Relatório da Prática n° 7: Redução de Derivados de Cetonas com Borohidreto de Sódio

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ UNIFAP DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE QUÍMICA DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL 1 Prof Dr David Esteban Quintero Jimenez Relatório da prática n 7 R edução de derivados de cetonas com borohidreto de sódio para a obtenção da mistura racêmica do 444trifluoro3hydroxy1phenylbutan1one Turma 20191 Discente Samuel Queiroz Lopes Matrícula 2019001463 Macapá2021 Resumo Nesse trabalho foi realiza da a redução de derivados de cetona com borohidreto de sódio para a obtenção da mistura racêmica do 444trifluoro3hydroxy1phenylbutan1one Por meio dessa prática foi possível discutir conceitos de estereoquímica mecanismo de reação e análises espectroscópicas Foi obtido um sólido branco no final do processo com rendimento de 98 e este foi caracterizado por técnicas como FTIR RMN e HPLC Abstracts In this work the reduction of ketone derivatives with sodium boron hydride was carried out to obtain the racemic mixture of 444trifluoro3hydroxy1phenylbutan1one Through this practicle it was possible to discuss concep t s of stereochemistry reaction mechanism and spetroscopic analysis a white solid was obtained at the end of process 3 this was characterized by techniques such as ftir RMN and HPLC Objetivos Geral Realizar a redução da 444trifluoro1phenylbutane13dione com borohidreto de sódio para a obtenção da mistura racêmica do 444trifluoro3hydroxy1phenylbutan1one Específicos Investigar e compreender os conceitos síntese orgânica estereoquímica mecanismo de reação e análises espectroscópicas 2 Materiais e reagentes Como r eagentes foram utilizados 444trifluoro1phenylbutane13dione 097 mL Ácido clorídrico 1M 7 mL HCl Borohidreto de sódio 0360 g NaBH 4 MeOH 95 15 mL EtOH Éter dietílico 20 mL Et 2 O Sulfato de sódio anidrido Na 2 SO 4 Como vidrarias foram utilizados Balão de 125 mL banho de gelo bastão de vidro espátula funil de extração funil de filtração simples papel de filtro placa de agitação e aquecimento pulga ou peixinho placa de CCD pipeta Pasteur Foi realizada a caracterização do produto por HPLC Column chiral OD 046 µm x 25 cm Eluente Hexano e isopropanol 9802 Fluxo 1 mL min Detector UVDAD 210 nm Tempo de retenção para o enantiômero A 15228 min Tempo de retenção para o enantiômero B 18806 min Procedimento experimental Em um balão de 125 mL foi adicionado borohidreto de sódio 0360 g Em seguida adicionado o etano l 95 15 mL e agitado até a dissolução do sólido A mistura de reação foi colocada em um banho de gelo L entamente adicionouse à solução de NaBH 4 a 444trifluoro1phenylbutane13dione 1 g ou 097 mL Após a adição de cetona a reação foi deixada em agitação constante por 16 horas Após a reação ser completada foi adicionado HCl 1M 72 mL à mistura reacional Após 15 min utos de agitação o frasco reacional foi colocado em agitação magnética com aquecimento até o solvente entrar a ebulição Após a ebulição o equipamento foi desligado E a mistura resfriada a té a temperatura ambiente e em seguida colocada em banho de gelo F oi realizada a extração da reação em funil de extração com o éter dietílico 3 x 20 mL Foi combinada as fases orgânicas e adicionado o sulfato de sódio anidro A fase orgânica foi filtrada para retirar o sulfato de sódio Em seguida a fase orgânica foi concentrada com auxílio de um rotaevaporador Por fim o produto foi caracterizado RMN IV EM separação quiral Resultados e discussões Conforme descrito no esquema abaixo a redução do 444trifluro1fenilbutan13diona pode originar dois produtos distintos há duas carbonilas que podem sofrer o ataque do hidreto pode ocorrer a substituição em apenas uma ou nas duas Devido ao impedimento estérico da carbonila mais próxima ao anel aromático o ataque na carbonila mais externa é favorecida Figura 1 Síntese do 444trifluoro1phenylbutane13dione via redução com NaBH 4 O mecanismo mais aceito para a redução com carbohidreto de sódio é o que envolve a complexação do oxigênio carbonílico com Na semelhante a um ácido de lewis tornando o carbono carbonílico mais deficiente de elétrons facilitando a transferência do hidreto O alcóxido formado nesta etapa de adição do hidreto transformase no mono alcóxiboro hidreto ainda um agente redutor que pode reduzir outras moléculas de carbonilado O tetra alcoxiboroidreto é hidrolizado pelo próprio solvente prótico liberando o álcool O progresso da reação foi acompanhado cor cromatografia em camada delgada Conforme analise por HPLC Figura 2 foi possível observar dois picos o que indica que houve a formação dos dois isômeros Figura 2 Análise por HPLC Pela analises de cromatografia liquida podemos deduzir que formouse a mistura racêmica RS na proporção 5050 de cada um dos enantiomeros Este resultado era já esperado considerando que o agente redutor NaBH 4 é um redutor de tipo não quiral e devido a essa natureza não é possível ter o controle da adição do íon hidreto sobre as caras da carbonila que se encontra em geometria planar devido a sua hibridização sp 2 e observandose adição nas dus fases do grupo funcional carbonilico fornecendo como resultado dois álcoois mistura racêmica 7 Considerações finais Por meio dessa prática experimental foi obtido a mistura racêmica de 444trifluoro3hidroxi1fenilbutan1ona e 444trifluoro1fenilbutan13diol por meio da redução de cetonas com boro hidreto de sódio conforme os objetivos previamente estipulados O produto final foi um sólido branco Para realização desse experimento foi necessário a aplicação de conceitos r elacionados a estéreoquí mica m ecanismo de reação e técnicas de espectroscopia O que perm i tiu aos alunos um aprofundamento e melhor noção de tais conceitos o progresso da reação foi acompanhado por cromatografia em camada delgada e o produto caracterizado por HPLC FTIR e RMN