: 53), desconsiderando o efeito solvente,
o desvio médio para o aduto exo (MD=0,43) é quase quatro vezes maior que o
desvio para o aduto endo (MD=0,11). O desvio padrão para o aduto exo (SD=0,29) é
mais que o dobro do desvio para o aduto endo (SD=0,13). O coeficiente de
correlação linear também apresenta melhores valores para o aduto endo (R=0,9987)
frente ao aduto exo (R=0,9847).
A análise dos dados indica um melhor resultado para o aduto endo sem efeito
solvente e o modelo B3LYP/cc-pVTZ apresentou bons resultados para o
deslocamento químico de RMN de 1H.
Por meio dos cálculos computacionais todos os assinalamentos do espectro
de RMN de 1H foram confirmados, entre eles estão os hidrogênios da ponte H11 (δ
1,39) e H11’ (δ 1,48).
Os valores experimentais das constantes de acoplamento também foram
confrontados com os valores teóricos JHH, de acordo com as Tabelas 6 e 7 a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
57
Tabela 6 – Valores teóricos JHH (GIAO, contato de Fermi) dos adutos endo e exo teórico e experimental (Hz) para o composto 3.
Acoplamento Exp. JHH Teor. JHH
Aduto endo ∆∆∆∆J* Aduto exo ∆∆∆∆J*
J 1/9 1,7 0,6 1,1 0,6 1,1
J 1/2 1,7 4,0 2,3 0,8 0,9
J 1/11 1,7 1,3 0,4 1,4 0,3
J 1/11’ 1,7 1,6 0,1 1,4 0,3
J 11/11’ 8,4 6,7 1,7 7,5 0,9
SD** 0,91 0,37
MD*** 1,12 0,70
* ∆J=|JTeor. - JExpt.| ** SD= Desvio padrão *** MD= Desvio médio ((∑∆J)/n , n = n.º de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
58
Tabela 7 – Valores teóricos JHH (GIAO, acoplamento spin-spin nuclear total) dos adutos endo e exo teórico e experimental (Hz)
para o composto 3
Acoplamento Exp. JHH Teor. JHH
Aduto endo ∆∆∆∆J* Aduto exo ∆∆∆∆J*
J 1/9 1,7 3,0 1,3 0,3 1,4
J 1/2 1,7 4,3 2,6 0,8 0,9
J 1/11 1,7 1,3 0,4 1,5 0,2
J 1/11’ 1,7 1,6 0,1 1,4 0,3
J 11/11’ 8,4 6,3 2,1 7,1 1,3
SD** 1,07 0,55
MD*** 1,30 0,82
* ∆J=|JTeor. - JExpt.| ** SD= Desvio padrão *** MD= Desvio médio ((∑∆J)/n , n = n.º de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
59
Para melhor visualização e interpretação dos resultados, foram plotados
gráficos (Figura 46 e 47) correlacionando os valores experimentais e teóricos de JHH
para os adutos endo e exo.
0 2 4 6 80
1
2
3
4
5
6
7 R= 0,86017
J HH C
alcu
lado
(H
z)
JHH
Experimental (Hz)
0 2 4 6 80
2
4
6
R= 0,81397
J HH C
alcu
lado
(H
z)
JHH
Experimental (Hz)
0 2 4 6 80
2
4
6
8 R= 0,99243
J HH C
alcu
lado
(H
z)J
HH Experimental (Hz)
0 2 4 6 80
2
4
6
8
R= 0,98458
J HH C
alcu
lado
(H
z)
JHH
Experimental (Hz)
exo endo
endo exo
Figura 46 – Gráficos das constantes de acoplamento (JHH) (GIAO, contato de Fermi) do
composto 3 endo e exo.
Figu ra 47 – Gráficos das constantes de acoplamento (JHH) (GIAO, acoplamento spin-spin
nuclear total) do composto 3 endo e exo.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
60
A análise das Tabelas e Gráficos mostra que o modelo aplicado B3LYP/cc-
pVTZ não foi satisfatório nos cálculos das constantes de acoplamento (J), sendo
mais viável o emprego de modelos específicos para os cálculos de acoplamento
spin-spin, como por exemplo, a base EPR-III,57 tornando o custo computacional mais
elevado.
Pelos gráficos a seguir pode-se observar a correlação entre os valores teórico
e experimental para deslocamento químico de RMN de 13C e RMN de 1H, do aduto
endo, desconsiderando o efeito solvente.
C1 C2 C3 C4 C9 C11
50
100
150
200
Des
loca
men
to q
uím
ico
13C
(pp
m)
Átomo de Carbono
Experimental Teórico (endo)
H1 H2 H4 H9 H11 H11'0
2
4
6
Des
loca
men
to q
uím
ico
1 H (
ppm
)
Átomo de Hidrogênio
Experimental Teórico (endo)
Pelos gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN de 13C (A) e
RMN de 1H (B) observa-se um mesmo padrão de comportamento funcional entre os
valores experimental e teórico.
Com base em todas as análises, é possível concluir que o composto 3 em
estudo é o aduto endo.
Figura 48 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN de 13C (A) e de RMN
de 1H (B) experimental e teórico para composto 3 endo sem efeito do solvente (clorofórmio).
A B
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
61
Triciclo[6.2.1.0 2,7]undec-9-eno-3,6-diona (20):
1
2
3
45
6
7
8
9
10
11
H11H11'
O
O
H4
H5H4'
H5'
Bruker
2.0
00
0
2.0
37
7
2.0
36
7
2.2
08
5
2.2
25
9
1.0
92
0
1.0
91
1
Inte
gra
l
6.1
31
26
.12
49
6.1
19
33
.41
71
3.4
10
83
.40
52
3.3
99
63
.39
33
3.3
87
63
.38
13
3.1
73
53
.16
78
3.1
62
22
.64
82
2.6
32
82
.61
24
2.6
01
22
.59
62
2.5
79
42
.57
45
2.5
58
32
.54
92
2.5
47
82
.52
25
2.3
22
42
.29
57
2.2
85
92
.27
04
2.2
64
82
.24
79
2.2
43
72
.23
25
2.2
12
82
.19
60
1.4
50
21
.44
46
1.4
38
31
.42
14
1.4
15
81
.40
95
1.3
24
51
.32
17
1.3
20
31
.31
89
1.3
15
41
.29
57
1.2
92
91
.29
08
1.2
90
11
.28
66
(ppm)
0.01.02.03.04.05.06.07.08.0
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 16 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 181.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 23.0101 ppm
SW_h : 6906.077 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 13.78 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.43
Hz_cm : 130.31
AQ_time : 2.3724030 sec
Figura 49 – Espectro de RMN de 1H do composto 20.
20
H9/H10
H1/H8
H2/H7
H4/H5 H4’/H5’
H11 H11’
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
62
Figura 50 – Espectro de RMN de 1H ampliado e apodizado do composto 20.
Bruker
(ppm)
6.1006.1046.1086.1126.1166.1206.1246.1286.1326.1366.1406.1446.148
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 16 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 181.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 23.0101 ppm
SW_h : 6906.077 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.76
AQ_time : 2.3724030 sec
JH9; H1=1,7
JH9; H8=1,7
Bruker
(ppm)
3.1353.1403.1453.1503.1553.1603.1653.1703.1753.1803.1853.1903.195
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 16 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 181.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 23.0101 ppm
SW_h : 6906.077 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.95
AQ_time : 2.3724030 sec
JH2; H8=1,7
JH2; H1=1,7
Bruker
(ppm)
3.3723.3783.3843.3903.3963.4023.4083.4143.4203.426
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 16 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 181.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 23.0101 ppm
SW_h : 6906.077 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.86
AQ_time : 2.3724030 sec
JH1; H7=1,7 JH1; H9=1,7
JH1; H10=1,7 JH1; H11=1,7
JH1; H11’=1,7
JH1; H2=1,7
Bruker
(ppm)
1.4001.4051.4101.4151.4201.4251.4301.4351.4401.4451.4501.4551.460
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 16 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 181.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 23.0101 ppm
SW_h : 6906.077 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.95
AQ_time : 2.3724030 sec
JH11’; H1=1,7
JH11’; H8=1,7
JH11’; H11=8,6
Bruker
(ppm)
1.2801.2851.2901.2951.3001.3051.3101.3151.3201.3251.3301.3351.340
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 16 2005
NS : 8
P[1] : 13.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg30
RG : 181.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 23.0101 ppm
SW_h : 6906.077 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.95
AQ_time : 2.3724030 sec
JH11; H1=1,7
JH11; H8=1,7
JH11; H11’=8,6
H11
H11’
H9/H10 H1/H8
H2/H7
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
63
Bruker
209.5
770
136.5
374
51.7
473
48.6
402
47.3
456
37.8
187
(ppm)
20406080100120140160180200220240
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 3
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 18 2005
NS : 6202
P[1] : 8.2 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zgpg30
RG : 32768.0000000
SOLVENT : Pyr
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 0.8699900 sec
Figura 51 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 20.
Bruker
136.6
176
51.8
274
48.7
203
47.4
257
37.8
988
(ppm)
20406080100120140160180200220240
*** Current Data Parameters ***
NAME : jmp-16
EXPNO : 2
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Mar 18 2005
NS : 439
P[1] : 8.2 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : dept135
RG : 8192.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 1.7399810 sec
Figura 52 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 20.
C3/C6
C9/C10
C2/C7 C11 C1/C8
C4/C5
C9/C10 C2/C7
C11 C4/C5
C1/C8
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
64
4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.50.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
1.30
1.40
1.50
1.26[11]
1.34[11']
1.36[11']
1.36[11']
1.36[11']
1.37[11']
2.32[7]2.32[Comb]
2.35[2]
2.35[Comb]
2.35[Comb]
2.36[7]
2.36[Comb]2.49[4]
2.49[5]
2.50[4]
2.52[4']
2.53[Comb]
2.53[Comb]
2.54[Comb]
2.55[4']
2.56[5']
2.57[Comb]
2.58[4']
2.59[Comb]2.59[Comb]2.62[5']3.12[1]
3.13[Comb]3.13[Comb]
3.15[8]
3.15[Comb]
3.16[Comb]
3.16[1]
3.17[Comb]
3.18[Comb]3.18[Comb]
3.20[8]
9
10 1
8
11
2
7 3
46
5
O13
O12
H11
H11'
H4
H4'H
5H5'
50.0
0.5
1.0
6.37[9,10]
Figura 53 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 20.
190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 400
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
37.27(4;5)
46.85(11)
48.26(1;8)54.98(2;7)137.52(9;10)
9
10 1
8
11
2
7 3
46
5
O13
O12
200 1500
50
100
207.40(3;6)
Figura 54 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 20.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
65
Figura 55 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 20.
H9/H10
H4/H5 H1/H8
H2/H7 H4’/H5’
H11’ H11
H1/H8
H9 /H10
H2/H7
H4/H5 H4’/H5’
H11’ H11
1
23
45
6
7
8
9
10
11H11H11'
O
O
H4'
H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
66
Figura 56 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 20.
H9/H10 H4/H5
H1/H8
H2/H7 H4’/H5’
H11’ H11
C9 /C10
C2/C7 C1/C8
C4/C5
C11
1
23
45
6
7
8
9
10
11H11H11'
O
O
H4'
H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
67
Figura 57 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 20.
H9/H10 H4/H5
H1/H8 H2/H7 H4’/H5’
H11’ H11
C9/C10
C2 /C7
C1/C8 C4/C5
C11
C3/C6 1
23
45
6
7
8
9
10
11H11H11'
O
O
H4'
H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
68
Tabela 8 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ (ppm), multiplicidades, constantes de
acoplamento, J(H,H) (Hz) e correlações observadas nos espectros 2D (COSY e HMBC) para o composto 20.
C δδδδ (13C) δδδδ (1H) (integral relativa)
Constantes de acoplamento, (Hz) Multiplicidade COSY HMBC
1 e 8 47,4 3,40 (2H) 1,7 sept H2 e H7; H9 e H10; H11; H11’
C2 e C7
2 e 7 51,8 3,17 (2H) 1,7 t H1 e H8 C3 e C6; C9 e C10; C11
3 e 6 209,6
4 37,8 H4 – 2,59 (1H) m
H4’ e H5’ C3 e C6; C5 H4’ – 2,26 (1H) H4 e H5
5 37,8 H5 – 2,59 (1H) m
H4’ e H5’ C3 e C6; C4 H5’ – 2,26 (1H) H4 e H5
9 e 10 136,5 6,13 (2H) 1,7 t H1 e H8 C1 e C8
11 48,7 H11 – 1,31 (1H) 8,6 e 1,7 dt H11’; H1 e H8 C1 e C8; C9 e C10
H11’ – 1,43(1H) 8,6 e 1,7 dt H11; H1 e H8 C2 e C7; C3 e C6; C9 e C10
Todas as atribuições estão de acordo com os espectros de COSY, HSQC e HMBC.
1
23
45
6
7
8
9
10
11H11H11'
O
O
H4'
H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
69
Pelos espectros de RMN de 1H (Figura 49 – pg.: 61) e RMN de 13C (Figura 51
– pg.: 63) observa-se uma simetria para o composto 15 devido ao número de sinais
gerados e suas integrais.
O sinal observado, no espectro de RMN de 1H, em 6,13 ppm é relativo aos
hidrogênios de olefina (H9 e H10).
A distinção entre os sinais de H1 e H2 foi feita no espectro 2D de COSY
(Figura 55 – pg.: 65). Por meio da ampliação desse espectro (Figura 58) observa-se
o acoplamento de H1/H8 com H9/H10, H11, H11’. Para H2/H7 nota-se um único
acoplamento com H1/H8.
As atribuições dos hidrogênios em 4 e 5 foram feitas pelo espectro 2D de
HSQC e HMBC, onde o sinal em 2,59 ppm é relativo a H4 e H5, e o sinal em 2,26
ppm de H4’ e H5’.
Ampliando-se os desdobramentos de sinais em 2,59 ppm e 2,26 ppm (Figura
61 – pg: 71) observa-se que os hidrogênios em 4 e 5 são multipletos e possuem um
padrão de acoplamento de segunda ordem.
Espectros de segunda ordem são observados em situações onde a diferença
de deslocamento químico entre os núcleos é semelhante, em hertz, ao valor da
constante de acoplamento J, também em hertz (Figura 59). Esses espectros são
observados em acoplamentos entre núcleos que possuem deslocamento químico
quase equivalente, mas não são exatamente idênticos.
Figura 58 – Ampliação do espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 20
H9/H10 H1/H8
H1/H8
H2/H7
H11 H11’
H2/H7
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
70
Forte acoplamento, espectro de segunda ordem (∆ν/J pequeno).
Fraco acoplamento, espectro de primeira ordem (∆ν/J grande).
Figura 59 – Diferença entre espectros de primeira e segunda ordem.
Pela Figura 60 a seguir é possível observar os acoplamentos entre os
hidrogênios em 4 e 5 onde J (= JH4H5 = JH4’H5’) e J’ (= JH4H5’ = JH4’H5) são diferentes e
caracterizam um espectro de segunda ordem. Esse espectro só seria de primeira
ordem se J fosse igual a J’. Conseqüentemente, teríamos como multiplicidade um
tripleto para H4 e um tripleto para H5, idênticos.
Figura 60 – Acoplamento entre os hidrogênios H4, H4’, H5 e H5’.
Ao simular o espectro dos hidrogênios em 4 e 5, em um simulador de
espectros de segunda ordem SimEsp_NMR,58 observa-se uma grande semelhança
entre o espectro experimental e o espectro obtido pela simulação (Figura 61).
