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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: ESTÁGIO SUPERVISIONADO
PREPARAÇÃO DE DIOXOL4NOS: ESTUDO COMPARATIVO DE REAÇÕES REALIZADAS EM MICROONDAS
E EM AQUECIMENTO CONVENCIONAL
ORIENTADOR: PROF. CÉSAR MCC°
ALUNA: ADRIANA HAUSER
FLORIANÓPOLIS, SETEMBRO DE 2002.
iNDICE
Agradecimentos 03
Abreviaturas 03
Resumo 04
1. Introdução 05
2. Objetivos 10
3. Parte Experimental 10
3.1 Reagentes e Equipamentos 10
3.2 Procedimento Experimental 11
4. Resultados e Discussão 13
5. Conclusão 26
6. Referências Bibliográficas 27
2
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao Prof. César Zucco pela orientação.
Ao Departamento de Química, colegas de laboratório.
À minha família, pelo apoio.
ABREVIATURAS
p,f.: ponto de fusão
p.e.: ponto de ebulição
MW: microondas
AC: aquecimento convencional
RMN: ressonância magnética nuclear
Deslocamento químico, 6 (ppm)
IV: infravermelho
CHN: Análise elementar de carbono, hidrogênio, nitrogênio.
3
RESUMO
Este trabalho relate a preparação de dioxolanos, usualmente
preparados a partir de um composto carbonilico com excesso de etilenoglicol.
em refluxo com benzeno, na presença de um acido catalisador. A agua
removida do meio reacional com auxilio de um Dean-Stark.
Foi feito um estudo comparativo dessas reações conduzidas sob
aquecimento convencional e sob microondas, com o objetivo de se verificar
qual o efeito das microondas sobre a velocidade de reação.
Caracterizou-se os produtos obtidos através de análises de IV, RMN 1 1-1
e CHN
4
IKRz 1}Egz =Hz 3 9
1012
1.0 10 10 10 1015
1018
10 21
1024
Radio Freq_ Microondas.
IV Raio X UV-Vis _ Raio
5 } .8 1 .14 17
10 103 1 10
-11 10 { 0 10 10 10 1 10
2- 1
inn lank
5
1 INTRODUÇÃO
1.1 Energia Microondas
A energia microondas é uma radiação eletromagnética e
compreende a faixa do espectro eletromagnético entre 0,1 a 100 cm e
freqüências que variam de 300 a 300.000 MHzi, conforme Figura 1.'
EREQUiNCIA (Hz )
COMPRIMENTO DE °NBA (m)
Figura 1: Espectro eletromagnético.
O aquecimento por microondas é também chamado de
aquecimento dielétrico, e existem dois mecanismos principais para a
transformação de energia eletromagnética em calor. O primeiro deles é
chamado rotação de dipolo, e relaciona-se com o alinhamento das
moléculas (que têm dipolos permanentes ou induzidos) ao campo elétrico
aplicado. Quando o campo é removido, as moléculas voltam a um estado
desordenado, e a energia que foi absorvida para a orientação dos
dipolos é dissipada na forma de calor. Como o campo elétrico na
6
freqüência de 2,45 GHz oscila (muda de sinal) 4,9 x 10 9 vezes por segundo, ocorre aquecimento imediato dessas moléculas. 12
O segundo mecanismo é chamado de condução iônica, sendo que
o calor é gerado através de perdas por fricção, que acontecem através da
migração de ions dissolvidos quando sob a ação de um campo
eletromagnético. Essas perdas dependem do tamanho, carga e
condutividade dos ions dissolvidos e interação desses com o solvente. 2
Em geral, substâncias polares absorvem bem microondas (como
água, acetonitrila, etanol), enquanto que substâncias menos polares
(hidrocarbonetos alifátic,os e aromáticos) ou substâncias com momento
de dipolo nulo (CC1 4, CO2) absorvem fracamente (ou quase nada).
