Síntese de Intermediários de Fármacos pela Utilização da...
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA MARCELO EIJI MIYAZAKI Síntese de Intermediários de Fármacos pela Utilização da Tecnologia de Ultrassom Lorena – SP 2012
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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA
MARCELO EIJI MIYAZAKI
Síntese de Intermediários de Fármacos pela
Utilização da Tecnologia de Ultrassom
Lorena – SP
2012
MARCELO EIJI MIYAZAKI
Síntese de Intermediários de Fármacos pela
Utilização da Tecnologia de Ultrassom
Monografia apresentada à Escola de Engenharia de Lorena – Universidade de São Paulo para a conclusão da disciplina Trabalho de Conclusão de Curso 2. Área de concentração: Química Ambiental e Química Fina Orientador: Profa. Dra. Jayne Carlos de Souza Barboza
LORENA – SP
2012
2
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO,
PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
3
Dedico esta monografia a
minha família e amigos.
4
AGRADECIMENTOS
Ao meus deuses que sempre me iluminaram nos momentos sombrios, que
firmaram meus pés e me ajudaram a levantar quando eu já estava exausto,
dando-me força, coragem e perseverança, sempre olhando por mim e por todos
que amo,
Ao apoio, carinho, compreensão e exemplode meus pais, Jorge e Raura ; a
meu irmão Jorge Júnior pela alegria de sempre e pelo legítimo sentimento de
fraternidade; as minhas tias Bá e Go por todo o carinho, pelo exemplo de
integridade e pelos conselhos; aos meus avós paternos Satiko e Hiroshi por toda
experiência passada, por toda hospitalidade e por todas as suas preces; aos
meus avós maternos Hatsumi e Tastuo que, mesmo pelo pouco convívio, me
deram a graça de suas presenças e a felicidade de seus sorrisos.
A Ester, minha amiga e companheira que sempre me acompanhou nos
meus piores e melhores momentos, sempre com amor e carinho incondicionais
Aos professores Jayne e Aarão por toda a orientação, acompanhamento e
ensinamentos passados, assim como pela a paciência e dedicação.
Aos meus amigos que fiz em Lorena, em especial Rodelão, Everton,
Nathalia, Karen, Joyce, e Cynthia que sempre me escutaram e me ajudaram nas
mais variadas situações e aos quais devo meus momentos mais felizes e
engraçados durante o período de minha graduação.
A todos os colegas da Pensalab, minha superiora Luciane pela confiança,
feedbacks e confidência; a Márcia e Kemilla e Caio por sempre responderem
minhas incontáveis dúvidas com disposição e pela convivência harmoniosa e pelo
trabalho; Ao Victor e Tatiana por me auxiliarem em camihos além do âmbito
empresarial e pelo ambiente de trabalho alegre e saudável.
5
“O primeiro passo para o conhecimento é sabermos que somos ignorantes”
Cícero
“A nossa maior glória não reside no fato de nunca cairmos, mas sim em
levantarmo-nos sempre depois de cada queda.
Confúcio
“Aprender sem pensar é tempo perdido..”
Confúcio
“A mente que se abre a uma nova idéia jamais voltará ao seu tamanho original.”
Albert Einstein
“Posso não concordar com nenhuma das palavras que você disser, mas
defenderei até a morte o direito de você dizê-las.”
Voltaire
“Ninguem é tão sábio que nada tenha a aprender, nem tão tolo que nada tenha
para ensinar.”
Blaise Pascal
6
RESUMO
MIYAZAKI, M. E.Síntese de Intermediários de Farmacos pela Utilização da
Tecnologa de Ultrassom . 2012.45 f. Monografia (Trabalho de Conclusão de
Curso) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena,
2012.
Devido a crescente preocupação da sociedade com o meio ambiente as
indústrias têm buscado novas maneiras de preservação. O que antes se resumia
em destinar ou tratar adequadamente o poluente formado, nos dias de hoje se
trata principalmente de evitar o uso e a produção destes compostos. A
preservação se tornou um fator crítico a ser avaliado quando as indústrias
planejam implantar um novo projeto, podendo até mesmo inviabilizar o mesmo.
Foi seguindo esse pensamento que foi criada a Química Verde, um ramo da
química que visa à redução do uso e geração de substâncias nocivas ao meio
ambiente. Este trabalho tem como objetivo o estudo dos benefícios da utilização
do método de ultra-som na síntese de iminas, que são intermediários orgânicos
de extrema importância para a obtenção de fármacos, pela reação de aldeído
(benzaldeído) com aminas (isopropilamina e n-butilamina) quando comparado
com o método de agitação. As reações foram realizadas primeiramente por
ultrassom e em seguidasob agitação. Após a reação os compostos foram
analisados por ressonância magnética nuclear de carbono 13 (RMN) empregando
a técnica apt.
Palavras-chave: Química Verde, Ultrassom, Síntese Orgânica, Iminas
7
ABSTRACT
MIYAZAKI, M. E. The syntesis of pharmacon intermediates by using the
ultrasound technology. 2012. 45 f. Monograph (Trabalho de Conclusão de
Curso) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena,
2012.
Due to the growing concern of society with the enviroment, the industries have
sought new ways of preservation. What was summarized in foward or treat
appropriately the pollutant formed, nowadays it is mainly to prevent the use and
production of these compounds. The preservation became such a critical factor to be
evaluated when the industries are planning to deploy a new project that can even
cancel it. It was based on this thought that the Green Chemistry was born, a branch of
chemistry that aims to reduce the use and generation of hazardous substances to the
environment. This work aims the study of the benefits of using ultrasound method in
synthesis of imines, which are extremely important organic intermediates for obtaining
pharmacon, by reaction of aldehydes (benzaldehyde) with amines (isopropylamine
and n-butylamine) when compared with the shaking method with the use of organic
solvents. The reactions will be carried out primarily by ultrasound and then by
shaking. After the reaction compounds will be analysed by nuclear carbon 13
magnetic resonance (NMR) for qualitative analysis.
Keywords: Green Chemistry, Ultrasound, Organic Chemistry, Imines.