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
71
795.0
1
789.9
6
784.0
6
780.6
8
779.4
2
774.3
6
772.6
7
768.0
4
764.6
7
757.0
8
696.8
0
689.2
1
686.2
6
681.2
1
679.5
2
674.8
8
673.2
0
669.8
3
663.9
2
659.2
9
(ppm)
2.102.152.202.252.302.352.402.452.502.552.602.652.702.75
794,
6
789,
4
783,
8
780 77
8,9
776,
177
4,6
769,
6
766,
6
758,
9
695
687,
3
684,
3
679,
367
7,8
675
673,
8
670,
1
664,
5
659,
2
H1H2 H3H4
Espectro Simulado SimEsp_NMR (LSO - FFCLRP - USP)Curva Combinada: 43% Lorentziana + 57% Gaussiana
νννν
(H1) = 677,21(H2) = 776,68(H3) = 677,21(H4) = 776,68
Freqüência: 300,13 MHz Largura a meia altura: 1,0 HzIntensidade mínima: 0,01Título: Default
X(H)= 2 3 4
J(1,X)=
J(2 ,X)=
J(3,X)=
-13,50 +5,50 +9,30
+9,30 +5,50
-13,50
Figura 61– Espectros experimental e simulado de segunda ordem.
Os valores experimentais de deslocamento químico RMN de 13C do composto
20 foram confrontados com os resultados teóricos para os adutos endo e exo
obtidos através dos cálculos sem efeito solvente (Tabela 9) e com efeito solvente
(Tabela 10).
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
72
Tabela 9 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o
composto 20 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 47,4 56,2 8,8 47,8 0,4
2 e 7 51,8 59,3 7,5 57,6 5,8
3 e 6 209,6 219,2 9,6 219,3 9,7
4 e 5 37,8 39,9 2,1 41,3 3,5
9 e 10 136,5 146,2 9,7 147,9 11,4
11 48,7 58,1 9,4 50,9 2,2
SD** 2,93 4,32
MD*** 7,85 5,50 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
H
H
O
O
H11H11'
1 23
4
56789
1011
endo exo
1
23
45
6
7
8
9
10
11H11H11'
O
O
H4'
H5'
H4
H5
HH
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
73
Tabela 10 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o composto 20 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 47,4 56,8 9,4 47,9 0,5
2 e 7 51,8 60,6 8,8 58,1 6,3
3 e 6 209,6 225,9 16,3 225,2 15,6
4 e 5 37,8 40,9 3,1 42,2 4,4
9 e 10 136,5 147,2 10,7 148,4 11,9
11 48,7 58,5 9,8 51,1 2,4
SD** 4,22 5,81
MD*** 9,68 6,85 *∆δ = | δTEOR. - δEXP.| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
74
Com os dados das Tabelas 9 e 10 (pg.: 72 e 73) foi realizado um trabalho
estatístico obtendo-se os valores de desvios médio (MD) e padrão (SD), gráficos
(Figuras 62 e 63) e o coeficiente de correlação linear (R).
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
240R= 0,99936
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
240R= 0,99949
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
240R= 0,99941
13C
Cal
cula
do (
ppm
)13C Experimental (ppm)
40 80 120 160 200
40
80
120
160
200
240 R= 0,99962
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13Experimental (ppm)
Figura 62 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 20 endo e
exo sem efeito do solvente (clorofórmio).
Figura 63 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 20 endo e
exo com efeito do solvente (clorofórmio).
endo
endo
exo
exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
75
As comparações a seguir serão feitas com os valores obtidos ao
desconsiderar o efeito do solvente (Tabela 9 – pg.: 72), uma vez que melhores
resultados foram obtidos sem esse efeito.
Ao comparar os valores de desvio padrão, o aduto endo (SD=2,93)
apresentou melhor valor que o aduto exo (SD=4,32). Já os valores obtidos do
coeficiente de correlação linear são os mesmos para os dois adutos (R=0,9994).
Através dos dados gerados pelos cálculos foram confirmadas todas as
atribuições do espectro experimental de RMN de 13C dentre elas estão os carbonos
C1 (δ 47,4) e C2 (δ 51,8).
A fim de obter um estudo mais completo foram feitas correlações entre os
valores de deslocamento químico de RMN de 1H experimental e teórico dos adutos
endo e exo.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
76
Tabela 11 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o
composto 20 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 3,40 3,20 0,20 3,41 0,01
2 e 7 3,17 3,11 0,06 2,74 0,43
3 e 6
4 H4 – 2,59 2,43 0,16 3,04 0,45
H4’ – 2,26 2,42 0,16 2,48 0,22
5 H5 – 2,59 2,43 0,16 3,04 0,45
H5’ – 2,26 2,42 0,16 2,48 0,22
9 e 10 6,13 6,78 0,65 6,52 0,39
11 H11 – 1,31 1,43 0,12 1,07 0,24
H11’ – 1,43 1,69 0,26 1,32 0,11
SD** 0,17 0,16
MD*** 0,21 0,28 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP.| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
H
H
O
O
H11H11'
1 23
4
56789
1011
endo exo
1
23
45
6
7
8
9
10
11H11H11'
O
O
H4'
H5'
H4
H5
HH
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
77
Tabela 12 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o composto 20 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 e 8 3,40 3,38 0,02 3,43 0,03
2 e 7 3,17 3,28 0,11 3,12 0,05
3 e 6
4 H4 – 2,59 2,60 0,01 3,32 0,73
H4’ – 2,26 2,43 0,17 2,49 0,23
5 H5 – 2,59 2,60 0,01 3,32 0,73
H5’ – 2,26 2,43 0,17 2,49 0,23
9 e 10 6,13 7,01 0,88 6,69 0,56
11 H11 – 1,31 1,51 0,20 0,96 0,35
H11’ – 1,43 1,71 0,28 1,28 0,15
SD** 0,27 0,27
MD*** 0,21 0,34 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP.| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
78
Os gráficos (Figuras 64 e 65) a seguir foram gerados pelos dados
experimentais e teóricos que se encontram nas Tabelas 11 e 12 (pg.: 76 e 77).
1,5 3,0 4,5 6,00
1
2
3
4
5
6
7 R= 0,98776
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1,5 3,0 4,5 6,00
1
2
3
4
5
6
7 R= 0,99139
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1,5 3,0 4,5 6,0
1
2
3
4
5
6
7R= 0,9848
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1,5 3,0 4,5 6,0
1
2
3
4
5
6
7 R= 0,98379
1 H c
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
Figura 64 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 20 endo e
exo sem efeito do solvente (clorofórmio).
Figura 65 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 20 endo e
exo com efeito do solvente (clorofórmio).
endo
endo exo
exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
79
Pela Tabela 11 (pg.: 76) que desconsidera o efeito do solvente, o desvio
médio para o aduto endo (MD=0,21) é menor quando comparado ao valor de desvio
para o aduto exo (MD=0,28). O coeficiente de correlação linear para o aduto endo
(R=0,9878) é melhor frente ao aduto exo (R=0,9848).
Pelos resultados dos cálculos computacionais para o composto 20 foi possível
confirmar todos os assinalamentos de RMN de 1H, entre esses estão os hidrogênios
da ponte (H11 e H11’) e os hidrogênios H4/H5 e H4’/H5’.
Os valores gerados para os cálculos das constantes de acoplamento não
foram correlacionados com o experimental uma vez que não foi utilizado para esses
cálculos uma base apropriada como mencionado na discussão do composto 3.
Os gráficos a seguir correlacionam os dados experimentais e teóricos para o
aduto endo.
C1 C2 C3 C4 C9 C11
50
100
150
200
Des
loca
men
to q
uím
ico
13C
(pp
m)
Átomo de Carbono
Experimental Teórico (endo)
H1 H2 H4 H4' H9 H11 H11'0
2
4
6
Des
loca
men
to q
uím
ico
13C
(pp
m)
Átomo de Carbono
Experimental Teórico (endo)
Pelos gráficos da Figura 66 de correlação de deslocamento químico, observa-
se um mesmo padrão de comportamento funcional entre os valores experimental e
teórico de RMN de 13C (A) e RMN de 1H (B). Em suma, pode-se afirmar por meio
dos cálculos que o composto de estudo é o aduto endo.
Figura 66 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN de 13C (A) e de RMN
de 1H (B) experimental e teórico para composto 20 endo sem efeito do solvente (clorofórmio).
A
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
80
rel -(6S)-6-hidroxitriciclo[6.2.1.0 2,7]undec-9-en-3-ona (21):
1
2
3
45
6
7
8
9
10
11
H11H11'
HO
O
H4
H5H4'
H5'H
Bruker
1.6
086
0.9
981
0.8
242
0.8
991
2.4
522
2.2
609
2.3
938
2.3
458
Inte
gra
l
6.1
242
6.1
151
6.1
060
6.0
497
6.0
405
6.0
329
6.0
223
4.2
291
4.2
170
4.2
033
4.1
896
3.1
651
2.9
947
2.8
120
2.7
998
2.7
785
2.7
679
2.7
542
2.7
450
2.7
100
2.1
270
2.1
027
2.0
829
2.0
616
1.7
845
1.7
587
1.7
465
1.7
343
1.7
236
1.7
115
1.7
008
1.6
886
1.6
795
1.6
673
1.3
355
1.3
294
1.3
066
1.2
168
1.1
878
(ppm)
-0.50.51.52.53.54.55.56.57.58.5
*** Current Data Parameters ***
NAME : efmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 16.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 13.78 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.49
Hz_cm : 146.67
AQ_time : 2.1889020 sec
Figura 67 – Espectro de RMN de 1H do composto 21.
21
H9 H10
H6 H1 H8
H2
H4/H4’ H5/H5’
H11
H11’
H7
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
81
Figura 68 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do composto 21.
Bruker
(ppm)
5.9705.9805.9906.0006.0106.0206.0306.0406.0506.0606.070
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-80
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 16.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.61
AQ_time : 2.1889020 sec
JH10; H1= 3,0
JH10; H9= 5,5
Bruker
(ppm)
6.0606.0706.0806.0906.1006.1106.1206.1306.1406.1506.160
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-80
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 16.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.61
AQ_time : 2.1889020 sec
JH9; H10= 5,5
JH9; H8= 3,0
JH11; H1= 1,4
JH11; H8= 1,4
JH11; H11’= 8,2
Bruker
(ppm)
1.1601.1701.1801.1901.2001.2101.2201.230
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-80
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 16.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5000000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.19
AQ_time : 2.1889020 sec
JH11’; H1= 1,4
JH11’; H8= 1,4
JH11’; H11= 8,2
Bruker
(ppm)
1.2801.2901.3001.3101.3201.3301.3401.3501.360
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-80
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 16.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.30
AQ_time : 2.1889020 sec
Bruker
(ppm)
2.662.682.702.722.742.762.782.802.822.84
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-80
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 16.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5000000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 2.67
AQ_time : 2.1889020 sec
JH2; H1= 4,1
JH2; H7= 10,1
Bruker
(ppm)
2.662.682.702.722.742.762.782.802.822.84
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-80
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 16.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5000000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 17.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 2.67
AQ_time : 2.1889020 sec
JH7; H2= 10,1
JH7; H6= 10,1
JH7; H8= 4,1
H9 H10
H7 H2
H11 H11’
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
82
Bruker
213.3
694
136.3
774
135.1
437
67.4
045
51.3
360
49.7
977
45.6
701
45.6
092
44.9
771
35.8
995
27.5
683
(ppm)
20406080100120140160180200220240
*** Current Data Parameters ***
NAME : efmito~1
EXPNO : 3
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 147
P[1] : 14.5 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zgpg30
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 0.8699900 sec
Figura 69 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 21.
13
6.3
85
61
35
.15
95
67
.41
27
51
.33
65
49
.79
82
45
.67
82
45
.60
97
44
.97
76
35
.90
00
27
.56
88
(ppm)
102030405060708090100110120130140150160170180190
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-80
EXPNO : 2
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Feb 25 2006
NS : 34
P[1] : 14.5 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : dept135
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 8.69
Hz_cm : 655.70
AQ_time : 1.7399810 sec
Figura 70 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 21.
C3 C9 C10
C6
C2
C11
C4 C5
C8
C4 C5 C11
C9 C10
C6 C2
C1 C7
C8
C1
C7
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
83
6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.50.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
1.59[11]
1.61[11]
1.62[11]
1.72[5]1.73[5]
1.78[11']
1.78[11']
2.13[2]
2.14[2]
2.14[2]
2.15[2]
2.15[2]
2.16[2]
2.17[2]
2.17[2]2.18[2]
2.18[2]2.33[4]
2.37[Comb]
2.38[4']2.39[4']
2.40[4']
2.42[4']
2.44[4']2.46[4']
3.02[1]
3.03[1]
3.03[8]
4.03[6]
4.04[6]
4.06[6]4.06[6]
4.07[6]
4.09[6]
4.09[6]
6.01[10]6.02[10]
6.03[10]6.03[10]6.04[10]
6.25[9]6.26[9]
9
10 1
8
11
2
7 3
6 4
5
O13
OH12
H11
H11'
H4
H4'H
5H5'
Figura 71 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 21.
145 140 135 130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 250
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
31.64(5)36.91(4)41.54(7)
46.50(1)46.75(11)
51.88(8)55.41(2)66.67(6)135.03(10)139.03(9)
9
10 1
8
11
2
7 3
6 4
5
O13
OH12
2000
50
100
210.51(3)
Figura 72 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 21.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
84
Figura 73 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 21.
H9 H10 H6 H1 H8
H2 H4/H4’ H5/H5’
H11
H11’
H7
H9 H10
H6
H1 H8 H2
H4/H4’
H5/H5’
H11 H11’
H7
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
85
Figura 74 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 21.
H9 H10 H6 H1
H8
H2
H4/H4’ H5/H5’
H11
H11’
H7
C9
C10
C6
C2 C11
C4 C5
C1
C7
C8
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
86
Figura 75 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 21.
H9 H10 H6 H1
H8
H2
H4/H4’ H5/H5’
H11
H11’
H7
C9
C3
C10
C6
C2
C11
C8
C4
C5 C1
C7
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
87
Figura 76 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 21.
H9
H6 H1 H8
H4/H4’ H5/H5’
H11 H11’
H10 H2
H7
H6
H1 H8 H2
H4/H4’
H5/H5’
H11 H11’
H9
H10
H7
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
88
Tabela 13 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ (ppm), multiplicidades, constantes de
acoplamento, J(H,H) (Hz) e correlações observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY) para o composto 21.
C δδδδ (13C) δδδδ (1H) (integral relativa)
Constantes de acoplamento, (Hz) Multiplicidade COSY HMBC NOESY
1 45,7* 3,16 (1H) sl H2; H10; H11; H11’ H9; H10; H11; H11’ 2 51,3 2,79 (1H) 10,1 e 4,1 dd H7; H1 C1; C3; C7; C10 H11 3 213,7
4 35,9 H4 – 2,09 (1H) m H5; H5’ C3; C5; C6 H4’ – 2,09 (1H)
5 27,6 H5 – 1,72 (1H) m H4; H4’; H6 C3; C4; C6; C7 H5’ – 1,72 (1H) 6 67,4 4,22 (1H) m H5; H5’; H7 C2; C7 7 45,6* 2,76 (1H) 10,1 e 4,1 td H2; H6; H8 C2; C3; C8 H11 8 44,9 2,99 (1H) sl H7; H9; H11; H11’ C2; C7 H11
9 135,1 6,11 (1H) 5,5 e 3,0 dd H10; H8 C7; C8; C10; C11 H1
10 136,4 6,03 (1H) 5,5 e 3,0 dd H9; H1 C1; C11 H1
11 49,8 H11 – 1,25 (1H) 8,2 e 1,4 dt H11’; H1; H8 C1; C2; C7; C8;
C9; C10 H1; H2; H7; H8
H11’ – 1,31 (1H) 8,2 e 1,4 dt H11; H1; H8 H1 * Os sinais podem estar trocados. Todas as atribuições estão de acordo com os espectros de COSY, HSQC, HMBC e NOESY
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
89
No espectro de RMN de 1H do composto 21 a distinção entre os hidrogênios
H2 e H7 foi realizada com o espectro de RMN 2D de COSY (Figura 73 – pg.: 84).
Ampliando-se uma pequena região desse espectro (Figura 77), observa-se que o
hidrogênio possível de se acoplar simultaneamente com H8 e H6 é o H7 em δ 2,76,
logo o acoplamento com o H1 é feito com H2 em δ 2,79.