Materiais cristalinos altamente ordenados, também, são pouco aquecidos
por microondas. Substâncias como teflon e vidro pyrex são transparentes
às microondas. Os metais refletem as microondas. 12
O forno de microondas, Figura 2, consiste de seis componentes
básicos: o gerador de microondas (chamado de magnetron, cuja função
converter a energia elétrica em ondas eletromagnéticas), o guia de
ondas, a cavidade das microondas, o agitador (para espalhar as ondas),
um circulador e um exaustor de ar. As microondas são produzidas pelo
magnetron, propagadas através do guia de ondas, e inseridas
diretamente dentro da cavidade do fomo onde o espalhador as distribui
em diferentes diregões.34
;
1 1
_IL- SSIPACOR
7
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viL.VU I_ I ).1 GNE - FI
VI O A3 E
Figura 2: Forno de microondas doméstico. 4
As microondas têm sido usadas, recentemente, como fonte
alternativa de aquecimento nas reações de obtenção de compostos orgânicos, em escala laboratorial, quando as reações são conduzidas em
forno de• microondas comerciais (caseiros) ou em reatores
especificamente desenhados para esse fim. 1 . 2
Os primeiros relatos de reações orgânicas conduzidas em forno de
microondas doméstico surgiram em 1986 em dois trabalhos
independentes de Gedye5 e Guigere6 . As reações foram conduzidas em
frasco selado e comparadas às realizadas com aquecimento
convencional. Uma notável redução no tempo de reação foi observada,
mas não foi feito controle de pressão. Os primeiros relatos de reações
conduzidas em forno de microondas doméstico foram acompanhados de
relatos de acidentes, pois alguns frascos se deformaram ou explodiram
devido ás condições da irradiação. Apesar disso, inúmeros trabalhos
foram relatados em seqüência, entre eles diversas reações orgânicas
conduzidas com sucesso e com seguranga.2
8
As principais vantagens da utilização de energia de microondas sobre o aquecimento convencional em processos químicos estão relacionadas a seguir: a) as taxas de aquecimento de uma reação na qual alguma substância (solvente ou um reagente) absorva (bem) microondas são muito maiores que sob aquecimento térmico (convencional); b) o
reator ou recipiente da reação pode ser transparente ás microondas
(como teflon), a energia é absorvida somente pelos reagentes ou
solvente (ou até seletivamente por apenas um dos componentes da
reação); c) a energia é transferida diretamente para a amostra, não
havendo contato fisico com a fonte de aquecimento; d) a possibilidade de
maiores rendimentos, maior seletividade e menor decomposição térmica. 2
1.2 Síntese de Dioxolanos
A síntese de dioxolanos e derivados pode ser considerada de
grande importância pois são grupos protetores ou bloqueadores em
inúmeras reações de síntese. 1,2-dióis formam grupos acetal ou cetal
com aldeídos e cetonas (Esquema 1). Os derivados de 1,3-dioxolanos
são resistentes a reagentes básicos e nucleofilicos e são rapidamente
removidos por soluções aquosas acidas. São usualmente preparados por
refluxo a partir de um composto carbonilico com excesso de etilenoglicol,
em meio de benzeno, e na presença de um acido catalisador. A agua é
removida do meio reactional com auxilio de um Dean-Stark.7-13
9
+H20
Fr'
composto carbonilico
1 ,3-dioxolano
( 11 )
(11.1) 24eni1-2-meti4-1 ,3-dioxolano: R1 = CH 3 e R2 = H
(11.2) 2-(p-clorofeniI)-2-metil- t3-dioxolano: Ri = CH3 e R2 = CI
01.3) 2-et11-2-fenii-1 ,3-dioxolano: R = CH2CH3 e R2 = H
Esquema 1: Reação de formação de cetais cíclicos
10
2 OBJETIVOS
- Síntese e caracterização de 1,3-dioxolanos-2-substituidos;
- Estudo comparativo de reações realizadas sob irradiação de
microondas e sob aquecimento convencional;
- Estudo cinético para determinação das constantes de velocidade
das reações de preparação de dioxolanos,
3 PARTE EXPERIMENTAL
3.1 REAGENTES E EQUIPAMENTOS
Os reagentes utilizados neste trabalho foram adquiridos da
Aldrich ou Riedel-De Haën e os solventes da Nuclear, Vetec, Dinâmica ou
Reagen.