8
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Iminas e derivados ............................................................................... 21
Figura 2 – Mecanismo da reação ......................................................................... 21
Figura 3 - Frequência do som ............................................................................... 24
Figura 4 - Propagação das ondas ......................................................................... 24
Figura 5 – Comportamento da cavitação .............................................................. 25
Figura 6 - Efeito piezoelétrico ............................................................................... 26
Figura 7 - Transdutor piezoelétrico ....................................................................... 27
Figura 8 - Banho de ultrassom .............................................................................. 27
Figura 9 - Frequência dos carbonos ..................................................................... 29
Figura 10 – Preparação da benzilideno isopropilamina ........................................ 31
Figura 11 – Preparação da benzilideno n-butilamina ............................................ 33
Figura 12 - Espectro de 1H do benzaldeído .......................................................... 39
Figura 13 - Espectro de 1H da benzilideno n-butilamina ....................................... 40
Figura 14 - Espectro de 1H da benzilideno isopropilamina ................................... 41
Figura 15 - Espectro de 13C apt do benzaldeído e da benzilideno n-butilamina das
reações sob agitação e sob influência de ondas ultrassonoras ....... 42
Figura 16 - Espectro de 13C apt do benzaldeído e da benzilideno isopropilamina
das reações sob agitação e sob influência de ondas ultrassonoras 43
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Benzilideno Isopropilamina por Ultrassom ........................................... 37
Tabela 2 - Benzilideno Isopropilamina por Agitação ............................................. 37
Tabela 3 - Benzilideno n-Butilamina por Ultrassom .............................................. 37
Tabela 4 - Benzilideno n-Butilamina por Agitação ................................................. 37
Tabela 5 - Tabela de Rendimentos Médios .......................................................... 44
10
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................... 12
2 OBJETIVOS ....................................................................................... 14
2.1 Objetivos Gerais .......................................................................... 14
2.2 Objetivos Específicos................................................................... 14
3 REVISÃO BIBIOGRÁFICA ................................................................. 15
3.1 Desenvolvimento da Síntese Orgânica ........................................ 15
3.2 Preocupação Ambiental ............................................................... 16
3.2.1 Ações tomadas para a preservação ambiental ........................ 16
3.2.2 Princípios da Química Verde ................................................... 17
3.2.3 Toxidade dos Solventes Orgânicos ......................................... 19
3.3 Iminas .......................................................................................... 21
3.4 Cromatografia de Camada Fina (CCF) ........................................ 22
3.5 Ultrassom ..................................................................................... 23
3.5.1 Ondas Ultrassonoras ............................................................... 23
3.5.2 Efeito Piezoelétrico .................................................................. 25
3.5.3 Transdutores ............................................................................ 26
3.5.3.1 Transdutores tipo Sonda ................................................... 26
3.5.3.2 Transdutores tipo Banho ................................................... 27
3.6 Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) ....... 28
3.6.1 Metodologia ............................................................................. 28
3.6.2 Identificação de Compostos ..................................................... 28
3.6.3 Quantificação de Compostos ................................................... 29
4 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................. 30
4.1 Materiais ...................................................................................... 30
4.1.1 Equipamentos .......................................................................... 30
4.1.2 Reagentes ............................................................................... 30
11
4.2 Métodos ....................................................................................... 31
4.2.1 Preparação do Benzilideno isopropilamina (figura 10) ............. 31
4.2.1.1 Reação sob agitação ......................................................... 31
4.2.1.2 Reação sob sonicação ...................................................... 32
4.2.2 Preparação de Benzilideno n-butilamina (figura 11) ................ 33
4.2.2.1 Reação sob agitação ......................................................... 33
4.2.2.2 Reação sob sonicação ...................................................... 34
4.2.3 Acompanhamento das Reações por Cromatografia ................ 35
4.2.4 Observações gerais ................................................................. 36
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................... 36
5.1 Resultados ................................................................................... 36
5.2 Discussão..................................................................................... 38
6 CONCLUSÃO ..................................................................................... 44
12
1 INTRODUÇÃO
Existe uma grande preocupação com a poluição ambiental mundial
atualmente. Uma boa parcela disto está relacionada com a produção industrial,
onde podemos encontrar muitos processos voltados para a síntese orgânica. Uma
das metodologias de procedimento de reação descobertas, que tem apresentado
potencial para a diminuição desse efeito negativo, é a reação com auxílio de
ondas de ultrassom.
A utilização do ultrassom é uma técnica muito empregada atualmente, sua
aplicação de conhecimento geral é na medicina, usado principalmente no
acompanhamento do período de gestação, mas ele também é empregado em
diversas outras áreas como na bioquímica para a obtenção de material celular, na
engenharia para perfurações e processamentos de materiais e no segmento
industrial para a dispersão de pigmentos e limpeza de materiais, por exemplo. Na
área da química o ultrassom foi utilizado primeiramente em reações em meio
aquoso, como adições, hidratações, oxidações entre outras finalidades, mas
nenhuma apresentou grandes resultados1. A sonoquímica, utilização de ondas de
ultrassom para o desenvolvimento das reações químicas, só foi utilizada para
produção industrial no final dos anos 70, aplicada inicialmente na indústria de
laticínios para emulsificação e homogeneização1,2. Hoje em dia esse segmento se
utiliza deste método, em conjunto com outras ferramentas,para a determinação da
coagulação e detecção de micróbios em leite que sofreram o processo UHT 2.
O estudo da utilização de ondas ultrassonoras em reações de síntese
vem se expandindo devido ao forte e crescente apelo pela melhoria contínua dos
processos, do ponto de vista ambiental. Isso se deve, na síntese orgânica, aos
procedimentos que são realizados com solventes orgânicos, os quais são em sua
maioria tóxicos tanto ao manipulador do composto quanto ao meio ambiente. A
utilização do método sonoquímico, em algumas reações, pode levar a redução da
quantidade de solvente orgânico utilizado ou sua substituição por água. Além
disso, algumas reações já mostraram que o tempo de reação pode cair
drasticamente quando comparado ao método tradicional, aumentando assim a
produtividade.
13
Entre os processos de síntese orgânica destaca-se aqui a síntese de
iminas. Elas podem ser obtidas de aldeídos ou cetonas em reações com aminas,
empregando diferentes métodos. Contudo essas metodologias normalmente
necessitam de procedimentos complexos, com longos tempos de reação e uma
grande quantidade de solventes aromáticos. O ultrassom já é aplicado para
elaboração de iminas mas foi aplicado para apenas alguns componentes e a
possibilidade do crescimento desta vertente ainda não foi medida 3.
As iminas são compostos importantes pois agem como intermediários
orgânicos na preparação de compostos de nitrogênio, podendo produzir, pelo
método de sonoquímica, produtos sem a necessidade de operações de
separação, com reagentes mais baratos, bons rendimentos e sem a necessidade
de técnicas de manuseio diferenciadas. Esses compostos são utilizados,
principalmente, pela indústria farmacêutica, compondo moléculas com princípio
ativo4.
