Révision des structures de gouvernance

O comportamento sob radiação UV dos naftopiranos 20 e 21 substituídos na posição 4 por uma cadeia C(CH3)2COOEt e C(CH3)2COOH mostram que estes compostos são

fotocrómicos à temperatura ambiente, ocorrendo a abertura do ciclo pirânico apesar da natureza do substituinte poder afetar profundamente a estabilidade das formas abertas. O substituinte C(CH3)2COOEt origina unicamente a formação do isómero TT muito estável enquanto com o

substituinte C(CH3)2COOH ocorre uma reação irreversível subsequente à abertura do anel com

formação de uma espécie corada. Todavia estes resultados, bem como os que observámos com os benzopiranos 3 e 12, mostram que o fotocromismo é compatível com um substituinte nesta posição.

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3.5 Síntese de naftopiranos substituídos na dupla ligação

Até aqui os estudos reportados neste trabalho envolveram benzo e naftopiranos substituídos no carbono sp3 _{por grupos fenilo, no entanto, de acordo com Corns [1] e Gabbutt}

[57] a introdução de um substituinte na posição orto dos grupos fenilo aumenta o impedimento estéreo dos fotoisómeros levando à formação de espécies coradas com tempos de vida mais longos.

De modo a aumentar a estabilidade térmica do fotoisómero TC decidiu-se sintetizar naftopiranos substituídos na posição 4 por grupos alquilo contendo no carbono sp3 _{grupos fenilo}

substituídos na posição orto. O impedimento estéreo provocado pelos grupos na posição orto deverá aumentar a estabilidade térmica do isómero TC contrabalançando a destabilização provocada pelo substituinte da dupla ligação do anel pirânico.

Optou-se por seguir uma via sintética diferente igualmente em dois passos: em vez de construir primeiro uma naftopiranona seguido da introdução do substituinte na posição 4, decidiu-se construir uma cumarina, a partir do 1-naftol, com um substituinte na posição 4 e depois criar o ciclo pirânico por introdução dos grupos aromáticos usando reagentes de Grignard (esquema 3.35).

Esquema 3.35: Estratégia para a síntese de naftopiranos substituídos na posição 4 e na posição orto dos grupos fenilo.

3.5.1 Métodos síntese de cumarinas

Os métodos clássicos para a síntese de cumarinas são as reações de Perkin, Pechmann e a condensação Knoevenagel [31]. Recentemente outros métodos foram desenvolvidos envolvendo as reações de Wittig, Kostanecki-Robinson e Reformatsky [28]. Nesta breve revisão serão descritos apenas os métodos clássicos de síntese de cumarinas com destaque para a reação Pechmann que permite a formação de cumarinas substituídas na posição 4.

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3.5.1.1 Reação de Perkin

A reação de Perkin foi descoberta em meados do seculo XIX [58, 59] e consiste na condensação do salicilaldeído com um anidrido na presença de uma base fraca, frequentemente um sal de sódio/potássio ou trietilamina [60, 61]. O primeiro exemplo da reação foi descrito por Perkin em 1868 e envolveu a síntese de uma cumarina por aquecimento de um sal de sódio do salicilaldeído com o anidrido acético (esquema 3.36) [59]. Desde então diversas cumarinas tem sido sintetizadas segundo este método [28].

Esquema 3.36: Síntese de cumarina via reação de Perkin.

Contudo o método de Perkin apresenta algumas desvantagens: uso de altas temperaturas, grande excesso de reagentes (acetato de sódio e anidrido acético), processo de isolamento muito tedioso e baixos rendimentos [62, 63]. No entanto, este continua a ser o método mais direto para a síntese de cumarinas substituídas na posição 3 [62].

3.5.1.2 Reação de Knoevenagel

A reação de Knoevenagel, desenvolvida no início do século XX, envolve a condensação de aldeídos ou cetonas com um composto que possui um grupo metileno geralmente ligado a grupos atractores de eletrões como os grupos nitro, ciano e acilo. A reação envolve a ativação com uma base orgânica ou inorgânica [64, 65] (esquema 3.37). Por norma as condições da reação de Knoevenagel são menos severas que as requeridas pela reação de Perkin, sendo por isso utilizado muitas vezes como alternativa [60].

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Uma vasta gama de cumarinas têm sido sintetizadas usando este método, nomeadamente, cumarinas substituídas na posição 3 [28]. Em geral a condensação de Knoevenagel pode ser aplicada a qualquer aldeído ou cetona e a qualquer composto com um grupo metileno, no entanto, pode ser necessário o uso de condições mais drásticas em compostos com grupos metileno menos reativos. Outro dos problemas desta reação é por vezes o impedimento estéreo bem como a formação de produtos secundários através de reações competitivas [65], nomeadamente a reação de Michael (adição 1,4) [66].

Ao longo dos anos diversas modificações foram propostas na tentativa de melhorar o rendimento. Por exemplo a 7-hidroxi-6,8-dimetoxicumarina, uma cumarina natural, foi obtida a partir de um derivado do siringaldeído e o ácido Meldrum na presença de ZnO, que promove a condensação de Knoevenagel, seguida de uma descarboxilação com cobre [67]. Mais recentemente, diversos grupos de investigação têm reportado o aquecimento em micro-ondas [68] bem como a utilização de catalisadores inorgânicos usando como meio da reação líquidos iónicos como alternativas que apresentam melhores rendimentos [69].

3.5.1.3 Reação de Pechmann

Em 1883, Pechmann [70] descreveu um método eficiente de síntese de cumarinas que envolve a condensação de fenóis com -ceto-ésteres [71] na presença de ácidos (esquema 3.38) tais como ácido sulfúrico [72], ácido trifluoroacético [73] ou ácidos de Lewis (pentóxido de fosforo, cloreto de alumínio, etc.) [74, 75]. Nesta reação uma ampla gama de fenóis substituídos e -ceto-ésteres podem ser usados originando cumarinas que podem ser substituídas no anel aromático ou na dupla ligação da cumarina [72,76].

Esquema 3.38: Síntese de cumarinas via reação de Pechmann.

A reação de Pechmann é especialmente indicada para a síntese de cumarinas substituídas na posição 4 [77] utilizando -ceto-ésteres adequados e fenóis comerciais.

153 Assim, optou-se por escolher este método para a síntese das cumarinas pretendidas, substituídas na posição 4 por um grupo metilo e propilo, a partir do 1-naftol e do acetoacetato de etilo ou 3-oxohexanoato de etilo.

3.5.2 Síntese de naftopiranos substituídos na posição 4

A condensação do 1-naftol com o acetoacetato de etilo na presença de um catalisador, TiCl4, originou a cumarina 23, com rendimento de 33%, a qual apresenta um grupo CH3 na

posição 4 (esquema 3.39) [78]. Este composto é fluorescente quando exposto à luz UV (365 nm) o que corrobora a formação de uma cumarina.

A formação da cumarina foi confirmada por RMN de 1_{H, onde se observa a presença de}

dois singuletos chave: um a 6,35 ppm (1H) referente ao protão etilénico H-3 e outro a 2,5 ppm (3H) correspondente aos protões do grupo CH3. Estes dados espectroscópicos estão de acordo

com a literatura [78].