Estudo de Mecanismos de Reações Envolvendo Compostos de … · 2009-08-03 · butilcalcogenolatos de lítio com alcenos ativados e aldeídos levaram aos correspondentes produtos

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO INSTITUTO DE QUÍMICA

Programa de Pós-Graduação em Química

ARTUR FRANZ KEPPLER

Estudo de Mecanismos de Reações Envolvendo Compostos de Telúrio e Aplicações Sintéticas de Compostos

Calcogenados

São Paulo

Data do Depósito na SPG: 06/04/2009

ARTUR FRANZ KEPPLER

Estudo de Mecanismos de Reações Envolvendo Compostos de Telúrio e Aplicações Sintéticas de Compostos

Calcogenados

Tese apresentada ao Instituto de Química da Universidade de São Paulo para obtenção do Título de Doutor em Química (Química Orgânica)

Orientador: Prof. Dr. João V. Comasseto

São Paulo

2009

Artur Franz Keppler

Estudo de Mecanismos de Reações Envolvendo Compostos de Telúrio e Aplicações Sintéticas de Compostos Calcogenados

Tese apresentada ao Instituto de Química da Universidade de São Paulo para obtenção do Título de Doutor em Química (Química Orgânica)

Aprovado em: ____________ Banca Examinadora Prof. Dr. ______________________________________________________

Instituição:_______________________________________________________

Assinatura:_____________________________________________________

Prof. Dr.______________________________________________________

Instituição:______________________________________________________

Assinatura:______________________________________________________

Prof. Dr. ________________________________________________________

Instituição:_______________________________________________________

Assinatura:______________________________________________________ Prof. Dr.______________________________________________________

Instituição:______________________________________________________

Assinatura:______________________________________________________

Prof. Dr. ________________________________________________________

Instituição:_______________________________________________________

Assinatura:______________________________________________________ “Theories may change from day to day, but a well

performed and well described chemical experiment retains its value for centuries“ Prof. Haakon Lund

À Isabella, com todo o meu amor

Agradecimentos À FAPESP pela bolsa concedida. Ao Comasseto; pela confiança, pelas oportunidades oferecidas e, sobretudo pela liberdade no desenvolvimento desse trabalho de doutorado, fatores que me deram a oportunidade de crescer profissionalmente. Aos amigos e colegas de bancada, pela amizade, colaboração e pelos agradáveis momentos de trabalho e descontração. À minha família. À Giselle e Isabella, aquelas que me fazem seguir em frente. À moderna medicina, que me carregou pelos braços até aqui.

Resumo..............................................................................................................iii Abstract.............................................................................................................iv Lista de Esquemas...........................................................................................viii Lista de figuras.................................................................................................ix Abreviaturas.......................................................................................................xi I – Introdução e Objetivos Introdução............................................................................................................1 Objetivos..............................................................................................................16 II – Resultados e Discussão

II.1 - Estudo do Mecanismo das Reações de Hidroteluração...............17

II.2 - Estudo do Mecanismo das Reações de Adição de Haletos de Te(IV) à Alcinos..........................................................................38

II.3 - Estudo do Mecanismo das Reações Sequenciais Michael/Aldol induzidas

por Calcogenolatos de Lítio e suas Aplicações Sintéticas.........................................................................................57

II.4 - Conclusões................................................................................... 83

II.5 - Bibliografia.................................................................................... 85 III – Parte Experimental

III.1 –Procedimentos experimentais referentes às investigações mecanísticas......................................................................................90

III.1.1 – Procedimento geral para reações de hidroteluração com NaBH4.....93 III.1.2 - Procedimento geral para gerar espécies radicalares de telúrio com RTeTeR e Ce(NO3)4.2NH4NO3 ..................................................93 III.1.3 - Procedimento geral para gerar espécies radicalares de telúrio por fotólise...............................................................................94

III.1.4 - III.1.4 – Procedimento geral para reação sequencial Michael/Aldol induzida por telurolato de lítio....................................94

III.2- Procedimentos experimentais referentes às reações sequenciais Michael/Aldol induzidas por calcogenolatos de lítio..........................................95

III.2.1 - Procedimento geral para a reação multicomponente com alcenos......95 III.2.2 - Procedimento geral para eliminação de selenóxido com H2O2............96 III.2.3 - Procedimento geral para eliminação de selenóxido com tBuOOH.......97 III.2.4 – Procedimento one-pot para a preparação dos adutos de BH..............98

IV – Anexos.................................................................................................107

RESUMO

Nesse trabalho foi apresentada a primeira evidência experimental da formação de radicais orgânicos centrados em telúrio (RTe• , onde R= grupos fenila ou butila) durante as reações de hidroteluração de alcenos e alcinos. Os radicais foram detectados por ressonância paramagnética eletrônica (EPR), usando como captador de spin o DBNBS (3,5-dibromo-4-nitrosobenzeno-sulfonato). Os adutos radicalares (DBNBS/•TeBu and DBNBS/•TePh) apresentaram um espectro de EPR caracterizado por um triplo tripleto, referente à um átomo de nitrogênio e dois de hidrogênio equivalentes ( e um valor de g de 2,0060. A presença do átomo de telúrio foi confirmada pela substituição isotópica (125Te) e por experimentos de espectrometria de massa. Os compostos detectados apresentaram padrões de distribuição isotópica esperados para compostos contendo átomos de Te e Br. Esses resultados forneceram evidências suficientes para provar que radicais orgânicos centrados em telúrio são formados e sugerir que as reações de hidroteluração ocorrem por uma mecanismo radicalar. O mecanismo das reações de adição de TeCl4 à alcinos foi indiretamente determinado pela detecção de radicais •TeCl3, usando as técnicas de EPR spin trapping em conjunto com a caracterização dessas espécies por ESI-MS and ESI-MS/MS. Radicais centrados em carbono foram detectados durante a reação sequencial Michael/Aldol induzida por butilcalcogenolatos de lítio. As reações de butilcalcogenolatos de lítio com alcenos ativados e aldeídos levaram aos correspondentes produtos aldólicos. Os selenetos sintetizados serviram como precursores de adutos de Baylis-Hillman após a reação de eliminação de selenóxido. Toda a sequencia reacional foi feita em metodologia one-pot.

ABSTRACT

The first experimental evidence for the formation of an organic tellurium-centered radical (RTe center dot, R = Ph or nBu groups) during the hydrotelluration of alkenes and alkynes is provided. The radicals were detected by electronic paramagnetic ressonance (EPR), using DBNBS (3,5-dibromo-4-nitrosobenzene-sulfonate) as the spin trap. The radical adducts (DBNBS/•TeBu and DBNBS/•TePh) presented an EPR spectrum characterized by a triplet of triplets due to one nitrogen and two equivalent hydrogen atoms (aN = 21.6 G and aH = 0.7 G) and a g value of 2.0060. The presence of tellurium radical adducts was confirmed by isotopic substitution (125Te) and by electrospray and chemical ionization mass spectrometry and MS/MS analysis. The products showed isotopic patterns expected for compounds containing Br and Te. These results provide evidence for organic tellurium-centered radical formation and suggest that the hydrotelluration reactions occur by a free radical mechanism. The mechanism of the addition reaction of TeCl4 to alkynes was indirectly established by the detection of •TeCl3 using EPR spin trapping, ESI-MS and ESI-MS/MS characterization. Carbon centered radicals were detected during the lithium butylchalcogenolate induced Michael-aldol tandem sequence. Reaction of the lithium alkylchalcogenolates with activated alkenes and aldehydes gives the corresponding aldol adducts. The selenium-containing products give Morita–Baylis–Hillman adducts after the oxidation/elimination of the selenoxide. The whole sequence can be performed in a one-pot procedure.

LISTA DE ESQUEMAS

1 Método de geração do radical Ph3C•

2

2 Dois modos de adição de HBr ao brometo de alila 2

3 Reação de uma nitrona com um radical transiente IV. 6

4 Reação de um grupo nitroso com um radical transiente IV e as estruturas de ressonância do grupo aminoxila VII

6

5 Reações radicalares envolvendo compostos orgânicos de telúrio 9

6 Reação multicomponente envolvendo um composto misto de Si e Te 10

7 Reação controle para a elucidação do mecanismo das reações multicomponentes com compostos mistos de Si e Te 10

8 Aplicações sintéticas dos teluretos vinílicos do tipo XVI preparados através de reações multicomponentes com compostos mistos de Si e Te.

11

9 Reação de tioteluração de alcinos 12

10 Mecanismo proposto para a reação tandem de bistiolação-ciclização 13

11 Reação de carbamateluração 14

12 Reação de polimerização utilizando um composto orgânico de telúrio como iniciador radicalar 15

13 Métodos de preparação do telurol e reação de hidroteluração de alcinos.

17

14 Estruturas e adutos radicalares dos captadores de spin 20

15 Híbridos de ressonância dos adutos radicalares DBNBS/•TeR 34

16 Reação em cadeia proposta como mecanismo das reações de hidroteluração.

36

17 Oxidação do telurol por O2 37

18 Mecanismos propostos para a adição de TeCl4 à alcinos 38

19 Hidrólise do TeCl4 39

20 Adição de um radical de carbono ao DBNBS 44 21 Mecanismos de formação de radicais centrados em carbono de anéis aromáticos.

46

22 Mecanismo proposto para a formação do aduto radicalar de DBNBS 43 ativo no EPR.

54

23 Reação em cadeia proposta como mecanismo das reações de adição de haletos de Te(IV) a alcinos.

55

24 Reação multicomponente induzida por 49. 57

25 Reação multicomponente induzida por 49

58

26 Proposta de mecanismo iônico da reação multicomponente com a but-3-en-2-ona 56.

59

27 Reação de hidroteluração do fenilacetileno 61

28 Formação do aduto radicalar de POBN 66 68

29 Reação multicomponentes com a but-3-en-2-ona e captura do intermediário radicalar com TEMPO.

69

30 Reações multicomponente com a acrilonitrila e do acrilato de etila 70

31 Preparação one-pot do telureto 69. 71

32 Propostas para aplicação sintética dos calcogenetos sintetizados 72

33 Preparação one-pot do aduto de BH 93. 77

34 Preparação do aduto de BH 98 80

35 Preparação do aduto de BH 93. 81

36 Preparação one-pot do aduto de BH 93. 82

LISTA DE FIGURAS

1 Simulação dos campos magnéticos e dos espectros de EPR de espécies radicalares centradas em 12C e 14N.

5

2 Espectros de EPR representativos dos adutos radicalares de DBNBS obtidos durante as reações de hidroteluração de alcinos.

21

3 Espectro de EPR obtido de uma mistura do composto 9 com DBNBS. 22

4 Estrutura proposta para os adutos radicalares DBNBS/•TeR. 25

5 Espectros de EPR representativos dos adutos radicais de DBNBS obtidos durante a reação de oxidação de compostos orgânicos de telúrio com sal de Ce(IV)

26

6 Espectro de EPR representativo do aduto radicalar DBNBS/•125TenBu obtido durante a reação de hidrotelutação do fenilacetileno usando 125Te (92% de enriquecimento isotópico).

27

7 Espectos de ESI(+)/MS de uma reação de hidroteluração do fenilacetileno. 30

8 Espectro de ESI(+)-MS/MS do íon de m/z 555 31

9 Espectros de APCI(+)-MS de uma reação de hidroteluração do felinacetileno 32

10 Espectros de massa APCI(+)-MS/MS de cada íon do cluster referente à 13 33

11 Espectros de EPR representativos dos adutos radicalares de DBNBS 40

12 Espectros de EPR representativos do aduto radicalar DBNBS obtido durante as reações de adição de haletos de Te(IV) à alcinos. 41

13 Espectro de EPR obtido de uma mistura de uma aliquota da reação do TeCl4 com o prop-1-inilbenzeno com solução aquosa de DBNBS.

42

14 Espectro simulado do aduto radicalar 24, contendo 125Te (I=1/2) 44

15 Espectro simulado do aduto radicalar proposto 28 45

16 Estruturas das espécies de Te(IV) detectadas por ESI(+)-MS.

47

17 Espectros de ESI(+)-MS do cluster centrado no íon de m/z 806. 47

18 Espectros de ESI(+)-MS do cluster centrado no íon de m/z 787 48

19 Espectro de ESI(+)-MS/MS do íon de m/z 805. 49

20 Espectro de ESI(-)-MS dos derivados do DBNBS/•Te(IV). 50

21 Espectros de ESI-MS do cluster centrado no íon de m/z 577 51

22 Espectros de ESI(-)-MS dos compostos derivados do aduto radicalar DBNBS/•TeCl3 .

52

23 Espectros de ESI(-)-MS/MS das espécies de Te(IV) detectadas. 53

24 Alguns teluretos Z-vinílicos obtidos via reação multicomponentes; com alcinos e diferentes eletrófilos

57

25 Substratos insaturados utilizados nos estudos de EPR

62

26 Espectros de EPR representativos do aduto radicalar de POBN obtido durante a reação multicomponente com a but-3-en-2-ona.

63

27 Espectros representativos de EPR do aduto radicalar de POBN obtido durante a reação multicomponente com a ciclohexen-2-ona.

64

28 Espectros representativos de EPR do aduto radicalar detectado durante as reações controle

65

29 Espectros representativos de EPR do aduto radicalar detectado durante a reação multicomponente com a carvona.

66

30 Espectros representativos de EPR do aduto radicalar detectado durante a reação multicomponentes com a acrilonitrila

67

31 Ampliação do espectro de RMN1H do composto 68 73

32 Ampliação dos espectros de RMN do composto 68..

74

ABREVIATURAS

APCI/MS - Atmospheric Pression Chemical Ionization Mass Spectrometry

AcOEt – acetato de etila

ACCN - azobis(ciclohexanocarbonitrila)

Aduto de BH – aduto de Baylis Hillman nBuLi - n-butilítio

DHP - diidropirano

DMPO - 2,2’-dimetil-pirrol-N-oxido

DBNBS - 3,5-dibromo-4-nitrosobenzeno sulfonato

DMAP - 4-dimetilaminopiridina

EPR - Electron Paramagnetic Resonance

EtOH - Etanol

ESI/MS - ElectroSpray Ionization Mass Spectrometry

HMPA – Hexametilfosforamida

LDA – diisopropilamideto de lítio

MNP - 2-metil-2-nitrosopropano

NaBH4 - Boroidreto de sódio

Nitrosodureno - 1,2,4,5-tetrametil-3-nitrosobenzeno

PBN - N-t-butil-α-fenilnitrona

POBN - N-t-butil-α-4-Piridin-1-oxido nitrona

PTSA – ácido paratoluenosulfônico

PMHS – polimetilidróxisilano

THF - tetraidrofurano

t.a. – temperatura ambiente

TEMPO - 2,2,6,6-tetrametil-1-piperodiniloxila

TsCl – Cloreto de tosila

Ti(OiPr)4 – tetraisopropóxido de titânio

RMN - Ressonância Magnética Nuclear

INTRODUÇÃO

Desde o início da química orgânica moderna em meados do século XIX, a

elucidação de mecanismos de reações químicas foi um tema de extrema

importância para o entendimento adequado das reações e certamente foi a fonte dos

mais calorosos debates. Nesse tópico, as maiores discussões foram travadas em

torno da classificação das reações em iônica vs. radicalar.

Apesar das evidências experimentais da trivalência de espécies de carbono, em

meados do século XX a teoria iônica explicava tão bem a maioria das reações

usadas por químicos orgânicos, que a química radicalar era tida como curiosidade

esotérica. Cristopher K. Ingold, um dos pais da terminologia utilizada em química

orgânica e da seta que representa o movimento de dois elétrons, disse em um dado

momento: “A homólise, mesmo que consentida entre adultos, é motivo de demissão

instantânea por este departamento”.1 Por ironia do destino, ou para contestar seu

pai, Keith U. Ingold fez carreira estudando a química de radicais livres e hoje é

reconhecido como um dos mais influentes pesquisadores dessa área.

A passagem que marca o início da química de radicais foi a publicação de “An

Instance of Trivalent Carbon: Triphenylmethyl” por Moses Gomberg em 1900.2, 3

Nesses artigos o autor demonstrou experimentalmente a inadequação da afirmação

de que o carbono é sempre tetravalente e dessa forma foi contra a estabelecida

teoria da tetravalência do carbono. Essa data marca também o início de uma longa

discussão, que só teve fim após 68 anos, quando foi estabelecida a estrutura correta

do “hexafeniletano” (Esquema 1).4

BrBr

HBr

Br

Br

BrBr +

Br

BrH

produto de Markovnikov

produto de anti-Markovnikov

I

II

peróxido

sem peróxido

+ HBr

HBr

Ph ClPh

Ph

Zn, póPh

Ph

Ph

Ph

PhPh

PhPh

correta (1968)hexafeniletano

estrutura erradaproposta em 1900

Ph

PhPh

Ph

PhPh

Esquema 1: Método de geração do radical Ph3C•

Na década de 30, Morris S. Kharasch verificou que algumas reações de adição de

HBr à olefinas não obedeciam a regra de Markovnikov e a regioquímica da adição

variava aleatoriamente de um experimento para outro.5 Assim como no laboratório

de M. Gomberg, as reações de Kharasch eram feitas em frascos abertos, em contato

com oxigênio. A possível influência desse gás foi levantada e testada, com um efeito

espetacular.6 Na ausência de oxigênio (e de peróxidos), o produto de Markovnikov I

prevalecia (Esquema 2), enquanto que na presença de oxigênio, ou quando um

peróxido era deliberadamente adicionado, o outro isômero II era isolado

predominantemente. O mecanismo proposto (Esquema 2) corresponde a um dos

primeiros mecanismos de reação radicalar em cadeia.

Esquema 2: Dois modos de adição de HBr ao brometo de alila.

A influencia dos trabalhos de Kharasch e de seus alunos para o desenvolvimento da

área de reações radicalares foi imensa, especialmente na química de polímeros, que

foi impulsionada pela escassez de borracha natural durante a 2ª guerra mundial.

Nesse contexto foi criado nos EUA um amplo programa para o desenvolvimento de

polímeros sintéticos e a partir desse ponto os conceitos da química radicalar foram

difundidos.

Até meados da década de 30, Kharasch tinha problemas com a rejeição de seus

trabalhos pelos seus assessores. O fato curioso foi que para contornar esse

problema, ele usou sua influência para convencer os membros da American

Chemical Society a criar o Journal of Organic Chemistry, onde ele pôde publicar

seus trabalhos sem dificuldades.

Nessa época quando se davam os primeiros passos na química de radicais, não

existiam técnicas espectroscópicas para detectar essas espécies transientes e nem

para caracterizar os produtos formados. Dessa maneira, toda a discussão científica

era baseada em belos e elaborados experimentos.7 Apenas em meados da década

de 40 as técnicas de ressonância magnética começaram a ser aplicadas para a

determinação estrutural (Ressonância Magnética Nuclear - RMN) e para a detecção

de espécies paramagnéticas (Ressonância Paramagnética Eletrônica - EPR).

A Ressonância Paramagnetica Eletrônica (EPR) é uma técnica específica e

poderosa para a detecção de compostos e espécies metálicas contendo elétrons

desemparelhados. A espectroscopia EPR é um complemento muito útil à

espectroscopia RMN, pois não é recomendado o uso do RMN em amostras

contendo espécies paramagnéticas, uma vez que a constante de acoplamento spin-

órbita do elétron se sobrepõe à constante de acoplamento spin-órbita do núcleo,

pois a primeira é muito maior do que a segunda. Ambas as técnicas

espectroscópicas dependem do momento magnético associado ao spin da partícula,

elétron ou núcleo respectivamente. Para um spin ½, os dois estados produzidos pela

interação da partícula com um campo magnético externo (B) diferem em energia por:

∆E = g µ B (1)

Onde o valor de g depende da identidade da partícula, e µ é o momento magnético.

Para um elétron livre, g é igual a 2.0023, enquanto que para o próton é 5.5856. Os

momentos magnéticos para o elétron e para o próton diferem cerca de 2 ordens de

grandeza devido a dependência desse parâmetro com a massa da partícula (m),

cuja equação é:

µ = e h / 4 π m (2)

E assim µB (magneton de Bohr) para o elétron é 9.274x10-24 JT-1 e para o núcleo µN

é de 5.051x10-27 JT-1. Esse fator é responsável pela diferença nas freqüências

necessárias para a transição dos dois estados energéticos (E=hv) e na sensibilidade

das duas técnicas espectroscópicas.

Para se obter um espectro de EPR, fixa-se uma freqüência, normalmente 9GHz

(banda X do radar marinho), e varia-se o campo aplicado. Vale ressaltar que é o

oposto da espectroscopia de RMN.

Alguns átomos, como o hidrogênio (1H) e o nitrogênio (14N), têm spin nuclear igual a

½ e imersos em um campo magnético externo, também se comportam como

pequenos magnetos, alinhando-se paralela ou antiparalelamente a esse campo

aplicado. O isótopo mais abundante do carbono (12C) tem spin nuclear igual a zero e

não interage com o campo magnético. Por esse motivo ele é conhecido como um

núcleo não magnético. Os sinais observados em um espectro de EPR se desdobram

devido à interação do spin eletrônico com o spin nuclear dos átomos vizinhos (Figura

1A). Portanto, um elétron centrado em um átomo de carbono será exposto a um

campo magnético e existirá nesse caso uma única absorção de energia, gerando um

espectro de EPR com uma linha (Figura 1B). Já um elétron centrado em um átomo

de nitrogênio sentirá dois campos magnéticos diferentes (B+BN e B-BN) e seu

espectro será similar ao apresentado na Figura 1C.

Figura 1: Simulação dos campos magnéticos e dos espectros de EPR de espécies radicalares centradas em 12C e 14N. A desdobramento do campo magnético, B

espectro simulado do radical Me3C•, C espectro simulado do radical Me3N

•. O desdobramento das linhas do espectro de EPR é denominado estrutura hiperfina

(hfcc). Os dados de EPR que caracterizam e diferenciam cada espécie radicalar são:

estrutura hiperfina, o formato do sinal ou largura de linha e o valor de g.

