UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO … · grupamento CH2 . Em 1598 cm-1 e 1488 a 1398...

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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.

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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

!MI CRCV,CAS

■••■■■ 7N\

+■..\ C:RC:JLA CO.R micaaciNzas g REF:. Z OAS

1-\

\

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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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.

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