Com base nessas atribuições foi possível, pela ampliação do espectro de
RMN 2D do HMBC (Figura 79), fazer as atribuições dos carbonos C9 em δ 135,1 e
C10 em δ 136,4 e em seguida, pelo espectro de RMN 2D do HSQC (Figura 74 – pg.:
85), atribuir os sinais dos hidrogênios H9 em δ 6,11 e H10 em δ 6,03.
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
Figura 77 – Ampliação do espectro
de RMN 2D (1H, 1H-COSY)
do composto 21
Figura 79 – Ampliação do espectro de RMN 2D
(1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 21
Figura 78 – Ampliação do espectro
de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC)
do composto 21
C9 C10
H2 H7 H11’
H11
H4 H5
C4
C5
C8 C7
H2 H7
H1 H8
H2
H6
H7
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
90
As atribuições dos hidrogênios H4 e H5 foram feitas pelo espectro de RMN 2D
de HMBC (Figura 75 – pg.: 86). Pela ampliação de uma pequena região desse
espectro (Figura 78) observa-se claramente que há um acoplamento de H4 (ou H5)
com o carbono C7. Sabendo-se que no HMBC os sinais detectados com grande
intensidade estão a duas e três ligações, então, o sinal em δ 1,72 é relativo ao
hidrogênio H5, que se encontra a três ligações do carbono C7, por outro lado, o H4
em δ 2,09 não geraria um sinal tão intenso como o observado no espectro pois se
encontra a quatro ligações de C7.
Os sinais dos hidrogênios da ponte (H11 e H11’) foram atribuídos pelo espectro
simulado de RMN de 1H e confirmados pelo espectro de NOESY (Figura 76 – pg.:
87), onde se observa um acoplamento de H11 com H2 e H7 (sendo que o mesmo não
se observa para H11’).
O espectro de RMN de 13C (Figura 69 – pg.: 79) mostra um sinal em δ 213,7
relativo à carbonila de cetona, não sendo observado no DEPT 135 (Figura 70 – pg.:
82).
Os sinais relativos aos carbonos C1 e C7 não foram possíveis de serem
distinguidos uma vez que a diferença entre esses deslocamentos é menor que 0,1.
Os valores encontrados nas atribuições inequívocas foram comparados com
os valores teóricos para os adutos endo e exo por meio de tabelas e gráficos
mostrados a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
91
Tabela 14 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o
composto 21 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) sem efeito do solvente Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 45,7 49,4 3,7 47,6 1,9
2 51,3 56,4 5,1 54,4 3,1
3 213,7 219,6 5,9 223,0 9,3
4 35,9 36,3 0,4 41,3 5,4
5 27,6 32,8 5,2 37,8 10,2
6 67,4 68,8 1,4 78,2 10,8
7 45,6 52,4 6,8 59,0 13,4
8 44,9 50,9 6,0 48,9 4,0
9 135,1 146,6 11,5 149,3 14,2
10 136,4 141,1 4,7 146,6 10,2
11 49,8 52,1 2,3 49,0 0,8
SD** 3,00 4,70
MD*** 4,82 7,57 *∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
H
H
OH11H11'
1 23
4
567
89
1011
OHH
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
92
Tabela 15 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o composto 21 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 45,7 49,2 3,5 47,7 2,0
2 51,3 57,2 5,9 55,1 3,8
3 213,7 226,9 13,2 229,5 15,8
4 35,9 37,6 1,7 42,4 6,5
5 27,6 32,4 4,8 37,5 9,9
6 67,4 68,5 1,1 78,4 11,0
7 45,6 52,7 7,1 57,8 12,2
8 44,9 50,9 6,0 49,2 4,3
9 135,1 148,9 13,8 150,2 15,1
10 136,4 139,5 3,1 146,7 10,3
11 49,8 52,3 2,5 49,2 0,6
SD** 4,29 5,20
MD*** 5,70 8,32 *∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
93
Os gráficos (Figuras 80 e 81) a seguir foram plotados a partir dos dados
apresentados nas Tabelas 14 e 15 (pg.: 91 e 92).
0 40 80 120 160 200 2400
40
80
120
160
200
240R=0.99895
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 40 80 120 160 200 2400
40
80
120
160
200
240 R= 0,9972
13C
Cal
cula
do (
ppm
)13C Experimental (ppm)
0 40 80 120 160 200 2400
40
80
120
160
200
240R=0.99867
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 40 80 120 160 200 2400
40
80
120
160
200
240 R= 0,99787
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
endo
Figura 80 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 21 endo e exo
sem efeito do solvente (clorofórmio).
endo exo
exo
Figura 81 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 21 endo e exo
com efeito do solvente (clorofórmio).
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
94
Pela análise das Tabelas 14 e 15 (pg.: 91 e 92) os melhores valores de desvio
médio (MD) e desvio padrão (SD) são obtidos quando o efeito do solvente é
desconsiderado.
Quando se compara os valores de desvio padrão (Tabela 14 – pg.: 91)
observa-se que o aduto endo (SD=3,00) apresenta melhores resultados frente ao
aduto exo (SD=4,70). Pelos gráficos, o coeficiente de correlação linear apresenta
melhores resultados para o aduto endo (R=0,9990) frente ao aduto exo (R=0,9972).
Os assinalamentos dos carbonos C9, C10, C4 e C5 foram confirmados por meio
dos cálculos de deslocamento químico.
Os cálculos para o aduto endo apresentaram melhores resultados e o modelo
utilizado, B3LYP/cc-pVTZ, foi satisfatório na descrição dos valores de deslocamento
químico de RMN de 13C.
A fim de obter uma análise mais precisa os valores para o deslocamento
químico de RMN de 1H experimental e teórico foram comparados, obtendo-se os
resultados mostrados nas Tabelas 16 e 17 a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
95
Tabela 16 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o
composto 21 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 3,16 3,15 0,01 3,47 0,31
2 2,76 2,84 0,08 2,10 0,66
3
4 H4 – 2,09 2,01 0,08 2,45 0,36
H4’ – 2,09 2,31 0,22 2,46 0,37
5 H5 – 1,72 1,86 0,14 1,60 0,12
H5’ – 1,72 1,66 0,06 2,01 0,29
6 4,22 3,53 0,69 2,94 1,28
7 2,79 2,64 0,15 1,25 1,54
8 2,99 2,62 0,37 3,03 0,04
9 6,11 6,40 0,29 6,57 0,46
10 6,03 6,13 0,1 6,46 0,43
11 H11 – 1,25 1,17 0,08 1,18 0,07
H11’ – 1,31 1,35 0,04 1,34 0,03
SD** 0,19 0,46
MD*** 0,18 0,46 *∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
H
H
OH11H11'
1 23
4
567
89
1011
OHH
O
1
2
3
45
6HOH
7
8
9
10
11H11H11'
H4'H5'
H4
H5
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
96
Tabela 17 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o composto 21 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 3,16 3,16 0 3,45 0,29
2 2,76 3,08 0,32 2,39 0,37
3
H4 –2,09 2,1 0,01 2,48 0,39
4 H4’ –2,09 2,26 0,17 2,61 0,52
H5 –1,72 1,92 0,2 1,80 0,08
5 H5’ –1,72 1,74 0,02 1,97 0,25
6 4,22 3,68 0,54 3,03 1,19
7 2,79 2,87 0,08 1,57 1,22
8 2,99 2,78 0,21 3,07 0,08
9 6,11 6,59 0,48 6,76 0,65
10 6,03 6,1 0,07 6,61 0,58
H11 – 1,25 1,26 0,05 1,17 0,08
11 H11’ – 1,31 1,24 0,01 1,28 0,03
SD** 0,18 0,39
MD*** 0,17 0,44 *∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
97
Os gráficos de correlação entre os valores experimentais e teóricos foram
gerados para uma melhor interpretação dos dados das Tabelas 16 e 17 (pg.: 95 e
96).
1.5 3.0 4.5 6.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5R=0.98766
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1.5 3.0 4.5 6.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5R=0.98915
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1,5 3,0 4,5 6,0
1,5
3,0
4,5
6,0
7,5R= 0,92999
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1,5 3,0 4,5 6,0
1,5
3,0
4,5
6,0
7,5R= 0,9432
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
endo
Figura 82 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 21 endo e exo
sem efeito do solvente (clorofórmio).
exo
Figura 83 – Gráfico do deslocamento químico de RMN 1H para composto 21 endo e exo
com efeito do solvente (clorofórmio).
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
98
Ao desconsiderar o efeito do solvente (Tabela 16 – pg.: 95) percebe-se que
os resultados de desvios médio e padrão para o aduto endo (MD=0,18, SD=0,19)
foram melhores frente aos valores para o aduto exo (MD=0,46, SD=0,46). Ao
compararmos os valores do coeficiente de correlação linear obtidos pelos gráficos
da Figura 82 (pg.: 97) percebe-se melhores valores para o aduto endo (R=0,9877)
quando comparado ao aduto exo (R=0,9299).
O modelo teórico utilizado, B3LYP/cc-pVTZ, foi satisfatório em descrever os
valores de deslocamento químico RMN de 1H, sendo os melhores resultados para o
aduto endo.
Algumas atribuições foram confirmadas com os cálculos, entre elas estão os
hidrogênios da ponte H11 (δ 1,25) e H11’(δ 1,31).
Por meio de gráficos, foram observadas as diferenças entre os valores
experimentais e teóricos de deslocamento químico de RMN de 13C e RMN de 1H.
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11
50
100
150
200
250
Des
loca
men
to q
uím
ico
13C
(pp
m)
Átomo de Carbono
Experimental Teórico (endo)
H1 H2 H3 H4 H4' H5 H5' H6 H7 H8 H9 H10 H11 H11'0
2
4
6
Des
loca
men
to q
uím
ico
1 H (
ppm
)
Átomo de Hidrogênio
Experimental Teórico (endo)
Pela análise dos gráficos da Figura 84 observa-se um mesmo padrão de
comportamento funcional entre os valores experimental e teórico de RMN de 13C (A)
e RMN de 1H (B). Pelo gráfico B nota-se também que o sinal de H6 apresenta uma
diferença pronunciada, o que pode ser atribuído a dificuldade do programa em
detectar o comportamento desse próton na presença do oxigênio da hidroxila.
O composto em questão é o aduto endo, de acordo com as análises de
gráficos e tabelas.
Figura 84 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN de 13C (A) e de RMN
de 1H (B) experimental e teórico para composto 21 endo sem efeito do solvente (clorofórmio).
A B
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
99
rel -(1R,6S,7R,2S,8S)-3-Oxo-6-(3,4,5-trimetoxifenilcarb onilóxi)triciclo[6.2.1.0 2,7]
undec-9-eno (22):
Bruker
2.0
00
0
1.0
55
9
0.9
72
2
1.0
61
1
9.0
39
8
1.0
14
5
3.0
83
8
4.3
94
3
1.1
51
4
1.2
90
8
Inte
gra
l6
.10
95
6.0
99
45
.94
58
5.9
36
45
.92
71
5.9
17
85
.54
58
5.5
35
05
.52
71
5.5
20
75
.51
13
5.5
03
45
.49
34
3.8
40
33
.80
23
3.7
24
03
.23
07
2.9
95
12
.98
72
2.9
77
22
.96
86
2.9
60
02
.94
49
2.9
32
72
.90
97
2.8
96
82
.27
71
2.2
54
82
.24
19
2.2
18
22
.19
59
2.1
79
42
.17
29
2.1
52
82
.09
39
2.0
74
62
.05
73
2.0
32
92
.01
21
1.9
87
71
.97
83
1.9
67
61
.95
18
1.9
47
51
.94
24
1.9
33
11
.92
59
1.9
16
61
.90
72
1.8
96
51
.37
87
1.3
73
01
.35
65
1.3
50
71
.34
50
1.2
61
71
.23
37
1.1
66
91
.16
19
1.1
43
9
(ppm)
0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.0
*** Current Data Parameters ***
NAME : 7fmito~1
EXPNO : 11
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jan 24 2006
NS : 8
P[1] : 10.3 usec
PROBHD : 5 mm Multinuclear inverse
PULPROG : zg
RG : 32.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 11.7651 ppm
SW_h : 3531.073 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.30 Hz
SI : 16384
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 13.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.38
Hz_cm : 113.20
AQ_time : 4.6399490 sec
Figura 85 – Espectro de RMN de 1H do composto 22.
22
H14/H18
H9 H10 H6
H19/H20/H21
H8
H1 H4’/H4
H5’/H5
H11 H11’
H7 H2
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
100
Figura 86 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do composto 22.
Bruker
(ppm)
6.0806.0906.1006.1106.1206.1306.1406.1506.1606.1706.1806.190
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jun 29 2005
NS : 8
P[1] : 14.4 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg
RG : 64.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5900000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.60
AQ_time : 2.1889020 sec
JH9; H10= 5,6
JH9; H8= 2,7
Bruker
(ppm)
5.9105.9205.9305.9405.9505.9605.9705.980
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jun 29 2005
NS : 8
P[1] : 14.4 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg
RG : 64.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5900000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.23
AQ_time : 2.1889020 sec
JH10; H1= 2,7
JH10; H9= 5,6
Bruker
(ppm)
5.5305.5405.5505.5605.5705.5805.5905.6005.6105.6205.6305.640
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 22 2007
NS : 1
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 228.1000061
SOLVENT : CDCl3
SW : 21.0344 ppm
SW_h : 6313.131 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 7.68 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.74
AQ_time : 5.1904510 sec
JH6; H7= 2,9
JH6; H5’= 5,4
JH6; H5= 7,4
Bruker
(ppm)
1.3401.3501.3601.3701.3801.3901.4001.4101.4201.430
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jun 29 2005
NS : 8
P[1] : 14.4 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg
RG : 64.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5900000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.30
AQ_time : 2.1889020 sec
JH11’; H1= 2,7
JH11’; H8= 2,7
JH11’; H11= 8,4
Bruker
(ppm)
1.2301.2401.2501.2601.2701.2801.2901.300
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jun 29 2005
NS : 8
P[1] : 14.4 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg
RG : 64.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5900000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.10
AQ_time : 2.1889020 sec
JH11; H1= 2,7
JH11; H8= 2,7
JH11; H11’= 8,4
JH2; H1= 2,7
JH2; H7= 5,4
Bruker
(ppm)
3.0083.0123.0163.0203.0243.0283.0323.0363.0403.0443.048
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jun 29 2005
NS : 8
P[1] : 14.4 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg
RG : 64.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5900000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.64
AQ_time : 2.1889020 sec
Bruker
(ppm)
2.9682.9722.9762.9802.9842.9882.9922.9963.0003.0043.0083.012
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jun 29 2005
NS : 8
P[1] : 14.4 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zg
RG : 64.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 24.9390 ppm
SW_h : 7485.030 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5900000
LB : -0.80 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.65
AQ_time : 2.1889020 sec
JH7; H2=5,4
JH7; H6=2,9
H9 H10
H6 H2
H7 H11’
H11
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
101
Bruker
21
1.4
65
5
16
5.1
33
3
15
2.9
10
5
14
2.2
18
51
35
.75
30
13
5.3
79
8
12
5.0
00
0
10
6.7
83
9
77
.41
88
77
.00
00
76
.57
35
70
.00
90
60
.84
77
56
.14
13
51
.65
58
49
.64
54
45
.38
07
45
.04
57
44
.39
07
35
.57
21
25
.59
59
(ppm)
20406080100120140160180200220240
*** Current Data Parameters ***
NAME : 1fmito~1
EXPNO : 3
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.0000000 sec
DATE_d : Jul 20 2005
NS : 62077
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zgpg30
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 0.8699900 sec
Figura 87 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 22.