Existem várias técnicas de EPR, cada qual com suas vantagens específicas. A mais

popular é a espectroscopia de EPR de onda contínua, onde a radiação de

microondas é aplicada na amostra continuamente. No entanto , quando a espécie

paramagnética é transiente, é necessário fazer uso de artifícios como o

congelamento rápido da amostra (rapid freezing) ou então utilizar um captador de

radical (spin trapping).

campo aplicado

B

B + BN

B - BN

NC

A B C

O EPR spin trapping é a técnica mais específica e confiável para identificar espécies

radicalares transientes,8 que são produzidas durante processos químicos e

biológicos. Essa técnica é muito utilizada desde que foi apresentada há mais de

quatro décadas9, 10 e é baseada na reação rápida entre uma espécie diamagnética III

(captador) e o radical de vida curta IV (Esquema 3), produzindo um radical de vida

longa V, conhecido como aduto radicalar.

Os captadores ideais devem reagir especifica e rapidamente com a espécie radicalar

de interesse, produzir um aduto radicalar quimicamente estável e ter um espectro

único, uma vez que essas espécies não podem ser isoladas.

As nitronas (N-óxidos) III são captadores muito eficientes (Esquema 3), sendo capaz

de reagir com diversos tipos de radicais (centrados em carbono e oxigênio), cujo

radical aminoxila V (aduto radicalar), dentre todos os adutos radicalares conhecidos,

é aquele que tem a maior persistência em solução.

Esquema 3: Reação de uma nitrona com um radical transiente IV.

A reação de espécies radicalares com compostos contendo o grupo nitroso VI

(Esquema 4) também pode produzir radicais aminoxila VII. A estabilidade desses

adutos radicalares está associada com a deslocalização do elétron desemparelhado

entre os átomos de oxigênio e nitrogênio.

Esquema 4: Reação de um grupo nitroso com um radical transiente IV e as estruturas de ressonância do grupo aminoxila VII.

R' C N

H

R''

O

+ R R' C N

H

R''

O

R+

-

III IV V

R' NO

+ R

IV

N

O

VII

R'

R

VI

N

O

R'

R

+

-

Apesar de a técnica ser específica, muitas vezes os parâmetros de um espectro de

EPR não são suficientes para caracterizar um determinado aduto radicalar. Nesses

casos, a técnica de EPR spin trapping serve essencialmente para determinar a

classe de radicais capturados ou então como uma ferramenta comparativa para

caracterizar espécies já relatadas na literatura.

O uso de captadores enriquecidos isótopicamente pode servir para diferenciar

espécies radicalares,11 mas em alguns casos essa estratégia não funciona.12, 13

Pode-se afirmar então que é impossível determinar a estrutura detalhada de adutos

radicalares “novos” usando apenas a espectroscopia EPR. Para superar esse

problema, outras técnicas oferecem informações adicionais sobre a estrutura do

aduto radicalar de interesse. Foi demonstrado que a espectrometria de massa pode

ser uma ferramenta adequada para esse fim e associada ao EPR spin trapping,

levaram a detecção de diversos tipos de adutos radicalares.14-16

A história dos radicais centrados em calcogênios começa em 1968, quando

especialistas em química de radiação descobriram que o íon radical superóxido

(O2•-) é um produto normal da redução biológica de oxigênio.17 Essa descoberta

estimulou o estudo do metabolismo do oxigênio e levou ao isolamento de uma

família não usual de enzimas, as desmutases de superóxido (SOD’s), que protegem

os organismos vivos da ação deletéria do O2•-.18

Depois do oxigênio,19 o enxofre certamente é o segundo elemento mais importante

quando falamos de espécies radicalares de calcogênios.20 Logo depois vem o

selênio, apesar de ser um elemento traço, têm um papel importante na regulação de

certas enzimas e proteínas, modulando o equilíbrio redox de células tumorais e

desempenhando em células humanas um papel de agente preventivo de câncer.21

Em se comparando com os radicais dos outros calcogênios, a química de radicais

centrados em telúrio é pouco estudada, provavelmente por serem desconhecidas as

implicações biológicas dessas espécies.20

Mas se a discussão se restringir às reações orgânicas, a química radicalar de

compostos orgânicos de telúrio tem seu lugar de destaque, uma vez que esses

compostos são excelentes precursores de radicais centrados em carbono, com

aplicações sintéticas que vão desde a síntese de pequenas moléculas

funcionalizadas até a preparação de polímeros e macromoléculas.

O uso de compostos orgânicos de telúrio como precursores de radicais centrados

em carbono foi apresentada pela primeira vez por Clive e colaboradores em 1980,22

demonstrando que esses compostos podem ser reduzidos por hidretos de estanho,

levando a formação de radicais centrados em carbono.

Quase uma década depois, Barton e Ramesh utilizaram pela primeira vez um

composto de telúrio para a formação de uma nova ligação carbono-carbono por uma

via radicalar,23 demonstrando o potencial da metodologia, a qual foi aplicada na

síntese concisa da showdomicina VIII, um potente antibiótico nucleosídico (Esquema

5A). Esse trabalho foi seguido pela publicação do primeiro relato da reação de

transferência de um grupamento organotelurila para ligações C≡C (Esquema 5B)24 e

logo em seguida foi apresentada a reação de transferência intramolecular do

grupamento organotelurila, via clivagem homolítica de uma ligação C-Te de um

teluro éster IX (Esquema 5C).25 O escopo dessa reação foi então estendido, visando

à síntese de ciclopentanos X e tetrahidrofuranos funcionalizados (Esquema 5D).26

O

TeR

O O

O

TeAr

hv

90%

TeRO

OO

Ph3CONOH

O+ N

S

O

+ O

OHOH

HO

N

O

OH

37%rend. global

ArTe

HOHO

TeArhv

66-75%

Esquema 5: Reações radicalares envolvendo compostos orgânicos de telúrio.

Quando Kambe e Sonoda apresentaram dados termodinâmicos de que a

transferência do grupamento feniltelanil é cerca de 10 vezes mais rápida que a

transferência do átomo de iodo frente radicais vinílicos,24 ficou evidente a vantagem

sintética de compostos orgânicos de telúrio frente a compostos orgânicos de iodo e

selênio.

Ao contrário dos outros calcogênios, radicais centrados em telúrio não haviam sido

detectados nem caracterizados até 2006, quando o presente trabalho de doutorado

foi iniciado. No entanto, radicais centrados em carbono, derivados da clivagem

homolítica da ligação C-Te, foram detectados e caracterizados em diversas reações

envolvendo compostos orgânicos de telúrio, comprovando assim a natureza

radicalar das mesmas.27, 28

X

IX

VIII

A

B

C

D

PhPr TePh +i

TePh

PhPr

i

AIBN

97%

Ph

O

Me3SiTePh +

OSiMe3

R1TePhEtCN

t.a.

Me3SiO

PhTePh

não foi detectado

78%

Além de precursores de radicais centrados em carbono, compostos de telúrio

também podem ser preparados a fim de gerar in situ radicais centrados em silício.

Sabe-se que radicais centrados em silício têm reatividade diferente dos centrados

em carbono,29 uma vez que o primeiro reage lentamente com o carbono carbonílico,

o segundo se adiciona rapidamente ao oxigênio da carbonila, levando a formação de

um radical α-siloxila XII. Com base nessas diferenças de reatividade, compostos

mistos de Si e Te XI foram empregados com sucesso em reações multicomponentes

(Esquema 6).

Esquema 6: Reação multicomponente envolvendo um composto misto de Si e Te.

As propostas de um mecanismo concertado, iônico ou misto (radicalar+iônico) foram

descartadas baseando-se no experimento apresentado no Esquema 7. Quando a

ciclopropilfenilcetona XIII foi tratada com XI à t.a., o enolsilil éter XIV foi formado

exclusivamente o composto XV não foi detectado. A formação de XIV passa pela

rápida abertura de anel ciclopropílico, levando a formação de radicais homoalílicos.30

Esse experimento é o argumento irrefutável de que o mecanismo das reações que

utilizam compostos mistos de Si e Te são predominantemente radicalares.

Esquema 7: Reação controle para a elucidação do mecanismo das reações multicomponentes com compostos mistos de Si e Te.

R1 R2

OR3

Me3SiTePh +

Me3SiO

R2R1

Me3SiO

R2R1

R3 TePhMe3SiO

R2R1

R3

TePh

TePh

XI XII

XI XIII XIV XV

Me3SiO

PhPh

Ph

TePh

Me3SiO

PhPh

Ph

H

92%

Me3SiO

PhPh

Ph

58%CO2Me

CO2Me

Me3SiO

PhPh

Ph

78%

CO2Et

CO2EtSnBu3

AIBN

MeO2CCO2Me

AIBNBu3SnH

AIBNBu3SnH

Me3SiO

R2R1

R

TePh

Me3SiO

R2R1

TePh

R

1. nBuLi

2. H2O

HO

R2R1

SiMe3

R cat.

ArI

seletividade >99%

HO

R2R1

Ar

R

É importante ressaltar que combinação do silício com o telúrio é essencial para o

sucesso dessas reações, uma vez que foram testados os correspondentes

sililselenetos, sililsulfetos, germilteluretos e estanilteluretos, mas nenhum deles

promoveu as reações supra relatadas.

A reatividade da ligação C-Te desses teluretos vinílicos foi posteriormente

explorada, visando a formação de uma nova ligação C-C por uma via radicalar

(Esquema 8A),31 reações estas que preservaram a estereoquímica da ligação C=C

de XVI. Uma outra abordagem sintética para esses compostos (Esquema 8B)32 foi

empregar a troca Te/Li em reações estereosseletivas, visando a preparação de

alcenos multi substituídos XVII.

Esquema 8: Aplicações sintéticas dos teluretos vinílicos do tipo XVI preparados através de reações multicomponentes com compostos mistos de Si e Te.

A

B

XVI

XVII

R (PhTe)2+ +hv

(PhS)2

R

TePhSPh

Uma outra abordagem para a química radicalar de espécies orgânicas de telúrio foi

dada por Ogawa e colaboradores, que desde o início da década de 9033, 34 vêm

estudando a homólise fotolítica das ligações RY-YR de dicalcogenetos e a posterior

reação de adição dos radicais RY• a compostos orgânicos insaturados.

Radicais do tipo PhS•, PhSe• e PhTe• são menos reativos que radicais centrados em

oxigênio e a reatividade relativa frente à compostos insaturados decresce com o

aumento do peso molecular (PhS• > PhSe• > PhTe•).35 A reação de adição desses

radicais à ligações insaturadas de C-C é reversível, porém a velocidade da reação

de β-eliminação do grupamento -SePh e –TePh é muito rápida e desfavorece a

formação do composto biscalcogenado. A capacidade de captura de radicais

centrados em carbono por dissulfetos é muito mais lenta que seus análogos de Se e

Te, e por esse motivo no caso do S as reações de polimerização ocorrem

preferencialmente.

Em condições extremas a bisteluração de alcenos pode ocorrer, porém não é

usual.36 Para contornar os problemas intrínsecos da reatividade dos radicais

centrados em calcogênios, os autores fizeram uso de combinação de (PhS)2 +

(PhTe)2 e (PhSe)2 + (PhTe)2 para efetuar a biscalcogenação de compostos

insaturados, nesses casos, reações de tioteluração (Esquema 9)37 e

tioselenilação.38-41

Esquema 9: Reação de tioteluração de alcinos.

No trabalho mais recente do grupo, foi utilizado o sistema misto (PhS)2 - (PhTe)2

para efetuar a reação de ciclização radicalar de isonitrilas aromáticas (Esquema 10).

NC N SPh NSPh

NSPh

TePh

NH

SPh

TePh

NH

SPhNH

SPh

SPh

(PhTe)2

- PhTe

hv PhSTePh

- PhTe - PhTe

PhS

Em todos os exemplos o (PhTe)2 serviu apenas como um capturador do radical

intermediário ciclizado XVIII, uma vez que não foram detectados produtos

tiotelurados.

Esquema 10: Mecanismo proposto para a reação tandem de bistiolação-ciclização.

Os autores prepuseram que a ligação C-Te formada no intermediário XIX é clivada

devido às condições reacionais favoráveis e a espécie radicalar XX gerada nesse

processo acaba capturando o grupamento -SPh da espécie mista de S e Te

(PhSTePh), que deve ter sido formada no meio reacional.

Como foi visto previamente, teluroésteres podem ser empregados como precursores

de radicais acila (Esquema 5C). De maneira análoga, Fugiwara e colaboradores

propuseram o emprego de carbamatelurolatos XXI como uma metodologia para a

introdução de grupamento amida em compostos orgânicos.42 Os autores destacam

a aplicação sintética de radicais carbamoíla na preparação de δ–lactamas e

oxazoladina-2,4-dionas.

XVIII

XVIX

XX

Me2N TePh

O R1

Y

R2

Y

R1Me2N

O R2

TePh+

hv

No último trabalho do grupo, o carbamotelurolato XIX foi utilizado em reações

seqüenciais de adição e ciclização de sistemas poli insaturados XXII (esquema

11).43

Esquema 11: Reação de carbamateluração.

Como foi visto até aqui, é possível empregar os compostos orgânicos de telúrio em

uma grande gama de reações radicalares. O que determina sua aplicação é a

escolha do composto orgânico de telúrio cujo tipo de ligação C-Te seja condizente

com o receptor de radical empregado.

Em reações de acoplamento com alcinos, um composto orgânico de telúrio contendo

uma ligação Te-C sp3 será convertido em um composto termicamente mais estável,

uma vez que será formada uma ligação Te-C sp2. A mudança de estabilidade das

ligações C-Te altera o equilíbrio do material de partida em favor do produto, e

também reduz a ocorrência de reações radicalares indesejadas envolvendo o radical

vinílico. Mas se forem utilizados alcenos no lugar de alcinos (Esquema 12), o

produto dessa reação XIV também vai conter uma ligação Te-C sp3, assim como o

material de partida telurado XXIII. Consequentemente, esse novo composto orgânico

de telúrio XXIV irá gerar radicais centrados em carbono XXV, que terão a

capacidade de se adicionar à alcenos, e a seqüência desse processo levará a um

processo de polimerização dos compostos insaturados presentes em solução.

Diversos compostos dialquílicos de telúrio foram utilizados com sucesso como

iniciadores radicalares em reações de polimerização.44, 45 No caso de monômeros

XXI XXII

XXV XXIV XXIII

vinílicos (Esquema 10), esses iniciadores levaram a produção de um polímero com

um controle preciso de peso molecular e com grupos terminais bem definidos.46

Esquema 12: Reação de polimerização utilizando um composto orgânico de telúrio como iniciador radicalar.

Recentemente Yamago e colaboradores demonstraram que grupos arílicos ligados

ao iniciador radicalar de telúrio, grupos esses atuando como substituintes

intransferíveis levaram a um aumento significativo no controle do processo de

polimerização. 47

De maneira geral, em se comparando com a química radicalar como um todo, os

trabalhos apresentados mostraram todo o potencial dos compostos orgânicos de

telúrio como precursores de espécies radicalares e deixaram claro que esse campo

pouco explorado da química de telúrio ainda tem muito a oferecer.

R TeMe R

R1

R2R TeMe

R1 R2R1

R2

TeMeRR1 R2

n

RTeMe

R1 R2

nTeMe

OBJETIVOS

É de senso comum que o conhecimento detalhado de uma reação orgânica é

essencial para que se entendam suas limitações e com essas informações, sejam

empregadas modificações que visem à melhoria do processo, levando ao aumento

do rendimento dos produtos de interesse, aumento da velocidade da reação,

diminuição de subprodutos, enfim, esses dados estratégicos poderão servir como

um guia para que todo o potencial sintético da reação seja utilizado.

Baseando-se nessa premissa, esse trabalho de tese teve como objetivo principal

estudar os mecanismos das reações de compostos orgânicos de telúrio de elevada

importância sintética. Foi também abordado o emprego da reação sequencial

Michael/Aldol induzida por calcogenolatos de lítio,48 estudo que demonstrou que a

metodologia pode ser aplicada com sucesso quando são utilizados reagentes de S,

Se e Te; possibilitando preparar uma série de compostos com uma boa gama de

aplicações sintéticas.

Para esses estudos foram sintetizados os compostos orgânicos de interesse e suas

reações foram acompanhadas detalhadamente, utilizando a técnica de ressonância

paramagnética eletrônica (EPR), com o objetivo de se detectar espécies radicalares.

As espécies radicalares detectadas por EPR foram então analisadas por

espectrometria de massa, com a finalidade de se determinar a identidade das

mesmas, tendo como parâmetro as massas, as fragmentações e os padrões

característicos de distribuição isotópica de cada molécula. Baseando-se nesses

dados complementares, foram então propostos os mecanismos das reações

estudadas.

Os compostos sintetizados foram plenamente caracterizados por análise de

espectrometria de massa de alta resolução, espectroscopia no infra-vermelho e

ressonância magnética nuclear.

Aquela que se acredita ser a espécie reativa de telúrio nas reações de

hidroteluração, o telurol 1, pode ser preparada de duas maneiras: via redução da

ligação Te-Te com NaBH4 (método A) ou inserção de Te em ligação carbono-lítio de

um composto orgânico de lítio (método B), usualmente nBuLi (Esquema 13).

Independentemente do método empregado para a preparação do telurol, o produto

de hidroteluração 2 é isolado com o mesmo rendimento e, no caso da hidroteluração

de alcinos, o produto é isolado com a mesma estéreo e regiosseletividade.

Esquema 13: Métodos de preparação do telurol e reação de hidroteluração de alcinos.

A presença de oxigênio molecular (O2) durante as reações de hidroteluração

promove a oxidação do telurol e a formação de ligações Te-Te é nítida. À medida

que entra em contato com o oxigênio, a solução de telurol, que é transparente,

torna-se inicialmente alaranjada e posteriormente vermelho-sangue. Visualmente é

possível determinar que ocorreu a passivação da espécie reativa de telúrio. O fato

concreto é que quanto mais vermelha a solução, menor será o rendimento isolado

do produto da reação de hidroteluração.

É importante ressaltar que o oxigênio molecular é uma espécie paramagnética

(radicalar), mas devido a sua configuração eletrônica, é inerte frente a espécies

1

R H

R

H H

TenBu

nBuTeTenBu + NaBH4EtOH Te° + nBuLi nBuTeLi nBuTeH

método A método B

2

diamagnéticas. O desencadeamento da reação de oxidação do telurol pelo oxigênio

molecular é um forte indício que espécies paramagnéticas (radicalares) estão

presentes nesse meio reacional. A existência dessas espécies poderia indicar que

as reações de hidroteluração de compostos orgânicos insaturados se desenvolvam

por meio de um mecanismo radicalar em detrimento ao iônico proposto até então.49

No entanto, esse dado experimental deve ser analisado com muita cautela. É sabido

que espécies radicalares podem existir no meio reacional e reagirem com

determinada molécula e ao mesmo tempo serem inertes frente a outras moléculas.50

Resumindo, a tal espécie radicalar presente no meio reacional poderia reagir

seletivamente com o oxigênio molecular, sendo essa então apenas uma reação

paralela à reação de hidroteluração.

Com indícios experimentais, e uma vez proposta a possibilidade da via radicalar,51, 52

foi iniciado um estudo acerca do mecanismo das reações de hidroteluração. Visando

detectar espécies radicalares no meio reacional, foi empregada a técnica de

ressonância paramagnética eletrônica (EPR).

A reação de hidroteluração do fenilacetileno, utilizando o método “hidrotelurante” A

(Esquema 1), foi eleita a reação padrão e do seu bruto reacional foram feitos os

primeiros espectros de EPR. Foram coletadas alíquotas da reação de 15 em 15 min

(até 2 horas), em reações à t.a. e em refluxo. Em nenhuma delas foi detectado

algum sinal relativo a uma espécie radicalar.

Como a detecção direta de espécies radicalares não levou a um resultado

conclusivo, foi empregada a técnica denominada EPR spin trapping. Essa técnica se

baseia no uso de captadores de spin, que são moléculas que reagem

covalentemente com o radical instável que é gerado no meio reacional estudado.

Dessa forma, a espécie radicalar de interesse é “capturada” e o produto desse

radical com o captador de spin é uma espécie radicalar estável, denominada aduto

radicalar. Essa nova espécie deve ter um tempo de vida longo, podendo assim ser

detectada e caracterizada à temperatura ambiente em um equipamento

convencional de EPR. O desdobramento dos sinais de EPR do aduto radicalar, que

são as separações dos sinais dos espectros, fornecem informações que podem

ajudar na identificação do radical gerado durante a reação de interesse.

Apenas um estudo de EPR spin trapping envolvendo compostos orgânicos de telúrio

foi relatado na literatura.27 Nesse estudo os autores detectaram espécies radicalares

centradas em carbono durante um processo de fotólise ou termólise de compostos

do tipo RTeR ou RTe-TeR, onde R = grupo alquila. Vale ressaltar que os radicais

capturados não eram intermediários de uma reação, mas foram gerados devido à

clivagem homolítica “forçada” de compostos de telúrio. Mesmo assim, com a

metodologia de EPR spin trapping apresentada pelos autores, talvez fosse possível

detectar espécies radicalares durante as reações de hidroteluração. O problema é

que o nitrosodureno 3 (Esquema 14), captador de spin utilizado pelos autores, não

estava disponível nem para compra e nem para empréstimo.

A alternativa então seria detectar espécies radicalares centradas no átomo de

telúrio. No entanto a detecção dessas espécies não havia sido relatada até então. A

idéia inicial foi procurar relatos de detecção de adutos radicalares de espécies

calcogênicas análogas. Osawa T. e colaborador53 relataram a detecção de espécies

radicalares centradas no átomo de selênio, utilizando os captadores de spin DBNBS

4 e DMPO 5 (Esquema 14), tendo o último uma estrutura muito parecida com o

nitrosodureno (Esquema 14). Apesar de ter o acesso aos captadores utilizados

pelos autores, a espécie de selênio captada era inorgânica e o meio reacional

aquoso, ao contrário da espécie radicalar de telúrio de interesse que estaria em

meio orgânico (não aquoso). Usualmente as reações de hidroteluração são feitas em

THF.

Tendo em vista a falta de refêrencias na literatura, a reação de hidroteluração foi

investigada por EPR spin trapping com diferentes captadores de spin: Nitrosodureno

(1,2,4,5-tetrametil-3-nitrosobenzeno), DBNBS (3,5-dibromo-4-nitrosobenzeno

sulfonato), DMPO (2,2’-dimetil-pirrol-N-oxido), MNP (2-metil-2-nitrosopropano), PBN

(N-t-butil-α-fenilnitrona) e POBN (N-t-butil-α-4-Piridin-1-oxido nitrona).

Esquema 14: Estruturas e adutos radicalares dos captadores de spin.