14
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivos Gerais
Tem-se como objetivo principal deste trabalho o estudo da utilização do
método sonoquímico na síntese orgânica de iminas, visando a minimização ou a
eliminação do uso de solventes orgânicos, entre outros fatores que favoreçam a
proteção do meio ambiente. Sendo justificado pela necessidade de melhoria
contínua dos processos do ponto de vista ambiental, uma vez que esse se tornou
um objetivo primordial da química moderna.
2.2 Objetivos Específicos
Comparar as condições da síntese de iminas empregando o método com
agitação, com o método sonoquímico
Produzir iminas abrangendo os conceitos da química verde
Avaliar o efeito de ondas ultrassonoras durante a reação.
15
3 REVISÃO BIBIOGRÁFICA
3.1 Desenvolvimento da Síntese Orgânica
A síntese orgânica é uma arte poderosa, que tem um grande impacto em
vários seguimentos da ciência. Ela se desenvolveu de acordo com a necessidade
das épocas e também devido à curiosidade humana. Originalmente as
substâncias orgânicas eram obtidas principalmente através das plantas, sendo
sempre necessário um processo adicional para o seu isolamento de outros
compostos. O aumento do interesse pela fabricação destes compostos se deu
pela compreensão dos mecanismos de reação e análise conformacional, que
possibilitaram um melhor conhecimento da reatividade química no início do séc
XX5, 6.
Antes do seu período de expansão a química orgânica enfrentou
dificuldades para sobrepor uma barreira chamada Teoria da Força Vital. Essa
teoria defendia que somente seres vivos eram capazes de sintetizar compostos
orgânicos, em outras palavras, seria impossível que os compostos gerados pelas
plantas fossem produzidos por via sintética. Essa teoria foi aceita por muitos
químicos influentes na época, o que diminuiu o interesse da sociedade pela
química orgânica. A Teoria da Força Vital veio abaixo quando Frederich Wöhler,
em 1828, sintetizou a uréia a partir do cianato de amônio, criando assim a
Química Orgânica Sintética 5.
16
3.2 Preocupação Ambiental
3.2.1 Ações tomadas para a preservação ambiental
No mundo atual é impossível não se pensar na preservação do meio
ambiente. Seja por causa de legislações cada vez mais rigorosas, pressão social
ou pela melhoria contínua dos processos. Para chegar neste nível de
conscientização diversos encontros foram realizados por líderes internacionais
para a discussão e resolução do problema da poluição ambiental. Pode-se citar,
como resultado dessas reuniões, o Protocolo de Kyoto, que criou sistema de
créditos de carbono e as metas de redução e também a ECO-92, realizada na
cidade do Rio de Janeiro, que teve presença mundial e foi elaborada a Agenda
21, na qual os países se comprometeram em prezar pelo desenvolvimento
sustentável. Ainda tendo em vista o cenário mundial, pode-se citar a criação da
ISO 14000, totalmente voltada para a gestão ambiental. Esta ISO trata de uma
norma facultativa que pode, dependendo do consumidor, ter um grande peso no
produto ou serviço oferecido7.
Como uma das evidências mais alarmantes da preocupação crescente com
o meio ambiente os Estados Unidos, que não ratificaram o Protocolo de Kyoto em
1997, declararam em 2009 que o dióxido de carbono e outros cinco tipos de
poluentes representam uma ameaça ao planeta. E começaram a determinar como
em que medida essas emissões seriam reduzidas8.
De acordo com CANZIAN8, "Não existe mais a opção de fazer uma nova legislação ou não fazer nada", afirma Edward Markey, membro da Câmara dos Representantes pelo Partido Democrata, o mesmo de Obama. "Agora, é uma escolha entre (o Congresso) legislar ou (a EPA) regular"
Não só no cenário mundial vê-se esta preocupação. No Brasil observa-se a
preocupação ambiental desde a elaboração da constituição de 1988, onde de
acordo com o artigo 255, tem-se:
17
“Art.255. Todos têm o direito ao meio
ambiente ecologicamente equilibrado, bem
de uso comum do povo e essencial à sadia
qualidade de vida, impondo-se ao Poder
Público e à coletividade o dever de
defendê-lo e preservá-lo para as presentes
e futuras gerações”
Neste mesmo artigo também consta a necessidade de se exigir um estudo
prévio para a realização de atividades potencialmente causadoras de poluição e
do controle de produção, comercialização, emprego de técnicas e substâncias
que possam acarretar riscos na qualidade de vida e no meio ambiente7, 9.
3.2.2 Princípios da Química Verde
As indústrias químicas sempre foram relacionadas, direta ou indiretamente,
a desastres ambientais no decorrer dos anos. Isso ocorreu devido aos
vazamentos, o não tratamento adequado de efluentes e acidentes, sendo que o
único tipo de medida adotada era a remediação dos resíduos formados no final da
linha de produção. Mas esse panorama começou a mudar no início da década de
90 onde, ao invés de remediar, começaram a pensar na redução da produção de
resíduos. Esse novo pensamento foi denominado “Química Verde”.
Atualmente a “Química Verde” é definida como: “A invenção, projeto e
aplicação de produtos químicos e processos para reduzir o uso e geração de
substâncias nocivas ao meio ambiente”10. Para tanto, foi definido alguns tópicos
básicos, mencionados abaixo.
1. Prevenção: é melhor evitar a produção de resíduos/desperdícios do
que tratá-los após estarem formados;
18
2. Economia do átomo: os métodos sintéticos devem ser desenvolvidos
no sentido de maximizar a incorporação de todos os materiais de
partida no produto final;
3. Sínteses com compostos menos tóxicos: sempre que possível, as
metodologias sintéticas devem ser desenvolvidas no sentido de
utilizar e/ou originar substâncias com pouca ou nenhuma
toxicidade para a saúde humana e para o ambiente;
4. Desenvolvimento de produtos seguros: os produtos químicos devem
ser desenvolvidos no sentido de poderem realizar a função
desejada e ao mesmo tempo não serem perigosos;
5. Solventes e auxiliares mais seguros: o uso de substâncias auxiliares
(por exemplo, solventes, agentes de separação, catalisadores de
transferência de fase, etc.) deve ser reduzido, ou mesmo evitado,
sempre que possível (e, quando utilizadas, essas substâncias
devem ser inócuas);
6. Procura da eficiência energética: as necessidades energéticas
devem ser consideradas no nível de seu impacto econômico e
ambiental, e devem ser minimizadas. Se possível, os processos
químicos devem ser realizados à temperatura e pressão
ambiente;
7. Uso de fontes renováveis de matérias-primas: sempre que técnica e
economicamente viável, a utilização de matérias-primas
renováveis (por exemplo, óleos e açúcares) deve ser escolhida
em detrimento de fontes não renováveis;
8. Evitar a formação de derivados: a derivatização desnecessária (por
exemplo, proteção/desproteção) deve ser minimizada ou, se
possível, evitada, porque estas etapas requerem reagentes
adicionais e podem gerar resíduos;
9. Catálise: reagentes catalíticos (tão seletivos quanto possível) são
superiores relativamente aos reagentes estequiométricos;
10. Desenvolvimento no sentido da degradação: os produtos químicos
devem ser desenvolvidos de tal modo que, após exercerem a sua
função, se degradem em produtos inócuos e que não persistam
no ambiente;
19
11. Análise em tempo real para a prevenção da poluição: é necessário o
desenvolvimento de metodologias analíticas que viabilizem
monitoração e controle no decorrer do processo, em tempo real,
antes da formação de substâncias nocivas;
12. Química intrinsecamente segura para a prevenção de acidentes: as
substâncias, bem como o modo pelo qual uma substância é
utilizada num processo químico, devem ser escolhidas a fim de
minimizar o potencial para acidentes químicos, incluindo
derrames, corrosões, explosões e incêndios.