Equipamentos utilizados:
- Rotoevaporador Büchi RE 111;
- Espetrofotômetro UV Hewlett Packard 8452D;
- Aparelho de ponto de fusão Micro Química MQAPF-301;
- Espectrofotômetro Perkin Elmer FT-IR 16PC (Análises de IV);
- Análise Elementar (CHN): CE Instruments EA 1100;
Ressonância Magnética Nuclear de 1 H:Bruker AC 200 MHz;
- Fomo de microondas doméstico COE, potência 1000 W.
Composto Carbonilico Acetofenona
Número de mols_
Volume (mL) 0,03 3,5
p-Cloroacetofenona 0,03 3,9 Propiofenona 0,03 4
1 1
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Em um balão de 250 mL adicionou-se (0,03 mol) dos compostos
carbonilicos listados na Tabela 1, etilenoglicol (0,12 mol; 6,7 mL), ácido
p-tolueno sulftinico nnonohidratado (5,25x10 -4 moi; 0,10g) e benzeno (20
mL). Refluxou-se a mistura aquecendo-se sob microondas e, também,
sob aquecimento convencional. Ao sistema de refluxo acoplou-se um
Dean-Stark para separar a água formada da mistura reacional.
Após o aquecimento por refluxo, adicionou-se 20 mL de éter etílico
e, a seguir, lavou-se com duas porções de 75 mL de NaOH 1M para
remover o excesso de etilenoglicol. Secou-se a fase orgânica com sulfato
de magnésio anidro. Os solventes foram eliminados no rotoevaporador.
Purificou-se através de destilação os compostos obtidos.
Tabela 1: Quantidades de reagente utilizados
Rendimento e caracterização dos compostos obtidos:
2-Feni1-2-metil-1,3-dioxolano (11.1): sob aquecimento térmico,
rendimento de 54%; sob microondas, 69% após purificação. P.f. 59°C
(literatura 14 ; 59,60°C). IV (cm -1 ): 3080 — 3026, 2986, 2896, 1484-1438,
1224, 1024, 1140-1064, 948 e 664. RMN 1 H: (CDCI3), 8 (ppm): 7,35 (5H,
m); 4,01 (2H, 2d); 3,74 (2H, 2d); 1.65 (3H, s). Análise de CHN (%):
calculado: C, 73,15; H, 7,37; encontrado: C, 72,8; H, 7,93.
12
2-(p-Clorofeni1)-2-metil-1,3-dioxolano (11.2): sob aquecimento térmico, rendimento de 16%; sob microondas, 51%, após destilação. P.e. 75 °C / 2 mmHg. IV. (cm-1 ):
3060, 2988, 2888, 1598, 1488-1398, 1300-1000, 900-675, 1 144-1092. RMN CDCI3, 8 (ppm), 7,33 ppm (4H, 2d); 3,92 (2H, 2d), 3,72 (2H, 2d); 1.61 (3H, s).
2-Etil-2-fenil-1,3-dioxolano (11.3): sob aquecimento térmico, rendimento de 72 %; sob microondas, 95%, após destilação. P.e. 71°C /2 mm Hg. IV (cm -1 ):
3060-3028, 2976, 1604-1546, 1488-1448, 1292-1050, 1144-1092, 900- 660. RMN 1 H: C00I3 , 8 (ppm), 7,30 (5H, m); 3,96 (2H, 2d); 3,71 (2H, 2d); 1,88 (2H, q); 0.91 (3H, t).
13
4 RESULTADOSE DISCUSSÃO
Os compostos obtidos foram caracterizados por IV e RMN 1 H. A
Figura 3 mostra o espectro de IV do composto 2-feni1-2-metil-1,3-
dioxolano.
•
Figura 3: Espectro de infravermelho do 2-feni1-2-metil-1,3-dioxolano.