NO

+DMPO N

OH

ORH

SO3

NBr Br

O

DBNBS R

SO3

NBr Br

O R

+

OR

R+N O N O

RMNP

NO

C(CH3)3N

O

C(CH3)3

R

R+PBN

NO

nitrosodureno R

NO R

+

NN

O

C(CH3)3 NN

O

C(CH3)3

R

R+POBNO O+ +

3

4

5

6

7

8

De todos os espectros de EPR obtidos, apenas alíquotas da reação de

hidroteluração misturadas com uma solução aquosa de DBNBS apresentaram sinais

detectáveis de radicais. Os espectros detectados consistiam em um triplo tripleto

(Figura 2) que foi atribuído a desdobramento de hiperfinas referente à interação do

spin do elétron desemparelhado com o spin nuclear de um átomo de nitrogênio e

dois de hidrogênio com o mesmo ambiente químico (aN = 21,6 G and aH = 0,7 G) e

um valor g=2,0060.

Figura 2: Espectros de EPR representativos dos adutos radicalares de DBNBS obtidos durante as reações de hidroteluração de alcinos. Condições experimentais: vide Tabela 1.

O desdobramento das linhas dos espectros de EPR obtidos é consistente com

adutos radicalares de DBNBS, mas o valor da constante de desdobramento da

hiperfina do nitrogênio (aN) observado é comparativamente alto frente aos adutos

desse captador, que ficam na faixa de 12-17 G.54 Para o aduto radicalar

DBNBS/SeO3-, o aN observado pelos autores foi de 12,4 G.53

Durante o andamento da reação de hidroteluração (1-2 horas dependendo do grupo

R do composto insaturado), o aduto radicalar de DBNBS observado manteve

praticamente a mesma concentração instantânea. As alíquotas que foram coletadas

a cada 15 min apresentaram a mesma intensidade do sinal de EPR. Vale ressaltar

g = 2.0060

0,7 G

21,6 G

PhTeTePh + NaBH4 + Ph H + DBNBSnBuTeTenBu + NaBH4 + Ph H + DBNBS

que as alíquotas foram coletadas, misturadas com uma solução aquosa DBNBS e

essa mistura foi imediatamente analisada por EPR. Daí então, a intensidade do sinal

de EPR aumentou cerca de 1,5 vezes dentro de 2-3 minutos e começou a decrescer

após 10-15 minutos, devido a redução do aduto radicalar de DBNBS, como inferido

pelas análises de massa. Alíquotas retiradas no tempo final da reação, quando os

alcenos ou alcinos foram quase que completamente consumidos, geraram um

espectro menos intenso de EPR, provavelmente devido ao consumo da espécie

paramagnética reativa.

É relatado que o DBNBS pode se adicionar a ligações C=C.55, 56 Para evitar uma

equivocada interpretação de um resultado decorrente de uma possível adição do

captador de spin à ligações ligações C=C, foram feitos experimentos controle, que

mostraram que a incubação de DBNBS com alcenos e alcinos na ausência do

reagente de telúrio não produziram sinais detectáveis de radicais (Tabela 1, Linhas

24-27). Na incubação do telureto 9 (Figura 3; Tabela 1, Linha 29), produto de

hidroteluração do álcool propargílico, foi detectado um sinal fraco de radical

completamente diferente daquele detectado durante as reações de hidroteluração

(Figura 2).

Figura 3: Espectro de EPR obtido de uma mistura do composto 9 com DBNBS. Condições experimentais: vide Tabela 1.

H H

TenBu

+ DBNBS

HO9

Independentemente do alcino, alceno e do composto orgânico de telúrio empregado

(nBuTeTenBu ou PhTeTePh), todas as reações de hidroteluração produziram um

espectro de EPR similar (Figura 2, Tabela 1), indicando que uma determinada

espécie radicalar foi gerada em todas as reações. Caso fosse o radical de carbono,

gerado a partir do ataque da espécie de telúrio ao substrato insaturado, certamente

os espectros de EPR das reações de hidroteluração de alcenos e alcinos seriam

completamente diferentes (Tabela 1, Linhas 1-2 e 5-6).

Além do que, sabe-se que radicais do tipo sigma (radicais vinílicos) são espécies

que só podem ser detectadas utilizando condições muito específicas e por serem

transientes, dificilmente poderiam reagir com captadores de spin. Cita-se o exemplo

do radical C2H3, que tem que ser gerado in situ a partir de uma reação de hidrogênio

molecular com etileno líquido em matriz sólida de gases nobres (Ar, Kr e Xe), por

meio de irradiação de elétrons rápidos à temperaturas extremamente baixas (30

K).57

Tabela 1: Reações e Experimentos Controle.

Linhas Reaçõesa-c hfsh (G)

aN aH

1 nBuTeTenBu/NaBH4 + HC≡CPh 21,6 0,7

2 nBuTeTenBu/NaBH4 + HC=CPh 21,6 0,7

3 nBuTeTenBu/NaBH4 + HC≡C(CH2)3CH3 21,6 0,7

4 nBuTeTenBu/NaBH4 + HC≡CCH2OH 21,6 0,7

5 nBuTeTenBu/NaBH4 + HC≡CCO2Et 21,6 0,7

6 nBuTeTenBu/NaBH4 + H2C=CHCO2Me 21,6 0,7

7 PhTeTePh/NaBH4 + HC≡CPh 21,6 0,7

8 PhSeSePh/NaBH4 + HC≡CPh nenhum sinal

9d nBuTeTenBu/NaBH4 + Ce(IV) 21,6 0,7

10d PhTeTePh/NaBH4 + Ce(IV) 21,6 0,7

11 nBuLi/ Te0 + HC≡CCO2Et, EtOH nenhum sinal

12 nBuLi/ Te0 + HC≡CCO2Et, EtOH/THF (9:1, v:v) nenhum sinal

13 nBuLi/ Te0 + HC≡CCO2Et, EtOH/NaBH4 21,6 0,7

14d nBuTeTenBu/NaBH4 + Ce(IV), EtOH 21,6 0,7

15d nBuLi/ Te0 + Ce(IV), EtOH nenhum sinal

16d nBuLi/ Te0 + Ce(IV), EtOH/NaBH4 21,6 0,7

17 nBuLi/ 125Te0 + HC≡CPh, EtOH nenhum sinal

18e nBuLi/ 125Te0 + HC≡CPh, EtOH/NaBH4 21,6 0,7

19e sBuLi/125Te0 + HC≡CPh, EtOH/NaBH4 21,6 0,7

20 nBuTeTenBu/NaBH4, Fotólise (50 W) 21,6 0,7

21 PhTeTePh/NaBH4, Fotólise (50 W) 21,6 0,7

22 nBuTeTenBu/NaBH4 + HC=CPh, Fotólise (50 W) 21,6 0,7

23 nBuLi/ Te0 , Fotólise (50 W) 21,6 0,7

24f HC≡CPh, EtOH nenhum sinal

25f HC≡CPh, THF nenhum sinal

26f HC≡CCO2Et, EtOH nenhum sinal

27f HC=CCO2Me, EtOH nenhum sinal

28f nBuTeCH=CHPh, EtOH nenhum sinal

29f,g nBuTeCH=CHCH2OH, EtOH 8,4 0,7

30 nBuTeTenBu, EtOH nenhum sinal

31 nBuTeTenBu/NaBH4, EtOH nenhum sinal

32 PhTeTePh/NaBH4, EtOH nenhum sinal

33 nBuTeTenBu + HC≡CPh, EtOH nenhum sinal

34 NaBH4 saturado, EtOH nenhum sinal

35 NaBH4 + HC≡CPh, EtOH nenhum sinal

36d Ce(IV), EtOH nenhum sinal

a Todas as reações foram feitas com agitação constante e sob atmosfera de N2. Todos os espectros (exceto os dos experimentos controle) foram obtidos após 1 min de incubação da mistura de alíquotas das reações de hidroteluração (equivalente a 20 mmol-1 de RTeTeR ou 10 mmol-1 de nBuTeH) com uma solução de DBNBS (equivalente a 15 mmol-1). Todas as alíquotas foram coletadas com as reações à t.a. e refluxo. Condições experimentais: potência do microondas, 20 mW; tempo de coleta, 20,48 ms; modulação da amplitude, 0,5 G; ganho, 3,17 x 104; 1 ou 4 scans. b Todas as reações de hidroteluração foram examinadas por EPR “direto” a baixa temperatura (-195°C). c De quase todas as reações, experimentos paralelos foram feitos com os captadores de spin MNP, PBN e DMPO (dissolvidos em etanol, tampão fosfato ou água), mas não foram detectados sinais de EPR mesmo após 50 scans e alto ganho no equipamento. d Ce(IV): Ce(NO3)4.2NH4NO3.

e aN = 21,6G, aH = 0,7G,

com parâmetros adicionais aTe = 15,8 G e aBr= 6,95 G, que foram obtidos por simulação (Figura 6). f Solução do composto insaturado (20 mmol-1). g Sinal muito fraco, com aH muito difícil de observar mesmo depois de 50 scans. h hfs = hyperfine spliting (desdobramento de hiperfinas).

O valor não usual de 21,6 G da constante desdobramento da hiperfina do nitrogênio,

assim como a pequena da constante de desdobramento da hiperfina de hidogênio

(0,7 G), característica dos meta hidrogênios do DBNBS, o mesmo espectro de EPR

para todas as reações de hidroteluração investigadas sugerem que os espectros de

EPR se referem ao ataque de um radical centrado em telúrio ao DBNBS, levando a

formação de adutos radicalares 10 (Figura 4).

Figura 4: Estrutura proposta para os adutos radicalares DBNBS/•TeR. Os átomos em destaque são aqueles que interagem com o elétron desemparelhado.

Para testar essa hipótese, foram repetidos experimentos de EPR com os radicais

centrados em telúrio, os quais foram gerados por diferentes métodos na presença de

DBNBS e na ausência de alcenos e alcinos. Experimentos de fotólise de soluções

de telurol (RTeH) à temperatura ambiente com uma lâmpada de Hg 50W (Tabela 1,

Linhas 20-23) produziram um espectro de EPR similar àqueles observados durante

as reações de hidroteluração. A oxidação de nBuTeTenBu ou PhTeTePh com

Ce(NO3)4.2NH4NO3 também foi investigada por EPR. Os experimentos de oxidação

utilizando sal de Ce(IV) (Figura 5; Tabela 1, Linhas 14-16) produziram um espectro

de EPR similar àqueles observados durante as reações de hidroteluração (Figura 2;

Tabela 1, Linhas 1-7).

SO3

NO TeR

H

Br Br

H-

onde: R= nBu ou Ph

10

Com base na discussão apresenta acima, pode-se propor que os adutos radicalares

de DBNBS detectados por EPR são DBNBS/•TenBu e DBNBS/•TePh, cuja estrutura

foi apresentada na Figura 4.

Figura 5: Espectros de EPR representativos dos adutos radicais de DBNBS obtidos durante a reação de oxidação de compostos orgânicos de telúrio com sal de Ce(IV). Condições experimentais: vide Tabela 1.

Para confirmar que os radicais capturados estavam centrados no átomo de telúrio,

foram feitos experimentos de EPR utilizando o isótopo de telúrio ativo no EPR

(125Te), cujo spin nuclear é diferente de zero (I=1/2). Um padrão complexo de

desdobramento foi observado no espectro de EPR do aduto radicalar

DBNBS/•125TenBu (Figura 6A). Um espectro de EPR similar foi obtido usando

nBu125TeH e sBu125TeH. O padrão de desdobramento das linhas do espectro do

aduto radicalar DBNBS/•125TenBu pôde ser atribuído aos átomos de 125Te e um

nitrogênio, dois átomos de hidrogênio e dois de bromo. O espectro experimental foi

simulado com precisão utilizando as seguintes constantes de hipefina: aN = 21,6 G;

aH = 0,7 G; aTe = 15,8 G e aBr = 6,95 G (Figura 6B).

PhTeTePh + NaBH4 + + DBNBSCe(IV)nBuTeTenBu + NaBH4 + + DBNBSCe(IV)

g = 2.0060

0,7 G

21,6 G

Figura 6: Espectro de EPR representativo do aduto radicalar DBNBS/•125TenBu obtido durante a reação de hidrotelutação do fenilacetileno usando 125Te (92% de enriquecimento isotópico). A. Espectro experimental (condições experimentais: Tabela 1). B. Espectro simulado.

A produção de radicais orgânicos centrados em telúrio durante as reações de

hidroteluração usando o método B (Esquema 13) na presença de DBNBS foi

também examinado. Nenhum sinal de EPR foi detectado (Tabela 1, Linhas 11 e 12)

utilizando as condições estabelecidas na literatura.58 No entanto, a adição de uma

solução etanólica saturada de NaBH4 (Tabela 1, Linha 13) levou a produção de um

espectro de EPR similar àqueles observados durante as reações de hidroteluração

utilizando o método A (Figura 2; Tabela 1, Linhas 1-7). Apesar de desnecessário

para as reações de hidroteluração utilizando o método B (Esquema 13), a presença

de NaBH4 na alíquota analisada por EPR demonstrou ser essencial para a detecção

do aduto radicalar DBNBS/•TenBu. ONaBH4 mantém o meio redutor e evita que a

espécie radicalar decaia para uma espécie não radicalar.

10 G A

B

Os fatos comentados acima sugerem que o mesmo mecanismo rege as reações de

hidroteluração independentemente do método hidrotelurante empregado (Esquema

13). Em ambos os casos, radicais centrados em telúrio foram gerados, capturados

pelo DBNBS e seus adutos radicalares foram caracterizados por EPR spin trapping.

As reações de hidroteluração apresentadas na Tabela 1 foram também examinadas

por EPR a baixa temperatura (-196°C), sem captador de spin. Alíquotas das reações

foram diluídas em água, tampão fosfato e THF e congeladas de 2-5 minutos depois

da adição do alceno ou alcino e durante o transcorrer da reação de hidroteluração

(t.a. ou refluxo), reproduzindo as condições apresentadas na Tabela 1. A alíquota da

reação, congelada em N2 líquido, foi transferida para a cela de EPR contendo N2

líquido e então a análise foi feita. Entretanto, nenhum sinal de EPR foi detectado

durante esses experimentos. Esse resultado está de acordo com a rápida relaxação

do spin eletrônico do elétron desemparelhado centrado no átomo de telúrio,

condição que impossibilita sua detecção por EPR. Tendo em vista tudo que foi

discutido, fica claro que a única maneira de se detectar radicais centrados em telúrio

é utilizando a técnica de EPR spin trapping.

Uma vez que não havia relatos na literatura para suportar as proposições descritas

acima, foi necessário analisar os adutos radicalares DBNBS/•TeR com uma técnica

que fornecesse informações sobre a estrutura dessas espécies. Para esse fim foi

escolhida a espectrometria de massa.

A espectrometria de massa se destacou como uma boa alternativa para a

caracterização das espécies presentes nos meios reacionais estudados,

complementando assim as análises de EPR. Foi também uma forma de contornar o

problema de extração/purificação dos adutos radicalares DBNBS/•TeR, uma vez que

as tentativas de isolar essas espécies foram ineficazes.

As soluções contendo o aduto radicalar DBNBS/•TenBu foram analisadas por

espectrometria de massa, utilizando a técnica de ionização electrospray (ESI),

operando em modo positivo. Já as soluções contendo o aduto radicalar

DBNBS/•TePh foram analisadas utilizando a técnica de ionização química à pressão

atmosférica (APCI) em modo positivo, uma vez que a técnica de ESI não se mostrou

eficiente. O APCI/MS oferece uma alternativa para a ionização de moléculas pouco

polares. Com a APCI, a amostra é nebulizada e os analitos são dessolvatados

utilizando fluxo de gás e altas temperaturas (maiores do que no ESI). Os compostos

dessolvatados são quimicamente ionizados através de remoção de elétrons, pois

esse spray de íons passa por uma corona de descarga com grande diferença de

potencial (~ 50 KV).

Como as alíquotas analisadas por massa entraram em contato com a atmosfera

(não foi mantida a atmosfera anaeróbica dos experimentos de EPR), os adutos

radicalares DBNBS/•TeR sofreram redução e protonação. Isso quer dizer que não

foram detectados os adutos radicalares DBNBS/•TeR e sim, as hidroxilaminas

derivadas (Figura 7, m/z 555).

O espectro de massa da reação do fenilacetileno (Figura 7) mostra um cluster

contendo íons com m/z 549, 551, 553, 555, 557, 559 e 561, os quais correspondem

ao íon do composto 12 ([M+Na+3H]+) (Figura 7A), cujo padrão de distribuição de

massa é análogo ao seu espectro simulado (Figura 7B). Devido às condições de

ionização, também foi detectado o íon do composto 11, produto de fragmentação de

12.

Figura 7: Espectos de ESI(+)/MS de uma reação de hidroteluração do fenilacetileno. A. Espectro experimental da reação. B. Espectro de massa simulado de 12, de fórmula molecular C10H14Br2NO4STeNa.

O padrão de distribuição de massa de 12 é consistente com o composto contendo

os isótopos de Br e Te. O Br e o Te têm respectivamente 2 e 8 isótopos, com a

seguinte abundância relativa: 120Te (0.096%), 122Te (2.600%), 123Te (0.908%), 124Te

(4.816%), 125Te (7.140%), 126Te (18.950%), 128Te (31.690%), 130Te (33.800%), 79Br

(50,690%) e 81Br (49,31%). De acordo com o padrão isotópico dos dois elementos,

os íons com m/z 549, 551, 553, 555, 557, 559 e 561 podem ser relacionados com as

múltiplas combinações dos isótopos de Br e Te (Tabela 2).

nBuTeTenBu + NaBH4 + Ph H + DBNBSA

bund

ânci

a R

elat

iva

(%)

m/z

m/z = 555

C10H14Br2NNaO4STe

SH

NHO Te

Br Br

ONa

+

OOH

nBu

SH

HNTeH

Br Br

ONaOOH

+A

B

12 11

Tabela 2: Composição isotópica do cluster iônico de 12 (C10H14Br2NO4STeNa).

m/z composição isotópica

549 120Te81Br81Br, 122Te79Br81Br, 124Te79Br79Br




557 128Te81Br81Br, 130Te79Br81Br

559 130Te81Br81Br

561 132Te81Br81Br

O experimento de massa Tandem (MS/MS) do íon do composto 12 (Figura 8)

apresentou um fragmento iônico com m/z 449, que corresponde a perda do

fragmento nBu e um cluster iônico com m/z 368, 370 e 372, com distribuição

isotópica característica de compostos contendo dois átomos de bromo, condizente à

fragmentação de 12, levando a perda do fragmento nBuTe.

Figura 8: Espectro de ESI(+)-MS/MS do íon de m/z 555.

nBuTeTenBu + NaBH4 + Ph H + DBNBS

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

SH

NHO Te

Br Br

ONaOOH

nBu

[(M-nBu)+Na+3H] = 499

[(M-TenBu)+Na+3H] = 370

[M+Na+3H] = 555

+

+

+

+

12

Como foi dito anteriormente, não foi possível ionizar o aduto radicalar DBNBS/•TePh

por ESI, sendo então necessário utilizar condições mais agressivas de ionização.

Por esse motivo, nos espectros de APCI-MS das reações de hidroteluração que

utilizaram PhTeH, foi detectado apenas um fragmento da hidroxilamina derivada do

DBNBS/•TePh (Figura 9A), cuja distribuição isotópica se iguala perfeitamente com o

espectro simulado de uma espécie de formula molecular C6H6Br2NO2Te (Figura 9C).

Figura 9: Espectros de APCI(+)-MS de uma reação de hidroteluração do felinacetileno. A. Espectro experimental da reação. B. Espectro de massa simulado de 14, de fórmula molecular C12H9Br2NO4STe. C. Espectro de massa simulado de 13, de formula molecular C6H6Br2NO2Te.

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

S

NHO Te

Br Br+

OHOO

C12H9Br2NO4STem/z = 551

C6H6Br2NO2Te

m/z = 410

OH

NHO TeH

Br Br+

PhTeTePh + NaBH4 + Ph H + DBNBS

A

B

C

13 14

O experimento APCI(+)-MS/MS de cada um dos íons do cluster centrado no íon m/z

410 (Figura 10) apresentou um cluster iônico centrado no íon de m/z 282 como

fragmento comum, representando a perda de Te e adição de um grupo OH. Além da

m/z, o padrão de distribuição isotópica dos dois átomos de Br comprova as

estruturas de 15.

.

Figura 10: Espectros de massa APCI(+)-MS/MS de cada íon do cluster referente à 13.

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

OH

NHO H

Br Br+

OH

NHO TeH

Br Br+

PhTeTePh + NaBH4 + Ph H + DBNBS

13 15

A formação de um radical centrado em telúrio durante reações de hidroteluração foi

confirmada por EPR spin trapping e por experimentos de massa. O valor

inesperadamente alto da constante de desdobramento aN dos adutos radicalares

DBNBS/•TeR pode ser racionalizado pela estabilização da carga no átomo de

nitrogênio que está ligado covalentemente ao átomo de telúrio (Esquema 15),

aumentando a contribuição da forma canônica 16 para o hibrido de ressonância do

grupo funcional nitróxido. Além da estabilização da carga proporcionada pelo átomo

de telúrio, a polaridade da água presente na mistura reacional analisada por EPR

também foi um fator que contribuiu para a estabilização da forma canônica 16. A

somatória desses dois fatores aumentou a densidade de spin no átomo de

nitrogênio, aumentando assim o valor de aN.59

Esquema 15: Híbridos de ressonância dos adutos radicalares DBNBS/•TeR.

Devido ao volume do átomo de telúrio, o elétron desemparelhado notadamente

centralizado no átomo de nitrogênio, não consegue interagir com os hidrogênios das

cadeias alifáticas e aromáticas ligadas do outro lado do átomo de telúrio. Essa

blindagem causada pelo átomo de telúrio faz com que não seja possível diferenciar

os espectros de EPR de espécies tão distintas como o DBNBS/•TenBu e

DBNBS/•TePh. Dessa maneira, a análise de massa se mostrou essencial para a

elucidação das estruturas dos adutos radicalares gerados e consequentemente,

N TeR

ON TeR

O

+

-Br

BrO3S O3S Br

Br

16

confirmar as identidades das espécies radicalares geradas durante as reações de

hidroteluração.

