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Tipo: Dissertação
Título: Síntese de produtos fragrantes através da oxidação catalítica de olefinas de origem natural
Autor(es): Marcelo Gomes Speziali
primer Tutor: Elena Vitalievna Goussevskaia
Resumen: Linalol, um álcool alílico monoterpênico, foi eficiente e seletivamente oxidado por dioxigênio em soluções de metanol e etanol usando um sistema catalítico, Pd(OAc)2/Cu(OAc)2, livre de cloretos sob condições não ácidas. O correspondente éter alílico formado exclusivamente da oxidação da ligação dupla interna trissubstituída foi caracterizado como o produto majoritário em cada álcool. Em metanol, este produto, 7-metóxi-hotrienol, foi obtido com rendimento virtualmente quantitativo. É notável o fato de que a ligação dupla terminal do substrato permaneceu intacta. Em ácido acético, foi utilizado benzoquinona como oxidante terminal; a regiosseletividade para o produto de oxidação alílica foi completamente diferente da obtida nos alcoóis. Um produto majoritário, 8-acetato de linalila, foi formado com até 85% de seletividade. Todos os derivados do linalol obtidos possuem um agradável aroma floral a frutado. Estes derivados podem ser encontrados em plantas exóticas ou em uvas. Até onde sabemos, este trabalho relata a primeira síntese destes monoterpenos funcionalizados potencialmente úteis como componentes de perfumes sintéticos. Baseando-se nos resultados obtidos, o mecanismo desta reação de oxidação não usual envolvendo a formação de vários intermediários organometálicos bimetálicos Pd-Cu é discutido. A reatividade de outros monoterpenos, tais como, nerolidol, β-citroneleno, citronelol, nerol, citral, citronelal, mirceno e limoneno, foi testada sob condições similares. Os resultados obtidos suportam o mecanismo proposto para a oxidação do linalol e confirmam a importância da ligação dupla terminal desativada pelo grupo hidroxila na posição alílica para a oxidação seletiva da ligação dupla interna do substrato promovida por paládio. Algumas olefinas simples também foram convertidas nos correspondentes compostos carbonílicos, o que mostra a eficiência do sistema desenvolvido Pd-Cu também para esta classe de substratos. Este trabalho também descreve um novo processo para a oxidação de alcoóis alílicos monoterpenicos com dioxigênio catalisado por magnetitas dopadas (fórmula, Fe3−xMxO4 (M = Co; Mn; x = 0–0.75) na ausência de solvente. O linalol foi convertido no óxido correspondente com razoável seletividade de até 25%. Nerol e geraniol foram convertidos em citral, no entanto a seletividade para este produto não excedeu 45% devido a sua alta reatividade sob as condições de reação. O catalisador não sofreu lixiviação do metal e pôde ser facilmente recuperado por filtração ou separação magnética.
Abstract: Linalool, a monoterpenic allylic alcohol, has been efficiently and selectively oxidized by dioxygen in methanol and ethanol solutions using a chloride-free Pd(OAc)2/Cu(OAc)2 catalytic system under non-acidic conditions. Corresponding allylic ether arising from the exclusive oxidation of a trisubstituted internal double bond has been characterized as a major product in each alcohol. In methanol, this product, 7-methoxyhotrienol, was obtained in a virtually quantitative yield. It is remarkable that a monosubstituted terminal double bond of the substrate remains intact. In acetic acid, catalytic palladium turnover was achieved only by using benzoquinone as a terminal oxidant, with the regioselectivity of allylic oxidation being completely switched from that in alcohols. A major product is 8-linalyl acetate formed with up to 85% selectivity. All linalool derivatives obtained have a pleasant scent with a flower or fruit tinge and are natural products found either in exotic plants or in grape wines. To the best of our knowledge, the present work reports a first synthesis of these functionalized monoterpenes potentially useful as components of synthetic perfumes. Based on the results obtained, the mechanism of this unusual oxidation reaction involving the formation of various organometallic intermediates is discussed, with bimetallic Pd-Cu catalysis being suggested. Reactivity of other monoterpenes, such as nerolidol, β-citronelene, citronelol, nerol, citral, citronelal, mircene and limonene, has been tested under similar conditions. The results obtained support the mechanism proposed for the oxidation of linalool and confirm the importance of the deactivated by allylic hydroxyl group terminal double bond for the palladium promoted selective oxidation of the internal double bond of the substrate. Some simple terminal olefins have also been converted into corresponding carbonilic compounds, which shows the efficiency the developed Pd-Cu system for this class of substrates as well. This work also describes a novel process for the oxidation of monoterpenic allylic alcohols with dioxygen catalyzed by doped magnetites (formula, Fe3−xMxO4 (M = Co; Mn; x = 0–0.75) in a solvent-free medium. Linalool was converted to the correspondent oxide with reasonable selectivity at ca. 25 % conversion. Nerol and geraniol were converted into citral, albeit the selectivity for this product did not exceed ca. 45 % due to its high reactivity under the reaction conditions. The catalysts undergo no metal leaching and can be easily recovered either magnetically or by filtration.
Asunto: Química Inorgânica
Catálise
Monoterpenos
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Química
Tipo de acceso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/48454
Fecha del documento: 25-feb-2008
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