As indústrias químicas estão muito preocupadas com seus efluentes,
principalmente pelo aspecto legislativo, assim sendo, estão empregando cada vez
mais os princípios acima mencionados em seus processos.
3.2.3 Toxidade dos Solventes Orgânicos
Brucknere Warren11, apresenta os solventes orgânicos como uma classe
de líquidos orgânicos que têm a capacidade de dissolver, diluir ou dispersar
materiais que são insolúveis em água. São aplicados em grande escala como
constituintes de vernizes, tintas, na síntese química, parafinas, óleos lubrificantes,
combustíveis entre outros, e sua maior parcela é proveniente do refino do
petróleo.
Há apelos contra o uso desse tipo de solvente, pois eles apresentam
características como lipofilicidade, que é a capacidade de um composto se
dissolver em gordura, e volatilidade variável. Essas propriedades associadas ao
baixo peso molecular fazem com que esses compostos sejam facilmente inalados
e absorvidos pelo corpo, o que dá origem a um grande problema tendo em vista
que a maioria destes compostos é tóxica aos organismos. Como exemplos de
solventes podem ser citados o benzeno e o tolueno.
Benzeno:
20
“Riscos à Saúde: Prejudicial se ingerido, inalado ou absorvido
pela pele. Vapor ou névoa é irritante para os olhos, membranas
mucosas e trato respiratório superior. Causa irritação na pele.
Exposição pode causar: náuseas, tonturas e dor de cabeça e
efeito neurótico.
Efeitos Crônicos: Cancerígeno. Pode alterar o material genético.
Efeitos no sangue. Inalação de alta concentração de benzeno
pode ter um efeito inicial estimulatório sobre o sistema nervoso
central caracterizada por alegria, excitação nervosa e/ou tontura,
depressão, sonolência ou fadiga. A vítima pode sentir apertos no
peito, respiração ofegante e perda de consciência.Tremores,
convulsões e mortes devido à paralisia respiratória ou colapso
circulatório podem ocorrer dentro de poucos minutos ou em várias
horas. Aspiração de pequenas quantidades de líquido causam
imediatamente edema pulmonar e hemorragia do tecido pulmonar.
Contato direto com a pele pode causar eritema. O contato repetido
ou prolongado com a pele causa secagem, descamação ou
infecções de pele.”12
Tolueno:
”Riscos à saúde: Prejudicial se inalado, ingerido ou absorvido
pela pele. Vapor ou névoa é irritante para os olhos, membranas
mucosas e trato respiratório superior. Causa irritação de pele.
Sintomas de exposição podem incluir sensação de queima, tosse,
laringite, respiração ofegante, dores de cabeça, náusea e vômito.
Exposição pode causar: irritação nos pulmões, dores no peito e
edema, que pode ser fatal.
Efeitos Crônicos:danos no fígado, efeitos no sangue, danos nos
rins. Pode causar distúrbios no sistema nervoso. Ouso do álcool
pode agravar o efeito narcótico e sangramentos causados pelo
tolueno.”12
21
3.3 Iminas
Iminas são compostos orgânicos formados a partir da reação de aldeídos
ou cetonas com aminas primárias. São caracterizados por uma dupla ligação
entre os átomos de carbono e nitrogênio sendo sua estrutura representada pela
fórmula R1N=CR2R3. Em sua maior parte são moléculas instáveis porém, em
alguns casos especiais, quando o ligante do nitrogênio for um grupo
eletronegativo, normalmente ficam estáveis e recebem nomenclatura
diferenciada13. Na figura 1, é mostrada a imina e alguns de seus derivados.
Figura 1 - Iminas e derivados
Ao misturar os reagentes para a produção de iminas, a amina ataca o
carbono carbonílico, formando um hemiaminal, o qual elimina a água presente no
composto formando assim a imina. Denomina-se esse processo como
condensação (figura 2)14.
Figura 2 – Mecanismo da reação
22
Pela reação, nota-se que há a formação de água como subproduto e que a
mesma hidrolisa a imina devido à reversibilidade da reação, dificultando assim a
obtenção de substâncias puras. Contudo esse problema pode ser contornado
através da destilação da mistura ou, em casos onde deseje usar a imina como o
reagente para outra reação, pode ser adicionado ao meio o outro reagente de
interesse de modo que este, reagindo com a imina formada, além de formar o
produto de interesse também desloca o equilíbrio da reação inicial para a
produção de imina.15
Para a produção destes compostos um dos fatores que mais influenciam a
velocidade de reação é o pH. Na literatura pode-se encontrar que a faixa de pH
ótimo para a reação é de 4 a 6. Isso se explica, caso o meio seja muito ácido
haverá a protonação da amina, dificultando a reação de adição inicial entre amina
e cetona ou aldeído; caso o pH esteja muito alto a concentração de prótons será
muito baixa, dificultando a protonação do grupo OH na molécula, assim
retardando a etapa de desidratação 13.
3.4 Cromatografia de Camada Fina (CCF)
A cromatografia é um método de separação de extrema importância
atualmente, isso se deve ao seu fácil manuseio levando em consideração sua
facilidade para a separação, identificação e quantificação de espécies químicas.
“A cromatografia é um método físico-químico de separação dos
componentes de uma mistura, realizada através da distribuição
destes componentes em duas fases, que estão em contato íntimo.
Uma das fases permanece estacionária, enquanto a outra se
move através dela. Durante a passagem da fase móvel sobre a
fase estacionária, os componentes da mistura são distribuídos
pelas duas fases de tal forma que cada um deles é seletivamente
retido pela fase estacionária, o que resulta em migrações
diferenciais desses componentes”16.