O desdobramento extra dos sinais dos espectros de EPR do nBu125TeH e sBu125TeH

obtidos durante as reações de hidroteluração usando 125Te (92% de enriquecimento

isotópico) provou que o átomo de telúrio está ligado covalentemente ao átomo de

nitrogênio do aduto radicalar (Figura 4, Esquema 15).

No caso das reações de hidroteluração usando o método “hidrotelurante” B

(Esquema 13), apenas após a adição de NaBH4 foi possível detectar o aduto

radicalar DBNBS/•TenBu. A presença do agente redutor se provou essencial para a

estabilização do aduto como uma espécie radicalar.

Os resultados discutidos até aqui provam que as reações de hidroteluração seguem

por uma via radicalar (Esquema 16), independentemente do método utilizado para a

geração da espécie hidrotelurante.

Sob condições de fotólise (Tabela 1, Linhas 21-23), soluções contendo RTeH na

presença de DBNBS geram os mesmos sinais de radical observados durante as

reações de hidroteluração (Tabela 1, Linhas 1-7), demonstrando que a incidência de

luz provoca a clivagem homolítica da ligação Te-H. Esse dado suporta a proposta de

que a luz é o agente que desencadeia a formação do radical teluroil 18 (RTe•) nas

reações de hidroteluração, sendo essa então a etapa de iniciação da reação

radicalar (Esquema 16). Pode-se esperar então que com uma incidência normal de

luz (Tabela 1, Linhas 31-34) o radical RTe• 18 também deve ser formado, mas não

pôde ser detectado por EPR uma vez que ele deveria estar presente no meio

reacional em quantidades abaixo do limite de detecção do aparelho.

Esquema 16: Reação em cadeia proposta como mecanismo das reações de hidroteluração.

Depois que o alcino é adicionado, a propagação se inicia e a concentração de 18

aumenta após alguns minutos, conforme observado durante os experimentos de

EPR. A detecção por EPR desse radical no meio reacional e a manutenção da

reação em cadeia são decorrentes da terceira etapa. Na terceira etapa o radical 18

ataca a ligação C≡C de 19, levando a formação do radical vinílico 20 que abstrai o

átomo de hidrogênio de uma segunda molécula de RTeH 17 presente no meio

reacional, regenerando o radical centrado em telúrio 18, continuando assim o ciclo.

ciclo radicalar

R1

H

RTe R1 HTeR

H

TeRR1

H

rápido

2 RTeH + H

baixa concentração

iniciação: EtOH RTe

RTe

H

RTe

R1 H

RTeTeR + NaBH4 2 2hv

17

18

18

18

19

17

20

20

Além dos dados de EPR, dados termodinâmicos suportam a proposta da reação em

cadeia. É mais razoável que o radical vinílico abstraia o hidrogênio do RTeH ao

invés do EtOH, uma vez que a energia calculada para a clivagem homolítica da

ligação O-H do EtOH (94 kcal mol-1) é maior do que a da ligação Te-H: 58 kcal mol-1

para nBuTeH o e 54 kcal mol-1 para o PhTeH. Sendo assim, a cada ciclo da reação

uma nova molécula do radical 17 é gerada. Dessa maneira, concentração

instantânea da espécie é mantida constante durante o decorrer da reação, bem

como foi observado nos experimentos de EPR spin trapping. A terminação do ciclo

radicalar pode ser conseqüência do consumo total do alcino ou do acoplamento de

dois radicais centrados em telúrio.

Evidenciada a existência de radicais centrados em telúrio, pôde-se então propor o

mecanismo de oxidação do telurol por oxigênio molecular (Esquema 17), utilizando

como referência o mecanismo de oxidação de glutationa (GSH).19

Esquema 17: Oxidação do telurol por O2.

+ HTeR RTe TeR H

O2

O2

RTe TeR + H


RTe

A reação de tetracloreto de telúrio e tricloretos de telúrio arílicos com alcinos, TeCl4 e

ArTeCl3 (Ar: grupo arila), geram teluretos vinílicos tri ou tetrasubstituidos, cuja

estereoquímica é definida pelos grupos presentes no substrato insaturado.

A estéreo e regioquímica dessas reações foram amplamente exploradas,60-64 assim

como o arranjo tridimensional e as estruturas supramoleculares dos produtos

cristalinos dos compostos de Te(IV).65-71 Foi sugerido72 que o mecanismo dessas

reações era iônico, podendo ocorrer por dois caminhos: adição concertada syn

(Esquema 18A) ou adição anti (Esquema 18B). No caso da adição anti, é proposto

que a hidroxila do substrato insaturado é o grupamento determinante para a

formação do intermediário 21 e o conseqüente controle régio e estereoquímico da

reação. A não existência de estudos acerca do mecanismo deixou claro que os

mesmos foram postulados com base nas análises dos produtos isolados

Esquema 18: Mecanismos propostos para a adição de TeCl4 à alcinos.

Diferentemente do caso das reações de hidroteluração, nenhum estudo de EPR spin

trapping em reações envolvendo compostos de Te(IV) havia sido relatado na

literatura.

Me Ph + TeCl4Me Ph

Cl3Te Cl

Me

Cl3Te Cl

Phadição syn

HO

Ph+ TeCl4

Te

HPh

HOClCl

Cl

Cl

Cl3Te H

ClHOPh

adição antiH

A

B

21

22

23

Tendo como base as metodologias empregadas no estudo do mecanismo das

reações de hidroteluração, o uso da técnica de detecção direta de radicais por EPR

foi inicialmente descartado e o EPR spin trapping foi eleito como a metodologia para

tentar detectar alguma espécie radicalar na reação de adição de haletos de Te(IV) à

alcinos.

O caráter iônico de duas ligações Te-Cl dos cloretos de telúrio (IV),73

TeCl4 ou RTeCl3, faz

com que esses reagentes sejam extremamente sensíveis a água, assim como os produtos das

reações de adição 22 e 23 (Esquema 18) desses haletos à alcinos também o são. Na presença

de água, uma ou duas moléculas de H2O atacam o átomo de telúrio, liberando HCl no meio

reacional (Esquema 19).

Esquema 19: Hidrólise do TeCl4.

O grande obstáculo inicial desse estudo foi equacionar a solubilização dos

captadores de spin disponíveis (Esquema 14) em outros solventes que não a água.

Como a maioria dos captadores foi desenvolvida para estudos de radicais em meio

biológico, eles se apresentam na forma iônica. Para contornar o problema, foram

utilizadas soluções anidras etanólicas e/ou metanólicas dos captadores.

De todos os espectros de EPR obtidos, apenas alíquotas da reação misturadas com

uma solução metanólica de DBNBS apresentaram sinais detectáveis de radicais. Os

espectros detectados consistiam em um triplo dubleto (Figura 11A) que foi atribuído

Cl3Te Cl

H2O

- HCl Cl2Te Cl

OH

H2O

+ H2O

- HCl (HO)2TeCl2

aN = 21.6G

aH = 0.7G

aH = 5.8G

aN = 13.7G

Ph Me + TeCl4 + DBNBS Ph H + BuTeH + DBNBS

a desdobramento de hiperfinas referente à interação do spin do elétron

desemparelhado com o spin nuclear de um átomo de nitrogênio e um de hidrogênio

(aN = 13,7 G and aH = 5,65 G), largura de linha de 2,5 G e um valor =2.0085. O valor

de aN dos espectros de EPR é característico de radicais centrados em carbono

ligados ao grupo nitroso do DBNBS.54

Figura 11: Espectros de EPR representativos dos adutos radicalares de DBNBS. A reação de

adição TeCl4 ao alcino (12 scans). B reação de hidroteluração do alcino (4 scans).

A detecção dos sinais de EPR não foi imediata. Foram necessários de 15 a 30

minutos de incubação da alíquota da reação com a solução de DBNBS para que

fossem detectados os sinais de radicais. A fim de garantir uma análise comparativa

das reações, os espectros de EPR foram feitos após 30 min de incubação.

Alíquotas da reação foram coletadas a cada 15 min durante o progresso da reação

de adição de haletos de Te(IV) à alcinos (0-3 horas) e misturadas com DBNBS,

g=2,0085 g=2,0060

A B

H + TeCl4 + DBNBSHO

Ph Ph + TeCl4 + DBNBSH + TeCl4 + DBNBS

Ph Me + DBNBSMeO TeCl3+ Ph Me + DBNBSMeO TeI3+

apresentando intensidade de sinal de EPR semelhantes, indicando que o aduto

radicalar de DBNBS formado manteve a mesma concentração instantânea durante o

curso da reação. Os adutos radicalares formados eram estáveis por cerca de 2

horas e depois começaram a decair para espécies não radicalares, provavelmente

por redução radicalar como inferido por análises de espectrometria de massa.

Alíquotas retiradas no tempo final da reação, quando os alcinos foram quase que

completamente consumidos, geraram um espectro menos intenso de EPR,

provavelmente devido ao consumo da espécie paramagnética reativa.

Independente do alcino e do composto de Te(IV) empregado (TeCl4, ArTeCl3,

ArTeI3; onde Ar = p-metóxifenila), todas as reações analisadas produziram um

espectro de EPR similar (Figura 12, Tabela 3), indicando que uma mesma espécie

radicalar foi gerada em todas as reações.

Figura 12: Espectros de EPR representativos do aduto radicalar DBNBS obtido durante as reações de adição de haletos de Te(IV) à alcinos. Condições experimentais: vide Tabela 3.

Para fins comparativos, foram feitos espectros de EPR do bruto reacional da reação de TeCl4

com prop-1-inilbenzeno, usando uma solução aquosa de DBNBS ao invés da solução

metanólica de DBNBS. Ao misturar as duas soluções, de DBNBS com uma alíquota da

reação, verificou-se a formação de um precipitado branco no frasco. Esse precipitado

gelatinoso provavelmente continha os produtos de hidrólise das espécies de telúrio. O

espectro dessa mistura apresentou um fraco sinal de radical (Figura 13), que se mostrou

completamente diferente daqueles detectados com solução metanólica de DBNBS (Figura

11A e 12).

Figura 13: Espectro de EPR obtido de uma mistura de uma aliquota da reação do TeCl4 com

o prop-1-inilbenzeno com solução aquosa de DBNBS.

Ph Me + TeCl4 + DBNBS

Tabela 3: Reações e Experimentos Controle.

Linhas Reações a-c hfse(G)

aN aH

1 TeCl4 + PhC≡CPh 12,7 5,65

2 TeCl4 + PhC≡CMe 12,7 5,65

3 TeCl4 + PhC≡CH 12,7 5,65

4 TeCl4 + PhC≡C(CH2)3CH3 12,7 5,65

5 TeCl4 + HC≡CCH2OH 12,7 5,65

6 125TeCl4 + PhC≡CMe 12,7 5,65

7 TeCl4 + PhC≡CMe, C6D6 12,7 5,65

8 TeCl4 + PhC≡CMe, DBNBS/MeOD-d4 12,7 5,65

9e,f TeCl4 + PhC≡CMe, DBNBS/H2O sinal não mensurável

10 ArTeCl3 + PhC≡CMe 12,7 5,65

11 ArTeI3 + PhC≡CMe 12,7 5,65

12 TeCl4, ArTeCl3 ou ArTeI3 nenhum sinal

13d PhC≡CMe nenhum sinal

14d Ph(Cl)C≡C(Me)TeCl3 nenhum sinal a Todas as alíquotas analisadas, inclusive as dos controles, estavam diluídas em uma mistura benzeno/metanol ~1:1 (v/v). b Todas as reações foram feitas com agitação constante e equipadas com tubo de secante de CaSO4. Todos os espectros (exceto os dos experimentos controle) foram obtidos após 30 min de incubação da mistura de alíquotas das reações (equivalente a 60 mmol-1 do haleto de Te(IV)) com uma solução metanólica de DBNBS (equivalente a 6,0 mmol-1). Todas as alíquotas foram coletadas com as reações à t.a.. Condições experimentais: potência do microondas, 20 mW; tempo de coleta, 20,48 ms; modulação da amplitude, 0,5 G; ganho, 3,17 x 104; 12 ou 24 scans. c De quase todas as reações, experimentos paralelos foram feitos com os captadores de spin MNP, PBN e DMPO (dissolvidos em etanol, metanol ou água), mas não foram detectados sinais de EPR mesmo após 50 scans e alto ganho no equipamento. d

Solução do composto insaturado (20 mmol-1). e Sinal muito fraco, com aN e aH muito difícil de observar mesmo depois de 50 scans. f benzeno/água ~1:1 (v/v). e hfs = hyperfine spliting (desdobramento de hiperfinas).

Apesar do valor de aN cair dentro da faixa usual de radicais de carbono ligados ao

DBNBS, a priori poder-se-ia sugerir que os espectros de EPR detectados nesses

experimentos seriam referentes ao ataque de um radical •TeCl3 ao DBNBS, levando

a formação do aduto radicalar de DBNBS 24 (Figura 14) análogo ao aduto 10

(Figura 3) que foi detectado durante as reações de hidroteluração. Para avaliar se o

átomo de telúrio estaria ligado diretamente ao átomo de nitrogênio, foi feito um

experimento controle utilizando 125TeCl4. A estrutura desse possível aduto e seu

espectro simulado são apresentados na Figura 14.

Figura 14: Espectro simulado do aduto radicalar 24, contendo 125

Te (I=1/2). aN=13,7G;

aH=5,8G e aTe=15,8G.

O reagente enriquecido isotopicamente foi preparado e utilizado in situ, levando a

detecção de um espectro idêntico ao detectado usando 130TeCl4.(Tabela 3, Linhas 1

e 6). Esse resultado demonstrou que o aduto radicalar de DBNBS detectado por

EPR não continha um átomo de telúrio diretamente ligado ao átomo de nitrogênio do

DBNBS.

Sabe-se que radicais de carbono do tipo sigma 25 (radicais vinílicos) não podem ser

detectados por EPR spin trapping, porém têm a capacidade se adicionar ao

benzeno, levando a formação do radical ciclohexadienila 26 (Esquema 20).74 Com

base nesse pressuposto, o radical 26 poderia se adicionar ao DBNBS, gerando o

aduto radicalar 27, cujo desdobramento de hiperfinas de seu espectro de EPR seria

compatível ao observado durante as reações de adição de haletos de Te(IV) à

alcinos.

5.8G

SO3

NO

125TeX3

H

Br Br

H-

24

R

R

DBNBS

SO3

BrN

Br

O

R

H

+

25 26

27

Esquema 20: Adição de um radical de carbono ao DBNBS, levando a formação do aduto

radicalar 27, cujo espectro de EPR se desdobraria em um duplo tripleto (aN= 13.7G, aH=

5.8G).

Para verificar essa hipótese, foram feitos experimentos controle utilizando benzeno-

d6 como solvente das reações. Vale ressaltar que o spin nuclear do deutério é I=1,

portanto diferente do hidrogênio que tem I=1/2. O espectro simulado do aduto

radicalar 28 seria similar ao apresentado na Figura 15 e completamente diferente

dos espectros detectados (Figuras 11A e 12).

Figura 15: Espectro simulado do aduto radicalar proposto 28, contendo D (I=1) no lugar de

H (I=1/2). aN=13,7G e aD=5,8G.

A reação controle usando benzeno-d6 (Tabela 3, Linhas 1 e 7) levou a detecção de

um espectro de EPR semelhante ao espectro da Figura 11A, demonstrando que o

aduto radicalar 28 (Figura 15) não se formou. Portanto a hipótese do ataque de um

radical vinílico ao solvente foi também descartada.

Analisando artigos relacionados ao assunto, a fim de encontrar alguma outra

explicação para a formação de um aduto radicalar de DBNBS durante as reações de

adição de haletos de Te(IV) à alcinos, verificou-se que radicais de estanho são

capazes de abstrair homoliticamente o bromo de anéis aromáticos (Esquema

21A).75, 76 Uma vez que o DBNBS possui dois átomos de bromo em sua estrutura, foi

proposto que o aduto radicalar 33 (Esquema 21B) seria a espécie detectada pelo

5.8G G

SO3

Br

N

Br

O

R

D

DD

DD

28

EPR. Sua estrutura é compatível com o desdobramento de hiperfinas do espectro de

EPR observado durante as reações de adição de haletos de Te(IV) a alcinos (Figura

10A). O mecanismo que leva a formação do radical aromático 32 (Esquema 21B)

seria análogo ao desencadeado pelo radical de estanho 29 (Esquema 21A). O

radical •TeCl3 31 (Esquema 21B), gerado durante as reações de adição de haletos

de Te(IV) à alcinos, reagiria com o DBNBS 30 presente em solução, formando o

radical aromático 32. O radical 32 seria captado por outra molécula de DBNBS,

gerando por fim o aduto radicalar de DBNBS 33, que seria a espécie detectada por

EPR.

Esquema 21: Mecanismos de formação de radicais centrados em carbono de anéis

aromáticos. (A) reação promovida por radicais de estanho e (B) reação promovida por

radicais de telúrio, levando a formação da espécie 33 detectada por EPR.

Para confirmar a estrutura dos adutos radicalares de DBNBS detectados por EPR,

foi utilizada a espectrometria de massa. As espécies de interesse foram ionizadas

por electrospray (ESI), operando em modo positivo e negativo. Assim como no caso

das reações de hidroteluração, as espécies detectadas pelo espectrômetro não se

encontravam na forma de radical.

Apesar de terem sido variados diversos parâmetros no equipamento, inclusive o

modo de ionização, não foi detectado o cluster iônico com distribuição isotópica

referente a espécie 33 (Esquema 21B). No entanto, foram detectadas espécies

Br

R

R

+ SnR3

R

R

+ BrSnR3

Br

N

TeCl3

O3S

BrO

+

N

O3S

BrO

+ DBNBS

- BrTeCl3

N

O3S

BrO

NO

SO3

Br

H

Br

A

B

30 31 32

29

33

análogas, as quais diferentemente do proposto, continham um átomo de telúrio em

sua estrutura (Figura 16). Por terem massas parecidas, ocorreu a sobreposição de

seus clusters iônicos e pares dessas moléculas foram detectadas nos espectros de

ESI(+)-MS (Figuras 17B e 18B).

Figura 16: Estruturas das espécies de Te(IV) detectadas por ESI(+)-MS.

Na Figura 17 é apresentado o espectro de massa experimental da reação de adição

do TeCl4 ao 1,2-difeniletileno (Figura 17B). Esse espectro mostra um cluster

contendo íons com m/z 812, 810, 808, 806, 805, 803 e 800, os quais correspondem

à detecção das espécies 34 e 35, cujo padrão de distribuição isotópica é compatível

com a somatória dos seus espectros simulados (Figuras 17A e 17C).

N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeClCl

+ N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeOHCl

+N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeClMeO

+ N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeOHMeO

+

34 36 37 35

792 794 796 798 800 802 804 806 808 810 812 8140

100

%

0

100

%

0

100

%

806

805

803

800

808

810

812

805

803

801

799

797

807

808

810

812

803

801

799

796

795

805

806

808

N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeClCl

+

N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeClMeO

+

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

Ph Ph + TeCl4 + DBNBS

A

B

C

34

35

Figura 17: Espectros de ESI(+)-MS do cluster centrado no íon de m/z 806. A Espectro simulado da espécie com fórmula molecular C13H9Br3N2S2O9TeCl. B

Espectro experimental ampliado apresentando o cluster centrado no íon de m/z 805 como somatória das espécies simuladas. C Espectro simulado da espécie com fórmula molecular C12H6Br3N2S2O8TeCl2. Na Figura 18 é apresentado o espectro de massa experimental da reação de adição

do TeCl4 ao prop-1-inilbenzeno (Figura 18B). Esse espectro é análogo ao

apresentado na Figura 17B, porém nessa alíquota foram detectadas as espécies 36

e 37. O padrão de distribuição isotópica desse cluster é compatível com a somatória

dos seus espectros simulados (Figuras 18A e 18C).

Figura 18: Espectros de ESI(+)-MS do cluster centrado no íon de m/z 787. A Espectro

simulado da espécie com fórmula molecular C12H7Br3N2S2O9TeCl. B Espectro ampliado

apresentando o cluster centrado no íon de m/z 787 como somatória das espécies simuladas. C

Espectro simulado da espécie com fórmula molecular C13H10Br3N2S2O10Te.

771 772 773 774 775 776 777 778 779 780 781 782 783 784 785 786 787 788 789 790 791 792 793 794 7950

100

%

0

100

%

0

100

%

789

787

785

782781

791

792

794

787

785

783

781784

786

789

788

791

790792

785

783

781

778

777

786

788

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeOHMeO

+

N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeOHCl

+

Ph Me + TeCl4 + DBNBS

A

B

C

36

37

Vale ressaltar que os espectros de ESI(+)-MS apresentados nas Figuras 17e 18 são

ampliações da região de interesse. Os espectros não ampliados estão na seção de

anexos (Anexos 1 e 2).

O experimento de massa Tandem (MS/MS) do íon com m/z 805 (Figura 19) se

fragmentou em um cluster centrado no íon com m/z 413, referente a espécie 38.

Esse fragmento corresponde a perda de uma molécula de DBNBS, dois átomos de

Cl e a adição de OH. A identidade do íon fragmentado pôde ser comprovada pela

similaridade do padrão de distribuição isotópica do espectro experimental (Figura

19A) com o espectro simulado para uma espécie com fórmula molecular

C6H4BrNO5STe (Figura 19B)

Figura 19: Espectro de ESI(+)-MS/MS do íon de m/z 805. A Espectro experiemental. B Espectro simulado da espécie com fórmula molecular C6H4BrNO5STe.

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840m/z0

100

%

0

100

%

413

411

409

407

805

415

417

413

411

409

407

405

415

N

O NBr

SO3H

O

Br

Br

HO3S

TeClCl

+N

Br

SO3H

OTe

HO- DBNBS, - 2 Cl, + OH


C6H4BrNO5STem/z = 413

34 38

Alterando o modo de ionização do spray de ionização para o modo negativo,

inicialmente nenhuma espécie contendo ligação N-Te foi detectada. Após inúmeras

tentativas, as alíquotas da reação foram sucessivamente diluídas, reduzindo a

concentração final do TeCl4 em relação ao DBNBS. Foram feitos diversos testes de

diluição até encontrar a condição apropriada. Quando a concentração do TeCl4 ficou

3 vezes menor do que a do DBNBS, o espectro apresentado na Figura 20 foi obtido.