Bruker
13
5.7
60
71
35
.38
75
10
6.7
84
0
70
.01
67
60
.85
54
56
.24
80
56
.14
90
51
.66
35
49
.66
07
45
.38
84
45
.04
57
44
.39
84
35
.57
98
25
.60
36
(ppm)
30405060708090100110120130
*** Current Data Parameters ***
NAME : 1fmito~1
EXPNO : 2
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.5000000 sec
DATE_d : Jul 18 2005
NS : 10000
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : dept135
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 5.22
Hz_cm : 394.16
AQ_time : 1.7399810 sec
Figura 88 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 22
C3 C12
C15/C17
C16 C13
C6
C14/C18
C20
C19/C21
C2
C11
C7
C4 C5
C4 C5 C11
C9 C14/C18
C6 C20
C19/C21
C2
C10
C9 C10 C1
C8
C7 C1
C8
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
102
4.00 3.90 3.80 3.70 3.60 3.50 3.40 3.30 3.20 3.10 3.00 2.90 2.80 2.70 2.60 2.50 2.40 2.30 2.20 2.10 2.00 1.90 1.80 1.70 1.600
5
10
15
20
25
[11][11]
[11][11]
[11]
[5][5][11']
[5][Comb]
[11'][11']
[11'][11'][2]
[4][4][2][2]
[Comb][7]
[4'][4']
[5'][5']
[5'][5']
[5'][5']
[5'][5'][1]
[1][1]
[1][1][1][8]
[8][8]
[8][8]
[20]
9
101
8
11
2
7 3
46
5
O27
O23
12O22
14
15
13
16
18
17
O26
O25
O24
CH321
CH320
CH319
H11
H11'
H4
H5
H4'
H5'
7 6 5 40
5
[6][10]
[9]
[14,18]
Figura 89 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 22
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 300
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
28.47(5)37.79(4)39.59(7)
46.50(1)54.28(2)
56.62(21;19)
60.94(20)72.02(6)
106.85(14;18)
126.43(13)
135.03(10)137.45(9)
142.13(16)
153.07(15;17)
165.10(12)
9
101
8
11
2
7 3
46
5
O27
O23
12O22
14
15
13
16
18
17
O26
O25
O24
CH321
CH320
CH319
2000
50
210.51(3)
50 450
50
46.60(11)51.84(8)
Figura 90 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 22
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
103
Figura 91 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 22
H14/H18
H9 H10 H6
H19/H20/H21
H8 H11’ H11
H1 H4’/H4
H5’/H5 H7
H2
H14/H18
H19/H20/H21
H9 H10 H6
H8
H11’ H11
H4’/H4
H5’/H5
H7 H2 H1
MeO
MeO
MeOO
O
O
H11H11'
12
34
56
7
89
1011
12
18
1314
17
1615
H4
H5H4'
H5'
19
21
20
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
104
Figura 92 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 22
H14/H18
H9 H10 H6
H19/H20/H21
H8
H4’/H4
H5’/H5
H11’ H11
H7 H2 H1
C2
C10
C14/C18
C6
C20 C19/C21
C11
C4
C5
C1
C8
C7
C9
MeO
MeO
MeOO
O
O
H11H11'
12
34
56
7
89
1011
12
18
1314
17
1615
H4
H5H4'
H5'
19
21
20
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
105
Figura 93 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 22
C10
C14/C18
C6 C20
C19/C21
C11
C7
C4
C5
C3
C12
C15/C17
C16
C13
C2
C1 C8
C9
H8
H14/H18
H9 H10 H6
H19/H20/H21
H11’ H11
H1 H4’/H4
H5’/H5
H7 H2
MeO
MeO
MeOO
O
O
H11H11'
12
34
56
7
89
1011
12
18
1314
17
1615
H4
H5H4'
H5'
19
21
20
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
106
Figura 94 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 22
H9 H10 H6 H19/H20/H21 H8
H1 H4’/H4
H5’/H5 H11’ H11
H7 H2
H19/H20/H21
H9
H10
H6
H8
H4’/H4 H5’/H5
H11’ H11
H7
H2
H1
MeO
MeO
MeOO
O
O
H11H11'
12
34
56
7
89
1011
12
18
1314
17
1615
H4
H5H4'
H5'
19
21
20
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
107
Tabela 18 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ (ppm), multiplicidades, constantes de aco-
plamento, J(H,H) (Hz) e correlações observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY) para o composto 22.
C δδδδ (13C) δδδδ (1H) (integral relativa)
Constantes de acoplamento, (Hz) Multiplicidade COSY HMBC NOESY
1 45,4 2,99 (1H) m H2; H10; H11; H11’ C3 H10
2 51,7 3,04 (1H) 5,4; 2,7 dd H7; H1 C8 H4; H6; H11 3 211,5
4 35,6 H4 – 2,25 (1H) m H4’; H5; H5’
C3; C5; C6 H2; H5; H6
H4’ – 2,31 (1H) m H4; H5; H5’ H5’
5 25,6 H5 – 2,01 (1H) m H4; H4’; H5’; H6
C3; C6; C7 H4; H6; H7
H5’ – 2,09 (1H) m H4; H4’; H5; H6 H4’ 6 70,0 5,58 (1H) 7,4; 5,4; 2,9 ddd H5; H5’; H7 H2; H4; H5 7 44,4 3,07 (1H) 5,4; 2,9 dd H2; H6 C2; C9 H5; H11 8 45,0 3,30 (1H) sl H9; H11; H11’ H9; H11; H11’
9 135,8 6,18 (1H) 5,6; 2,7 dd H10; H8 C8 H8
10 135,4 6,00 (1H) 5,6; 2,7 dd H9; H1 C8 H1
11 49,7 H11 – 1,31 (1H) 8,4; 2,7 dt H11; H8; H1 C9 H2; H7; H8
H11’ – 1,43 (1H) 8,4; 2,7 dt H11’; H8; H1 C2; C8; C9 H8
MeO
MeO
MeOO
O
O
H11H11'
12
34
56
7
89
1011
12
18
1314
17
1615
H4
H5H4'
H5'
19
21
20
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
108
Tabela 18 – Continuação
12 165,1
13 125,0
14 e 18 106,8 7,14 (2H) s C12; C13; C15;
C16
15 e 17 152,9
16 142,2
19 e 21 56,2 3,88 (6H) s C16
20 60,9 3,88 (3H) s C15 Todas as atribuições estão de acordo com os espectros de COSY, HSQC, HMBC e NOESY.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
109
A distinção entre os sinais dos hidrogênios em 4 e 5 foi feita pelo espectro de
RMN 2D de HMBC (Figura 93 – pg.: 105) onde observa-se um acoplamento entre os
hidrogênios em 5 e o carbono C7, que se encontram a três ligações. O mesmo não é
possível de observar com os hidrogênios em 4, que se encontram a quatro ligações
de C7.
A distinção entre os hidrogênios H1 (δ 2,99), H2 (δ 3,04), H7 (δ 3,07) e H8 (δ
3,30) foi feita com o auxílio do espectro de RMN 2D de COSY (Figura 91 – pg.: 103).
Pela ampliação desse espectro (Figura 95) observa-se os acoplamentos entre os
hidrogênios H8 e H9; H7 e H6 e entre H1 e H10. A partir dessas atribuições foi possível
fazer as atribuições, pelo espectro 2D de HSQC (Figura 92 – pg.: 104 – ampliação
Figura 96), dos carbonos C1 em δ 45,4, de C2 em δ 51,7, de C7 em δ 44,4 e de C8
em δ 45,0.
H8 H1 H7
H2
H10
H9
H6
Figura 95 – Ampliação do espectro de
RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 22
H8 H1 H7
H2
C8 C1
C7
C2
Figura 96 – Ampliação do espectro de
RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 22
MeO
MeO
M eO
O
O
O
H11H11'
1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
18
13
14
17
16
15
H4
H5H4 '
H5 '
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
110
A distinção entre os sinais dos hidrogênios da ponte (H11 – δ 1,31 e H11’ – δ
1,43) foi feita pelo espectro de NOESY (Figura 94 – pg.: 106), onde é possível
observar que H11 acopla com H2 e H7. O mesmo não se observa para H11’.
Pelo espectro de RMN 2D de NOESY também foi possível fazer a distinção
entre os hidrogênios H4 (δ 2,25) e H4’ (δ 2,31) e entre os hidrogênios H5 (δ 2,01) e
H5’ (δ 2,09), uma vez que se observa um acoplamento entre H4 e H6 e entre H5 e H6.
Os valores encontrados no assinalamento inequívoco dos espectros de RMN
de 1H e RMN de 13C foram comparados com os valores teóricos para os adutos
endo e exo por meio de Tabelas e Gráficos mostrados a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
111
Tabela 19 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental
para o composto 22 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 45,4 49,7 4,3 48,3 2,9
2 51,7 57,2 5,5 54,4 2,7
3 211,5 218,2 6,7 223,1 11,6
4 35,6 35,5 0,1 40,9 5,3
5 25,6 28,9 3,3 32,3 6,7
6 70 72,6 2,6 81,1 11,1
7 44,4 52,6 8,2 52,8 8,4
8 45 50,8 5,8 49,8 4,8
9 135,8 141,9 6,1 149,0 13,2
10 135,4 143,0 7,6 146,9 11,5
11 49,7 53,4 3,7 49,5 0,2
12 165,1 170,7 5,6 172,7 7,6
13 125 130,2 5,2 132,0 7,0
14 e 18 106,8 117,1 10,3 109,8 3,0
15 e 17 152,9 160,9 8,0 162,5 9,6
MeO
MeO
MeOO
O
O
H11H11'
12
34
56
7
89
1011
12
18
1314
17
1615
H4
H5H4'
H5'
19
21
20H
H
OH11H11'
O
O
OMe
OMe
OMe
1 2 34
56789
1011
12 1314
15
1817
16
19
21
20
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
112
Tabela 19 – Continuação
16 142,2 154,6 12,4 152,0 9,8
19 e 21 56,2 57,7 1,5 56,8 0,6
20 60,9 59,3 1,6 61,7 0,8
SD** 3,15 4,16
MD*** 5,48 6,49 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Tabela 20 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o composto 22 com efeito do
solvente (clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 45,4 49,3 3,9 48,0 2,6
2 51,7 57,7 6,0 54,8 3,1
3 211,5 223,5 12,0 228,6 17,1
4 35,6 36,0 0,4 41,4 5,8
5 25,6 28,6 3,0 31,9 6,3
6 70,0 73,3 3,3 81,7 11,7
7 44,4 52,0 7,6 52,3 7,9
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
113
Tabela 20 – Continuação
8 45,0 50,5 5,5 49,6 4,6
9 135,8 143,0 7,2 149,5 13,7
10 135,4 142,6 7,2 146,9 11,5
11 49,7 53,3 3,6 49,4 0,3
12 165,1 172,3 7,2 174,3 9,2
13 125,0 130,5 5,5 132,5 7,5
14 e 18 106,8 117,5 10,7 110,4 3,6
15 e 17 152,9 161,4 8,5 163,1 10,2
16 142,2 155,2 13,0 151,9 9,7
19 e 21 56,2 58,3 2,1 57,4 1,2
20 60,9 59,9 1,0 62,2 1,3
SD** 3,59 4,71
MD*** 5,98 7,07 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
114
A partir dos valores gerados nas Tabelas 19 e 20 (pg.: 111 e 112) de
comparação entre experimental e teórico, foram plotados os gráficos a seguir
(Figuras 97 e 98).
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250R= 0.99865
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
2500.99897
R= 0.99897
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250R=0,99839
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250R=0,9985
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
Figura 97 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 22 endo e exo
sem efeito do solvente (clorofórmio).
Figura 98 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 22 endo e exo
com efeito do solvente (clorofórmio).
endo exo
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
115
Na comparação entre os dados de deslocamento químico de RMN de 13C
observa-se melhores resultados sem efeito solvente.
Ao analisar os dados sem o efeito do solvente é possível observar que os
valores de desvio padrão, desvio médio e coeficiente de correlação linear para o
aduto endo (SD= 3,15; MD= 5,48; R= 0,9987) foram melhores quando comparado
aos valores para o aduto exo (SD= 4,16; MD= 6,49; R= 0,9984).
Portanto, o modelo utilizado, B3LYP/cc-pVTZ, descreveu com eficiência os
valores para o cálculo de deslocamento químico de RMN de 13C para o composto
22.
Além do deslocamento químico de RMN de 13C, foram analisados os cálculos
de deslocamento químico de RMN de 1H para o composto 22.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
116
Tabela 21 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental
para o composto 22 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 2,99 3,03 0,04 3,54 0,55
2 3,04 2,73 0,31 2,52 0,52
3
4 H4 – 2,25 1,90 0,43 2,62 0,37
H4’ – 2,31 1,82 0,49 2,66 0,35
5 H5 – 2,01 1,61 0,40 2,39 0,38
H5’ – 2,09 2,12 0,03 2,00 0,09
6 5,58 5,39 0,20 4,56 1,02
7 3,07 2,71 0,36 2,40 0,67
8 3,30 2,57 0,73 2,94 0,36
9 6,18 6,09 0,09 6,82 0,64
10 6,00 6,50 0,50 6,67 0,67
11 H11 – 1,31 1,05 0,26 1,22 0,09
H11’ –1,43 1,30 0,13 1,33 0,10
13
14 e 18 7,14 7,33 0,19 7,65 0,51
MeO
MeO
MeOO
O
O
H11H11'
12
34
56
7
89
1011
12
18
1314
17
1615
H4
H5H4'
H5'
19
21
20H
H
OH11H11'
O
O
OMe
OMe
OMe
1 2 34
56789
1011
12 1314
15
1817
16
19
21
20
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
117
Tabela 21 – Continuação
15 e 17
16
19 e 21 3,88 3,61 0,27 3,83 0,05
20 3,88 3,55 0,33 3,63 0,25
SD** 0,19 0,27
MD*** 0,30 0,41 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Tabela 22 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o composto 22 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 2,99 3,11 0,12 3,55 0,56
2 3,04 3,04 0,00 2,18 0,86
3
4 H4 – 2,25 2,06 0,19 2,62 0,37
H4’ – 2,31 1,78 0,53 2,48 0,17
5 H5 – 2,01 1,82 0,19 2,43 0,42
H5’ – 2,09 2,08 0,01 1,80 0,29
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
118
Tabela 22 – Continuação
6 5,58 5,48 0,10 4,55 1,03
7 3,07 3,00 0,07 2,20 0,87
8 3,30 2,75 0,55 2,82 0,48
9 6,18 6,20 0,02 6,62 0,44
10 6,00 6,56 0,56 6,50 0,50
11 H11 – 1,31 1,15 0,16 1,24 0,07
H11’ –1,43 1,25 0,18 1,35 0,08
13
14 e 18 7,14 7,35 0,21 7,59 0,45
15 e 17
16
19 e 21 3,88 3,66 0,22 3,76 0,12
20 3,88 3,60 0,28 3,57 0,31
SD** 0,18 0,28
MD*** 0,21 0,44 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
119
De posse dos dados apresentados nas Tabelas 21 e 22 (pg.: 116 e 117)
foram gerados os valores de desvio médio (MD), desvio padrão (SD) e o coeficiente
de correlação linear (R) obtido a partir dos gráficos a seguir (Figuras 99 e 100).
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
3
4
5
6
7
8R= 0.9919
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
3
4
5
6
7
8R=0,96711
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
3
4
5
6
7
8R= 0.99323
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4 5 6 7 8
1
2
3
4
5
6
7
8R=0,9624
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
Figura 99 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 22 endo e exo
sem efeito do solvente (clorofórmio).
Figura 100 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para o composto 22 endo e
exo com efeito do solvente (clorofórmio).
endo exo
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
120
A análise das Tabelas 21 e 22 (pg.: 116 e 117) mostra que os melhores
valores de desvio médio, desvio padrão são obtidos quando o efeito do solvente não
é considerado. Portanto, as comparações a seguir desconsideram esse efeito.
Os valores gerados de desvio médio, desvio padrão e coeficiente de
correlação linear (Tabela 21 – pg.:116) mostram bons resultados para o aduto endo
(SD= 0,19; MD= 0,30; R= 0,9919) frente ao aduto exo (SD= 0,27; MD= 0,41; R=
0,9671).
