Estudo sobre o uso do NbCl5 como ácido de Lewis em reações de Diels-Alder no anel furano

Abstract

O presente estudo tem como objetivo avaliar o uso do pentacloreto de nióbio (NbCl5) como catalisador em reações de Diels-Alder entre o anel furano e alguns dienófilos reativos. Alguns parâmetros como, temperatura, tempo reacional e proporção de catalisador foram variados a fim de se encontrar as melhores condições reacionais para cada par dieno/dienófilo. Os compostos de nióbio apresentam acidez de Lewis comprovada por vários estudos. Em especial, o NbCl5 demonstrou boa atividade como catalisador em diversas reações orgânicas. Desde a sua descoberta em 1928, a cicloadição [4+2], ou reação de Diels-Alder é amplamente estudada e utilizada na construção de anéis de seis membros. O notável interesse nessas reações se dá devido à possibilidade de se obter moléculas com elevada complexidade estrutural em apenas uma etapa reacional. A reação de Diels-Alder empregando o anel furano como dieno fornece o 7-oxabiciclo[2.2.1]hept-5-eno, um intermediário na síntese de diversos produtos naturais como derivados do ácido chiquímico, terpenos, prostaglandinas, entre outros. Um problema associado a essas reações é a baixa reatividade do furano como dieno, com isso diversos estudos vem propondo o uso de catalisadores ácidos de Lewis e pressões elevadas com o intuito de melhorar os rendimentos reacionais e a seletividade. Nas reações em que o furano foi o dieno e o acrilato de metila o dienófilo, rendimentos maiores que os descrito na literatura foram obtidos especialmente a baixas temperaturas; o NbCl5 não foi ativo em nenhuma das condições reacionais testadas com o maleato de dimetila; nas reações em que a acrilonitrila participou como dienófilo os rendimentos foram baixos e observou-se a formação de subprodutos, possivelmente resultado de polimerização; as reações com a 2-cloro-crilonitrila também apresentaram rendimentos baixos, mas com inversão da seletividade em relação ao observado para os outros adutos; e com base em um estudo teórico reportado na literatura, realizou-se uma tentativa de efetuar uma hetero Diels-Alder com o acetaldeído como heterodienófilo, entretanto há evidências da formação do produto de substituição no anel. Quando o 2-metil-furano foi o dieno as reações apresentaram subprodutos, não havendo formação do cicloaduto