23
Existem diversos tipos de cromatografia, entre eles figuram a cromatografia
em papel, por troca iônica, por adsorção e de camada fina. Nesse trabalho será
comentado sobre este último procedimento, por ser pertinente para este estudo
A Cromatografia de Camada Fina consiste no arraste e separação dos
componentes do produto formado por uma solução polar-apolar de proporção
conhecida (fase móvel) que, em contato com uma camada delgada de um
composto adsorvente, fica sujeita à migração de alguns de seus componentes de
acordo com suas respectivas afinidades. A camada delgada é suportada em uma
superfície plana, e é denominada fase estacionária. Foi escolhido o uso desta
técnica porque, além das vantagens já apresentadas, ela apresenta uma grande
repetitividade, versatilidade, tempo de separação reduzido e baixo custo16, 17.
3.5 Ultrassom
3.5.1 Ondas Ultrassonoras
Denomina-se ultrassom todos os sons emitidos com frequências maiores
que o limite de percepção da audição humana (>16 KHz). A sonoquímica tem
como fundamento básico o uso dessas ondas, inaudíveis para humanos, visando
transformações químicas e físicas da matéria pela criação, aumento e implosão
de cavidades de gases, ativando reações químicas. Essas ondas podem ser
divididas em 2 grupos: de alta potência (<1 W a milhares de W.cm-2), usadas, por
exemplo, na sonoquímica e na esterilização de materiais, e as de baixa potência
(frequência maior que 20 KHz) usados na medicina para acompanhamento de
gestação e exames de soldas e fissuras entre outras utilidades. 1
Pode-se verificar na figura 3, a capacidade da audição humana e a região
de alta frequência.
24
Figura 3 - Frequência do som
A propagação das ondas ultrassonoras se procede como uma variação de
pressão contínua. Essa variação pode ser ilustrada por ondas de pressão no ar
produzidas por diapasão, como mostra a figura 4.
.18
Figura 4 - Propagação das ondas
Com isso há a formação de bolhas no meio líquido, que tendem a se
expandir criando uma região de pressão reduzida quando comparada com o meio
em que está exposta (figura 5). Quando essa diferença de pressão atinge um
determinado valor, a bolha se rompe gerando a cavitação. A temperatura
estimada no interior da cavidade, na iminência de sua implosão, é de
aproximadamente 5500ºC, e ao seu redor a temperatura é de 2100ºC. A pressão
é de cerca de 500 atm. Para ter uma idéia do poder de aquecimento ao usar o
ultrassom pode-se ter como base a temperatura da chama acetilênica, que é
aproximadamente 2400ºC18.
25
Figura 5 – Comportamento da cavitação
De acordo com Barbosa e Serra1, dois elementos são de extrema
importância para o processo: a presença de gás dissolvido, responsável pelo
aumento das bolhas e a presença de partículas em suspensão, que diminuem a
força de coesão molecular, fazendo com que as bolhas se rompam mais
facilmente.
3.5.2 Efeito Piezoelétrico
Descoberto em 1880 pelos irmãos Pierre e Jacques Curie, o efeito
piezoelétrico consiste na oscilação física de certos materiais quando expostos a
campos elétricos.
O conceito utilizado para a fabricação dos transdutores atuais é do efeito
piezoelétrico reverso, ou seja, devido à aplicação de uma tensão alternada as
moléculas se re-alinham e em seguida retornam as suas orientações originais, a
repetição contínua da mudança da conformação gera a oscilação do material, que
por sua vez gera as ondas de ultrassom (figura 6).
26
Figura 6 - Efeito piezoelétrico
3.5.3 Transdutores
Para a utilização do método sonoquímico se faz necessário o uso de um
transdutor. Equipamento que converte energia elétrica em energia sonora.
Existem dois tipos distintos transdutores: o banho e a sonda.
3.5.3.1 Transdutores tipo Sonda
Os transdutores tipo sonda consistem no uso de uma cerâmica
piezoelétrica localizada entre duas chapas metálicas. Um sinal transmitido por um
gerador de frequência é transformado em ondas mecânicas e amplificado pelas
chapas de onde essas ondas são transmitidas para o meio reacional1 (Figura 7).
27
Figura 7 - Transdutor piezoelétrico
3.5.3.2 Transdutores tipo Banho
No banho, o transdutor é preso no fundo da cuba do aparelho, devido à sua
passagem por um meio de transmissão, normalmente água, antes de chegar a
amostra, a energia é dispersada, fazendo com que o sistema de sonda seja mais
eficiente devido ao contato direto com o sistema reacional 1 (Figura 8).
Figura 8 - Banho de ultrassom
28
3.6 Espectroscopia de Ressonância Magnética
Nuclear (RMN)
3.6.1 Metodologia
A espectroscopia é definida como a interação da radiação eletromagnética
com a matéria. Seu uso em conjunto com a ressonância magnética nuclear se dá
devido ao fato de que alguns núcleos têm a capacidade de absorver radiação
eletromagnética externa quando imersos em um campo magnético intenso. Essa
absorção pode ser medida e analisada e, em conjunto com outros métodos de
análise, pode fornecer dados qualitativos e quantitativos da amostra19, 20.
O processo da formação do espectro se inicia pela imersão da mistura em
um forte campo magnético. Com isso os 13C absorvem a radio frequência e
emitem um sinal que dependerá da vizinhança dos carbonos da molécula. Cada
carbono com vizinhança diferenciada dos outros emitirá um sinal no espectro e
carbonos que possuem a mesma vizinhança, presentes em moléculas simétricas,
produzirão um único sinal, proporcional à quantidade de sua soma.
3.6.2 Identificação de Compostos
Um espectro de RMN, assim como um espectro no infravermelho,
raramente é suficiente para a identificação de um composto orgânico. Contudo,
em conjunto com espectros de massa, infravermelho e ultravioleta, bem como
uma análise elementar, a RMN é uma ferramenta poderosa e indispensável para
a caracterização de compostos puros 19. Também é de grande utilidade quando
se conhece algo sobre as estruturas das moléculas analisadas ou até mesmo
quando não se conhece nada sobre a estrutura, pois, neste último caso, podem-
se reduzir as possibilidades apenas pela observação do espectro formado.
29
A figura 9 mostra as faixas de freqüências de carbonos com determinadas
vizinhanças, quando analisado por RMN 13C (apt).
Figura 9 - Frequência dos carbonos
3.6.3 Quantificação de Compostos
Um aspecto único do espectro de RMN de próton é a proporcionalidade
direta entre a área do pico e o número de núcleos responsáveis por este pico.