Em suma, o modelo utilizado (B3LYP/cc-pVTZ) foi satisfatório no cálculo de
deslocamento químico de RMN de 1H.
A seguir, observa-se gráficos de deslocamento químico de RMN de 13C e
RMN de 1H relacionando os valores experimentais e teóricos.
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10C11C12C13C14C15C16C19C200
50
100
150
200
250
Des
loca
men
to q
uím
ico
13C
(pp
m)
Átomo de Carbono
Experimental Teórico
H1 H2 H4 H4' H5 H5' H6 H7 H8 H9 H10H11H11'H14H19H20 --
1
2
3
4
5
6
7
8
Des
loca
men
to q
uím
ico
1 H (
ppm
)
Átomo de Hidrogênio
Experimental Teórico
Nos gráficos da Figura 101 nota-se um mesmo padrão de comportamento
funcional para os valores de deslocamento de RMN de 13C (A). Para o deslocamento
de RMN de 1H (B) esse comportamento não ocorre para todos os sinais.
Figura 101 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN de 13C (A) e de RMN
de 1H (B) experimental e teórico para composto 22 endo sem efeito do solvente (clorofórmio).
A B
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
121
rel -(1S,2S,6S,8S,7R,9R)-6,9-epoxitriciclo[6.2.1.0 2,7]undecan-3-ona (23):
Bruker
1.0
00
0
1.0
16
1
1.0
17
2
4.1
96
5
2.2
12
8
1.1
63
4
2.3
98
0
2.1
88
4
Inte
gra
l2
.53
93
2.5
24
92
.51
92
2.5
05
32
.49
52
2.4
82
12
.47
50
2.4
60
72
.43
77
2.4
17
12
.31
35
2.3
11
42
.29
55
2.2
55
62
.25
29
2.2
31
42
.22
34
2.2
18
42
.21
04
2.2
02
52
.19
68
2.1
88
92
.18
32
2.1
75
22
.17
04
2.1
62
02
.15
43
2.1
48
42
.14
13
1.9
25
91
.92
03
1.9
08
01
.90
24
1.8
78
11
.86
00
1.8
33
71
.82
82
1.8
15
71
.80
99
1.6
58
41
.57
63
1.5
71
71
.56
69
1.5
41
71
.53
56
1.5
10
31
.50
55
1.4
98
81
.49
56
1.4
89
11
.48
09
1.4
75
01
.47
19
1.4
65
91
.40
76
1.3
96
61
.35
84
1.3
52
51
.31
81
1.2
25
3
(ppm)
0.00.40.81.21.62.02.42.83.23.64.04.44.8
*** Current Data Parameters ***
NAME : 1fmito~1
EXPNO : 11
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Feb 02 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 143.6999969
SOLVENT : CDCl3
SW : 10.1334 ppm
SW_h : 3041.363 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 5.38 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.23
Hz_cm : 69.64
AQ_time : 10.7741180 sec
Figura 102 – Espectro de RMN de 1H do composto 23.
23
H9 H6 H8
H4’
H5’
H11
H10’
H1
H4
H7
H2 H5
H10
H11’
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
122
Figura 103 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do composto 23.
Bruker
(ppm)
4.304.324.344.364.384.404.424.444.464.484.504.524.544.56
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 11
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Feb 02 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 143.6999969
SOLVENT : CDCl3
SW : 10.1334 ppm
SW_h : 3041.363 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 9.38 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 3.85
AQ_time : 10.7741180 sec
JH9; H8= 6,2
JH9; H10= 6,2
Bruker
(ppm)
4.2104.2204.2304.2404.2504.2604.2704.2804.2904.300
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 12
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Feb 22 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 128.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.3631 ppm
SW_h : 2510.040 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.48 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.36
AQ_time : 13.0547710 sec
JH6; H5’= 1,6
JH6;H5= 3,7
JH6; H7= 3,7
Bruker
(ppm)
2.5102.5152.5202.5252.5302.5352.5402.5452.5502.5552.5602.5652.570
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 12
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Feb 22 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 128.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.3631 ppm
SW_h : 2510.040 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 8.98 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.89
AQ_time : 13.0547710 sec
JH7; H6= 3,7
JH7; H8= 3,7
Bruker
(ppm)
1.3001.3101.3201.3301.3401.3501.3601.3701.380
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 11
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Feb 02 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 143.6999969
SOLVENT : CDCl3
SW : 10.1334 ppm
SW_h : 3041.363 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 9.38 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.19
AQ_time : 10.7741180 sec
JH11’; H1=1,5
JH11’; H8=1,5
JH11’; H11=10,6
Bruker
(ppm)
1.451.461.471.481.491.501.511.521.531.541.551.561.571.581.591.60
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 11
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Feb 02 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 143.6999969
SOLVENT : CDCl3
SW : 10.1334 ppm
SW_h : 3041.363 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 9.38 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 2.24
AQ_time : 10.7741180 sec
JH11; H1=1,5 JH11; H8=1,5
JH11; H11’=10,6
Bruker
(ppm)
1.451.461.471.481.491.501.511.521.531.541.551.561.571.581.591.60
*** Current Data Parameters ***
NAME : 3fmito~1
EXPNO : 11
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Feb 02 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 143.6999969
SOLVENT : CDCl3
SW : 10.1334 ppm
SW_h : 3041.363 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 9.38 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 2.24
AQ_time : 10.7741180 sec
JH10’; H10=7,1
JH10’; H1=3,0
JH10’; H2=1,8
H9 H6
H7 H11
H11’ H10’
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
123
Bruker
213.9
939
79.6
502
77.4
265
77.0
000
76.5
812
74.3
651
51.1
685
49.1
276
43.4
922
39.3
037
37.4
151
37.2
323
35.0
924
26.5
098
(ppm)
20406080100120140160180200220240
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-~1
EXPNO : 3
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 0.1000000 sec
DATE_d : Mar 03 2006
NS : 9869
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zgpg30
RG : 32768.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 11.29
Hz_cm : 852.14
AQ_time : 0.8699900 sec
Figura 104 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 23.
Bruker
79.6
472
74.3
621
51.1
579
49.1
170
43.4
740
39.3
007
37.4
197
37.2
217
35.0
894
26.4
992
(ppm)
102030405060708090100110120130140150
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-~1
EXPNO : 2
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 2.0000000 sec
DATE_d : Mar 03 2006
NS : 2500
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : dept135
RG : 8192.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 15.28 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 6.88
Hz_cm : 519.43
AQ_time : 1.7399810 sec
Figura 105 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 23.
C2
C3
C9 C6
C8
C7
C5
C5 C4
C10
C9 C6 C2 C1 C8 C7
C1 C11 C10 C4
C11
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
124
4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.50.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
[11]
[11]
[11]
[11]
[10]
[10]
[10]
[10]
[10]
[11']
[11']
[11']
[11']
[11']
[5]
[5]
[5]
[5][5]
[5][5]
[5]
[Comb]
[10'][10']
[5]
[10']
[10']
[10']
[10'][10'][10']
[10']
[4]
[4]
[4]
[4]
[4]
[4]
[4]
[4]
[Comb]
[4]
[Comb]
[4]
[4']
[4']
[4']
[7]
[7]
[5']
[1]
[1]
[1][Comb]
[1]
[8]
[8]
[8][8]
[8]
[8]
[8]
[2]
[2][2]
[2]
[2]
[2]
[2]
[2]
[2][2]
[6]
[6]
[6]
[6]
[6]
[6]
[6]
[9]
[9][9]
[9]
[9]
[9][9]
[9]
[9]
9
10 1
8
11
2
7 3
465
O13O
12
H11
H11'
H4
H5
H4'H
5'
H10
H10'
Figura 106 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 23
85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 300
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
27.89(5)35.43(11)36.67(10)38.76(4)
39.59(1)44.73(7)50.50(2)52.36(8)77.15(6)81.41(9)
9
10 1
8
11
2
7 3
465
O13O
1
200 1000
50
100
211.55(3)
Figura 107 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 23
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
125
Figura 108 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 23
H9 H6 H8
H4’
H5’
H10 H10’
H5
H11 H11’ H1
H4
H7 H2
H9
H6
H8
H5’
H4’
H10’
H11’
H11
H10
H5
H1
H4 H7
H2
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
H4
H5
H4'
H5'
H10'
H10
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
126
Figura 109 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 23
H9 H6 H8
H5’
H4’
H10 H10’
H5
H11 H11’ H1
H4
H7 H2
C9
C8 C2
C7
C5
C4 C11
C6
C10 C1
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
H4
H5
H4'
H5'
H10'
H10
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
127
Figura 110 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 23
H9 H6 H8
H5’
H4’
H10 H10’
H5
H11 H11’ H1
H4
H7 H2
C7
C5
C9
C2 C6
C3
C8 C1
C11
C10 C4
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
H4
H5
H4'
H5'
H10'
H10
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
128
Figura 111 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 23
H9 H6 H8
H5’
H4’
H10 H10’
H5
H11
H11’ H1
H4
H7 H2
H9 H6
H8
H5’ H4’
H11’
H11
H10
H5
H1 H4 H7 H2
H10’
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
H4
H5
H4'
H5'
H10'
H10
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
129
Tabela 23 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ (ppm), multiplicidades, constantes de
acoplamento, J(H,H) (Hz) e correlações observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY) para o composto 23.
C δδδδ (13C) δδδδ (1H) (integral relativa)
Constantes de acoplamento, (Hz) Multiplicidade COSY HMBC NOESY
1 39,3 2,43 (1H) m H2; H10; H10’; H11; H11’ H10
2 51,2 2,60 (1H) m H1; H10’
3 214,0
4 35,1 H4 – 2,49 (1H) m H4’; H5; H5’
C3; C5; C6 H6
H4’ – 2,30 (1H) m H4; H5; H5’
5 26,5 H5 – 2,20 (1H) m H4; H4’; H5’; H6 C3; C4; C6; C7 H6 H5’ – 1,87 (1H) m H4; H4’; H5; H6 C4
6 74,4 4,26 (1H) 3,7 ; 1,6 td H7; H5; H5’ C2; C4 H4; H5
7 43,5 2,54 (1H) 3,7 t H6; H8 C2; C3; C5; C6; C9 H11
8 49,1 2,93 (1H) m H7; H9; H11; H11’ C2; C11 H10
9 79,6 4,44 (1H) 6,2 t H10; H8 C10 H10
10 37,2 H10 – 1,40 (1H) m H1; H9; H10’ C2; C9 H1; H8; H9 H10’ – 1,48 (1H) 7,1; 3,0; 1,8 ddd H10; H1; H2 C2; C8; C9; C11
11 37,4 H11 – 1,55 (1H) 10,6; 1,5 dt H11’; H1; H8 C10 H7 H11’ – 1,34 (1H) 10,6; 1,5 dt H11; H1; H8 C2; C7; C8; C10
Todas as atribuições estão de acordo com os espectros de COSY, HSQC, HMBC e NOESY.
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
H4
H5
H4'
H5'
H10'
H10
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
130
Devido à grande complexidade do espectro do composto 23, não foi possível
determinar todas as multiplicidades, entretanto todas as atribuições de
deslocamento químico de RMN de 1H e RMN de 13C foram feitas.
No espectro de RMN de 1H do composto 23 os hidrogênios H5, H5’ e H7 foram
atribuídos com base no espectro de RMN 2D de COSY (Figura 108 – pg.: 125) e
HMBC (Figura 110 – pg.: 127). Pela ampliação do espectro de COSY (Figura 112)
nota-se que H6 acopla com H5, H5’ e H7. Com base nessa atribuição foi possível
fazer a distinção entre os carbonos C4 e C5 pelo espectro 2D de HSQC (Figura 109 –
pg.: 126), cuja ampliação é mostrada a seguir (Figura 113).
A distinção entre os sinais dos carbonos C10 e C11, apesar da pequena
diferença entre seus deslocamentos químicos, foi possível de ser realizada pelo
espectro 2D de HSQC.
H6
H5’
H5
H7
Figura 1 12 – Ampliação do espectro de RMN 2D
(1H, 1H-COSY) do composto 23
H5 H5’ H4 H4’
C5
C4
Figura 1 13 – Ampliação do espectro
de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do
composto 23
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
H4
H5
H4'
H5'
H10'
H10
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
131
No espectro de RMN de 1H do composto 23, a distinção entre os hidrogênios
da ponte (H11 e H11’) foi feita pelo espectro de RMN 2D de NOESY (Figura 111 – pg.:
128) onde observa-se que apenas H11 acopla com H7. Nesse mesmo espectro foi
possível fazer a distinção entre os sinais dos hidrogênios H4 e H4’, H5 e H5’, uma vez
que se observa o acoplamento de H6 com os hidrogênio H4 e H5. Os hidrogênios H10
e H10’ também foram diferenciados pelo espectro de RMN 2D de NOESY, onde foi
possível notar que H10 acopla com H1, H8 e H9.
Os valores obtidos experimentalmente de deslocamento químico de RMN de 1H e RMN de 13C foram comparados com os valores teóricos para os adutos endo e
exo obtidos por meio de cálculos computacionais.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
132
Tabela 24 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o
composto 23 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 39,3 45,8 6,5 51,4 12,1
2 51,2 56,0 4,8 65,5 14,3
3 214,0 221,3 7,3 189,3 24,7
4 35,1 39,5 4,4 47,0 11,9
5 26,5 31,3 4,8 39,8 13,3
6 74,4 80,8 6,4 81,6 7,2
7 43,5 49,6 6,1 29,2 14,3
8 49,1 54,5 5,4 41,9 7,2
9 79,6 85,9 6,3 89,1 9,5
10 37,4 40,6 3,2 57,9 20,5
11 37,2 41,7 4,5 37,2 0,0
SD** 1,20 6,63
MD*** 5,43 12,27 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
endo exo
O
O
H11'
H10
H10'
H11
H4
H5H4'
H5'
1
2
34
56
789
10
11
H
H
OH11H11'
O
1 2 34
56789
10
11
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
133
Tabela 25 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o composto 23 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 39,3 46,2 6,9 55,2 15,9
2 51,2 57,0 5,8 64,8 13,6
3 214,0 228,3 14,3 201,2 12,8
4 35,1 40,5 5,4 49,1 14,0
5 26,5 31,4 4,9 40,8 14,3
6 74,4 81,0 6,6 80,4 6,0
7 43,5 49,6 6,1 46,4 2,9
8 49,1 54,6 5,5 42,7 6,4
9 79,6 86,2 6,6 94,2 14,6
10 37,4 40,7 3,3 61,7 24,3
11 37,2 41,9 4,7 35,0 2,2
SD** 2,82 6,56
MD*** 6,37 11,56 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP|
** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
134
Os gráficos a seguir foram gerados com os valores que se encontram nas
Tabelas 24 e 25 (pg.: 132 e 133).
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250R=0,99985
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200 R=0,97278
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250
R=0,99987
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Expeimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200R=0,98175
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
Figura 1 14 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 23 endo e
exo sem efeito do solvente (clorofórmio).
exo endo
Figura 115 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 23 endo e
exo com efeito do solvente (clorofórmio).
exo endo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
135
Os valores comparados de desvio médio (MD), desvio padrão (SD) foram
obtidos da Tabela 24 (pg.: 132), onde o efeito do solvente foi desconsiderado.
Para o cálculo de deslocamento químico de RMN de 13C observa-se que os
valores de desvio médio (MD=5,43), desvio padrão (SD=1,20) e coeficiente de
correlação linear (R=0,9999) para o aduto endo foram muito melhores quando
comparados aos valores de desvio médio (MD=12,27), desvio padrão (SD=6,63) e
coeficiente de correlação linear (R=0,9728) para o aduto exo.
Por meio desses valores conclui-se que o modelo B3LYP/cc-pVTZ apresentou
excelentes resultados para o deslocamento químico de RMN de 13C.
Através dos cálculos de deslocamento químico foi possível confirmar alguns
assinalamentos como, por exemplo, dos carbonos C4 (δ 35,1) e C5 (δ 26,5).