Duas explicações para racionalizar a necessidade de diluição são exeqüíveis: o

excesso do reagente de telúrio presente em solução poderia estar dificultando a

ionização dos produtos de interesse ou então o excesso de TeCl4 levaria ao

aumento da concentração do radical •TeCl3 em solução, favorecendo o processo de

clivagem homolítica da ligação C-Br do DBNBS, direcionando cineticamente a

formação do aduto 33 (Esquema 21B) em detrimento da formação das espécies

apresentadas na Figura 20.

SO3

Br

N

Br

O

SO3

Br

N

Br

TeHO OHCl

OH

SO3

Br

N

Br

TeHO OMeCl

OH

SO3

Br

N

Br

TeHO ClCl

Cl

SO3

Br

N

Br

TeHOO ClCl

OMe

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)


42

41

40

39

Figura 20: Espectro de ESI(-)-MS dos derivados do DBNBS/•Te(IV).

A estrutura das espécies detectadas foi comprovada pelo padrão de distribuição

isotópica, que pode ser confirmada por simulação (Figuras 21 e 22). A Figura 21

mostra o espectro de massa ESI de 41 (Figura 21B) e seu espectro simulado (Figura

21A). O espectro de massa mostra um cluster contendo íons com m/z

571, 573, 575, 577, 579 e 581, os quais correspondem a um íon molecular de 41

([M]-) (Figura 21B), cujo padrão de distribuição isotópica é análogo ao espectro

simulado (Figura 21A) e completamente diferente de uma espécie imaginária com a

mesma massa (m/z 577,6), porém sem o átomo de telúrio (Figura 21C).

Figura 21: Espectros de ESI-MS do cluster centrado no íon de m/z 577. A Espectro simulado da espécie de fórmula molecular C6H3Br2Cl3NO4STe. B Espectro

experimental ampliado apresentando o cluster centrado no íon de m/z 577 e fórmula molecular C6H3Br2Cl3NO4STe. C Espectro simulado de uma espécie imaginária de

m/z 577, porém sem Te.

1 0 u L m in b o m b a in fu s o r a

5 5 2 5 5 4 5 5 6 5 5 8 5 6 0 5 6 2 5 6 4 5 6 6 5 6 8 5 7 0 5 7 2 5 7 4 5 7 6 5 7 8 5 8 0 5 8 2 5 8 4 5 8 6 5 8 8 5 9 0 5 9 2 5 9 4 5 9 6 5 9 8m /z0

1 0 0

%

0

1 0 0

%

0

1 0 0

%

5 7 7 .75 7 5 .7

5 7 3 .7

5 7 1 .7

5 6 9 .7

5 7 9 .7

5 8 1 .7

5 5 5 .6

5 5 3 .8

5 5 7 .45 5 7 .8

5 5 9 .6 5 9 3 .55 9 1 .75 6 1 .6

5 6 1 .8

5 8 9 .95 7 5 .6

5 7 3 .45 6 2 .05 7 1 .95 6 3 .6

5 7 7 .6 5 7 9 .7

5 7 9 .4 5 8 0 .0 5 8 3 .8

5 9 5 .5

5 9 5 .3 5 9 5 .9

5 9 7 .5

5 7 7 .8

5 7 5 .8

5 7 9 .8

5 8 1 .8

5 8 3 .8

A

B

C

C6H3Br2Cl3NO4STe

C6H133Br2Cl3NO4S

1 0 u L m in b o m b a in fu s o r a

5 5 2 5 5 4 5 5 6 5 5 8 5 6 0 5 6 2 5 6 4 5 6 6 5 6 8 5 7 0 5 7 2 5 7 4 5 7 6 5 7 8 5 8 0 5 8 2 5 8 4 5 8 6 5 8 8 5 9 0 5 9 2 5 9 4 5 9 6 5 9 8m /z0

1 0 0

%

0

1 0 0

%

0

1 0 0

%

5 7 7 .75 7 5 .7

5 7 3 .7

5 7 1 .7

5 6 9 .7

5 7 9 .7

5 8 1 .7

5 5 5 .6

5 5 3 .8

5 5 7 .45 5 7 .8

5 5 9 .6 5 9 3 .55 9 1 .75 6 1 .6

5 6 1 .8

5 8 9 .95 7 5 .6

5 7 3 .45 6 2 .05 7 1 .95 6 3 .6

5 7 7 .6 5 7 9 .7

5 7 9 .4 5 8 0 .0 5 8 3 .8

5 9 5 .5

5 9 5 .3 5 9 5 .9

5 9 7 .5

5 7 7 .8

5 7 5 .8

5 7 9 .8

5 8 1 .8

5 8 3 .8

A

B

C

C6H3Br2Cl3NO4STe

C6H133Br2Cl3NO4S

C6H133Br2Cl3NO4S

m/z = 577.8

C6H3Br2Cl3NO4STe

m/z = 577.8


A

B

C Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

41

O mesmo tratamento de simulação foi feito para as outras espécies detectadas, e

seus espectros experimentais e simulados são apresentados na Figura 22.

Figura 22: Espectros de ESI(-)-MS dos compostos derivados do aduto radicalar

DBNBS/•TeCl3. A Espectro simulado das espécies detectadas. B Espectro experimental ampliado na região dos compostos de Te(IV) detectados. C Espectro simulado de espécies imaginárias de mesma m/z das espécies detectadas, porém sem Te.

530 535 540 545 550 555 560 565 570 575 580 585 590 595 600 6050

100

595.6

591.6

597.6

599.6

579.6

575.6

581.6

583.6

541.7

539.7545.7

557.7

530 535 540 545 550 555 560 565 570 575 580 585 590 595 600 6050

100598.7

600.7

582.7

584.7

558.8

556.8

560.8

544.8

542.8

546.8

530 535 540 545 550 555 560 565 570 575 580 585 590 595 600 6050

100 x124 555.6

541.6

537.6

533.5545.8

549.5

593.5559.6

577.6561.8573.7 587.6581.6

597.7

603.7

A

B

C

m/z

Rel

a tiv

e ab

und a

n ce

(%)

SO3-

Br Br

NOH TeCl(OMe)

OH

SO3-

Br Br

NO TeCl2(OMe)

OH

SO3-

Br Br

NOH TeCl(OH)2

SO3-

Br Br

NOH TeCl3

SO3

Br

N

Br

TeHOO ClCl

OMe

SO3

Br

N

Br

TeHO ClCl

Cl

SO3

Br

N

Br

TeHO OMeCl

OH

SO3

Br

N

Br

TeHO OHCl

OH

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

Foram feitos experimentos de massa Tandem (MS/MS) de cada um dos compostos

(Figura 23). Todos os compostos apresentaram um padrão de fragmentação similar,

sendo que o íon final invariavelmente era o DBNBS. Esses dados comprovam que

todas as espécies detectadas continham uma molécula de DBNBS em sua estrutura.

SO3-

Br Br

NOH TeCl(OMe)

OH

SO3-

Br Br

NO TeCl2(OMe)

OHRel

ativ

e ab

unda

nce

(%)

2 4

0

100 343.5557.4

593.6573.7

340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 6000

100343.9

557.6361.0 482.2433.2406.0393.3 509.4 531.1 593.5572.9

m/z

0

100 343.6

541.5377.5

363.3 504.6478.1389.5 439.1416.3 454.5 519.5

SO3-

Br Br

NO

SO3-

Br Br

NOH TeCl(OH)2

SO3-

Br Br

NOH TeCl3

1 3

0

100541.5

343.5

577.6

- HTeCl(OH)2 - 2 Cl-

+ 2 OH-

DBNBS

SO3-

Br Br

NO

SO3-

Br Br

NOH TeCl(OH)2

1

- HTeCl(OH)2

DBNBS

SO3-

Br Br

NO

- HOTeCl(OMe) - Cl-

+ H+

DBNBS

SO3-

Br Br

NOH TeCl(OMe)

OH

2

SO3-

Br Br

NO

- HOTeCl(OMe)

DBNBS

Figura 23: Espectros de ESI(-)-MS/MS das espécies de Te(IV) detectadas.

SO3

Br

N

Br

TeHO ClCl

Cl

SO3

Br

N

Br

O

- 2 Cl

+ 2 OH

SO3

Br

N

Br

TeHO OHCl

OH

SO3

Br

N

Br

O

- TeCl(OH)2

SO3

Br

N

Br

TeHO OHCl

OH

SO3

Br

N

Br

O

- TeCl(OH)2

SO3

Br

N

Br

TeHO OMeCl

OH

- TeCl(OH)OMe - Cl

+ H

SO3

Br

N

Br

TeHOO ClCl

OMe

SO3

Br

N

Br

O

SO3

Br

N

Br

TeHO OMeCl

OH

- TeCl(OH)OMe

Abu

ndân

cia

Rel

ativ

a (%

)

m/z

Alem das fragmentações, os espectros de ESI(-)-MS/MS detectaram a troca Cl/OH

durante a análise, através da detecção dos íons de m/z 541,5 (Figura 23A) e de

557,4 (Figura 23C). Com base nesse resultado se propõe que a troca Cl/OMe e

Cl/OH ocorra durante o processo de ionização/dessolvatação das espécies iônicas.

A descarga de energia térmica e elétrica que ocorrem no cone de ionização devem

ser responsáveis pelas reações de troca Cl/OMe e Cl/OH.

Apesar de terem sido detectadas espécies derivadas do aduto radicalar

DBNBS/•TeCl3 (Figura 20), pode-se considerar que a reação do radical •TeCl3 com o

DBNBS é irrelevante. Apenas traços das espécies derivadas desse aduto radicalar

foram detectadas, uma vez que foi necessário expandir 36 vezes o espectro na

região de interesse (Figura 20). Comparativamente, não foi necessário ampliar a

região dos clusters das espécies derivadas do aduto radicalar 33 (Figuras 17 e 18,

anexos 1 e 2).

Usando as mesmas condições de equipamento, foram feitos espectros de ESI-MS

de uma solução contendo DBNBS e TeCl4 (Tabela 3, Linha 12), a fim de verificar se

o ataque do TeCl4 ao grupo nitroso do DBNBS era uma reação ocorrida durante a

ionização da amostra. Foram feitos vários espectros variando a concentração de

TeCl4 em relação ao DBNBS. Em ambos os modos (positivo e negativo), não foram

detectadas espécies contendo ligação N-Te. Esses experimentos de ESI-MS foram

a prova inequívoca de que o TeCl4 não reage com o grupo nitroso do DBNBS

durante a ionização da amostra. Portanto a reação apresentada no Esquema 22

ocorre no meio reacional e posto isso, pode-se afirmar que o composto 43 é a

espécie ativa no EPR. Vale ressaltar que os parâmetros dos espectros de EPR

estão de acordo com a estrutura de 43.

N

O NBr

SO3

O

Br

Br

O3S

--

H

TeCl3

N

O NBr

SO3

O

Br

Br

O3S

--

H

TeCl2

Cl

N

O NBr

SO3

O

Br

Br

O3S

--

H

TeCl2

Esquema 22: Mecanismo proposto para a formação do aduto radicalar de DBNBS 43 ativo no EPR.

Os resultados discutidos até aqui provam que um radical centrado em telúrio é

formado durante as reações de adição de haletos de Te(IV) à alcinos e as

evidencias experimentais sustentam a proposta de que essas reações seguem por

uma via radicalar (Esquema 23).

43 33

31

ciclo radicalar

R1

R2

XYX2Te

R1

rápido

iniciação:

R2

+ X


YX2Te

R1 R2

YX3Te

X

R2YX2Te

R1

ou

R1

YX2TeR2

YX2Te

X= Cl ou I

Y= MeO ou Cl ou IYX3Te YX2Te

44 45

45

45

46

47

46

44

48 48

Esquema 23: Reação em cadeia proposta como mecanismo das reações de adição de haletos

de Te(IV) a alcinos.

Na ausência do alcino 46, a concentração do radical 45 é provavelmente muito

pequena para promover a formação do aduto radicalar 43 (Esquema 22), assim

como foi demonstrado no experimento controle (Tabela 3, Linha 12). A propagação

do ciclo radicalar se inicia depois da adição do alcino e a concentração de 45

aumenta. Na próxima etapa, o radical 45 ataca a tripla ligação de 46, formando o

radical vinílico 47, que por sua vez abstrai homoliticamente um átomo X (X=Cl e I) de

uma segunda molécula de 44, formando o telureto vinílico 48, regenerando o radical

centrado em telúrio 45, continuando assim o ciclo. Sendo assim, a cada ciclo da

reação uma nova molécula do radical 45 é gerada. Dessa maneira, concentração

instantânea da espécie é mantida constante durante o decorrer da reação, bem

como foi observado nos experimentos de EPR spin trapping. A terminação do ciclo

radicalar pode ser conseqüência do consumo total do alcino ou da hidrólise do 44.

Os compostos derivados de um processo radicalar (Figura 16) só foram detectados

por ESI-MS em reações utilizando TeCl4. Quando foram empregados ArTeCl3 e

ArTeI3 nenhuma espécie de estrutura análoga foi detectada por ESI(+)-MS nem por

ESI(-)-MS. Provavelmente o grupo Ar (toluila) deve ter dificultado a ionização das

espécies de interesse, assim como o grupo Ph (fenila) impossibilitou a ionização do

aduto DBNBS/•TePh por ESI(+)-MS. Para contornar o problema foi empregada a

ionização por APCI, mas seus espectros de massa também não continham nada de

conclusivo. De acordo com os parâmetros dos espectros de EPR dessas reações

com ArTeCl3 e ArTeI3 (Figura 12), um processo radicalar análogo ao apresentado

nos Esquemas 21B e 22 foi desencadeado, gerando um aduto radicalar de DBNBS

análogo ao 43 que foi detectado nas reações de adição de TeCl4 à alcinos.

Teluretos bis ou tri substituídos 53 (Esquema 24, Figura 24) podem ser obtidos

através da reação sequencial Michael/Aldol induzida por telurolato de lítio. Essa

reação não passa de uma variação da reação de hidroteluração, uma vez que se

utiliza o telurolato de lítio 49 (RTeLi) no lugar do telurol (RTeH). De maneira similar à

reação de hidroteluração, o reagente 49 se adiciona ao alcino 50 e captura um

eletrófilo 51, no caso um aldeído ou uma espécie de silício (Esquema 24).

Diferentemente da via radicalar das reações de hidroteluração, foi proposto um

mecanismo iônico para a reação de sequencial Michael/Aldol, tendo como

intermediário o ânion vinílico 51, que ataca o eletrófilo 52, levando ao telureto vinílico

53. Para facilitar a leitura do trabalho, a reação sequencial Michael/Aldol será tratada

daqui em diante como reação multicomponente, uma vez que estão presentes no

meio reacional o composto de telúrio 49, o composto insaturado 50 e o eletrófilo 52.

nBuTeLi + R1R

BuTe R1n

R

BuTe R1n

EE+

R

49 51

52

50 53

Esquema 24: Reação multicomponente induzida por 49, onde E+ = aldeídos ou Me3SiCl.

Os produtos isolados dessas reações77 apresentaram a mesma regio e

estereosseletividade observadas dos produtos que foram sintetizados utilizando a

reação de hidroteluração (Figura 24).

Figura 24: Alguns teluretos Z-vinílicos obtidos via reação multicomponentes; com alcinos e diferentes eletrófilos.

No primeiro trabalho abordando essa variação da reação de hidroteluração,77 foram

utilizados apenas alcinos como substrato insaturado. Sabendo que a reação de

hidroteluração apresenta a mesma reatividade frente à alcenos e alcinos e visando

ampliar o escopo da reação multicomponentes, alguns meses após a publicação

desse trabalho foram desenvolvidos em nosso laboratório estudos preliminares

substituindo alcinos ativados por alcenos ativados.78 Para esse fim foi escolhido a

but-3-en-2-ona como substrato insaturado e como eletrófilos, o benzaldeído e a

acetofenona (Esquema 25). Mesmo variando algumas condições como temperatura

e tipo de solvente em relação às condições padrão, os produtos esperados 54 e 55

não foram detectados78 por análise de cromatografia gasosa (Esquema 25).

Esquema 25: Reação multicomponente induzida por 49. Reagentes e condições: (i) but-3-en-2-ona, THF, -70°C; (ii) E+ = Ph2CO ou PhCHO, -70°C à t.a., 30 min.

BuTe

HHO

Ph

OMeO

BuTe

HHO

Bu

OMeO

BuTe

H TMS

OMeO

BuTe S

HHO

Ph

PhO O

nBuTeLi

O

TenBu

O

TenBu

E+i, ii

49 54 55

nBuTeLi

OSiMe3

TenBu

OH

TenBu

ou

O

Me3SiClSiMe3

O

TenBu

O

TenBu

OH

Ph

PhCHO

Após determinar o mecanismo das reações de hidroteluração79 e das reações de

adição de haletos de Te(IV) à alcinos,80 a reação multicomponente de alcenos com

diferentes eletrófilos (Esquema 25) foi investigada a fim de entender suas limitações

e tentar assim propor uma metodologia alternativa para a expansão do escopo

dessa reação.

Marino e colaboradores77 propuseram um mecanismo iônico para a reação de

multicomponentes com alcinos (Esquema 24). Vale ressaltar que nenhum estudo

mecanístico foi feito pelos autores.

Então se tomarmos como iônico esse mecanismo e se ele for aplicado na reação

multicomponente envolvendo alcenos, a primeira etapa da seria a adição 1,4 de 49 à

cetona α,β-insaturada 56 e levaria a formação do enolato 57 (Esquema 26). A

segunda etapa seria o ataque de 57 à carbonila do benzaldeído, que levaria a

formação de 58. Como foi mostrado em estudos desenvolvidos em nosso

laboratório,78 o produto 58 não foi isolado (Esquema 26). No entanto a captura do

enolato 59 poderia determinar em qual etapa estaria o gargalo da reação. Se

extrapolarmos as características da reação, conforme foi apresentado no trabalho de

Marino e colaboradores,77 o reagente de silício também poderia capturar o carbânion

α–carbonila, levando ao composto 60.

58

49 56

57

57

59 60

Esquema 26: Proposta de mecanismo iônico da reação multicomponente com a but-3-en-2-ona 56.

Para esse estudo mecanístico, foram empregados alguns procedimentos utilizados

na captura de enolatos em reações de adição 1,4 de reagentes orgânicos de

cobre,81, 82 uma vez que nenhum estudo análogo utilizando reagentes orgânicos de

telúrio foi publicado até então. Conforme descrito na literatura, o Me3SiCl não só

captura enolatos, ele aumenta consideravelmente a velocidade das reações de

adição 1,4 de organocupratos à cetonas α,β-insaturadas,82 além de ser muito estável

frente a reagentes como sódio83 e amidetos de lítio.84, 85

Para as reações de captura de enolatos foi empregado um procedimento padrão

descrito na literatura,86 utilizando como substrato insaturado a but-3-en-2-ona

(Tabela 4, Linha 1). Nessa reação teste, o reagente insaturado e o Me3SiCl foram

adicionados juntos e lentamente à uma solução de nBuTeLi à -78°C. Nenhum dos

produtos esperados (58 e 55, Tabela 4) foi detectado. Então se decidiu adicionar

Me3SiCl antes do substrato insaturado (Tabela 4, Linha 3). Foram também

adicionados aditivos polares, que quando usados em combinação com Me3SiCl,

aumentam a reatividade de reagentes de organocobre.81 Em nenhuma das

condições o produto esperado foi detectado.

Tabela 4: Condições para a captura do enolato 59.

nBuTeLi

O

TenBu

Me3SiCl

OSiMe3

TenBu

ouO

O

TenBu

OH

PhPhCHO

59 58 55

a Todas as reações foram feitas utilizando but-3-en-2-ona e Me3SiCl recém destilados e em uma escala de 3,0 mmol de nBuTeLi. Após o tempo de reação à baixa temperatura, o banho de refrigeração foi retirado e a reação foi terminada após atingir a temperatura ambiente (~30 min). Em todas as reações foi detectada por CCD a mesma mistura complexa de produtos. O produto majoritário dessa mistura foi isolado em pequena quantidade (30mg) e sua caracterização por H1RMN mostrou que ele não continha o grupamento nBuTe. b O Me3SiCl foi adicionado 15 min depois da adição do substrato insaturado. c HMPA = hexametilfosforamida e DMAP = 4-dimetil amino piridina.

Experimentos controle foram feitos para verificar a reatividade do Me3SiCl com

nBuTeLi. Soluções incolores de nBuTeLi em THF à -70oC se mantiveram visualmente

inalteradas na presença de dois equivalentes de Me3SiCl por 30 min. Aumentando a

temperatura da reação de -70oC para t.a., nenhuma mudança visual foi observada. É

descrito na literatura que telurolatos de lítio (RTeLi) reagem muito lentamente com

cloretos de silício e que essa reação se dá após um tempo reacional prolongado (18-

30h) e usualmente necessitam de aquecimento.87-89 Mesmo assim, a compatibilidade

dos dois reagentes foi avaliada ao se adicionar 5,0 equivalentes de EtOH nessa

mistura, a fim de se gerar nBuTeH no meio reacional. Dessa maneira pôde-se avaliar

a quantidade de nBuTeLi remanescente em solução por meio da reação de

hidroteluração do fenilacetileno (Esquema 27). Após a adição do fenilacetileno, o

produto de hidroteluração 61 foi isolado com 85% de rendimento, comprovando que

o Me3SiCl é estável na presença de nBuTeLi, uma vez que o rendimento isolado de

61 foi muito próximo do rendimento relatado na literatura (88%).58

Linha Trapeador (eq.) Aditivo (eq.) Temperatura (°C)

Tempo (h)

1b Me3SiCl (2,0) - -78 0,5 2b Me3SiCl (2,0) - -70 0,5 3 Me3SiCl (2,0) - -70 0,5 4 Me3SiCl (2,0) HMPAc (2,0) -70 0,5 5 Me3SiCl (2,0) DMAPc (2,0) -70 0,5

nBuTeLiH

BuTe Phn

Hi, ii, iii

61

Esquema 27: Reação de hidroteluração do fenilacetileno. Reagentes e condições: (i) Me3SiCl, THF, -70°C, 30 min; (ii) EtOH, t.a., 10 min; (iii) fenilacetileno, t.a., 30 min.

Como foi visto nesses experimentos, em nenhuma das condições foi capturado o

enolato proposto como intermediário das reações multicomponentes, deixando como

indício uma falência da proposta iônica da reação.

