Relatorio Pratica Reacao de Diels Alder - Sintese Organica e Mecanismos

Practica 8 Reação de ciclo adição 42 reação de Diels Alder Em um balão de fundo redondo de 25 mL adicionar 05 mmol do aduto de Knoevenagel 05 mmol de ciclopenta13dieno e 10 mL de água Montar o sistema com aquecimento em banho Maria 50 oC adicione um 1 de HCL como catalisador Deixar o sistema com agitação por 15 hora Após 15 horas desligar o aquecimento retirar o sistema do banho Maria e esperar resfriar à temperatura ambiente Transferir a solução para um béquer de 100 mL e em seguida transferir o béquer para um banho de gelo para a completa cristalização do aduto de DielsAlder formado Pesar um papel de filtro que será utilizado na filtração e anotar sua massa Filtrar em funil de Büchner lavando os cristais com 10 mL de hexano Questões para discutir nos resultados 1 Escrever o mecanismo para reação de DielsAlder envolvendo os orbitais moleculares de fronteira do dieno e dienófilo 2 Quais são as características estruturais dos reagentes utilizados na reação de Diels Alder 3 Qual é a importância da reação DielsAlder para a química orgânica sintética 4 Qual categoria inclui a reação de DielsAlder eliminação substituição rearranjo ou adição Qual a importância da reação de DielsAlder para a química ambiental 5 Quantos centros estereogênicosquirais possui o aduto formado na reação de Diels Alder 6 Quantos isômeros adutos são possíveis de serem formados na reação de DielsAlder Observação Paper indicado para leitura J Mondal A Modak A Bhaumik Journal of Molecular Catalysis A Chemical 2011 335 236241 UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ UNIFAP DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE QUÍMICA DISCIPLINA DE QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL 1 Prof Dr XXXXXXXXXXXXXX Reação de ciclo adição 42 reação de DielsAlder Turma 20191 Discente Samuel Queiroz Lopes Matrícula 2019001463 Macapá2023 Resumo Nesse trabalho foi realizada uma reação de DielsAlder empregando como reagente de partida o aduto de Knovenagel como dienófilo e um ciclopentadieno como dieno de reação Esta reação ocorreu sob aquecimento brando fornecendo o produto de DielsAlder desejado após 15 h de reação seguida de resfriamento para cristalização Os cristais obtidos foram filtrados e lavados com hexano posteriormente Abstract In this work a DielsAlder reaction was performed using as a starting reagent the Knovenagel adduct as dienophile and a cyclopentadiene as a reaction diene This reaction occurred under mild heating providing the desired Diels Alder product after 15 h of reaction followed by cooling for crystallization The obtained crystals were filtered and washed with hexanes later 1 Objetivos Geral Realizar uma reação de DielsAldervisando a obtenção seletiva de um aduto desta reação Específicos Investigar e compreender os conceitos de síntese orgânica estereoquímica mecanismo de reação química verde 2 Materiais e reagentes Como reagentes e solventes foram utilizados aduto de Knoevenagel 05 mmol ciclopenta13dieno 05 mmol 10 mL de água destilada 10 mL n hexano HCl Como vidrarias e equipamentos foram utilizados Balão de 25 mL banho de gelo funil do tipo Büchner papel de filtro chapa de aquecimento béquer de 100 mL pipeta de Pasteur 3 Procedimento experimental Em um balão de fundo redondo de 25 mL foi adicionado 05 mmol de aduto de Knoevenagel Em seguida foi adicionado 05 mmol de ciclopenta13dieno Adicionouse 10 mL de água destilada como solvente de reação O sistema de aquecimento foi montado 50 C banho maria e adicionouse 1 de HCl como catalisador deixando o sistema reacional sob agitação por 1 hora e 30 minutos Após este período o sistema foi resfriado à temperatura ambiente e o bruto reacional transferido para um béquer de 100 mL sob banho de gelo visando favorecer o processo de cristalização do aduto de Diels Alder Após a reação ser completada foi adicionado HCl 1M 72 mL à mistura reacional Após 15 minutos 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 até a temperatura ambiente e em seguida colocada em banho de gelo Pesouse então o sólido cristalino com auxílio de um papel de filtro e anotouse sua massa correspondente obtida filtrandoo em um funil do tipo Büchner lavando os cristais com volume de 10 mL de hexano 4 Resultados e discussão A reação de DielsAlder é uma reação química orgânica básica que envolve a cicloadição de um dieno conjugado dieno e um alceno dienófilo para formar um anel de seis membros ciclohexeno com estereo regiosseletividade e propriedades características Esta reação é classificada como reação pericíclica porque sofre um estado de transição cíclico coordenado sem formar intermediários através de um mecanismo reacional concertado como consequência de específica simetria de orbitais envolvidos na reação química Figura 1 Este mecanismo coordenado pelo qual a reação de DielsAlder acontece promove a formação de um aduto como produto de reação sendo esta uma característica de destaque relacionada a química verde pois representa um processo atomicamente econômico uma vez que não gera subprodutos Além disso a reação de DielsAlder normalmente ocorre à temperatura e pressão ambientes o que contribui para sua durabilidade A formação de um único produto cicloaduto nesta reação simplifica o processo de purificação e reduz a necessidade de uso excessivo de solventes tornandose uma ferramenta valiosa na prática da química verde Esta reação possui grande importância na química orgânica sintética Em síntese de produtos naturais complexos é comum que esta reação seja empregada na preparação de fragmentos cíclicos na síntese de terpenóides Figura 1 complexos e outras classes de produtos naturais e sintéticos de interesse biológico e industrial Além disso diversas aplicações tecnológicas são possíveis pelo emprego desta reação Funcionalização de superfícies polimerizações inteligentes aplicações médicas nanotecnológicas e muito mais podem ser facilmente encontrados na literatura Do ponto de vista do experimento desenvolvido o ciclopenta13dieno reagiu com o aduto de Knoevenagel sob aquecimento brando por um período de 1h e 30 minutos Durante resfriamento foi possível realizar a cristalização do produto desejado e sua filtração permitiu seu posterior isolamento Esquema 1 Esquema 1 É interessante observar que o produto desejado apresenta 1 carbono assimétrico e isto pode ser destacado pelo fato dos reagentes de partida possuírem estrutura molecular assimétrica De acordo com MONDAL MODAK BHAUMIK 2011 tal reação forneceu apenas 1 isômero como produto desejado como consequência das restrições estruturais provenientes do estado de transição 5 Considerações finais Por meio dessa prática experimental foi obtido a mistura racêmica de 444trifluoro3hidroxi1fenilbutan1ona e 444trifluoro1fenilbutan13diol por meio da redução de cetonas com borohidreto de sódio conforme os objetivos previamente estipulados O produto final foi um sólido branco Para realização desse experimento foi necessário a aplicação de conceitos relacionados a estéreoquímica mecanismo de reação e técnicas de espectroscopia O que permitiu 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 REFERÊNCIA EXPERIMENTAL MONDAL John MODAK Arindam BHAUMIK Asim Highly efficient mesoporous base catalyzed Knoevenagel condensation of different aromatic aldehydes with malononitrile and subsequent noncatalytic DielsAlder reactions Journal of Molecular Catalysis A Chemical S l v 335 n 12 p 236 241 2011 ISSN 13811169 DOI 101016jmolcata201011039 Disponível em httpdxdoiorg101016jmolcata201011039