Para uma análise mais completa, os valores de deslocamento químico de
RMN de 1H também foram comparados com os valores teóricos como pode ser
observado pelas Tabelas 26 e 27 a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
136
Tabela 26 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o composto 23 sem efeito do solvente (clorofórmio).
*∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 2,43 2,26 0,17 2,81 0,38
2 2,60 2,54 0,06 3,38 0,78
3
4 H4 – 2,49 2,16 0,33 2,36 0,13
H4’ – 2,30 2,73 0,43 2,07 0,23
5 H5 – 2,20 1,66 0,54 2,33 0,13
H5’ – 1,87 2,10 0,23 1,64 0,23
6 4,26 4,20 0,06 4,31 0,05
7 2,54 2,26 0,28 7,20 4,66
8 2,93 2,81 0,12 1,82 1,11
9 4,44 4,36 0,08 4,63 0,19
10 H10 – 1,40 1,39 0,01 2,13 0,73
H10’ – 1,48 1,47 0,01 1,35 0,13
11 H11 – 1,55 1,53 0,02 1,86 0,31
H11’ – 1,34 1,29 0,05 1,46 0,12
SD** 0,17 0,19
MD*** 0,17 0,66
H
H
OH11H11'
O
1 2 34
56789
10
11
exo
O
O
H11'
H10
H10'
H11
H4
H5H4'
H5'
1
2
34
56
789
10
11
endo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
137
Tabela 27 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o composto 23 com efeito do solvente (clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 2,43 2,35 0,08 3,20 0,77
2 2,60 2,71 0,11 3,33 0,73
3
4 H4 – 2,49 2,15 0,34 2,28 0,22
H4’ – 2,30 2,80 0,50 2,31 0,01
5 H5 – 2,20 2,12 0,08 2,40 0,20
H5’ – 1,87 1,81 0,06 1,89 0,02
6 4,26 4,36 0,10 4,29 0,03
7 2,54 2,52 0,02 7,70 5,16
8 2,93 3,00 0,07 1,89 1,04
9 4,44 4,50 0,06 4,92 0,48
10 H10 – 1,40 1,48 0,08 1,69 0,29
H10’ – 1,48 1,42 0,06 1,69 0,21
11 H11 – 1,55 1,60 0,05 1,72 0,17
H11’ – 1,34 1,37 0,03 1,55 0,21
SD** 0,13 1,33
MD*** 0,12 0,68 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
138
Com os dados gerados pelos cálculos computacionais de deslocamento
químico de RMN de 1H (Tabela 26 e 27 – pg.: 136 e 137) foram plotados os gráficos
a seguir (Figura 116 e 117).
1 2 3 41
2
3
4
R=0,97096
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4 51
2
3
4
5
6
7
8R=0,58200
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 41
2
3
4
5R=0,98381
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4
2
4
6
8 R=0,57393
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
Figura 116 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 23 endo e
exo sem efeito do solvente (clorofórmio).
exo endo
Figura 117 – Gráfico do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 23 endo e
exo com efeito do solvente (clorofórmio).
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
139
Pelos dados da Tabela 26 (pg.: 136) de deslocamento químico de RMN de 1H
nota-se que o desvio médio para o aduto endo (MD=0,17) é melhor que o desvio
médio para o aduto exo (MD=0,66). A partir dos gráficos observa-se que o valor do
coeficiente de correlação linear é muito melhor para o aduto endo (R=0,9710) frente
ao valor do aduto exo (R=0,5820).
O modelo B3LYP/cc-pVTZ apresentou ótimos resultados para o deslocamento
químico de RMN de 1H.
Por meio dos resultados dos cálculos computacionais foi possível confirmar
algumas atribuições, como dos hidrogênios da ponte H11 (δ 1,55) e H11’ (δ 1,34).
Além dos valores de deslocamento de RMN de 13C e RMN de 1H, os valores
de acoplamento também foram confrontados com os dados teóricos gerados por
meio dos cálculos computacionais. Os resultados podem ser observados pelas
Tabelas 28 e 29 a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
140
Tabela 28 – Valores teóricos JHH (GIAO, contato de Fermi) dos adutos endo e exo teórico e experimental (Hz) para o composto 23
Acoplamento Exp. JHH Teor. JHH
Aduto endo ∆∆∆∆J* Aduto exo ∆∆∆∆J*
J 6/7 3,7 3,9 0,2 3,3 0,4
J 9/10 6,2 6,8 0,6 4,5 1,7
J 10/10’ 7,1 12,3 5,2 13,3 6,2
J 11/11’ 10,6 8,5 2,1 8,8 1,8
SD** 2,27 2,53
MD*** 2,03 2,53
* ∆J=|JTeor. - JExpt.| ** SD= Desvio padrão
*** MD= Desvio médio ((∑∆J)/n , n = n.º de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
141
Tabela 29 – Valores teóricos JHH (GIAO, acoplamento spin-spin nuclear total) dos adutos endo e exo teórico e experimental (Hz)
para o composto 23
Acoplamento Exp. JHH Teor. JHH
Aduto endo ∆∆∆∆J* Aduto exo ∆∆∆∆J*
J 6/7 3,7 4,2 0,5 3,7 0,0
J 9/10 6,2 7,2 1,0 4,9 1,3
J 10/10’ 7,1 11,9 4,8 12,8 5,7
J 11/11’ 10,6 8,1 2,5 8,4 2,2
SD** 1,93 2,44
MD*** 2,20 2,30
* ∆J=|JTeor. - JExpt.| ** SD= Desvio padrão
*** MD= Desvio médio ((∑∆J)/n , n = n.º de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
142
Ao analisarmos os valores de acoplamento (JHH) para os adutos endo e exo
(Tabela 28 – pg.: 140), os melhores resultados de desvios médio e padrão são
obtidos para o aduto endo (MD=2,03 e SD=2,27) frente ao exo (MD=2,53 e
SD=2,53).
Na análise dos cálculos das constantes de acoplamento (J), nota-se que o
modelo aplicado B3LYP/cc-pVTZ foi satisfatório.
Pelos gráficos, a seguir, de deslocamento químico de RMN de 1H e RMN de 13C para o aduto endo (Figura 118) é possível notar a correlação entre os valores
teórico e experimental.
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C110
50
100
150
200
250
Des
loca
men
to q
uím
ico
13C
(pp
m)
Átomo de Carbono
Experimental Teórico (endo)
H1 H2 H4 H4' H5 H5' H6 H7 H8 H9 H10 H10' H11 H11'1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Des
loca
men
to q
uím
ico
1 H (
ppm
)
Átomo de Hidrogênio
Experimental Teórico (endo)
A análise dos gráficos da Figura 118 para o deslocamento químico de RMN
de 13C (A) mostra um mesmo comportamento padrão de funcional. Entretanto, para
o deslocamento químico de RMN de 1H (B) alguns sinais fogem a esse
comportamento.
Após as análises dos gráficos e tabelas pode-se afirmar por meio dos cálculos
computacionais que o composto em questão é o aduto endo.
Figura 118 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN de 13C (A) e de RMN
de 1H (B) experimental e teórico para composto 23 endo sem efeito do solvente (clorofórmio).
A B
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
143
rel -(2S,4S,6S,10S,1R,9R)-10-bromo-6,9-epoxitriciclo[6. 2.1.02,7]undecan-3-no
(24):
O
O
1
2
3
45
6
7
8
9
10
11
H11H11'
Br
H4
H5H4'
H5'
Bruker
1.0
000
1.0
449
1.0
121
1.0
754
2.1
488
1.1
333
2.1
928
2.4
877
1.3
060
1.3
959
Inte
gra
l2.5
948
2.5
814
2.5
676
2.5
479
2.5
344
2.4
601
2.4
388
2.4
211
2.4
007
2.3
793
2.3
620
2.3
533
2.3
410
2.3
300
2.3
028
2.2
927
2.2
814
2.2
615
2.2
498
2.2
393
2.2
286
2.2
160
2.2
128
2.2
015
2.1
898
2.1
841
2.1
690
2.1
513
2.1
472
1.9
544
1.9
523
1.9
477
1.9
313
1.9
294
1.9
249
1.9
228
1.9
163
1.9
146
1.9
066
1.8
989
1.8
970
1.8
931
1.8
912
1.8
840
1.8
768
1.8
752
1.8
668
1.8
649
1.8
600
1.8
444
1.8
424
1.8
374
1.6
700
1.6
676
1.6
655
1.6
628
1.6
327
1.6
303
1.6
291
1.6
256
(ppm)
0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.5
*** Current Data Parameters ***
NAME : fmito-~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.08 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.32
Hz_cm : 95.03
AQ_time : 12.9761280 sec
Figura 119 – Espectro de RMN de 1H do composto 24.
24
H9 H6
H10
H8
H1
H7
H11’
H5
H11
H5’
H4’ H4
H2
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
144
Figura 120 – Espectros de RMN de 1H ampliado e apodizado do composto 24
Bruker
(ppm)
4.5304.5404.5504.5604.5704.5804.5904.6004.6104.620
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.88 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.37
AQ_time : 12.9761280 sec
JH9, H8= 5,2
Bruker
(ppm)
3.6883.6923.6963.7003.7043.7083.7123.7163.7203.7243.7283.7323.736
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.88 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 0.76
AQ_time : 12.9761280 sec
JH10, H11= 2,1
Bruker
(ppm)
2.6702.6802.6902.7002.7102.7202.7302.7402.7502.7602.7702.780
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.5500000
LB : -0.20 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.88 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.72
AQ_time : 12.9761280 sec
JH2, H1= 4,0
JH2, H7= 4,0
Bruker
(ppm)
4.2304.2404.2504.2604.2704.2804.2904.300
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.88 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.11
AQ_time : 12.9761280 sec
JH6, H5= 2,0
JH6, H7= 4,0
JH6, H5’= 4,0
Bruker
(ppm)
2.2202.2302.2402.2502.2602.2702.2802.2902.3002.310
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.88 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.00
Hz_cm : 1.42
AQ_time : 12.9761280 sec
JH5’, H5= 13,8
JH5’, H4= 6,9 JH5’, H6= 4,0
JH7, H2= 4,0
JH7, H6= 4,0
JH7, H8= 10,2
Bruker
(ppm)
2.5002.5102.5202.5302.5402.5502.5602.5702.5802.5902.6002.6102.6202.630
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.88 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 1.96
AQ_time : 12.9761280 sec
Bruker
(ppm)
1.8451.8601.8751.8901.9051.9201.9351.9501.965
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 1
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : dqd
BF1 : 300.1300000 MHz
D[1] : 1.2000000 sec
D[33] : 0.0000000 sec
DATE_d : Jan 15 2007
NS : 8
P[1] : 8.0 usec
P[33] : 0.0 usec
PROBHD :5 mm Multinuclear inverse Z-grad Z3488/0093
PULPROG : zg
RG : 161.3000031
SOLVENT : CDCl3
SW : 8.4138 ppm
SW_h : 2525.253 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 0.00 Hz
SI : 65536
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 6.88 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 0.01
Hz_cm : 2.01
AQ_time : 12.9761280 sec
JH5, H4= 11,0
JH5, H5’= 13,8
JH5, H4’= 6,9 JH5, H6= 2,0
JH5, H?= 0,6
H9 H6
H10 H7
H2 H5’
H5
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
145
Bruker2
11
.73
97
88
.35
46
75
.22
56
55
.01
42
49
.79
00
48
.54
87
46
.85
05
42
.21
27
34
.96
28
34
.83
34
25
.83
19
(ppm)
2030405060708090100110120130140150160170180190200210
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 3
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 0.1000000 sec
DATE_d : Dec 20 2005
NS : 49562
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : zgpg30
RG : 16384.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 32768
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 9.38
Hz_cm : 707.58
AQ_time : 0.8699900 sec
Figura 121 – Espectro de RMN de 13C{1H} do composto 24
Bruker
88
.34
63
75
.22
50
55
.02
12
49
.78
18
48
.54
81
46
.85
75
42
.19
69
34
.96
98
34
.84
04
25
.83
13
(ppm)
5101520253035404550556065707580859095
*** Current Data Parameters ***
NAME : 2fmito~1
EXPNO : 2
PROCNO : 0
*** Acquisition Parameters ***
AQ_mod : qsim
BF1 : 75.4677190 MHz
D[1] : 1.5000000 sec
DATE_d : Dec 20 2005
NS : 1500
P[1] : 8.5 usec
PROBHD : 5 mm Dual 13C/1H
PULPROG : dept135
RG : 16384.0000000
SOLVENT : CDCl3
SW : 249.5108 ppm
SW_h : 18832.392 Hz
TD : 65536
TE : 300.0 K
*** Processing Parameters ***
GB : 0.0000000
LB : 1.00 Hz
SI : 32768
*** 1D NMR Plot Parameters ***
Height : 14.58 cm
Width : 22.10 cm
ppm_cm : 4.40
Hz_cm : 331.98
AQ_time : 1.7399810 sec
Figura 122 – Espectro de RMN de 13C (DEPT-135) do composto 24
C3
C9 C6 C10 C7
C5
C11
C5
C7
C1 C8 C2 C10
C9 C6
C2 C8
C1 C4
C11
C4
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
146
4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.00.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
[5][5]
[5]
[5]
[5]
[5][5]
[5]
[5]
[5]
[5]
[5]
[11]
[11][11]
[11]
[11][11]
[11][11]
[11][4]
[4]
[4]
[11']
[11']
[11']
[11']
[4][4]
[4]
[4]
[4]
[Comb]
[4']
[Comb]
[5']
[5']
[5']
[7]
[7]
[7]
[7]
[7]
[7][5']
[5']
[8]
[8]
[8]
[8]
[8]
[8]
[2][2]
[2]
[2]
[2]
[2][1]
[1]
[1]
[1]
[1]
[1]
[1]
[1]
[1]
[1]
[1]
[10][10]
[10][10]
[6]
[6][6]
[6]
[6]
[6]
[6]
[6]
[9]
[9]
[9]
[9]
[9][9]
[9]
[9]
9
10 1
8
11
2
7 3
465
O14
Br13
O12
H11
H11'
H4
H5
H4'H
5'
Figura 123 – Espectro simulado de RMN de 1H do composto 24
115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 250
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
26.95(5)28.34(11)36.85(4)40.92(1)46.80(7)
49.95(2)50.56(8)56.56(10)79.22(6)90.11(9)
9
10 1
8
11
2
7 3
465
O14
Br13
O1
200 1000
50
100
210.58(3)
Figura 124 – Espectro simulado de RMN de 13C{1H} do composto 24
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
147
Figura 125 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-COSY) do composto 24
H9 H6
H10
H8 H11
H4
H5 H7
H11’ H2 H1 H4’
H5’
H11’ H11
H9
H6
H10
H8
H4 H5
H7
H2
H1
H5’
H4’
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
148
Figura 126 – Espectro de RMN 2D (1H, DEPT-HSQC) do composto 24
H7 H9 H6
H10
H8 H11 H5
H4 H11’
H2 H1 H4’ H5’
C8
C9
C6
C10
C2
C1 C7
C5
C11
C4
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
149
Figura 127 – Espectro de RMN 2D (1H, 13C{1H}-HMBC) do composto 24
H9 H6 H10
H8 H11 H5 H7
H4 H11’
H2 H1 H4’ H5’
C10
C9
C6
C7
C5 C11
C3
C4
C2
C8
C1
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
150
Figura 128 – Espectro de RMN 2D (1H, 1H-NOESY) do composto 24.
H4
H9 H6
H10
H8 H11 H5
H7
H11’ H2 H1 H4’
H5’
H11
H9 H6
H10
H8
H5
H7
H11’
H4
H2
H1
H5’
H4’
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
151
Tabela 30 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H e 13C{1H}, δ (ppm), multiplicidades, constantes de
acoplamento, J(H,H) (Hz) e correlações observadas nos espectros 2D (COSY, HMBC e NOESY) para o composto 24.