As bandas de 3080 a 3026 cm -1 , 2986 a 2896 cm -1 ,
respectivamente, são referentes a deformação axial C—H do anel
aromático e deformação axial simétrica e assimétrica do grupamento
CH2 do 2-feni1-2-metil-1,3-dioxolan0. Em 1484 a 1438 cm-1 , aparecem as
14
bandas referentes a deformação axial das ligações C=C do anel
aromático e em 1224 a 1024 cm-1 , bandas devido à deformação angular
no plano das ligações C—H do anel e deformação angular fora do plano
das ligações C—H do anel em 948 e 664 cm-1 . A deformação axial
assimétrica do grupamento C—O—C aparece na região de 1140 a 1064
cm-1 .
0 espectro de RMN 1 1-1 do 2-feni1-2-metil-1,3-dioxolano, Figura 4, ADRIANA. 2.2METILFENIL- 1. 3 -DIOXOLAND EN CDCL3 / SETEM6RC.034
..6.joseirinf 1•ANN....100..• N .-...17...NNMO. NNWPNOWWWW
WON WWWW N TIONNN■ W
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OWNWNWNWAW 010.WWWN. W$ A. “NNNINNWN4 4 A.
1\ / \V 1
(
S.0 4.0 8.0 7.0 Pfqf
3.1 C1 2.!
Figura 4: Espectro de RMN de 'H do 2-fenil-2-metil-1,3-dioxolano.
mostra os sinais a 7,35 ppm referente aos hidrogênios aromáticos (5H,
m), a 4,01 ppm (2H, 2d) e em 3,74 ppm (2H, 2d), relativos aos
hidrogênios do grupamento CH2 do anel dioxolano. Já o sinal dos
15
hidrogênios do grupamento CH 3 que possuem maior blindagem, aparece
em 1,65 ppm (3H, s).
As bandas de 3060 a 2988 cm -1 e 2888 cm -1 do 2-(p-clorofeni1)-2-
metil-1,3-dioxolano, respectivamente, referem-se a deformação axial
C—H do anel aromático e deformação axial simétrica e assimétrica do
grupamento CH2 . Em 1598 cm -1 e 1488 a 1398 cm -1 , aparecem as bandas
referente a deformação axial das ligações C=C do anel aromático, em
1300 a 1000 cm-1 , bandas devido a deformação angular no piano das
ligações C—H do anel e deformação angular fora do plano das ligações
C—H do anel em 900 e 675 cm -1 . A deformação axial assimétrica do
grupamento C—O—C aparece na região de 1144 a 1092 cm -1 .
Os hidrogênios aromáticos do 2-(p-clorofeniI)-2-metil-1,3-dioxolano
aparecem numa regido de menor blindagem no espectro de RMN de 'H,
7,33 ppm (4H, 2d), porém, os hidrogênios vizinhos ao cloro, apresentam
menor blindagem que os demais hidrogênios do anel aromático; os sinais
relativos aos hidrogênios do grupamento CH 2 do anel dioxolano
aparecem a 3,92 ppm (2H, 2d) e 3,72 ppm (2H, 2d). Os hidrogênios do
grupamento CH 3 que possuem maior blindagem, aparecem em 1,61 ppm
na forma de sing lete (3H, s).
As bandas de 3060 a 3028 cm -1 e 2976 cm -1 do espectro de IV do
2-feni1-2-etil-1,3-dioxolano, respectivamente, referem-se a deformação
axial C—H do anel aromático e deformação axial simétrica e assimétrica
do grupamento CH 2. Em 1604 a 1546 cm -1 e 1488 a 1448 cm -1 , aparecem
as bandas referente a deformação axial das ligações C=C do anel
16
aromático, em 1292 a 1050 cm -1 , bandas devido a deformação angular no
plano das ligações C—H do anel e deformação angular fora do plano das
ligações C—H do anel em 900 e 660 cm -1 . A deformação axial assimétrica
do grupamento C—O—C aparece na região de 1144 a 1092 cm -1 .
O sinal no espectro de RIVIN 'H do composto 2-feni1-2-etil-1,3-
dioxolano de 7,30 ppm (5H, m), refere-se aos hidrogênios aromáticos de
menor blindagem. Em 3,96 ppm (2H, 2d) e 3,71 ppm (2H, 2d), aparecem
sinais dos hidrogênios do grupamento CH 2 do anel dioxolano. Em 1,88
ppm aparece o sinal de um quarteto vizinho a um triplete a 0, 91 ppm.