Estudos desenvolvidos por Yamago e colaboradores44, 45, 90 mostraram que radicais

centrados em telúrio são utilizados como iniciadores radicalares em reações de

polimerização. Tendo em vista essa possibilidade, foram feitos estudos de EPR em

busca de espécies radicalares. Para essas investigações mecanísticas foi

empregada a técnica de EPR spin trapping, utilizando 3 cetonas α,β-insaturadas, 1

alceno ativado e 1 éster α,β-insaturado (Figura 25) e os captadores de spin

apresentados no Esquema 14. Nesses estudos não foram adicionados eletrófilos.

Figura 25: Substratos insaturados utilizados nos estudos de EPR.

Os estudos iniciais de EPR foram feitos utilizando uma mistura de nBuTeLi com 56.

De todos os espectros de EPR obtidos, apenas alíquotas da primeira etapa reação

85% 88% ref 58 (Excluindo etapa i)

OO O

CN

O

O

56 62 63 64 65

misturadas com uma solução aquosa de POBN apresentaram sinais detectáveis de

radicais. Os espectros detectados consistiam em um triplo dubleto (Figura 26) que

foi atribuído a desdobramento de hiperfinas referente à interação do spin do elétron

desemparelhado com o spin nuclear de um átomo de nitrogênio e um de hidrogênio

(aN =15,5G e aH = 2,7G). Esse desdobramento de hiperfinas é característico de um

aduto radicalar, formado por um radical de carbono ligado ao POBN.91

Após 10 minutos de incubação da mistura (nBuTeLi + 56 + POBN), foram

observados apenas ruídos no espectro de EPR (Figura 26A). Após 20 minutos de

incubação, pôde-se observar claramente o aparecimento do sinal do radical (Figura

26B). Esse aduto radicalar foi detectado até 70 minutos após a incubação (reação +

POBN). Quando foi feito o espectro de EPR da mistura de 56 + POBN (3 minutos de

incubação), foi detectado um sinal com desdobramento hiperfino complexo (Figura

26C). O desdobramento de hiperfinas da reação controle (Figura 26C) não foi

detectado junto com o sinal do espectro de EPR da reação multicomponente (Figura

26B) e provavelmente é relativo à captura de algum produto de polimerização dessa

cetona α,β-insaturada pelo POBN. Vale ressaltar que o radical detectado (Figura

26B) é gerado na primeira etapa da reação multicomponente (Esquema 25, etapa i)

e independe da presença do eletrófilo.

15,5 G

2,7 G

+ nBuTeLi + POBN

O

+ nBuTeLi + POBN

O

A

B

C + POBN

O

Figura 26: Espectros de EPR representativos do aduto radicalar de POBN obtido durante a reação multicomponente com a but-3-en-2-ona. A. Espectro experimental obtido após 3 minutos de incubação da mistura reacional com POBN B. Espectro experimental obtido após 20 minutos de incubação. C. Espectro experimental obtido após 3 minutos de incubação da but-3-en-2-ona com POBN.

Empregando as mesmas condições experimentais, foi analisada a reação

multicomponente com a ciclohex-2-enona 62, utilizando o POBN como captador de

spin. Fazendo a análise da reação com a cetona recém-destilada, foi registrado um

espectro de EPR bem definido (Figura 27B), com um desdobramento de hiperfinas

que pode ser relacionado à interação do spin do elétron desemparelhado com o spin

nuclear de um átomo de nitrogênio e um de hidrogênio (aN =15,5G e aH = 2,7G).

+ nBuTeLi + POBN

O

+ nBuTeLi + POBN

O

+ nBuTeLi + POBN

O

A

B

C

15,5 G 2,7 G

Figura 27: Espectros representativos de EPR do aduto radicalar de POBN obtido durante a reação multicomponente com a ciclohexen-2-ona. A. Espectro experimental obtido após 3 minutos de incubação da mistura reacional com POBN B. Espectro experimental obtido após 35 minutos de incubação. C. Espectro experimental obtido após 95 minutos de incubação.

A análise de uma mistura ciclohex-2-enona + POBN foi feita por EPR. Após 3

minutos de incubação da cetona com o POBN, um sinal de radical foi detectado

(Figura 28A). Esse desdobramento hiperfino certamente não era referente a um

aduto radical de POBN, mas sim algum produto de polimerização da cetona α,β-

insaturada que foi detectado de forma direta por EPR. Passados 10 minutos de

incubação da cetona com o POBN, pôde-se observar um conjunto de 3 multipletos

(Figura 28B) junto com o sinal anteriormente detectado. Esse desdobramento

hiperfino do tipo tripleto, com aN ~ 15G, é característico de uma interação do spin do

elétron desemparelhado com o spin nuclear de um núcleo de um átomo de

nitrogênio, isto é, foi possível detectar um aduto radicalar derivado da reação de

alguma espécie radicalar presente no meio com o POBN. É importante ressaltar que

nenhum desses sinais (Figura 28) foi observado junto com o sinal do espectro de

EPR da reação multicomponente com a ciclohex-2-enona (Figuras 27B e 27C).

~ 15 G ~ 15 G

+ POBN

O

+ POBN

O

A

B

Figura 28: Espectros representativos de EPR do aduto radicalar detectado durante as reações controle. A. Espectro experimental obtido após 3 minutos de incubação da mistura de ciclohex-2-enona com POBN B. Espectro experimental obtido após 10 minutos de incubação.

Mantendo as condições dos experimentos apresentados acima, foi analisada a

reação multicomponentes com a carvona 63. Após 10 minutos de incubação da

mistura (nBuLi + carvona + POBN), pôde-se observar o aparecimento de um

desdobramento hiperfino do tipo triplo dubleto (Figura 29B) com alta interferência

sinal-ruído (aN =14,5G e aH = 1,6G). Após 90 minutos, esse sinal se manteve com a

mesma intensidade, indicando que apesar de estável, a concentração desse aduto

radicalar continuava muito baixo. A mistura de carvona + POBN (experimento

controle) não apresentou sinais de radical.

Figura 29: Espectros representativos de EPR do aduto radicalar detectado durante a reação multicomponente com a carvona. A. Espectro experimental obtido após 3 minutos de incubação da mistura reacional com POBN B. Espectro experimental obtido após 10 minutos de incubação.

+ nBuTeLi + POBN

O

+ nBuTeLi + POBN

O14,5 G

1,6 G

A

B

Mantendo as condições dos experimentos apresentados acima, foi analisada a

reação multicomponente com a acrilonitrila 64 (Figura 30). Após 10 minutos de

incubação da mistura reacional (nBuLi + 64 + POBN), pôde-se observar o

aparecimento de um desdobramento hiperfino do tipo triplo dubleto (aN =14,5G;

Figura 30A). Após 90 minutos, esse sinal se manteve com a mesma intensidade. A

mistura de 64 + POBN (experimento controle, Figura 30B) não apresentou sinais de

radicais.

Figura 30: Espectros representativos de EPR do aduto radicalar detectado durante a reação multicomponentes com a acrilonitrila. A. Espectro experimental obtido após 3 minutos de incubação da mistura reacional com POBN B. Espectro experimental obtido após 10 minutos de incubação da acrilonitrila com POBN. Utilizando o éster α,β-insaturado 65 como substrato (Figura 25), nenhum sinal de

radical foi detectado (nBuLi + 65 + POBN). A mistura de 65 com POBN (experimento

controle) também não levou a detecção de nenhum sinal de radical.

CN + POBNnBuTeLi +

CN + POBN

A

B

Tendo em vista que o desdobramento de hiperfinas dos sinais dos radicais

detectados nas reações multicomponentes com alcenos ativados estão na mesma

faixa (aN = ~15G e aH =~ 2,0G), pode-se esperar que a estrutura dos adutos

radicalares do tipo POBN/•C detectados devem ser muito semelhantes à estrutura

de 66 (Esquema 28).

É proposto que o elétron desemparelhado que atacou o POBN esteja centrado no

carbono α ao grupo retirador de elétrons, conforme a proposta apresentada no

Esquema 28.

Esquema 28: Formação do aduto radicalar de POBN 66.

Assim como foi feito nos estudos de mecanismo apresentados anteriormente, a

análise de ESI-MS das alíquotas contendo os adutos radicalares de POBN seria o

caminho lógico a ser seguido para se determinar a estrutura dessas espécies

detectadas por EPR. No entanto, decidiu-se nesse caso empregar uma estratégia

sintética, isto é, tentar capturar o radical intermediário, isolar e caracterizar essa

espécie derivada.

O trabalho inicial foi escolher a espécie que poderia capturar esse radical

intermediário, uma vez que os captadores de spin utilizados para os experimentos

nBuTeLi

O

THF/ -70oC

O

BuTe

POBN

NN

O

C(CH3)3O

O TeBu

66

de EPR são muito caros para serem utilizados em uma escala de mmol, e como foi

visto no caso das reações de hidroteluração, muitas vezes os adutos radicalares não

resistem ao processo de extração/purificação.

Para esse fim foi testado inicialmente o TEMPO (2,2,6,6-tetrametil-1-piperodiniloxila),

pois se sabe que essa espécie radicalar é um captador de spin altamente seletivo

para radicais alquílicos.92 O radical centrado em carbono sp3 reage com o TEMPO e

gera uma molécula diamagnética que pode ser isolada e caracterizada.93-95

Para avaliar a compatibilidade dos reagentes, foram feitas reações controle que

mostraram que o nBuTeLi não reage com o TEMPO. Analisou-se então a reação de

interesse (Esquema 29), a partir da adição de uma solução de TEMPO à uma

solução de nBuTeLi à -70°C, seguida da lenta adição da but-3-em-2-ona. Manteve-se

a mistura reacional à -70°C por 20 min e após esse período, retirou-se o banho de

refrigeração.

Diferentes testes foram feitos, alterando a proporção dos reagentes, tempo de

reação, e temperatura da reação. Foram feitos testes utilizando os outros substratos

insaturados apresentados na Figura 25, mas em nenhum dos casos foi detectado o

produto esperado, no qual o TEMPO se encontraria ligado ao esqueleto carbônico

do telureto alquilico.

Esquema 29: Reação multicomponentes com a but-3-en-2-ona e captura do intermediário radicalar com TEMPO. Reagentes e condições: (i) 2,0 eq. TEMPO, 3,0mL THF, -70°C, 10 min; (ii) 2,0 eq. but-3-en-2-ona, -70°C, 20 min.

nBuTeLi

O

BuTe

Ni, ii

n

O

Sabe-se que aldeídos reagem com espécies paramagnéticas96-98 e dessa forma

esses compostos carbonílicos poderiam desempenhar o papel que o TEMPO não foi

capaz de exercer. Tendo em vista essa possibilidade, verificou-se por meio de uma

reação teste que o benzaldeído não reage com o nBuTeLi. Baseado nesse resultado

foi invertida a ordem de adição dos reagentes descrita por Marino e colaboradores,77

visando utilizar os aldeídos como captadores dos radicais intermediários.

Dos 5 substratos insaturados utilizados nos experimentos de EPR, apenas quando

foram empregados a acrilonitrila 64 e o propiolato de etila 65 (Figura 25) foram

obtidos resultados promissores. Não foi observado nenhum produto relativo à reação

multicomponente com a carvona e quando foram empregados os dois outros

alcenos ativados, observou-se a formação de um sólido com aspecto polimérico.

Os estudos de EPR spin trapping refletem muito bem o que foi observado nos

experimentos apresentados no Esquema 30, isto é, as únicas reações que levaram

a captura do benzaldeído foram aquelas nas quais o substrato insaturado não

apresentou sinais de radicais nos experimentos controle. A carvona 63 também não

apresentou sinais de radicais quando misturada com POBN, porém o sinal de radical

da reação multicomponente com a carvona foi muito fraco.

Para a obtenção do telureto 67 (Esquema 30A; Tabela 4, Linha 1), inicialmente o

benzaldeído foi adicionado em uma solução de nBuTeLi e depois de 5 minutos foi

feita a adição lenta da acrilonitrila. Os melhores resultados foram obtidos mantendo-

se a mistura reacional à -70°C durante a adição de ambos os reagentes. A análise

do produto após purificação cromatográfica revelou que o telureto 67 foi obtido com

um rendimento de 78%. O mesmo procedimento foi utilizado para se obter o produto

68 (Esquema 30B; Tabela 4, Linha 2), com um rendimento isolado de 73%.

Esquema 30: Reações multicomponente com a acrilonitrila e do acrilato de etila. Reagentes e condições: (i) benzaldeído, THF, -70°C, 5 min; (ii) acrilato de metila, -70°C, 5 min, -70°C à t.a., 30 min (iii) acrilonitrila, -70°C, 5 min, -70°C à t.a., 30 min.

Nos dois casos não foi observado nenhum traço dos produtos de hidroteluração dos

alcenos, demonstrando que a metodologia é extremamente limpa. Devido a

diferença de polaridade entre os teluretos 67 e 68 em relação ao outro produto

presente no meio reacional (nBuTeTenBu), a purificação cromatográfica dos produtos

de interesse foi bem simples, assemelhando-se a um processo de filtração.

O telureto 69 (Esquema 31) foi sintetizado usando a mesma metodologia descrita

acima (Esquema 30). No entanto a proteção one-pot do grupamento hidroxila foi

efetuado pela simples adição de Me3SiCl antes do término da reação (Esquema 31).

Dessa forma, num eventual uso da espécie 69 como bloco de construção, seria

necessário apenas 1,0 equivalente de nBuLi para se preparar a espécie

organometálica de lítio 70.

nBuTeLii, ii, iii

BuTeCN

OSiMe3

n iv LiCN

OSiMe3

rendimento isolado53%

67 68

69 70

A B

nBuTeLii,iiii,ii BuTe

CN

OHn

BuTe

OHn

O O

Esquema 31: Preparação one-pot do telureto 69. Reagentes e condições: (i) benzaldeído, THF, -70°C, 5 min; (ii) acrilonitrila, -70°C, 5 min, -70°C à t.a., 30 min (iii) Me3SiCl, 0°C, 20 min. (iv) nBuLi, THF, -70°C.

A simples troca do átomo de Te por Se e S poderia ampliar consideravelmente a

gama de aplicações sintéticas dessa metodologia (Esquema 32), uma vez que cada

um desses calcogênios apresenta características distintas e intrínsecas.

Esquema 32: Propostas para aplicação sintética dos calcogenetos sintetizados.

Reagentes: (i) nBuLi; (ii) RCHO; (iii) PTSA, ∆; (iv) LDA; (v) HC≡CCH2Br; (vi) PhSH,

ACCN, 110°C;99 (vii) CO2; (viii) LiAlH4; (ix) TsCl; (x) H+, ∆; (xi) H2O2 ou Ti(OiPr)4, DHP, tBuOOH; (xii) PMHS, I2, t.a.100

BuYR1

R

OHn

BuYR1

Rn

Y=Te

R1

RR2

Y=S, Se ou Te

Y=Te

R1

R

OHR2

OH

R1R

OH

BuYR1

R

OHn

HO O

N

O

BuY Ts

OH

R

O

O

NC R OHR CN

Y=Te

O

O

R1 R

Y=S ou Se

BuYR1

Rn

I

R1RI

R=Ar

Y=Se

Y=S e R=CN

i, ii

iii

i, ii

iiiiv, v, vi

i, vii

viii, ix, xx, xiY=Se

i, vii, xxii

xii

xi

Foram feitas reações com diferentes combinações dos calcogênios S, Se e Te com

alcenos, as quais levaram ao isolamento dos produtos de interesse com bons a

excelentes rendimentos (Tabela 5). Como pode ser observado, a reação foi muito

bem sucedida inclusive com um alceno substituído na posição 4 (Tabela 5, Linha 4).

Sem controle estérico, os compostos calcogenados (Tabela 5) foram isolados como

uma mistura diasteromérica. Diversas tentativas foram feitas para se separar

cromatograficamente esses isômeros, mas devido à pequena diferença de

polaridade, em poucas ocasiões foi possível isolá-los com pureza analítica. Decidiu-

se então fazer a análise direta das misturas, determinando por RMN suas razões

diasteroméricas, conforme exemplificado nas ampliações do espectro de RMN1H do

composto 75.

Na região de 3,0-3,2 ppm (Figura 31), foi verificada a duplicação do sinal referente

ao hidrogênio vizinho à nitrila (HB), ambos com a multiplicidade de duplo duplo

dubleto. Estando vizinho a hidrogênios em dois ambientes químicos diferentes (HA e

HC), se esperaria um duplo dubleto para HB. Mas como os hidrogênios HA são

diasterotópicos, cada um se acopla com HB com um J diferente, isto é, JBA ≠ JBA’.

Sendo assim, para os hidrogênios HB do par de diasteroisômeros de 75, observa-se

um par de duplo duplo dubletos, um em 3,17 e outro em 3,00 ppm.

Devido a presença de 4 moléculas diferentes nessa mistura de isômeros, os sinais

referentes aos hidrogênios metilênicos HA se desdobram de forma complexa (2,8

ppm). O sinal dos dois hidrogênios metilênicos do grupo butila ligados diretamente

ao enxofre (HS) também se desdobram, como pode se observar no pico centrado em

2,6 ppm.

S

CN

OHA

BC

S

JBA

JBA'

ampliação

HA HA'

HB

HC

JBC JB'A

JB'A'

HA HA'

HB'

HC

JB'C

NC

OH

NC

OH

Figura 31: Ampliação do espectro de RMN1H do composto 75.

Pelas constantes de acoplamento dos sinais referentes ao hidrogênio carbinólico

(HC), cujo sinal esperado de dubleto se desdobrou em um duplo dubleto (5.0 ppm,

Figura 32), pôde-se determinar para o par de diasteroisomeros syn um valor de JCB =

5,0 Hz e para o par de anti um valor de JCB’ = 6,5 Hz. Calculadas essas constantes,

foi possível determinar que o sinal em 3,17 ppm (Figura 31) é referente ao par de

diasteroisômeros (R,R e S,S; anti) e consequentemente, o sinal em 3,00 ppm ao

outro par (anti). Com esses dados em mãos e com a integração dos sinais em 3,17 e

em 3,00 ppm (Figura 31), foi determinada a proporção anti:syn como 1,5:1.

HB

Ph

Hc

JCB = 5,0 Hz

par syn

JCB = 6,5 Hz

par anti

NC

HO

HB

Ph

Hc

CN

OH

HB

Ph

Hc

NC

HO

HB

Ph

Hc

CN

OH

Figura 32: Ampliação do espectro de RMN do composto 75.

Tabela 5: Reações de Eletrocalcogenação de alcenos.a

Linha Calcogênio (Y0) Alceno Produto Aldólico Rend. (%)b

1 Te CO2Me BuTe

OH

O O

n

67

73

2 Te CN BuTe

CN

OHn

68

79

3 Se CO2Me

BuSe

OH

O O

n

71

78

4 Se CO2Me BuSe

OH

O O

n

72

81

Y = S, Se e Te

nBuYLi, PhCHO

THF, -70oC à t.a., N2

OH

GRE

nBuYGRE

5 Se CN BuSe

CN

OHn

73

95

6 S CO2Me BuS

OH

O O

n

74

88

7 S CN BuS

CN

OHn

75

79

a Todas as reações foram feitas usando quantidades estequiométricas de alceno, aldeído e butilcalcogenato de lítio, em uma escala de 3,0 mmol. GRE= Grupos Retiradores de Elétrons. b Rendimentos do produto isolado por purificação em coluna cromatográfica. Os resultados promissores nos levaram a expandir a o escopo da metodologia

usando diversos aldeídos em substituição ao benzaldeído. Baseando-se nos

rendimentos das reações apresentados na Tabela 5, o selênio e a acrilonitrila foram

escolhidos como os melhores parceiros nas reações de eletrocalcogenação de

alcenos.

As condições reacionais provaram ser gerais para uma grande variedade de

aldeídos doadores e retiradores de elétrons, assim como para aldeídos impedidos,

levando ao isolamento dos produtos aldólicos em moderados a excelentes

rendimentos (Tabela 5, Linhas 1-3 e 6-10). Produtos aldólicos derivados foram

isolados em bons rendimentos mesmo quando foram utilizados aldeídos alquílicos

(Tabela 5, Linhas 1 e 2). Apenas quando foram empregados aldeídos contendo o

grupo nitro (Tabela 5, Linhas 4 e 5) foram obtidos os compostos orgânicos de

selênio em baixo rendimento. É importante mencionar que apenas nesses dois

casos a cor da solução virou do transparente para um marrom-turvo no mesmo

instante em que os nitro-aldeídos foram adicionados na solução de nBuSeLi.

Devido a dificuldades na atribuição dos sinais dos espectros de RMN dos compostos

isolados, decidiu-se então remover um dos centros quirais das moléculas por meio

da reação de eliminação syn de selenóxido (Tabela 6, Aduto BH). Além de facilitar a

identificação dos compostos precursores, essa metodologia também pode ser

empregada como uma rota alternativa para a preparação de adutos de Baylis-

Hillman altamente funcionalizados (Tabela 6). Inicialmente foi utilizada a condição

mais simples para se efetuar oxidação/eliminação do grupamento nBuSe,102

empregado-se uma solução aquosa de H2O2 (30%). Todas as reações de

oxidação/eliminação apresentedas na Tabela 6 foram feitas em uma escala de 3,0

mmol e os rendimentos isolados estão dentro da faixa esperada para produtos de

eliminação syn de selenoxido.103

O composto 93 também foi sintetizado através de uma metodologia one-pot

(Esquema 33), adicionando H2O2 diretamente no frasco reacional, com um

rendimento isolado de 55% após purificação cromatográfica. O mesmo aduto de BH

foi isolado com um rendimento global de 65% pelo processo em dois passos (Tabela

6, Linha 8). Deve se salientar que apesar da perda de rendimento, houve um ganho

operacional, uma vez que se economizou tempo e material empregado para a

purificação do seleneto precursor.

Esquema 33: Preparação one-pot do aduto de BH 93. Condições e Reagentes: (i) nBuLi, t.a., 10 min; (ii) p-cloro benzaldeído, -70°C, 5 min; (iii) acrilonitrila, -70°C, 5 min; -70°C à 0°C, 30 min (iv) H2O2 30%, 0°C; 10 min.