C δδδδ (13C) δδδδ (1H) (integral relativa)
Constantes de acoplamento, (Hz) Multiplicidade COSY HMBC NOESY
1 46,9 2,71 (1H) sl H2; H11; H11’ C3; C7; C10 H10; H11 2 49,8 2,75 (1H) 4,0 t H1; H7 C1; C7 3 211,7
4 35,0 H4 – 2,34 (1H) m H4’; H5; H5’
C3; C5; C6 H6
H4’ – 2,37 (1H) m H4; H5; H5’
5 25,8 H5 – 1,89 (1H) 13,8; 11,0; 6,9; 2,0; 0,6 ddddd H5’; H4; H4’; H6
C4 H6
H5’ – 2,26 (1H) 13,8; 6,9; 4,0 ddd H5; H4; H4’; H6 6 75,2 4,27 (1H) 4,0; 2,0 td H7; H5’; H5 C2; C4 H4; H5; H7; H8 7 42,2 2,57 (1H) 10,2; 4,0 dt H2; H6; H8 C2; C4 H6; H11 8 48,5 2,99 (1H) m H7; H9 C2 H6; H9; H11; H11’ 9 88,4 4,58 (1H) 5,2 d H8 H8; H10; H11’
10 55,0 3,71 (1H) 2,1 d H11 C8; C9; C11 H1
11 34,8 H11 – 1,65 (1H) m H1; H8; H10; H11’
H1; H7; H8
H11’ – 2,18 (1H) m H1; H8; H11 H8; H9 * Os sinais podem estar trocados. Todas as atribuições estão de acordo com os espectros de COSY, HSQC, HMBC e NOESY
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
152
No espectro de RMN de 1H do composto 24 a diferenciação entre os
hidrogênios H1, H2 e H7 foi feita com espectro 2D de COSY (Figura 125 – pg.: 147).
Nota-se, pela ampliação desse espectro (Figura 130) que H2 em δ 2,75 acopla com
H7 e H1, que H1 em δ 2,71 acopla com H11, H11’ e H2 e que H7 em δ 2,57 acopla com
H2, H8 e H6. A partir dessas conclusões foi possível, pelo espectro 2D de HSQC
(Figura 126 – pg.: 148) fazer as atribuições para os carbonos C2 em δ 49,8, C1 em δ
46,9 e C7 em δ 42,2.
As atribuições dos hidrogênios H4, H4’, H5 e H5’ foram feitas com o auxílio do
espectro de RMN 2D de NOESY (Figura 128 – pg.: 150). Observa-se, pela
ampliação desse espectro (Figura 129), que os hidrogênios que acoplam com H6 são
os hidrogênios H4 e H5. Pelo espectro de NOESY também foi possível observar o
acoplamento entre H2 e H11 e atribuir os hidrogênios da ponte (H11 – δ 1,65 e H11’ – δ
2,18). O espectro simulado de RMN de 1H também atribui H11’ com maior
deslocamento químico, devido à presença do átomo de bromo.
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
Figura 130 – Ampliação do
espectro RMN 2D (1H, 1H-
COSY) do composto 24.
H1
H8
H1
H2
H2
H7
H6
H11
H7
H11’
Figura 129 – Ampliação do
espectro de RMN 2D (1H, 1H-
NOESY) do composto 24.
H6
H5
H4 H7
H8
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
153
Apesar da grande complexidade do espectro do composto 24, a maioria das
multiplicidades foram atribuídas.
Pela Tabela 30 (pg.: 151) de assinalamento inequívoco de RMN de 1H e RMN
de 13C nota-se que a multiplicidade atribuída para H5 não condiz com o número de
acoplamentos observados no COSY. A fim de confirmar essa atribuição foi simulado
no programa FOMSC358 o sinal de H5 a partir dos valores dos acoplamentos (J (Hz))
encontrados no espectro experimental, como pode ser observado na Figura 131 a
seguir.
J1 = 13,8 Hz
J2 = 11,0 Hz
J3 = 6,9 Hz
J4 = 2,0 Hz
J5 = 0,6 Hz
188
6,4
188
5,8
188
4,3
188
3,8
187
9,5
187
9,0
187
7,5
187
6,9
187
5,4
187
4,9
187
3,4
187
2,7
187
2,0
187
0,6
187
0,1
186
8,4
186
7,9
186
6,5
186
5,8
186
5,1
186
3,6
186
3,1
186
1,6
186
1,0
185
9,5
185
9,0
185
4,7
185
4,2
185
2,7
185
2,1
Resolution = 0,1 Hz Width at half height = 0,5 Hz Gauss ian Line Shape Firs t Order Multiplet Sim ulator / Checker - LSO
H5
simulado
Simulated Spectrum (1234)
Figura 131 – Espectros experimental e simulado de H5.
(ppm)
1.8451.8601.8751.8901.9051.9201.9351.9501.965
JH5, H4= 11,0
JH5, H5’= 13,8
JH5, H4’= 6,9
JH5, H6= 2,0 JH5, H?= 0,6
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
154
A partir dessa simulação foi possível confirmar a atribuição feita a
multiplicidade de H5 e concluir que pelo espectro de RMN 2D de COSY não foi
possível detectar todos os acoplamentos de H5.
Os valores encontrados nos assinalamentos inequívocos dos espectros de
RMN de 1H e RMN de 13C foram comparados com os valores teóricos encontrados
por meio de cálculos computacionais para os adutos endo e exo, a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
155
Tabela 31 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental
para o composto 24 sem efeito do solvente (clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 46,9 54,7 7,8 64,2 17,3
2 49,8 55,2 5,4 62,5 12,7
3 211,7 220,3 8,6 195,3 16,4
4 35,0 39,4 4,4 48,2 13,2
5 25,8 31,1 5,3 41,0 15,2
6 75,2 81,2 6,0 79,3 4,1
7 42,2 49,6 7,4 50,3 8,1
8 48,5 53,3 4,8 41,2 7,3
9 88,4 96,6 8,2 103,7 15,3
10 55,0 61,4 6,4 88,5 33,5
11 34,8 39,6 4,8 32,5 2,3
SD** 1,50 8,42
MD*** 6,28 13,22 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
H
H
OH11H11'
1 2 34
56789
10
11
O
Br
endo exo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
156
Tabela 32 – Deslocamentos químicos de RMN de 13C (ppm) teórico e experimental para o composto 24 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Carbono Teórico δδδδ 13C (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 46,9 55,0 8,1 64,6 17,7
2 49,8 55,9 6,1 62,2 12,4
3 211,7 227,0 15,3 201,3 10,4
4 35,0 40,3 5,3 49,2 14,2
5 25,8 31,1 5,3 40,8 15,0
6 75,2 81,4 6,2 80,1 4,9
7 42,2 49,5 7,3 50,8 8,6
8 48,5 53,4 4,9 41,4 7,1
9 88,4 96,8 8,4 103,9 15,5
10 55,0 62,4 7,4 88,9 33,9
11 34,8 39,8 5,0 32,9 1,9
SD** 2,96 8,49
MD*** 7,21 12,87 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão
*** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
157
Foi realizado um trabalho estatístico de posse dos dados das Tabelas 31 e 32
(pg.: 155 e 156), onde foram obtidos os valores de desvio médio (MD) e padrão
(SD), e o coeficiente de correlação linear (R) pelos gráficos a seguir.
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250R=0.99977
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250R=0.99982
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200 R=0,96886
13C
Cal
cula
do (
ppm
)13C Experimental (ppm)
0 50 100 150 200 2500
50
100
150
200
250R=0,97187
13C
Cal
cula
do (
ppm
)
13C Experimental (ppm)
Figura 132 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 24 endo e
exo sem efeito do solvente (clorofórmio).
exo
exo endo
Figura 133 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 13C para composto 24 endo e
exo com efeito do solvente (clorofórmio).
exo endo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
158
Desconsiderando o efeito do solvente (Tabela 31 – pg.: 155), verifica-se que o
valor desvio médio para o aduto endo (MD=6,28) é muito melhor frente ao aduto exo
(MD=13,22). Ao compararmos os valores de desvio padrão, nota-se que o valor para
o aduto endo (SD=1,50) é melhor quando comparado ao valor para o aduto exo
(SD=8,42). Pelos gráficos é possível notar que os valores do coeficiente de
correlação linear apresentam melhores resultados para o aduto endo (R=0,9998)
que para o aduto exo (R=0,9689).
Em suma, o modelo utilizado B3LYP/cc-pVTZ foi satisfatório na descrição dos
valores de deslocamento químico de RMN de 13C.
Pelos dados dos cálculos computacionais foi possível confirmar algumas
atribuições, entre elas estão os carbonos C6 (δ 75,2), C9 (δ 88,4) e C10 (δ 55,0).
Além dos valores de deslocamento químico de RMN de 13C, também foram
analisados os deslocamentos de RMN de 1H, sendo os valores experimentais
comparados com os teóricos de acordo com as Tabelas 33 e 34 a seguir.
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
159
Tabela 33 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o
composto 24 sem efeito do solvente (clorofórmio).
* ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) sem efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 2,71 2,40 0,31 3,05 0,34
2 2,75 2,65 0,10 3,10 0,35
3
H4 – 2,34 2,22 0,12 2,26 0,08
4 H4’ – 2,37 2,57 0,20 2,27 0,10
H5 – 1,89 1,65 0,24 2,38 0,49
5 H5’ – 2,26 2,13 0,13 1,75 0,51
6 4,27 4,20 0,07 4,12 0,15
7 2,57 2,29 0,28 6,65 4,08
8 2,99 2,85 0,14 1,76 1,23
9 4,58 4,40 0,18 4,63 0,05
10 3,71 3,45 0,26 3,99 0,28
H11 – 1,65 1,45 0,20 1,81 0,16
11 H11’ – 2,18 2,79 0,61 2,34 0,16
SD** 0,08 1,09
MD*** 0,22 0,61
exo
O
O
1
2
3
45
6
7
89
10
11H11H11'
Br
H4
H5
H4'
H5'
H
H
OH11H11'
1 2 34
56789
10
11
O
Br
endo
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
160
Tabela 34 – Deslocamentos químicos de RMN de 1H (ppm) teórico e experimental para o composto 24 com efeito do solvente
(clorofórmio).
Hidrogênio Teórico δδδδ 1H (ppm) com efeito do solvente
Exp. Aduto endo ∆∆∆∆δδδδ* Aduto exo ∆∆∆∆δδδδ*
1 2,71 2,51 0,20 3,28 0,57
2 2,75 2,85 0,10 3,45 0,70
3
4 H4 – 2,34 2,21 0,13 2,30 0,04
H4’ – 2,37 2,65 0,28 2,39 0,02
5 H5 – 1,89 1,81 0,08 2,45 0,56
H5’ – 2,26 2,16 0,10 1,91 0,35
6 4,27 4,38 0,11 4,33 0,06
7 2,57 2,59 0,02 6,55 3,98
8 2,99 3,09 0,10 2,02 0,97
9 4,58 4,52 0,06 4,75 0,17
10 3,71 3,60 0,11 4,35 0,64
11 H11 – 1,65 1,59 0,06 1,82 0,17
H11’ – 2,18 2,68 0,50 2,31 0,13
SD** 0,13 1,05
MD*** 0,14 0,64 * ∆δ = | δTEOR. - δEXP| ** SD = Desvio padrão *** MD = Desvio Médio ((∑∆δ)/n, n = no de medidas)
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
161
Os gráficos (Figuras 134 e 135) a seguir foram gerados a partir de dados dos
cálculos computacionais das Tabelas 33 e 34 (pg.: 159 e 160).
1 2 3 4 51
2
3
4
5R=0.96077
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4 51
2
3
4
5
6
7R=0,52749
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4 51
2
3
4
5
R=0.97672
1 H c
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
1 2 3 4 51
2
3
4
5
6
7R=0,57836
1 H C
alcu
lado
(pp
m)
1H Experimental (ppm)
endo exo
Figura 134 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 24 endo e
exo sem efeito do solvente (clorofórmio).
endo exo
Figura 135 – Gráficos do deslocamento químico de RMN de 1H para composto 24 endo e
exo com efeito do solvente (clorofórmio).
Resultados e Discussão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
162
Observa-se pela Tabela 33 (pg.: 159), onde o efeito do solvente foi
desconsiderado, que os valores de desvio médio e padrão são melhores para o
aduto endo (MD=0,22, SD=0,08) frente ao aduto exo (MD=0,61, SD=1,09). Os
gráficos gerados pela comparação entre os valores experimental e teórico para o
deslocamento de RMN de 1H mostram que o coeficiente de correlação linear
apresenta um valor superior para o aduto endo (R=0,9608) frente ao aduto exo
(R=0,5275).
Logo, o aduto endo apresentou melhores resultados para o deslocamento de
RMN de 1H e o modelo utilizado B3LYP/cc-pVTZ foi satisfatório.
Alguns dos valores atribuídos de deslocamento de RMN de 1H foram
confirmados pelos cálculos, entre eles estão os hidrogênios H11 e H11’.
Os gráficos a seguir correlacionam valores experimentais e teóricos de RMN
de 13C e RMN de 1H.
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C110
50
100
150
200
250
Des
loca
men
to q
uím
ico
13C
(pp
m)
Átomo de Carbono
Experimental Teórico (endo)
H1 H2 H4 H4' H5 H5' H6 H7 H8 H9 H10 H11 H11'1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Des
loca
men
to q
uím
ico
1 H (
ppm
)
Átomo de Hidrogênio
Experimental Teórico (endo)
Pela análise dos gráficos (Figura 136) observa-se um mesmo padrão de
comportamento funcional para o deslocamento químico de RMN de 13C (A). No
entanto, para o deslocamento de RMN de 1H (B) alguns sinais não apresentam esse
mesmo comportamento.
A partir de todas as análises realizadas pode-se afirmar que o composto 19 é
o aduto endo.
Figura 136 – Gráficos de correlação do deslocamento químico de RMN de 13C (A) e de RMN
de 1H (B) experimental e teórico para composto 24 endo sem efeito do solvente (clorofórmio).
A B
Conclusão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
163
5 – Conclusão:
Neste trabalho foi realizada a análise de seis substâncias com estruturas
policíclicas rígidas chamadas de cage-like (Figura 137). Os compostos de estudo,
obtidos a partir de uma reação de Diels-Alder entre o ciclopentadieno (1) e a
parabenzoquinona (2), foram analisados pela técnica de Ressonância Magnética
Nuclear (RMN).
O assinalamento dos sinais de RMN de 1H e RMN de 13C foi realizado por
meio dos experimentos unidimensionais (RMN de 1H, RMN de 13C{1H}, DEPT-135) e
experimentos bidimensionais (COSY, HMBC, HSQC e NOESY), onde a maioria dos
sinais foram atribuídos. As constantes de acoplamento spin-spin (J) foram
assinaladas quando possível, uma vez que a sobreposição de sinais tornou-se uma
barreira na atribuição do acoplamento.
O
O
O
O
O
HO
O
OO
OMe
OMeMeO
O
O
O
O
Br
Figura 137 – Compostos analisados.
Os dados experimentais foram confrontados com os resultados teóricos de
deslocamento químico e constante de acoplamento spin-spin fornecidos pelos
cálculos computacionais. Em todos os cálculos das propriedades (com solvente e
sem solvente) foi utilizado o modelo B3LPY/cc-pVTZ. A partir da correlação entre os
dados teóricos e experimentais conclui-se que o modelo utilizado foi eficiente no
(3) (20) (21)
(24) (23) (22)
Conclusão
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
164
cálculo de tensores de blindagem para os compostos de estudo. Entretanto, o
modelo de teoria B3LPY/cc-pVTZ não mostrou grande eficiência nos cálculos das
constantes de acoplamento spin-spin (J). Portanto, para os compostos de estudo
seria necessário, para se obter com melhor acuracia os cálculos das constantes de
acoplamento spin-spin, a utilização de uma base específica como, por exemplo, a
base EPR-III,57 o que daria melhores resultados, mas tornaria o custo computacional
mais elevado.