Estes sinais são dos hidrogênios dos grupos CH 2 e CH3 vizinhos.
Como os reagentes de partida (compostos carbonilicos) das
reações de formação de 1,3-dioxolanos, Esquema 1, absorvem
intensamente na região do ultravioleta, as reações foram acompanhadas
por espectrometria de UV, a 280 nm, conforme gráficos 1 a 6. Utilizou-se
3 iL de amostra (retirados do meio reacional em tempos determinados),
para 3 mL de etanol absoluto para as leituras da absorbAncia. Os
resultados, absorbáncia versus tempo, para cada uma das reações são
mostrados nos gráficos a seguir.
17
Ab
sorb
án
cia
510 100 150 200
tempo (min)
Gráfico 1: Variação da absorbância da acetofenona com o tempo na preparação do 2-feni1-2-metil-1,3-dioxolano, a 280 nm, sob aquecimento térmico.
Abs
orb
anc
ia
2,5 -
2,0 -
1,5 -
1,0 -
0,5 -
0,0 -
120 140 160 ." • T
-20 0 ' T T • '
20 40 60 80 100
tempo (min)
Gráfico 2: Variação da absorbAncia da acetofenona com o tempo na preparação do 2-feni1-2-metil-1,3-dioxolano, a 280 nm, sob irradiação de microondas.
18
1,5
1 ,0 -
Ab
sorb
án
cia
0 ,5 -
2,0 -
0,0 -
Ab
so
rb
an
cia
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0.2
0,0
-0.2 -50 o 50 1 -0r0 150 200 20
tempo (mm)
30-0 350 400
Gráfico 3: Variação da absorbância da p-cloroacetofenona com o tempo na preparação do 2-(p-clorofeni1)-2-meti1-1,3-dioxolano, a 280 nm, sob aquecimento térmico.
-20
20 40 66 8; 180 120 140 161-0 180 280
tempo (min)
Gráfico 4: Variação da absorbância da p-cloroacetofenona com o tempo na preparação do 2-(p-clorofeniI)-2-metil-1,3-dioxolano, a 280 nm, sob irradiação de microondas.
1,4 --4
1,2 -
19
1,0 -< .11.3 a 0,8 -
<as -12 o 0,6 - co _ _a < 0,4 -
• \\
0,2 -I
0,0 -
4.----a"-----1."----•
o
50 100 150 200
tempo (min)
Gráfico 5: Variação da absorbdncia da propiofenona com o tempo na preparação do 2-feni1-2-etil-1,3-dtioxolano, a 280 nm, sob aquecimento térmico.
2,5 —
A b
sor
bAn
cia
2,0 —
1,5 —
1,0 —
0,5 —
11%
•
0,0 —
• , -20 0 2 10 40 60 8 '0 180 120 140 160 180 . 200
tem po (min)
Gráfico 6: Variação da absorbância da propiofenona com o tempo na preparação do 2-feni1-2-etil-1,3-dioxolano a 280 nm, sob irradiação de microondas.
-0,5
-2,0
-2,5 —
-3,0 o
1
—
7 -20 10 1110 160 20 40 60 30 100
tempo (Min)
Linear Regression: Y=A+B*X
Parameter Value Error
A 0,64012 0,16904
-0,05801 0,00244 -2 —
<1 -3
E -4
-5
F Data IF
20
Determinou-se as constantes de velocidade das reações de
formação de 1,3-dioxolanos, através de gráficos do In (A — A im) versus o
tempo, conforme gráficos 7 a 12.
Linear Regression for Datal_C: Y=A+B*X
Parameter Value Error
A 0,05314 0,05993 B -0,01698 6,80789E-4
IN C Data1C
50 100 150 200
tempo (min)
N'N
Gráfico 7: Determinação da constante de velocidade de consumo de acetofenona na preparação do 2-feni1-2-metil-1,3-dioxolano sob aquecimento convencional.
Gráfico 8: Determinação da constante de velocidade de consumo de acetofenona na preparação do 2-feni1-2-metil-1 ,3-d ioxol ano sob irradiação de microondas.