Como resultado, uma determinação quantitativa de um composto específico não
requer amostras puras para calibração. Assim, se um pico de ressonância pode
ser empregado para determinar os constituintes de uma amostra e se este pico
não se sobrepor aos picos de um outro constituinte, a área desse pico pode ser
usada para determinar a concentração da espécie de interesse, desde que seja
conhecida a área do sinal por próton. Esta área pode ser convenientemente
obtida com o uso de um padrão interno de concentração conhecido 20.
Para a análise dos produtos obtidos será realizada a RMN de 1H e
Carbono-13 empregando a técnica apt (teste do hidrogênio ligado). Na
designação dos sinais do espectro de 1H, t significa tripleto; d, dupleto; s, singleto;
Har, hidrogênio aromático. O espectro de 13C apt mostra de forma gráfica os
carbonos presentes nas moléculas dos produtos, e os diferencia, facilitando a
análise19, 20. Neste, esta distinção mostra os carbonos do grupo CH3 e CH para
baixo da linha base e os carbonos quaternários (Cq) e CH2 para cima.
30
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Materiais
4.1.1 Equipamentos
Aparelho gerador de ondas ultrassonoras – banho;
Espectrômetro de RMN – Marca Varian (modeo Mercury – 300 MHz);
Balança analítica – Marca Shimadzu (Modelo: A Y220);
Lâmpada de UV – Marca MineralightLamp (Modelo: UVGL-25);
Rotaevaporador – Marca Fisaton (Modelo: 803);
Placa de agitação e aquecimento: Marca Fisaton (Modelo: 753ª);
Placas cromatográficas (CCF) :Cromatofolhas de Al com Sílica Gel 60 F254
– Marca Merck;
Reveladores: lâmpada de UV e vapores de iodo ressublimado.
4.1.2 Reagentes
-Aminas:isopropilamina, 99%; Butilamina, 99%;
-Aldeído: Benzaldeído, 99%;
-Solventes Orgânico:Diclorometano, 99%; Clorofórmio deuterado;
-Outros Reagentes: Sulfato de sódio anidro, 99%.
31
4.2 Métodos
4.2.1 Preparação do Benzilideno isopropilamina (figura 10)
Figura 10 – Preparação da benzilideno isopropilamina
4.2.1.1 Reação sob agitação
O procedimento iniciou-se com a pesagem de 0,5g de benzaldeído 99%
(4,7 mmols) em balão de fundo redondo de 50mL, munido de barra
magnética. Após o balão ser selado introduziu-se gás nitrogênio ao
mesmo, de forma a deixar a atmosfera interna sem oxigênio (inerte). Em
seguida foi adicionado 0,61mL de isopropilamina 99% (7,1 mmols). A
mistura foi então mantida sob agitação magnética por 30 minutos. Após
esse tempo, o produto foi submetido à cromatografia de camada fina para
o acompanhamento da reação, contudo a técnica não foi frutífera, pois os
reagentes não se revelaram de forma esperada. Com isso foi necessário o
tratamento do produto com a adição de diclorometano, para diluir a reação,
e sulfato de sódio anidro, para a remoção dos vestígios de água que se
formaram como subproduto da reação. A solução foi agitada, filtrada e
recolhida em um outro balão previamente pesado. O balão foi acoplado ao
rotaevaporador, com atmosfera interna negativa, com a rotação ajustada
para 50 rpm e então parcialmente submerso em banho-maria a 50C. Após
a evaporação do diclorometano o balão foi seco e novamente pesado,
32
sendo a amostra depois analisada por RMN de 1H e 13C (apt) para verificar
a formação do produto e o final da reação através do espectro obtido da
amostra. (Ver páginas 39 e 41).
Os rendimentos obtidos da reação e sua duplicata foram respectivamente
86,74% e 88,03%, sendo o mesmo calculado através da razão da massa
de produto final pesada e a massa teórica.
4.2.1.2 Reação sob sonicação
O procedimento iniciou-se com a pesagem de 0,5g de benzaldeído 99%
(4,7 mmols) em balão de fundo redondo de 50mL. Após o balão ser selado
introduziu-se gás nitrogênio ao mesmo, de forma a deixar a atmosfera
interna sem oxigênio (inerte). Em seguida foi adicionado 0,61mL de
isopropilamina 99% (7,1 mmols). A mistura foi levada ao aparelho de ultra-
som previamente preparado com 300mL de água, um trocador de calor
imerso e um termômetro metálico. Posicionou-se o balão no aparelho de
ultrassom onde foi identificada, visualmente, a maior agitação do meio
reacional. Procedeu-se a reação durante 5 minutos com temperatura do
banho controlada em aproximadamente 25C. A utilização do transdutor
tipo banho foi devida à utilização dos equipamentos já disponíveis no
laboratório. Após esse tempo, o produto foi submetido à cromatografia de
camada fina para o acompanhamento da reação, contudo a técnica não foi
frutífera pois os reagentes não se revelaram de forma esperada. Com isso
foi necessário o tratamento do produto com a adição de diclorometano,
para diluir a reação, e sulfato de sódio anidro, para a remoção dos
vestígios de água que se formaram como subproduto da reação. A solução
foi agitada, filtrada e recolhida um outro balão previamente pesado. O
balão foi acoplado ao rotaevaporador, com atmosfera interna negativa, com
a rotação ajustada para 50 rpm e então parcialmente submerso em banho-
maria a 50C. Após a evaporação do diclorometano o balão foi seco e
novamente pesado, sendo a amostra analisada por RMN de 1H e 13C (apt)
33
para verificar a formação do produto e o final da reação. (Ver páginas 39 e
41).
Os rendimentos obtidos da reação e sua duplicata foram respectivamente
96,03% e 94,26%, sendo o mesmo calculado através da razão da massa
de produto final pesada e a massa teórica.
4.2.2 Preparação de Benzilideno n-butilamina (figura 11)
Figura 11 – Preparação da benzilideno n-butilamina
4.2.2.1 Reação sob agitação
O procedimento iniciou-se com a pesagem de 0,5g de benzaldeído 99%
(4,7 mmols) em balão de fundo redondo de 50mL, munido de barra
magnética. Após o balão ser selado introduziu-se gás nitrogênio ao
mesmo, de forma a deixar a atmosfera interna sem oxigênio (inerte). Em
seguida foi adicionado 0,52mL de n-butilamina 99% (5,2 mmols). A mistura
foi então mantida sob agitação magnética por 30 minutos. Após esse
tempo, o produto foi submetido à cromatografia de camada fina para o
acompanhamento da reação, contudo a técnica não foi frutífera, pois os
reagentes não se revelaram de forma esperada. Com isso foi necessário o
tratamento do produto com a adição de diclorometano, para diluir a reação,
e sulfato de sódio anidro, para a remoção dos vestígios de água que se
formaram como subproduto da reação. A solução foi agitada, filtrada e
recolhida em um outro balão previamente pesado. O balão foi acoplado ao
34
rotaevaporador, com atmosfera interna negativa, com a rotação ajustada
para 50 rpm e então parcialmente submerso em banho-maria a 50C. Após
a evaporação do diclorometano o balão foi seco e novamente pesado,
sendo a amostra analisada por RMN de 1H e 13C (apt) para verificar a
formação do produto e o final da reação através do espectro obtido da
amostra. (Ver páginas 38 e 40).