Tabela 6: Reações de Eletroselenilação de alcenos.a

Se0

nBuLi, THF, 0oC

nBuSeLi, RCHO

THF, -70oC à t.a., N2

R

OH

CN

nBuSeCNH2O2

THF/H2O, 0°CR

OH

CN

CN

OH

Cl

Se°i, ii, iii, iv

93

Linha Aldeído Produto Aldólico Rend

(%)b Aduto BH c

Rend

(%)b

1 H

O

nBuSeCN

OH

76

70 CN

OH

86

70

2 H

O

nBuSeCN

OH

77

83 CN

OH

87

65

3 H

O

OH

CN

nBuSe

73

95 CN

OH

88

75

4 H

ONO2

nBuSeCN

OHNO2

78

40 CN

OHNO2

89

42

5 H

O

NO2

nBuSeCN

OH

NO2

79

32 CN

OH

NO2

90

41

6 H

O

nBuSeCN

OH

80

81 CN

OH

91

66

7 H

O

nBuSeCN

OH

81

81 CN

OH

92

69

8 H

O

Cl

nBuSeCN

OH

Cl

82

88 CN

OH

Cl

93

74

9 H

O

OEt

nBuSeCN

OH

OEt83

87 CN

OH

OEt

94

62

10 H

O

O

nBuSeCN

OH

O

84

72 CN

OH

O

95

72

11 H

O Br

nBuSeCN

OH Br

85

57 CN

OH Br

96

46

a Todas as reações foram feitas usando quantidades estequiométricas de alceno, aldeído e butilselenolato de lítio, em uma escala de 3,0 mmol. b Rendimentos do produto isolado por purificação em coluna cromatográfica. c BH = Baylis-Hillman.

Uma metodologia para a obtenção de adutos de BH muito semelhante foi

apresentada recentemente por Tarsis e colaboradores,104 na mesma época em que

esse trabalho estava sendo finalizado. Algumas desvantagens dessa metodologia

frente a nossa podem ser destacadas: os autores utilizam a reação de

desprotonação do PhSH como fonte de calcogenolato de lítio. O PhSH é

extremamente mal cheiroso, mesmo em pequenas quantidades. O agente

calcogenante da nossa metodologia foi gerado in situ a partir da redução de

qualquer um dos elementos no estado de oxidação zero, utilizando nBuLi. É um

método simples e geral para a série dos compostos de interesse, que evita a

manipulação de alquil ou aril tióis ou a redução de dialquil ou diaril calcogenetos (Se

ou Te) com NaBH4, metodologia que leva a formação e o arraste de voláteis desses

calcogenetos junto com o H2 gerado em reação, tornando essa metodologia

desaconselhável devido ao mau cheiro.

Outra desvantagem da metodologia apresentada pelos autores104 é a estratégia para

a geração dos adutos de BH. Foi utilizada a eliminação syn de sulfóxido, requerendo

refluxo em tolueno por 12 horas. Já a eliminação syn de selenoxido, ocorre à 0°C ou

à temperatura ambiente e é extremamente rápida. A escolha da metodologia mais

branda certamente será determinante na síntese de substratos mais complexos e

sensíveis.

Essa previsão foi comprovada testando a metodologia de eliminação syn de

sulfóxido empregada pelos autores supra citados em nossos compostos de enxofre

74 e 75 (Tabela 6, Linhas 6 e 7). Provavelmente devido à sensibilidade dos

compostos, nem o produto de eliminação nem o sulfeto precursor foi isolado ao

término do período reacional.

Por fim os autores verificaram que quantidades equimolares de MgBr2.OEt2 eram

necessárias para viabilizar a reação, pois segundo seus estudos, a reação de adição

acontece apenas na presença de íons Mg2+.105 Apesar de ligeiramente diferentes os

substratos insaturados, de acordo com nossos resultados, o uso de MgBr2.OEt2 não

foi necessário para que as reações multicomponentes ocorressem.

A aplicação do protocolo de oxidação com H2O2 no composto 97, não levou a

formação do produto de eliminação 98 (Esquema 34A). Todo o material de partida

foi consumido e o selenóxido 99 derivado também não foi detectado. De acordo com

a literatura, dependendo da estrutura do seleneto deve-se escolher uma metodologia

mais branda de oxidação, a fim de preservar o produto da reação. Foi então testada

uma gama de condições relatadas na literatura (Tabela 7), até que se obteve do

produto de interesse 98 (Esquema 34B; Tabela 7, Linha 9), com um rendimento de

67%.

OMeO

nBuSe

OH

OMeO

OH

H2O2, 0oC, 10 min

tBuOOH, Ti(OiPr)4, DHP

10 min, t.a., 67%

Cl Cl OMeO

nBuSe

OH

Cl

O

+

Esquema 34: Preparação do aduto de BH 98.

Tabela 7: Condições Testadas para a Oxidação de Selenetos.a

Linha Condições Tempo de reação

1103 1,0 eq. 97; 1,0 eq. H2O2; AcOH cat. 5 min

2106 1,0 eq. 97; 1,0 eq. H2O2; Py cat. 5 min

3106 1,0 eq. 97; 1,0 eq. H2O2; 1,0 eq. Py 5 min

4102 1,0 eq. 97; 2,0 eq. NaIO4; 4,0 eq. NaHCO3 5 min

5107 1,0 eq. 97; 1,2 eq. m-CPBA; 1,3 eq. DIPA 10 min

6108 1,0 eq. 97; 0,03 eq. TEMPO; 0,1 eq. HCl, 0,05 eq. NaNO2 14 h

7109 1,0 eq. 97; oxigenio singlete; 0,01 eq. red bengal 20 min

8110 1,0 eq. 97; 2,0 eq. NaIO4; silica 4 h

9111 1,0 eq. 97; 2,0 eq. tBuOOH; 2,0 eq. DHP; 0,001 eq. Ti(OiPr)4 10 min a O tempo de reação relatado na tabela é referente ao consumo total do material de partida 97, exceto no caso da Linha 6, onde o material de partida foi recuperado quantitativamente. Em nenhum dos casos foi detectado o selenóxido 99.

Quando o seleneto 82 foi tratado com tBuOOH/ Ti(OiPr)4/ DHP (Esquema 35), o

composto 93 foi isolado com um rendimento de 93% após purificação

cromatográfica.

97 98

A

B

99

Esquema 35: Preparação do aduto de BH 93.

Toda a seqüência reacional, isto é, geração do selenolato de lítio, adição Tipo

Michael do nBuSeLi à olefina ativada, condensação aldólica e a oxidação/eliminação

do grupamento nBuSe foi feita utilizando um protocolo one-pot e o composto 93 foi

isolado em um rendimento de 61% (Esquema 36).

Esquema 36: Preparação one-pot do aduto de BH 93. Condições e Reagentes: (i) nBuLi, t.a., 10 min; (ii) p-cloro benzaldeído, -70°C, 5 min; (iii) acrilato de metila, -70°C, 5 min; -70°C à 0°C, 30 min (iv) H2O2 30%, 0°C; 10 min. Os resultados apresentados demonstram a simplicidade operacional da metodologia

multi-componente desenvolvida para a preparação de dialquil calcogenetos

funcionalizados. Esses compostos se mostraram estáveis após o processo de

purificação e essa característica permitiu que os mesmos fossem estocados por um

longo período de tempo. Independentemente do calcogênio empregado, os produtos

isolados servem como plataforma para uma grande gama de aplicações sintéticas e

no caso dos compostos de selênio, foi demonstrado que eles podem ser

empregados com sucesso como precursores de adutos de Baylis-Hillman.

nBuSe

OH

CN

OH


10 min, t.a., 93%Cl Cl

CN

OH

Cl

Se°i, ii, iii, iv

CN

93

93

82

Conclusões

Utilizando as técnicas de ressonância paramagnética eletrônica (EPR),

espectrometria de massa e o emprego de marcação isotópica, foi possível detectar e

caracterizar pela primeira vez um radical centrado em telúrio. Esse radical era

proposto na literatura e diferentemente dos outros radicais centrados em

calcogenetos, ainda era desconhecido.

A partir dos experimentos elaborados para o estudo do mecanismo da reação de

hidroteluração, diferentemente do que era proposto até então, foi determinado que a

reação segue por uma via radicalar e que a espécie reativa de telúrio é regenerada

ciclicamente no meio reacional, em um típico mecanismo de reação em cadeia.

Empregando a mesma estratégia de estudo que foi utilizada na elucidação do

mecanismo das reações de hidroteluração, foram detectadas e caracterizadas

espécies radicalares presentes em reações de adição de haletos de Te(IV) à alcinos.

Com esse estudo foi possível determinar que esses compostos de Te(IV) também

geram radicais no meio reacional e que essas espécies paramagnéticas são a força

motriz da reação em questão.

Com base em um estudo mecanístico, na terceira parte do trabalho, o escopo da

reação sequencial Michael/Aldol induzida por calcogenolatos de lítio foi expandido,

uma vez que foram utilizados alcenos ativados como substratos insaturados. Vale

ressaltar que até então só tinham sido publicados exemplos com alcinos ativados. A

metodologia desenvolvida se mostrou abrangente para uma grande variedade de

combinações de reagentes, com bons rendimentos dos produtos de interesse.

Os dialquil calcogenetos sintetizados com a metodologia desenvolvida nesse

trabalho têm um grande potencial sintético, potencial este que foi exemplificado com

a transformação dos dialquil selenetos em adutos de Baylis-Hillman funcionalizados,

com ótimos rendimentos.

Com as reações seqüenciais Michael/Aldol induzidas por calcogenolatos de lítio

ficou claro que o estudo de mecanismos é de suma importância para que se

conheçam as espécies intermediárias e assim seja possível adequar a metodologia

sintética a ser empregada, superando então os entraves de uma determinada

reação.

Baseando-se em tudo que foi apresentado, pode-se concluir com esse trabalho que

os radicais centrados em telúrio são espécies muito versáteis, pois

independentemente das condições reacionais e do estado de oxidação do Te,

estavam presentes nos meios reacionais de todas as reações que foram estudadas.

Por fim é importante ressaltar que essas espécies radicalares de telúrio reagem com

um altíssimo controle régio e estereoquímico, indo contra todos os conceitos

estereotipados de reações radicalares.

Bibliografia

1. Ingold, K. U. Bulletin for the History of Chemistry 1996, 19, 1. 2. Gomberg, M. Journal of the American Chemical Society 1900, 22, 757-771. 3. Gomberg, M. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 1900, 33, 3150-3163. 4. Lankamp, H.; Nauta, W. T.; Maclean, C. Tetrahedron Letters 1968, 249-254. 5. Mayo, F. R. Journal of Chemical Education 1986, 63, 97-99. 6. Kharasch, M. S.; McNab, M. C.; Mayo, F. R. Journal of the American Chemical Society 1933, 55, 2531-2533. 7. McBride, J. M. Tetrahedron 1974, 30, 2009-2022. 8. Villamena, F. A.; Zweier, J. L. Antioxidants & Redox Signaling 2004, 6, 619-629. 9. Mackor, A.; Wajer, T. A. J.; Deboer, T. J. Tetrahedron Letters 1966, 7, 2115-2123. 10. Lagercra.C; Forshult, S. Nature 1968, 218, 1247-1248. 11. Najjar, F.; Andre-Barres, C.; Lauricella, R.; Gorrichon, L.; Tuccio, B. Tetrahedron Letters 2005, 46, 2117-2119. 12. Tuccio, B.; Zeghdaoui, A.; Finet, J. P.; Cerri, V.; Tordo, P. Res. Chem. Intermed. 1996, 22, 393-404. 13. Barbati, S.; Clement, J. L.; Olive, G.; Roubaud, V.; Tuccio, B.; Tordo, P. Free Radicals In Biology and Environment 1997, 27, 39-47. 14. Reis, A.; Domingues, M. R. M.; Amado, F. M. L.; Oliveira, M. M.; Domingues, P. Free Radical Research 2008, 42, 481-491. 15. Hassan, I. E.; Charles, L.; Lauricella, R.; Tuccio, B. New Journal of Chemistry 2008, 32, 680-688. 16. Tuccio, B.; Lauricella, R.; Charles, L. International Journal of Mass Spectrometry 2006, 252, 47-53. 17. McCord, J. M.; Fridovic.I Journal of Biological Chemistry 1968, 243, 5753-5760. 18. McCord, J. M.; Fridovic.I Journal of Biological Chemistry 1969, 244, 6049-6055. 19. Halliwell, B.; Gutteridge, J., Free radicals in Biology and Medicine. 1st ed.; Oxford University Press: New York, 2007. 20. Deryagina, E. N.; Voronkov, M. G. Sulfur Reports 1995, 17, 89-127. 21. Hail, N.; Cortes, M.; Drake, E. N.; Spallholz, J. E. Free Radical Biology and Medicine 2008, 45, 97-110. 22. Clive, D. L. J.; Chittattu, G. J.; Farina, V.; Kiel, W. A.; Menchen, S. M.; Russell, C. G.; Singh, A.; Wong, C. K.; Curtis, N. J. Journal of the American Chemical Society 1980, 102, 4438-4447. 23. Barton, D. H. R.; Ramesh, M. Journal of the American Chemical Society 1990, 112, 891-892. 24. Han, L. B.; Ishihara, K. I.; Kambe, N.; Ogawa, A.; Ryu, I. H.; Sonoda, N. Journal of the American Chemical Society 1992, 114, 7591-7592. 25. Chen, C.; Crich, D.; Papadatos, A. Journal of the American Chemical Society 1992, 114, 8313-8314. 26. Engman, L.; Gupta, V. Journal of the Chemical Society-Chemical Communications 1995, 2515-2516.

27. Bell, W.; Colehamilton, D. J.; Culshaw, P. N.; McQueen, A. E. D.; Shenaikhatkhate, D. V.; Walton, J. C.; Hails, J. E. Journal of Organometallic Chemistry 1992, 430, 43-52. 28. Miyazoe, H.; Yamago, S.; Yoshida, J. Angewandte Chemie-International Edition 2000, 39, 3669-3671. 29. Chatgilialoglu, C. Chemical Reviews 1995, 95, 1229-1251. 30. Newcomb, M. Tetrahedron 1993, 49, 1151-1176. 31. Yamago, S.; Miyoshi, M.; Miyazoe, H.; Yoshida, J. Angewandte Chemie-International Edition 2002, 41, 1407-1409. 32. Yamago, S.; Fujita, K.; Miyoshi, M.; Kotani, M.; Yoshida, J. Organic Letters 2005, 7, 909-911. 33. Ogawa, A.; Yokoyama, K.; Yokoyama, H.; Obayashi, R.; Kambe, N.; Sonoda, N. Journal of the Chemical Society-Chemical Communications 1991, 1748-1750. 34. Ogawa, A.; Yokoyama, K.; Obayashi, R.; Han, L. B.; Kambe, N.; Sonoda, N. Tetrahedron 1993, 49, 1177-1188. 35. Ogawa, A.; Obayashi, R.; Doi, M.; Sonoda, N.; Hirao, T. Journal of Organic Chemistry 1998, 63, 9144-9144. 36. Mitamura, T.; Tsuboi, Y.; Iwata, K.; Tsuchii, K.; Nomoto, A.; Sonoda, M.; Ogawa, A. Tetrahedron Letters 2007, 48, 5953-5957. 37. Ogawa, A.; Ogawa, I.; Obayashi, R.; Umezu, K.; Doi, M.; Hirao, T. Journal of Organic Chemistry 1999, 64, 86-92. 38. Ogawa, A.; Hirao, T. Rev. Heteroatom Chem. 1998, 18, 1-10. 39. Ogawa, A.; Tanaka, H.; Yokoyama, H.; Obayashi, R.; Yokoyama, K.; Sonoda, N. Journal of Organic Chemistry 1992, 57, 111-115. 40. Ogawa, A.; Obayashi, R.; Ine, H.; Tsuboi, Y.; Sonoda, N.; Hirao, T. Journal of Organic Chemistry 1998, 63, 881-884. 41. Ogawa, A.; Obayashi, R.; Doi, M.; Sonoda, N.; Hirao, T. Journal of Organic Chemistry 1998, 63, 4277-4281. 42. Fujiwara, S.; Shimizu, Y.; Shin-ike, T.; Kambe, N. Organic Letters 2001, 3, 2085-2088. 43. Fujiwara, S.; Shimizu, Y.; Makita, Y.; Shin-Ike, T.; Kambeb, N. Heterocycles 2008, 76, 1577-1584. 44. Yamago, S.; Iida, K.; Yoshida, J. Journal of the American Chemical Society 2002, 124, 2874-2875. 45. Yamago, S.; Lida, K.; Yoshida, J. Journal of the American Chemical Society 2002, 124, 13666-13667. 46. Takagi, K.; Soyano, A.; Kwon, T. S.; Kunisada, H.; Yuki, Y. Polymer Bulletin 1999, 43, 143-150. 47. Kayahara, E.; Yamago, S.; Kwak, Y.; Goto, A.; Fukuda, T. Macromolecules 2008, 41, 527-529. 48. O termo eletroteluração foi cunhado por Marino e colaboradores (ref 77) para descrever uma variação da reação de hidroteluração. No entanto, esse termo é ambíguo e pode levar a dúvida se essa é uma reação eletroquímica. Não o sendo, resolveu-se empregar o termo mais adequado que é carboteluração ou carbocalcogenação, uma vez que a metodologia desenvolvida nesse trabalho de tese foi bem sucedida com S, Se e Te. 49. Zeni, G.; Barros, O. S. D.; Moro, A. V.; Braga, A. L.; Peppe, C. Chemical Communications 2003, 1258-1259. 50. Perkins, M. J., Radical Chemistry: The Fundamentals. 1st ed.; Oxford University Press: New York, 2000; Vol. 91.

51. Barrientos-Astigarraga, R. E.; Castelani, P.; Comasseto, J. V.; Formiga, H. B.; da Silva, N. C.; Sumida, C. Y.; Vieira, M. L. Journal of Organometallic Chemistry 2001, 623, 43-47. 52. Comasseto, J. V.; Ling, L. W.; Petragnani, N.; Stefani, H. A. Synthesis-Stuttgart 1997, 373-403. 53. Ozawa, T.; Hanaki, A. Bulletin of The Chemical Society of Japan 1991, 64, 1976-1978. 54. Li, A. S. W.; Cummings, K. B.; Roethling, H. P.; Buettner, G. R.; Chignell, C. F. Journal of Magnetic Resonance 1988, 79, 140-142. 55. Hiramoto, K.; Hasegawa, Y.; Kikugawa, K. Free Radical Research 1994, 21, 341-349. 56. de Menezes, S. L.; Augusto, O. Journal of Biological Chemistry 2001, 276, 39879-39884. 57. Tanskanen, H.; Khriachtchev, L.; Rasanen, M.; Feldman, V. I.; Sukhov, F. F.; Orlov, A. Y.; Tyurin, D. A. Journal of Chemical Physics 2005, 123. 58. Zeni, G.; Formiga, H. B.; Comasseto, J. V. Tetrahedron Letters 2000, 41, 1311-1313. 59. Knauer, B. R.; Napier, J. J. Journal of The American Chemical Society 1976, 98, 4395-4400. 60. Zukerman-Schpector, J.; Camillo, R. L.; Comasseto, J. V.; Cunha, R.; Chieffi, A.; Zeni, G.; Caracelli, I. Acta Crystallogr. Sect. C-Cryst. Struct. Commun. 1999, 55, 1339-1342. 61. Amosova, S. V.; Martynov, A. V.; Shagun, V. A.; Musalov, M. V.; Larina, L. I.; Krivdin, L. B.; Zhilitskaya, L. V.; Voronkov, M. G. Journal of Organometallic Chemistry 2008, 693, 2509-2513. 62. Comasseto, J. V.; Stefani, H. A.; Chieffi, A.; Zukermanschpector, J. Organometallics 1991, 10, 845-846. 63. Zeni, G.; Ludtke, D. S.; Panatieri, R. B.; Braga, A. L. Chemical Reviews 2006, 106, 1032-1076. 64. Braga, A. L.; Silveira, C. C.; Dornelles, L.; Petragnani, N.; Stefani, H. A. Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 2001, 171, 435-442. 65. Dos Santos, S. S.; Lang, E. S.; de Oliveira, G. M. Journal of Organometallic Chemistry 2007, 692, 3081-3088. 66. Lang, E. S.; de Oliveira, G. M.; Fernandes, R. M.; Vazquez-Lopez, E. M. Zeitschrift fur Anorganische und Allgemeine Chemie 2004, 630, 717-721. 67. Chivers, T.; Parvez, M.; Schatte, G. Inorganic Chemistry 2001, 40, 540-545. 68. Dakternieks, D.; O'Connell, J.; Tiekink, E. R. T. Journal of Organometallic Chemistry 2000, 598, 49-54. 69. Boyle, P. D.; Cross, W. I.; Godfrey, S. M.; McAuliffe, C. A.; Pritchard, R. G.; Sarwar, S.; Sheffield, J. M. Angewandte Chemie-International Edition 2000, 39, 1796-1798. 70. Chivers, T.; Gao, X. L.; Parvez, M. Journal of the American Chemical Society 1995, 117, 2359-2360. 71. Alcock, N. W.; Harrison, W. D. Journal of the Chemical Society-Dalton Transactions 1984, 869-875. 72. Cunha, R.; Zukerman-Schpector, J.; Caracelli, I.; Comasseto, J. V. Journal of Organometallic Chemistry 2006, 691, 4807-4815. 73. Baran, E. J. Zeitschrift fur Naturforschung Section A-A Journal of Physical Sciences 2005, 60, 408-410. 74. Berho, F.; Rayez, M. T.; Lesclaux, R. Journal of Physical Chemistry A 1999, 103, 5501-5509.