21
Linear Regression: Y=A+B*X
Parameter Value Error
A 0,3787 0,21319 B -0,01318 0,00135
Detail
- 5`0 160 150 200 250 300 350 400
Parameter Value Error
A 0,31289 0,42077
-0,02705 0,00449
• L Data 1 L
0,5
0,0 - _
-0,5 - _ - -1,0
<Cs _
< 1 . 5 i
-S. -2,0
-2,5 -
-3,0 -
-3,5 -50
tempo (min)
Gráfico 9: Determinação da constante de velocidade de consumo de p-cloroacetofenona na preparação do 2-(p-clorofeni1)-2- meti l- i,3-dioxolano sob aquecimento convencional.
Linear Regression for Data 1_L: Y=A4-B`X
-3 -
4 -20 0 20 40 60 810 100 120 140 160 160 200
tempo (min)
Gráfico 10: Determinação da constante de velocidade de consumo de p-cloroacetofenona na preparação do 2-(p-clorofenil)-2-meti1-1,3- dioxolano sob energia microondas.
-
Linear Regression: Y=A+B*X
Parameter Value Error
A 0,16095 0,09187
-0,02078 9,64819E-4
I. (D Data10
22
0,5
0,0 -
-0,5 -
-1,0 -
< -1,5 -
C — -2,0--
-2,5 -
-3,0 -
-20 8 20 40 60 80 180 120 140 160 180 200
tempo (min)
Gráfico 11: Determinação da constante de velocidacle de consumo de propiofenona na preparação do 2-feni1-2-etil-1,3-dioxolano sob aquecimento convencional.
1 -
Linear Regression: Y--zA+B*X
Parameter Value Error
- A 0,81834 0,15457
'11N -0,02776 0,00153
-1 R — Data 1R
-2 -
-3 -I
-4 -
-20 0 20 40 6(3 80 100 120 1 ,140 160 18-0 200 tempo (min)
Gráfico 12: Determinação da constante de velocidade de consumo de propiofenona na preparação do 2-feni1-2-etil-1,3-dioxolano sob irradiação de microondas.
---
23
A constante de velocidade corresponde ao coeficiente angular das retas obtidas e cuja unidade é t', conforme Tabela 2.
Tabela 2: Constantes observadas e rendimentos das reações de preparação dos dioxolanos 11.1 11.2 e 11.3, em refluxo sob microondas e sob aquecimento convencional.
10-4 Icc,bsys-1 j Rendimento (%) AC MW AC MW
2,83 9,66 54 1 69 2,19 4,5 16 51 3,46 J 4,62 , 72 95
Composto
(11.1) (11.2) (11.3)
Observa-se que a velocidade da reação de preparação do 2-(p-clorofeni1)-2-metil-1,3-dioxolano, tanto sob aquecimento convencional quanto sob microondas, foi a menor da série. Isso pode ser explicado levando-se em consideração o efeito do substituinte, esquema 2. Ligados
carbonila, em todos os casos, há um substituinte alquila (CH 3 ou CH2CH3) e um grupo arila (fenila ou p-Cl-fenila). Um substituinte alquila favorece a protonação da carbonila — etapa de pré-equilibrio, o que também facilita a etapa determinante da reação, provendo maior concentração da espécie protonada. Contrariamente, o cloro ligado ao anel, embora facilite a etapa determinante, desfavorece a protonação, diminuindo a concentração da espécie protonada. O efeito global é observado na menor velocidade de formação do dioxolano 11.2, ou 2-(p- clorofeni1)-2-metil-1,3-dioxolano.
24
/OH
OC H2CH 20H HO CH 2C Ff 20 H
R OH
H + R OH
OCH2CH 2OH
Esquema 2: mecanismo das reações de formação de- cetais
ciclicos
25
Analizando-se os valores das constantes de velocidade dos
compostos 2-feni1-2-metil-1,3-dioxolano e 2-feni1-2-etil-1,3-dioxolano, têm- se que o koi,s para (11.1) em microondas, é maior que para (11.3) sendo
esta mesma ordem não observada para essas reações em aquecimento
convencional. Não ha, porem, uma explicação para este fato em termos de reatividade.