Os rendimentos obtidos da reação e sua duplicata foram respectivamente
92,88% e 92,18%, sendo o mesmo calculado através da razão da massa
de produto final pesada e a massa teórica.
4.2.2.2 Reação sob sonicação
O procedimento iniciou-se com a pesagem de 0,5g de benzaldeído 99%
(4,7 mmols) em balão de fundo redondo de 50mL. Após o balão ser selado
introduziu-se gás nitrogênio ao mesmo, de forma que a deixar a atmosfera
interna sem oxigênio (inerte). Em seguida foi adicionado 0,52mL e n-
butilamina 99% (5,7 mmols). A mistura foi levada ao aparelho de ultrassom
previamente preparado com 300mL de água, um trocador de calor imerso e
um termômetro metálico. Posicionou-se o balão no aparelho de ultrassom
onde foi identificada, visualmente, a maior agitação do meio reacional.
Procedeu-se a reação durante 5 minutos com temperatura de banho
controlada em aproximadamente 25C. A utilização do transdutor tipo
banho foi devida a utilização dos equipamentos já disponíveis no
laboratório. Após esse tempo, o produto foi submetido à cromatografia de
camada fina para o acompanhamento da reação, contudo a técnica não foi
frutífera, pois os reagentes não se revelaram de forma esperada. Com isso
foi necessário o tratamento do produto com a adição de diclorometano,
para diluir a reação, e sulfato de sódio anidro, para a remoção dos
vestígios de água que se formaram como subproduto da reação. A solução
foi agitada, filtrada e recolhida em um outro balão previamente pesado. O
balão foi acoplado ao rotaevaporador, com atmosfera interna negativa, com
35
a rotação ajustada para 50 rpm e então parcialmente submerso em banho-
maria a 50C. Após a evaporação do diclorometano o balão foi seco e
novamente pesado, sendo a amostra por RMN de1H e 13C (apt) para
identificar o produto e verificar o final da reação através do espectro obtido
da amostra, (Ver páginas 38 e 40).
Os rendimentos obtidos da reação e sua duplicata foram respectivamente
93,39% e 91,67%, sendo o mesmo calculado através da razão da massa
de produto final pesada e a massa teórica.
4.2.3 Acompanhamento das Reações por Cromatografia
A cromatografia se procedeu colocando em três pontos de uma das
extremidades das cromatofolhas reagente limitante (benzaldeído), reagente
limitante mais amostra da reação e amostra da reação, a esquerda, meio e direita
respectivamente. A folha foi colocada em contato com o eluente (solução de
solventes polar e apolar) e aguardou-se a eluição (passagem da solução pela
sílica, carregando os reagentes conforme a polaridade dos mesmos). Após a folha
(cromatograma) ser retirada, esperou-se a evaporação do eluente e expôs-se o
cromatograma a luz ultra-violeta para a identificação do benzaldeído e do produto.
Depois da marcação do benzaldeído a folha foi exposta a uma atmosfera de
vapor de iodo-ressublimado para a constatação do andamento da reação.
Contudo não foi possível a identificação precisa dos compostos
independentemente do procedimento de reação adotado, mesmo quando
analisados em tempos de reação diferente.
36
4.2.4 Observações gerais
As reações foram realizadas varias vezes até chegar ao resultado de
menor tempo de reação com bons rendimentos.
Tentativas foram feitas para acompanhar por CCF, mas as revelações dos
produtos na placa foram de difícil verificação.
Nas reações iniciais também foi estudado se a presença de sulfato de
sódio anidro no meio reacional influenciaria no rendimento, contudo em ambos os
métodos a adição não influenciou no rendimento, sendo assim, não foi dado
prosseguimento desta possível interferência nos estudos das reações finais.
Para o procedimento da produção da benzilideno isopropilamina, foi
utilizada a proporção de 1 mol de benzaldeído para 1,5 mol de isopropilamina
porque essa amina é extremamente volátil. O excesso de amina se fez necessário
uma vez que, nas primeiras reações realizadas, não foi identificado o produto de
interesse, sendo a causa mais provável do ocorrido a volatilização do reagente.
A refrigeração do meio, quando procedido por ultrassom, se fez necessária
pois foi verificado um aumento considerável da temperatura devido principalmente
as ondas de ultrassom. Sendo verificado, quando não controlado a temperatura
do meio, uma temperatura próxima a 60C nos primeiros 20 minutos de reação,
podendo causar a perda da amina.
As reações foram realizadas em duplicata para suas devidas validações.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Resultados
Com base nos experimentos realizados as seguintes tabelas foram
elaboradas.
37
Utilizando a Isopropilamina, tabela 1 e 2
Tabela 1 - BenzilidenoIsopropilamina por Ultrassom
Tabela 2 - BenzilidenoIsopropilamina por Agitação
Utilizando a n-Butilamina, tabela 3 e 4
Tabela 3 - Benzilideno n-Butilamina por Ultrassom
Tabela 4 - Benzilideno n-Butilamina por Agitação
Os procedimentos das duas reações, tanto pelo método sonoquímico
quanto por agitação apresentaram resultados consistentes.
38
5.2 Discussão
Para a constatação do término da reação foi estudado o espectro gerado
pelo RMN de 1H (figuras 12, 13 e 14) e 13C apt. (figuras 15 e 16).
Dados do RMN 1H e do 13C apt do benzaldeido: RMN 1H (CDCl3, δ, ppm,
300MHz): 7,49-7,93 (m, 5H, Har); 10,02 (CH, HC=O). RMN 13C apt (CDCl3, δ,
ppm, 75MHz): 129,14 (2CH, Har); 129,89 (2CH, Har); 134,60 (CH, Har); 136,60
(Cq); 192,48 (CH, HC=O).