75. Crich, D.; Recupero, F. Chemical Communications 1998, 189-190. 76. Crich, D.; Sannigrahi, M. Tetrahedron 2002, 58, 3319-3322. 77. Marino, J. P.; Nguyen, H. N. Journal of Organic Chemistry 2002, 67, 6291-6296. 78. Zinn, F. K. Uso de Alquilselenolatos e Alquiltelurolatos em Síntese Orgânica. Universidade de São Paulo, São Paulo, 2003. 79. Keppler, A. F.; Cerchiaro, G.; Augusto, O.; Miyamoto, S.; Prado, F.; Di Mascio, P.; Comasseto, J. V. Organometallics 2006, 25, 5059-5066. 80. Keppler, A. F.; Prado, F. M.; Cerchiaro, G.; Di Mascio, P.; Comasseto, J. V. Journal of Organometallic Chemistry 2008, 693, 3558-3562. 81. Nakamura, E.; Matsuzawa, S.; Horiguchi, Y.; Kuwajima, I. Tetrahedron Letters 1986, 27, 4029-4032. 82. Corey, E. J.; Boaz, N. W. Tetrahedron Letters 1985, 26, 6019-6022. 83. Ruhlmann, K. Synthesis-International Journal of Methods in Synthetic Organic Chemistry 1971, 236-&. 84. Krizan, T. D.; Martin, J. C. Journal of the American Chemical Society 1983, 105, 6155-6157. 85. Corey, E. J.; Gross, A. W. Tetrahedron Letters 1984, 25, 495-498. 86. Horiguchi, Y.; Matsuzawa, S.; Nakamura, E.; Kuwajima, I. Tetrahedron Letters 1986, 27, 4025-4028. 87. Schiesser, C. H.; Skidmore, M. A. Journal of Organometallic Chemistry 1998, 552, 145-157. 88. Sasaki, K.; Aso, Y.; Otsubo, T.; Ogura, F. Tetrahedron Letters 1985, 26, 453-456. 89. Yamago, S.; Iida, K.; Yoshida, J. I. Journal of Organometallic Chemistry 2007, 692, 664-670. 90. Goto, A.; Kwak, Y.; Fukuda, T.; Yamago, S.; Iida, K.; Nakajima, M.; Yoshida, J. Journal of the American Chemical Society 2003, 125, 8720-8721. 91. Augusto, O.; Duplessis, L. R.; Weingrill, C. L. V. Biochemical and Biophysical Research Communications 1985, 126, 853-858. 92. Cazelles, J.; Robert, A.; Meunier, B. Journal of Organic Chemistry 1999, 64, 6776-6781. 93. Lalevee, J.; Graff, B.; Allonas, X.; Fouassier, J. P. Journal of Physical Chemistry A 2007, 111, 6991-6998. 94. O'Neill, P. M.; Verissimo, E.; Ward, S. A.; Davies, J.; Korshin, E. E.; Araujo, N.; Pugh, M. D.; Cristiano, M. L. S.; Stocks, P. A.; Bachi, M. D. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2006, 16, 2991-2995. 95. Vennerstrom, J. L.; Arbe-Barnes, S.; Brun, R.; Charman, S. A.; Chiu, F. C. K.; Chollet, J.; Dong, Y. X.; Dorn, A.; Hunziker, D.; Matile, H.; McIntosh, K.; Padmanilayam, M.; Tomas, J. S.; Scheurer, C.; Scorneaux, B.; Tang, Y. Q.; Urwyler, H.; Wittlin, S.; Charman, W. N. Nature 2004, 430, 900-904. 96. Shen, Z. L.; Yeo, Y. L.; Loh, T. P. Journal of Organic Chemistry 2008, 73, 3922-3924. 97. Asandei, A. D.; Chen, Y. H.; Moran, I. W.; Saha, G. Journal of Organometallic Chemistry 2007, 692, 3174-3182. 98. Sibi, M. P.; Hasegawa, M. Journal of the American Chemical Society 2007, 129, 4124-4125. 99. Bencivenni, G.; Lanza, T.; Leardini, R.; Minozzi, M.; Nanni, D.; Spagnolo, P.; Zanardi, G. Organic Letters 2008, 10, 1127-1130. 100. Das, B.; Holla, H.; Srinivas, Y.; Chowdhury, N.; Bandgar, B. P. Tetrahedron Letters 2007, 48, 3201-3204.

101. Comasseto, J. V.; Gariani, R. A.; Princival, J. L.; Dos Santos, A. A.; Zinn, F. K. Journal of Organometallic Chemistry 2008, 693, 2929-2936. 102. Back, T. G., Organoselenium Chemistry: A Practical Approach. 1st ed.; Oxford University Press: London, 1999. 103. Clive, D. L. J. Tetrahedron 1978, 34, 1049-1132. 104. Tarsis, E.; Gromova, A.; Lim, D.; Zhou, G. Q.; Coltart, D. M. Organic Letters 2008, 10, 4819-4822. 105. Zhou, G. Q.; Yost, J. M.; Sauer, S. J.; Coltart, D. M. Organic Letters 2007, 9, 4663-4665. 106. Reich, H. J.; Renga, J. M.; Reich, I. L. Journal of Organic Chemistry 1974, 39, 2133-2135. 107. Marvin, C. C.; Voight, E. A.; Suh, J. M.; Paradise, C. L.; Burke, S. D. Journal of Organic Chemistry 2008, 73, 8452-8457. 108. Wang, X. L.; Liu, R. H.; Jin, Y.; Liang, X. M. Chemistry-A European Journal 2008, 14, 2679-2685. 109. Krief, A.; Lonez, F. Tetrahedron Letters 2002, 43, 6255-6257. 110. Labar, D.; Hevesi, L.; Dumont, W.; Krief, A. Tetrahedron Letters 1978, 1141-1144. 111. Cunat, A. C.; DiezMartin, D.; Ley, S. V.; Montgomery, F. J. Journal of the Chemical Society-Perkin Transactions 1 1996, 611-620.

III – Parte Experimental

Os reagentes comerciais e solventes foram secos e purificados, quando necessário,

conforme procedimentos descritos na literatura.1 As purificações por cromatografia

foram feitas em coluna de gel de sílica flash (60 Merck 230-400 mesh). Todas as

reações foram acompanhadas por cromatografia em camada delgada (CCD)

utilizando-se placas de sílica-gel (GF Merck). As substâncias foram detectadas em

câmara de irradiação de lâmpada UV (254 nm) e estas foram reveladas com

soluções ácidas de p-anisaldeído ou vanilina, seguido de aquecimento. Os espectros

de massas foram obtidos em um aparelho CG-17A Shimadzu equipado com uma

coluna DB-5 [J & W Scientific DB-5 (30 m x 0,25 mm)], acoplado a uma interface

GCMS-QP5050A (70eV).

Os espectros de absorção na região do infravermelho (IV) foram obtidos em um

espectrofotômetro Bomem (MB 100) em filmes finos de nujol. As freqüências de

absorção são expressas em cm-1.

Os espectros de massa de alta resolução foram obtidos em um espectrômetro

Brucker Daltonics Esquire 300 plus, com analisador de massa do tipo ion trap LC-

MS. As amostras foram solubilizadas em metanol/ácido fórmico (1%) e ionizadas por

elétron spray operado no modo positivo.

Os espectros de RMN1H e RMN13C foram registrados a temperatura ambiente (22 ±

2oC) em um equipamento Varian AC-300, a 300 MHz para 1H e 75 MHz para 13C

Também foram executados experimentos de RMN em um equipamento Brucker

DPX 500, a 500 MHz para 1H e 125 MHz para 13C. O solvente utilizado foi o

clorofórmio deuterado, tendo como referência interna o tetrametilsilano (TMS). Nos

espectros de RMN77Se foi utilizada uma solução 1M de PhSeSePh como padrão

interno e nos espectros de RMN125Te uma solução 1M de PhTeTePh. Os

deslocamentos químicos (δ) são expressos em partes por milhão (ppm) e as

constantes de acoplamento (J) em Hertz (Hz). As multiplicidades são representadas

da seguinte forma: singleto (s), dubleto (d), tripleto (t), quarteto (qua), quinteto

(quint), sexteto (sext), multipleto (m), duplo dubleto (dd), duplo tripleto (dt) e o

sobrescrito “ap” é referente ao termo aparente.

Os espectros de EPR foram registrados, à temperatura ambiente (22 ± 2 °C), em um

espectrômetro Bruker EMX EPR (Electron Paramagnetic Resonance) equipado com

uma cavidade standard (t.a.) e cavidade dewar (77 K, N2 líquido), operando com

freqüência de banda X (v = 9,33 GHz) e usando uma cela plana de quartzo (4 mm de

diâmetro interno). Em geral ajustou-se o ganho em 2,00x104, a amplitude de

modulação em 0,5 G (ou 0,3 G em alguns casos) e a resolução com 1024 pontos. O

campo magnético foi calibrado com uma solução aquosa 36µM de 4-hidróxi-2,2,6,6-

tetrametil-1-piperidiniloxi (TEMPOL, g = 2,0056), com freqüência de microonda de

9,79690 GHz.1 Todos os espectros foram processados usando o software Win-EPR,

versão 2,11 (Bruker, Franzen-Analytik GmbH).

Os espectros de massa ESI-MS (ElectroSpray Ionization) e APCI-MS (Atmospheric

Pression Chemical Ionization) foram obtidos em um espectrômetro de massa Quattro

II Micromass com fonte de íons Z-spray (Manchester, UK).

O aduto derivado DBNBS/TeBu foi analisado no espectrômetro em solução

metanol:ácido fórmico 0,1% (9:1 v/v) por ionização electrospray (ESI), operando em

modo positivo, e o aduto derivado DBNBS/TePh foi analisado em solução

metanólica por ionização química em pressão atmosférica (APCI), operando em

modo positivo. As analises foram feitas usando os seguintes parâmetros: fonte e

1 Bonini, M. G., Radi, R., Ferrer-Sueta, G., Ferreira, A. M. C., Augusto, O. J. Biol. Chem., 1999, 274, 10802-10806.

temperaturas de dessolvatação de 80°C; potencial de capilar a 3,5 kV, velocidades

de fluxo do gás secante e nebulizante de 300 L/h and 15 L/h respectivamente. A

voltagem do cone de amostragem e a voltagem do cone extrator foram calibrados

para 10 V e 5V respectivamente. A fragmentação dos adutos detectados foram feitas

usando energia de colisão de 15 eV.

As analises no modo APCI foram feitas usando os seguintes parâmetros: a fonte e

as temperaturas da fonte e do probe foram 150°C e 400°C respectivamente. A

voltagem do cone de amostragem foi calibrado para 50 V e a fragmentação dos

adutos detectados (APCI-MS/MS) foi feita usando 50 V no cone e 15 eV de energia

de colisão.

Os adutos derivados DBNBS/Te(IV) foram analisados no espectrômetro usando

ionização por electrospray (ESI), operando no modo negativo. As amostras foram

injetadas diretamente no espectrômetro de massa usando um injetor automático

(Harvard Syringe Pump, Massachusetts, USA) com uma velocidade de 10µL/min. As

analises foram feitas usando os seguintes parâmetros: fonte e temperaturas de

dessolvatação de 100°C; potencial de capilar a 3.5 kV; velocidades de fluxo do gás

secante e nebulizante de 300 L/h e 15 L/h respectivamente. A voltagem do cone de

amostragem e a voltagem do cone extrator foram calibrados para 10 V e 5V

respectivamente. As fragmentações dos adutos detectados foram feitas usando

energia de colisão de 10 eV.

Todos os arquivos foram processados usando o software Mass Lynx NT, versão 3.2

(Micromass, Altricham, UK).

III.1 –Procedimentos experimentais referentes às investigações mecanísticas.

III.1.1 – Procedimento geral para reações de hidroteluração com NaBH4.

Em um balão de 2 bocas, sob atmosfera de nitrogênio, foram adicionados

nBuTeTenBu (0,11g; 0,3 mmol) e etanol (2,0 mL). Essa solução foi desoxigenada por

20 min e então foi adicionado NaBH4 (29mg, 0,75 mmol) em pequenas porções. A

solução perde sua cor vermelho sangue, passando para uma cor amarelo pálido.

Depois disso, uma solução de fenilacetileno (67mg, 0,66 mmol) em etanol

desoxigenado (0,5 mL) foi adicionada. Aliquotas dessa reação de hidroteluração

foram colhidas em diferentes tempos reacionais para os experimentos de spin

trapping e espectrometria de massa. Para outros exemplos, usando procedimento

semelhante, o nBuTeTenBu foi substituído por PhTeTePh e o fenilacetieno foi

substituído por outros alcinos e alcenos.

III.1.2 – Procedimento geral para gerar espécies radicalares de telúrio com RTeTeR e Ce(NO3)4.2NH4NO3.

As espécies radicalares de telúrio foram geradas usando as mesmas

condições experimentais das reações de hidroteluração com NaBH4 (procedimento

II.1.1), no entanto a solução do alcino foi substituída por uma solução do sal de

Ce(IV) (16,4mg, 0,05 mmol em 0,5 mL de etanol desoxigenado). Após 2 min de

agitação magnética foi colhida uma alíquota dessa reação para a execução dos

experimentos de spin trapping e espectrometria de massa. Nessa reação, R= nBu ou

Ph.

III.1.3 – Procedimento geral para gerar espécies radicalares de telúrio por fotólise.

Em um vial de polietileno contendo 150 uL de água milliQ ou tampão fosfato,

foram adicionadas uma solução de DBNBS em tampão fosfato (15,0 mM,

concentração final) e uma solução de telurol (20,0 mM; concentração final). A

mistura resultante (200µL) foi desoxigenada com passagem de fluxo de N2 e

imediatamente transferida para a cela plana de EPR. Uma lâmpada de média

pressão de mercúrio (50 W, λmax = 366 nm, Spindler & Hoyer, Alemanha) foi

posicionada a 30 cm da cavidade do aparelho de EPR. Dois tipos de soluções de

telurol (RTeH) foram fotolisadas: teluróis gerados a partir da redução de nBuTeTenBu

ou PhTeTeBu com NaBH4 ou a partir da reação de telúrio elementar com nBuLi em

THF e posterior adição de EtOH.

III.1.4 – Procedimento geral para reações de eletroteluração com Teo e nBuLi.

A uma suspensão de Teo (0,128g; 1,0 mmol) em THF (3,0 mL) foi adicionado

o nBuLi (1,47M em hexano; 0,7 mL; 1,0 mmol) a t.a. Essa solução foi resfriada à

-70oC e então foi adicionada uma solução desoxigenada da ciclohex-2-enona (96

mg; 1,0 mmol) em THF (1,0 mL). Após 2 min de agitação magnética, foi colhida uma

alíquota dessa reação para a execução dos experimentos de spin trapping. Para

outros exemplos, usando procedimento semelhante, a ciclohex-2-enona foi

substituída por outras duas cetonas α,β-insaturadas, um alceno ativado e um éster

α,β-insaturado.

III.2- Procedimentos experimentais referentes às reações sequenciais Michael/Aldol induzidas por calcogenolatos de lítio

III.2.1 - Procedimento geral para a reação multicomponente com alcenosa,b

Em um balão de uma boca de 500mL, foi preparada uma suspensão de selênio

elementar (0,78g; 10,0 mmol) em 150mL de THF anidro, sob atmosfera de Ar e à

temperatura ambiente (t.a.). Sob agitação magnética foi adicionada lentamente uma

solução de nBuLi (5,0 mL; solução 2,0M em hexano; 2,0 mmol). A solução resultante

foi resfriada à -70oC e agitada por 10 min. Após esse período, foi adicionado

lentamente o p-cloro benzaldeído (1,41g; 10,0 mmol). Após 10 min de agitação

magnética à -70oC foi adicionada lentamente a acrilonitrila (0,43 mL; 10,0 mmol). A

mistura reacional foi agitada à -70oC por mais 10 minutos e então aquecida

lentamente até à t.a. (cerca de 10 min). Após esse período foi adicionada uma

solução aquosa saturada de NaHSO3 (200 mL) e o produto foi extraído com AcOEt

(3x 30 mL). As fases orgânicas foram combinadas, lavadas com solução aquosa

saturada de NaCl (50 mL). A fase orgânica foi selecionada e seca com MgSO4. O

solvente foi removido e o produto 82 foi purificado por cromatografia em coluna de

gel de sílica (eluente:hexano/AcOEt 20%) fornecendo um óleo amarelo claro.

Rendimento: 88% (2,90g; 8,8 mmol).

a O procedimento descrito se aplica para todos os exemplos sintetizados. b Quando se utiliza S0, a adição de nBuLi à suspensão do elemento em THF deve ser feita à uma temperatura de 0oC. Quando se utiliza acrilato de metila, deve-se deixar a reação à temperatura ambiente por cerca de 30 min.

BuSeCN

OH

i.

ii. CN

nBuSeLinBuLi + Se0p-Cl-PhCHO

Cl

n

82

2-((butilselanil)metil)-3-(4-clorofenil)-3-hidróxipropanonitrila (82)

Dados do produto: IV (filme): 826, 1014, 1091, 1491, 2246, 2872, 2929, 2958, 3445. HRMS: Calc. para (C14H19NOSeNa):354,0139; exp: 354,0102. RMN1H (500 MHz, CDCl3), δ: 0,9 (t; J = 7,3 Hz; 3H); 1,42 (sexap, J = 7,3 Hz; 2H); 1,63 (quiap; J = 7,3 Hz; 2H); 2,68-2,74 (m, 3H); 2,80-2,85 (m, 1H); 3,01-3,20 (quaap; J = 7,0 Hz; 1H); 4,97-5,02(d; J = 6,5 Hz; 1H) 7,38 (m, 4H). [anexo 4] RMN13C (125 MHz, CDCl3), δ: 13,5; 20,5; 21,3; 22,8; 25,2; 32,3; 42,2; 42,7; 72,2; 72,5; 119,3; 119,5; 127,4; 127,9; 128,8; 128,9; 134,3; 134,4; 138,0; 138,6. [anexo 5] RMN77Se (95,338 MHz, CDCl3), δ: 161,8 e 163,4. [anexo 6]

III.2.2 - Procedimento geral para eliminação de selenóxido com H2O2.2

Em um balão de uma boca de 50 mL, foi preparada uma solução do seleneto 82

(0,99g; 3,0 mmol) em 10 mL de THF. Sob agitação magnética e à 0oC foi adicionado

lentamente 1,0 mL de solução aquosa de H2O2 30%. Após 10 min a mistura

reacional foi transferida para um funil de extração contendo uma solução aquosa de

MnCl2 saturada (30 mL) e o produto foi extraído com AcOEt (3x 15 mL). As fases

orgânicas foram combinadas, lavadas com solução aquosa saturada de NaCl (30

mL). A fase orgânica foi selecionada e seca com MgSO4. O solvente foi removido e o

produto 93 foi purificado por cromatografia em coluna de gel de sílica

(eluente:hexano/AcOEt 50%) fornecendo um óleo transparente. Rendimento: 74%

(0,42g; 2,2 mmol).

BuSeCN

OH

Cl

n

82 93

BuSe

OH

CN

H2O2 30%

OH

CNTHF, 00C30 min

n

Cl Cl

2-((4-clorofenil)(hidróxi)metil)acrilonitrila (93)

Dados do produto: IV (filme, cm-1): 3467, 3119, 3034, 2872, 2233, 1905, 1489, 1399, 1069, 818. RMN1H (500 MHz, CDCl3), δ: 5,30 (s, 1H); 6,05 (s, 1H); 6,12 (s, 1H); 7,33-7,40 (m, 4H). [anexo 7] RMN13C (125 MHz, CDCl3), δ: 73,4; 116,8; 125,9; 127,9; 129,0; 130,3; 134,7; 137,7 [anexo 8]

III.2.3 - Procedimento geral para eliminação de selenóxido com tBuOOH.3

Em um balão de uma boca de 50mL, foi preparada uma solução do seleneto 82

(0,99g; 3,0 mmol), DHP (0,55 mL; 6,0mmol) e Ti(Oi-Pr)4 (0,18 mL; 0,6 mmol) em 10

mL de CDCl3, sob atmosfera de Ar e à t.a. Sob agitação magnética e à temperatura

ambiente foi adicionada lentamente uma solução aquosa de tBuOOH (1,5 mL;

solução 5,5M; 8,2 mmol). Após 10 min a mistura reacional foi transferida para um

funil de extração contendo solução aquosa saturada de MnCl2 (30 mL) e o produto

foi extraído com AcOEt (3x 15 mL). As fases orgânicas foram combinadas, lavadas

com solução aquosa saturada de NaCl (30 mL). A fase orgânica foi selecionada e

seca com MgSO4. O solvente foi removido e o produto 93 foi purificado por

cromatografia em coluna de gel de sílica (eluente:hexano/AcOEt 50%) fornecendo

um óleo transparente. Rendimento: 93% (0,54g; 2,8 mmol).

OH

CNCl

BuSe

OH

CN

OH

CN

n

ClCl


10 min, t.a.

82 93

III.2.4 - Procedimento one-pot para a preparação dos adutos de Baylis-Hillman.

Após o tempo total de reação descrito no procedimento III.2.1, a mistura reacional foi

levada à t.a. e então foram adicionados DHP (0,55 mL; 6,0mmol) e Ti(Oi-Pr)4 (0,18

mL; 0,6 mmol) e uma solução aquosa de tBuOOH (1,5 mL; solução 5,5M; 8,2 mmol).

Após 10 min de agitação magnética, a mistura reacional foi transferida para um funil

de extração contendo uma solução aquosa de MnCl2 saturada (30 mL) e o produto

foi extraído com AcOEt (3x 15mL). As fases orgânicas foram combinadas, lavadas

com solução aquosa saturada de NaCl (30mL). A fase orgânica foi selecionada e

seca com MgSO4. O solvente foi removido e o produto 93 foi purificado por

cromatografia em coluna de gel de sílica (eluente:hexano/AcOEt 50%) fornecendo

um óleo transparente. Rendimento: 61% (0,35g; 1,8 mmol).

OS DADOS ESPECTRAIS E OS ESPECTROS DAS MOLÉCULAS FORAM

RETIRADOS DESSA VERSÃO DIGITAL PARA GARANTIR A PROPRIEDADE

INTELECTUAL DESSE TRABALHO, MAS PODEM SER CONSULTADOS NA

VERSÃO IMPRESSA.

1. Perrin, D. D. A., W. L. F.; Perrin, D. R, Purification of Laboratory Chemicals. 2nd ed.; Pergamon Press: London, 1980. 2. Back, T. G., Organoselenium Chemistry: A Practical Approach. 1st ed.; Oxford University Press: London, 1999. 3. Cunat, A. C.; DiezMartin, D.; Ley, S. V.; Montgomery, F. J., Synthetic studies towards the clerodane insect antifeedant jodrellin A: Preparation of a polycyclic model compound with antifeedant activity. Journal Of The Chemical Society-Perkin Transactions 1 1996, (7), 611-620.

93

OH

CNCl


i.

ii.

iii.

iv.

CN

nBuLi

Se0p-Cl-PhCHO

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Estudo de Mecanismos de Reações Envolvendo Compostos de … · 2009-08-03 · butilcalcogenolatos de lítio com alcenos ativados e aldeídos levaram aos correspondentes produtos