Referências Bibliográficas
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
165
6 – Referências Bibliográficas:
1. ITO, F. M. Síntese, Biotransformação e Avaliação Biológica de Substâncias
Policíclicas Cage-like Derivadas do Aduto de Diels-Alder
Triciclo[6.2.1.0]undeca-4,9-dien-3,6-diona . Dissertação de Mestrado. Universidade
Federal do Mato Grosso do Sul, Campo Grande, 2007.
2. COOKSON, R. C.; GRUNDWELL E.; HUDEC, J. Synthesis of cage-like
molecules by irradiation of Diels-Alder adducts . Journal Chemical & Industry,
p.1003-1004, 1958.
3. DAVIES, W. L.; GRUNERT R. R.; HAFF R. F.; MCGAHEN, J. W.; NEUMAYER E.
M.; PAULSHOCK M.; WATTS J. C.; WOOD T. R.; HERMANN E. C.; HOFFMAN C.
E. Antiviral activity of adamantamine . Science, n. 144, p.862–863, 1964.
4. SCHWAB R. S.; ENGLAND A. C. Jr, POSKANZER D. C.; YOUNG R. R.
Amantadine in the treatment of Parkinson’s disease . Jama, v. 208, n. 7, p.1168–
1170, 1969.
5. CHAKRABARTI J. K.; HOTTEN T. M.; SUTTON S.; TUPPER D. E. Adamantane
and protoadamantanealkanamines as potential anti-Pa rkinson agents . Journal
Medicinal Chemistry, v. 19, n. 7, p.967-969, 1976.
6. LARRICK, J. W.; LIPTON S. A.; WANG Y.; YE W.; STEMLER J. S. US patent, n.
US6444702, 2002.
7. STAMATIOU, G.; FOSCOLOS, G. B.; FYTAS, G.; KOLOCOURIS, A.;
KOLOCOURIS, N.; PANNECOUQUE, C.; WITVROUW, M.; PADALKO, E.; NEYTS,
J.; DE ClEREQ, E. Heterocyclic rimantadine analogues with antiviral a ctivity .
Bioorganic Medicinal Chemistry, n. 11, p.5485-5492, 2003.
8. OLIVER, D. W.; MALAN S. F. Medicinal Chemistry of Polycyclic Cage
Compounds in Drug Discovery Research . Medicinal Chemistry Research, n. 17,
p.137–151, 2007.
9. RANGANATHAN, D.; THOMAS, A.; HARIDAS, V.; KURUR, S.;
MADHUSUDANAN, P.; ROY, R.; KUNWAR, A. C.; SARMA, A. V. S.; VAIRAMANI,
M.; SARMA, K. D. Design, Synthesis, and Characterization of Tyrosino phanes, a
Novel Family of Aromatic-Bridged Tyrosine-Based Cyc lodepsipeptides . Journal
Organic Chemistry, v. 64, p. 3620- 3629, 1999.
Referências Bibliográficas
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
166
10. BROOKES, K. B.; HICKMOTT, P. W.; JUTLE, K. K.; SCHREYER, C. A.
Introduction of Pharmacophoric Groups Into Polycycl ic Systems South African
Journal of Chemistry. v. 45, p. 8-11, 1992.
11. GOVENDER, T.; HARIPRAKASHA, H. K.; KRUGER, H. G.; RAASCH, T.
Synthesis of Trishomocubane Amino Acid Derivatives . South African Journal of
Chemistry, v. 58, p. 37-40, 2005.
12. GELDENHUYS, W. J.; MALAN, S. F.; MURUGESAN, T.; SCHYF, C. J.;
BLOOMQUIST, J. R. Synthesis and biological evaluation of pentacyclo
[5.4.0.02,6.03,10.05,9]undecane derivatives as pote ntial therapeutic agents in
Parkinson’s disease . Journal Bioorganic Medicinal Chemistry, n. 12, p.1799-1866,
2003.
13. DIELS, O.; ALDER, K. Liebigs Ann. Chemistry. Synthesen in der
Hydroaromatischen Reihe . Justus Liebigs Annalen der Chemie. v. 460, p.98-112,
1928.
14. NICOLAOU, K. C.; Snyder, S. A.; Montagnon, T.; Vassilikogiannakis, G. The
Diels – Alder Reaction in Total Synthesis . Angewandte Chemie International. n.
41, p.1668-1698, 2002
15. SOLOMONS, T. W. G; FRYHLE, C. B. Química Orgânica . vol 1, 7. ed. Rio de
Janeiro: LTC, 2001.
16. ALLINGER, N. L. Química Orgânica . 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1976.
17. OLIVEIRA, K. T. Estudos Sintéticos e Teóricos Sobre Anulenos e
Baquenolidas . Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto,
2006.
18. WOODWARD, R. B.; SONDHEIMER, F.; TAUB, D.; HEUSLER, K.; MCLAMORE,
W. M. The Total Synthesis of Steroids . Journal of the American Chemical Society.
v. 74, p. 4223-4251, 1952.
WOODWARD, R. B.; SONDHEIMER, F.; TAUB, D.; HEUSLER, K.; MCLAMORE, W.
M. Journal of the American Chemical Society. v. 73, p. 2403, 1951.
19. SARRET, L. H.; ARTH, G. E.; LUKES, R. M.; BEYLE, R. E.; POOS, G. I.;
JOHNS, W. F.; CONSTANTIN, J. M. Stereospecific Total Synthesis of Cortisone .
Journal of the American Chemical Society. v. 74, p. 4974, 1952.
Referências Bibliográficas
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
167
20. STORK, G.; VAN TAMELEN, E. E.; FRIEDMAN, L.J.; BURGSTAHLER, A. W.
Cantharidin a Stereospecific Total Synthesis . Journal of the American Chemical
Society. v. 73, p.4501, 1951.
21. LI, Z.; GAO, Y., TANG, Y.; DAI, M.; WANG, G.; WANG, Z.; YANG, Z. Total
Synthesis of Crisamicin A . Journal of the American Chemical Society. v. 10, n. 14,
p.3017-3020, 2008.
22. ARKOUDIS, E.; STRATAKIS, M.; J. Synthesis of Cordiaquinones B, C, J, and
K on the Basis of a Bioinspired Approach and the Re vision of the Relative
Stereochemistry of Cordiaquinone C . Journal Organic Chemistry, v. 73, p. 4484-
4490, 2008.
23. ALTOÉ, R. Reatividade em Reações de Diels-Alder entre Cicloen onas e
Ciclopentadieno: uma abordagem teórica . Monografia, Universidade Federal do
Espírito Santo, Vitória, 2006.
24. Santos, C. Síntese e RMN de Carbono-13 de haletos de 1,1-dimet il-2,6diidro-
3-ceto-piridinios-5-substituídos . Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual
de Campinas, São Paulo, 1995.
25. GIL, V. M. S.; GERALDES, C. F. G. C. Ressonância Magnética Nuclear:
Fundamentos, Métodos e Aplicações , 2. ed., Portugal: Fundação Calouste
Gulbenkian, 2002.
26. PURCELL, E. M.; TORREY, H. C.; POUND, R. V. Resonance Absorption by
Nuclear Magnetic Moments in a Solid . Physical Review, v. 69, p.37,1946.
27. ARNOLD, J. T.; DHARMATTI, S. S.; PACKARD, M. E. Chemical Effects on
Nuclear Induction Signals from Organic Compounds . Journal Chemical Physics,
v. 19, p.507, 1951.
28. SANDERS, J. K. M.; HUNTER, B. K. Modern NMR spectroscopy: a guide for
chemists , 2a edição, Oxford University Press Inc., New York, 1993.
29. KAISER, C. R. RMN 2D: Detecção Inversa e Gradiente de Campo na
Determinação Estrutural de Compostos Orgânicos . Química Nova, v. 23, n. 02,
p.231-236, 2000.
30. SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F. X.; KIEMLE, D. J. Spectrometric
identification of organic compounds . 7. ed. New Jersey: John Wiley and Sons,
2005.
Referências Bibliográficas
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
168
31. NETO, A. C. Estudos Conformacionais de Lactonas Sesquiterpênica s e
Compostos Relacionados . Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo,
Ribeirão Preto, 2006.
32. FORESMAN, J. B.; FRISCH, A. Exploring Chemistry with Electronic
Structure Methods . 2. ed., Gaussian Inc.: Pittsburgh, 1996.
33. LEVINE, I. N. Quantum Chemistry . 4. ed.; Prentice-Hall International, Inc.: New
York, 1991.
34. SANTOS, F. P. Efeitos das Interações Hiperconjugativas na Estabil idade
Conformacional e na Constante de Acoplamento 1JCH para Compostos
Nitrogenados: Estudo Teórico e Experimental . Tese de Doutorado. Universidade
de São Paulo, Ribeirão Preto, 2006.
35. SZABO, A.; OSTLUND, N. S., Modern Quantun Chemistry . New York: Dover
Publications, 1989.
36. MOLLER, C.; PLESSET, M. S. Note on an Approximation Treatment for
Many-Electron Systems . Physical Review. v. 46, p. 618-622, 1934.
37. THOMAS, L. H. The calculation of atomic fields . Journal Language
Unavailable v. 23, p.542-548, 1927.
38. FERMI, E. A statistical method for the determination of some properties of
atoms. II. Application to the periodic system of th e elements . Journal language
unavailable. v. 48, p.73-79, 1928.
39. HOHENBERG, P.; KOHN, W. Inhomogeneous Electron Gas . Physical Review.
v. 136, p. 864, 1964.
40. PAVAN, R. J. Síntese de Complexos Organometálicos de Cobalto (II ) e Ferro
(II) Contendo Ligante Isocianeto . Dissertação de Mestrado. Universidade Federal
do Espírito Santo, Vitória, 2008.
41. PARR, R. G., YANG, W., Density-Functional Theory of Atoms and Molecules ,
Clarendeon Press, Oxford, 1989.
42. XAVIER, E. S.; DUARTE, H. A. Interaction of M–Sn (M=Ru, Rh, Pd) Dimers
with CH 2 and CF2: A Density Functional Study . International Journal of Quantum
Chemistry, v. 95, p.164-176, 2003.
43. BOYS, S. F.; BERNARDI, F. The Calculation of Small Molecular Interactions
by the Differences of Separate Total Energies. Some Procedures with Reduced
errors . Molecular Physics. v. 19, n. 4, p.553-566, 1970.
Referências Bibliográficas
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
169
44. ABREU DE, H.; A. Estudo de Sistemas Químicos Aplicando-se a Teoria d o
Funcional de Densidade . Tese de Doutorado. Universidade Federal de Minas
Gerais, Belo Horizonte, 2001.
45. JESEN F. Introduction to Computational Chemistry . England: John Wiley &
Sons Ltd., 2001.
46. LONDON, F. Theorie Quantique des Courants Interatomiques Dans Les
Combinaisons Aromatiques . Journal de Physique et le Radium. v. 8, p.397-401,
1937.
47. DITCHFIELD, R. Self-consistent Pertubation Theory of Diamagnetism I. A
Gauge-invariant LCAO Method for NMR Chemical Shifts . Tese de Doutorado.
Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2004.
48. KEITH, T. A.; BADER, R. F. W. Calculation of Magnetic Response Properties
Using Atoms in Molecules . Chemical Physics Letters v. 194, p.1-8, 1993.
49. VIKIC-TOPIC D.; PEJOV L. Computational Studies of Chemical Shifts Using
Density Functional Optimized Geometries . Croatica Chemica Acta. v. 74, n. 2,
p.277-293, 2001.
50. DOS SANTOS F. P.; DUCATI L. C.; TORMENA C. F.; RITTNER R. Efeito das
interações hiperconjugativas na constante de acopla mento 1JCH da
hexametilenotetramina e do adamantano: estudo teóri co e experimental .
Química Nova. v. 30, n. 7, 2007.
51. ITO, F. M.; PETRONI, J. M.; DE LIMA, D. P.; BEATRIZ, A.; MARQUES, M. R.;
PESSOA, C. do Ó; DE MORAES, M. O.; COSTA-LOTUFO, L. V.; MAGALHÃES, H.
I. F.; MONTENEGRO, R. C. Synthesis and Biological Evaluation of Rigid
Polycyclic Derivatives of the Diels-Alder Adduct Tr icyclo[6.2.1.02,7]undeca-4,9-
dien-3,6-dione. Molecules, v. 12, p. 271-282, 2007.
52. ACD/NMR Predictor Suite 12.0, Advanced Chemistry Development, Inc., Toronto
ON, Canadá, www.acdlabs.com, 2008.
53. GaussView3.0, Gaussian Inc.: Cornegie Office Park-Building 6, Pittsburg, PA
15106, USA.
54. FRISCH, M. J.; TRUCKS, G. W.; SCHLEGEL, H. B.; SCUSERIA, G. E.; ROBB,
M. A.; CHEESEMAN, J. R.; MONTGOMERY, Jr. J. A.; VREVEN, T.; KUDIN, K. N.;
BURANT, J. C.; MILLAM, J. M.; IYENGAR, S. S.; TOMASI, J.; BARONE, V.;
MENNUCCI, B.; COSSI, M.; SCALMANI, G.; REGA, N.; PETERSSON, G. A.;
Referências Bibliográficas
Atribuição Inequívoca de Sinais de RMN e da Estereoquímica Relativa de Compostos Rígidos tipo “Gaiola” (Cage-Like): Estudo Experimental e Teórico.
170
NAKATSUJI, H.; HADA, M.; EHARA, M.; TOYOTA, K.; FUKUDA, R.; HASEGAWA,
J.; ISHIDA, M.; NAKAJIMA, T.; HONDA, Y.; KITAO, O.; NAKAI, H.; KLENE, M.; LI,
X.; KNOX, J. E.; HRATCHIAN, H. P.; CROSS, J. B.; BAKKEN, V.; ADAMO, C.;
JARAMILLO, J.; GOMPERTS, R.; STRATMANN, R. E.; YAZYEV, O.; AUSTIN, A. J.;
CAMMI, R.; POMELLI, C.; OCHTERSKI, J. W.; AYALA, P. Y.; MOROKUMA, K.;
VOTH, G. A.; SALVADOR, P.; DANNENBERG, J. J.; ZAKRZEWSKI, V. G.;
DAPPRICH, S.; DANIELS, A. D.; STRAIN, M. C.; FARKAS, O.; MALICK, D. K.;
RABUCK, A. D.; RAGHAVACHARI, K.; FORESMAN, J. B.; ORTIZ, J. V.; CUI, Q.;
BABOUL, A. G.; CLIFFORD, S.; CIOSLOWSKI, J.; STEFANOV, B. B.; LIU, G.;
LIASHENKO, A.; PISKORZ, P.; KOMAROMI, I.; MARTIN, R. L.; FOX, D. J.; KEITH,
T.; Al-LAHAM, M. A.; PENG, C. Y.; NANAYAKKARA, A.; CHALLACOMBE, M.; GILL,
P. M. W.; JOHNSON, B.; CHEN, W.; WONG, M. W.; GONZALEZ, C.; POPLE, J. A.;
Gaussian 03 Revision C.02, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004.
55. HELGAKER, T.; JASZUNSKI, M.; RUUD, K. Ab Initio Methods for the
Calculation of NMR Shielding and Indirect Spin -Spin Coupling Constants
Chemical Reviews, 99, p.293-352, 1999.
56. CS Chemdraw Ultra 11.0, Cambridge Soft Corporation; Chemical Structure
Drawing Ultra; Cambridge, 2007
57. BARONE, V. Inclusion of Hartree-Fock Exchange in Density-Funct ional
Methods - Hyperfine-Structure of 2nd Row Atoms and Hydrides . Journal of
Chemical Physics, v. 101, n. 8, p.6834-6838, 1994.
58. CONSTANTINO, M. G.; SILVA, G. V. J.; HELENO, V. C. G.; BORIN, I. A.
Simulação de Desdobramentos Complexos de Espectros de RMN de 1H
(SimEsp_NMR e FOMSC3) . Química Nova, v. 29, n. 1, p.160-167, 2006.