Dados do RMN 1H e do 13C apt do Benzilideno n-butilamina: RMN 1H
(CDCl3, δ, ppm, 300MHz): 0,94 (t, CH3); 1,31-1,46 (m, CH2); 1,62-1,75 (m, CH2);
3,60 (t, CH2); 7,34-7,76 (m, 5H, Har); 8,25 (s, CH, HC=N). RMN 13C apt (CDCl3, δ,
ppm, 75MHz): 14,05 (CH3); 20,65 (CH2); 33,17 (CH2); 61,76 (CH2); 128,16 (2CH,
CHar); 128,71 (2CH, CHar); 130,56 (CH, CHar); 136,55 (Cq); 160,84 (CH, HC=N).
Dados do RMN 1H e do 13C apt do Benzilideno isopropilamina: RMN 1H
(CDCl3, δ, ppm, 300MHz):1,28 (d, 2CH3); 3,47-3,62 (m, CH, HCN); 7,36-7,79 (m,
5H, Har); 8,31 (s, CH, HC=N). RMN 13C apt (CDCl3, δ, ppm, 75MHz): 24,25
(2CH3); 61,98 (CH, HCN); 128,23 (2CH, CHar); 128,69 (2CH, CHar);130.52 (CH,
CHar); 136,73 (Cq); 158,49 (CH, HC=N).
. No espectro de 13C , o término da reação foi avaliado pela ausência do
sinal em 192,48 ppm que corresponde ao CH da carbonila do benzaldeído
(reagente de partida). Sua ausência no espectro significa que não há mais
benzaldeído presente para reagir no meio reacional, pontuando o final das
reações. Pelo espectro também foi avaliado que este pico migrou para a região do
campo alto independentemente do método de reação utilizado. Nos espectros da
benzilideno n-butilamina o pico foi identificado a 160,84 ppm, conforme figura 15 e
no espectro da benzilideno isopropilamina a 158,49 ppm, conforme figura 16. No
espectro de 1H é possível verificar a quantidade de prótons na molécula podendo
assim concluir sua preparação.
39
ppm (f1)0.05.010.0
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1.0
0
5.3
1
Figura 12 - Espectro de 1H do benzaldeído
O espectro de próton mostra os hidrogênios da molécula. Observa-se 5
prótons na região de aromáticos, entre 7 e 8 ppm e sinal de um próton próximo de
10 ppm. Em zero tem-se o sinal do TMS (tetrametilsilano) que é usado como
referencia para fazer a escala.
OH
40
ppm (f1)0.05.010.0
-1000
0
1000
2000
3000
4000
6.0
0
2.3
0
4.2
9
3.1
2
Figura 13 - Espectro de 1H da benzilideno n-butilamina
Neste espectro observa-se os sinais dos hidrogênios do anel aromático e
do CH ligado ao C=N entre 7 e 8,5 ppm, O sinal do CH2 próximo ao N entre 3 e 4
ppm , os sinais dos dois CH2 entre 1,2 e 2 ppm e o sinal do CH3 em 1 ppm, em
zero tem-se o sinal do TMS.
N
H
CH3
41
ppm (t1)0.05.010.0
0
5000
10000
15000
5.4
7
0.4
4
0.9
4
6.4
4
Figura 14 - Espectro de 1H da benzilidenoisopropilamina
Neste espectro observa-se os sinais dos hidrogênios do anel aromático entre 7 e
8,5 ppm; o sinal do hidrogênio do CH ligado ao C=N em 5,3 ppm; o sinal do CH
ligado aos grupos CH3 em 3,5 ppm e o sinal dos dois grupos CH3 em 1,2 ppm. Em
zero tem-se o sinal do TMS.
N
CH3 CH3
H
42
Figura 15 - Espectro de 13
C apt do benzaldeído e da benzilidenon n-butilamina das reações sob agitação e sob influência de ondas ultrassonoras
Observa-se o sinal referente ao carbono CH da carbonila do benzaldeído
em 192,48 ppm e sua ausência nos espectros dos produtos com o aparecimento
do sinal do CH da função imina em 160,84 ppm. O espectro do produto possui
também os sinais dos carbonos do radical butil, 3 carbonos do grupo CH2 (para
cima) e um carbono do grupo CH3 (para baixo).
O Benzaldeido apresenta, no espectro, cinco sinais sendo: um sinal do
carbono quaternário, um sinal do carbono CH ligado à carbonila, três sinais
representando os carbonos do anel aromático ( um sinal para os carbonos orto,
um sinal para os carbonos meta e um sinal para o carbono para)
No espectro da benzilideno n-butilamina, além destes sinais observa-se os
sinais dos carbonos do radial butila, sendo o sinal do CH ligado ao grupo C=N
deslocado para 160,84 ppm
OH
N
H
CH3
43
Figura 16 - Espectro de 13
C apt do benzaldeído e da benzilideno isopropilamina das reações sob agitação e sob influência de ondas ultrassonoras
Observa-se o sinal referente ao carbono CH da carbonila do benzaldeído
em 192,48 ppm e sua ausência nos espectros dos produtos com o aparecimento
do sinal do CH da função imina em 158,49 ppm. O espectro do produto possui
também os sinais dos carbonos do radical isopropil. 2 carbonos do grupo CH3 e
um carbono do grupo CH (todos para baixo). Os carbonos CH3 apresentam um só
sinal, um pouco mais intenso, porque possuem a mesma vizinhança.
Com essa análise foi verificado o alto grau de pureza das amostras, o que
possibilitou o uso da massa da amostra final como massa de produto de interesse
para o cálculo do rendimento. Com base nessas informações foi montada a tabela
de rendimento médio (tabela 5).
OH
N
CH3 CH3
H
44
Tabela 5 - Tabela de Rendimentos Médios
Pela tabela 5 observa-se que para a produção da benzilideno
isopropilamina os métodos apresentaram uma diferença de rendimento de
aproximadamente 7%, sendo o método sonoquímico mais eficiente. Para o
benzilideno n-butilamina os rendimentos se mostraram muito semelhantes.
Contudo, pode-se observar que o as reações estudadas se desenvolveram
melhor pela técnica de ultrassom, pois atingiu rendimentos iguais ou maiores que
as reações procedidas por agitação com um tempo reduzido de 25 minutos.
6 CONCLUSÃO
Conclui-se com esse trabalho que a utilização do método sonoquímico é
interessante devido ao seu alto rendimento em um curto período de tempo.
Contudo também foi possível observar que as reações de síntese de iminas
variam muito de composto para composto, sendo que as reações devem ser
estudadas previamente para verificar a viabilidade da produção das mesmas,
mesmo com o tempo de síntese reduzido, outros fatores tiveram que ser
considerados, como controle de temperatura e em alguns casos o uso de
recipientes vedados para evitar perdas por volatilização. Do ponto de vista de
uma produção industrial, a relação custo beneficio é extremamente importante.
45
REFERÊNCIAS
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