As reações realizadas em microondas apresentaram maiores
rendimentos quando comparadas com reações feitas em aquecimento
convencional.
Como as reações de formação de 1,3-dioxolanos são reversíveis em condições acidas, é necessário uma efetiva eliminação da agua do
meio reacional, que foi realizada por meio de uma mistura azeotrópica
benzeno-agua em um aparelho Dean-Stark. Também, uma neutralização
eficiente da mistura após o término do refluxo faz-se necessário. Esses
procedimentos, podem afetar nos rendimentos destas reações.
Independente das reações de preparação de 1,3-dioxolanos sob
irradiação de microondas serem cineticamente mais rápidas e com maiores rendimentos, elas requerem acompanhamento continuo. Durante
o refluxo registrou-se evoluções bruscas da mistura reacional pelo
condensador, fato este que pode ter acarretado perdas de rendimentos,
mas que pode ser contornado pelo desligamento periódico do forno de microondas.
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O chamado "efeito de microondas" ou "efeito especifico de
microondas" para alguns autores, tem sido considerado como sendo um
efeito não térmico, causado pelo uso da radiação eletromagnética, responsável pelas maiores velocidades de reação em aquecimentos por irradiação de microondas ou ainda, para explicar resultados com diferentes seletividades e maiores rendimentos. Afirma-se, também, que o aumento da velocidade seja devido a urn superaquecimento de solventes orgânicos que absorvem as microondas e atingem altas temperaturas (maiores que o ponto de ebulição) sem entrar em ebulição ou devido à formação de gradientes de alta temperatura em
determinados pontos do meio reacional. 15-17 O efeito da energia
microondas, portanto, têm provocado muita polêmica e controvérsia, considerando o fato de ser difícil o monitoramento das condições internas de um forno de microondas.
5 CONCLUSÃO
- A utilização de energia microondas é uma técnica promissora de aquecimento em reações de síntese.
- O aquecimento por microondas mostrou-se eficiente. Observou-se
maiores velocidades de reação e maiores rendimentos na preparação de 1,3-dioxolanos.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
(1) Mingos, D. M. R; Baghurst, D. R.. Chem, Soc. Rev.. Vol. 20; 1;1991.
(2) Sanseverino, A. M.. Química Nova. Vol. 25; No 4; 660 - 667; 2002.
(3) Arruda, M. A.. Química Nova, Vol. 20; No 6; 638 - 643; 1997. (4) Barboza, A. C.. Química Nova, Vol. 24; No. 6; 901 - 904;
2001. (5) Gedye, R.. Tetrahedron Letters. Vol 27; No 3; 279 - 282;
1986. (6) Guiguere, R. J.. Tetrahedron Letters. Vol 27; No 41; 4945 -
4948; 1986. (7) Zucco, C.. Synthetic Communications. Vol. 31; No 21; 117-
122; 2001. (8) Pério, B. and Hamelin, J.. Internacional Conference on
Microwave Chemistry. Prague, Czech Republic; 1998. (9) Fife, T. H.. J. Org. Chem. . Vol. 30; 1492 - 1495; 1965. (10) Sulzbacher, M.; Bergmann, E.; Pariser, E. R.. J. Am. Chem.
Soc.. Vol 70; 2827 - 2828; 1948. (11) Herzog, H. L.; Jevnik, M. A.; Hershberg, E. R.. J. Am.
Chem. Soc.. Vol 75; 4425 - 4427; 1953. (12) Dauben, J; Liiken, B; RingoId, H. J.. J. Am. Chem. Soc.. Vol.
76; 1359 - 1363; 1954. (13) Greene, T. W.. Protective Groups in Organic Synthesis.
John Willey & Sons, Inc., New york; 189 - 192; 1991. (14) Marquet, A.. Bull. Soc. Chim. 1922-31; 1961. (15) Strauss, C. R.. Aust. J. Chem.. Vol 48; 1665;1995. (16) Gedye, R.. Can. J. Chem.. Vol 66; 17- 27; 1988. (17) Strauss, C. R.; Trainor, R. W.. J. Org. Chem.. Vol 61; 7355-
7359; 1996.
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