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Type: Tese de Doutorado
Title: Sistemas catalíticos tandem para a funcionalização de arilpropenos de origem natural
Authors: Kelley Cristina Batista de Oliveira
First Advisor: Eduardo Nicolau dos Santos
First Referee: Mario Roberto Meneghetti
Second Referee: Benedito dos Santos Lima Neto
Third Referee: Rosemeire Brondi Alves
metadata.dc.contributor.referee4: Ynara Marina Idemori
Abstract: Este trabalho apresenta os avanços no desenvolvimento de sistemas catalíticos tandem altamente eficientes na conversão de alil e propenil aromáticos em produtos de interesse comprovado ou potencial para a química fina. As reações estudadas foram: metátese cruzada/hidrogenação, hidroaminometilação, hidroformilação/condensação de Knoevenagel/hidrogenação. Na primeira parte do trabalho, foram realizadas reações de metátese cruzada dos propenil aromáticos (anetol, isoeugenol e isosafrol) com o acrilato de metila empregando catalisador de Grubbs-Nolan (RuCl2(Imes)(CH2Ph)). A adição de fenol (2-terc-butilfenol ou 4-terc-butilfenol) levou ao aumento tanto na estabilidade do catalisador como na seletividade para os produtos de metátese cruzada desejados. Em condições ideais, cerca de 95% do produto de metátese foi obtido utilizando 2,8 mol% de RuCl2(Imes)(CH2Ph) em dicloroetano a 70oC. Se desejado, a hidrogenação da ligação dupla C = C dos cinamates e ferulatos formadas, pode ser hidrogenado utilizando os complexos de rutênio residuais, por adição de 30 bar de hidrogênio molecular, durante 3 horas a 70 oC, com um rendimento quantitativo.Na segunda parte do trabalho, a hidroamonometilação do eugenol ou isoeugenol com di-n-butilamina promovida por bis [(1,5-ciclooctadieno) (µ-metoxi)-ródio (I)] (Rh-1) foi estudado. Na ausência de auxiliares de fósforo, o sistema promoveu a conversão completa do substrato em aminas, mas a regiosseletividade foi baixa. Porém a adição de ligantes reduz a isomerização competitiva e melhora a regiosseletividade para o produto linear. Por outro lado, a adição de ligante dificulta a hidrogenação da enamina,promovendo que os intermediários da reação, aldeídos e enaminas se acumulem. Empregando o ácido tríflico como um promotor, o sistema catalítico torna-se altamente eficiente e regiosseletivo. Em condições ótimas a amina linear é obtida com 93% de rendimento utilizando o sistema Rh/NAPHOS/ácido tríflico (0,05% de mol Rh-1). Na terceira parte do trabalho a sequência tandem hidroformilação / condensação Knoevenagel/hidrogenação foi empregada tendo como substrato o eugenol e acetoacetona, malonato de dimetila ou acetoacetato de etila como pares de condensação. A reação foi efetuada em água como solvente empregando o Rh-1, tris 3-sulfonatofenil)fosfina (TPPTS), acetato de piperidínio e cloreto de cetiltrimetilamônio (CTAC). Em condições ideais, foram obtidos 83% de rendimento para os produtos de Knoevenagel hidrogenados. Foi possível reciclar o catalisador através da reutilização da fase aquosa, apesar de ter causado alguma perda na seletividade
Abstract: This work presents the advances made in the development of tandem catalytic systems highly efficient in converting allyl and propenyl benzenes of renewable sources into products of proved or potential interest as fine chemicals. The reactions studied were: cross-metathesis/hydrogenation; hydroaminomethylation; and hydroformylation / Knoevenagel condensation / hydrogenation. In the first part of the work, the cross-metathesis of the propenyl benzenes isoeugenol, anethole and isosafrol with methylacrylate were performed employingGrubbs-type catalysts. The addition of phenols (2-tert-butyl or 4-tert-butyl) leaded to the increase both in stability of the catalyst and selectivity for the desired cross metathesis products. Under optimal conditions, yields around 95% were obtained with 2,8 mol% of RuCl2(IMes)(CH2Ph) in dichloroethane at 70oC. If desired, the C=C of the formed cinammates and ferulates can be hydrogenated employing the residualruthenium complexes by adding 30 bar of molecular hydrogen and reacting for 3h at 70 oC with quantitative yield. In the second part of the work, the hydroaminomethylation of eugenol or isoeugenol with di-n-butylamine promoted by bis [(1,5-cyclooctadiene) (ì-methoxy)rhodium (I)] (Rh-1) was studied. In the absence of phophorus ancillaries, the system promoted the complete conversion of the substrate into amines, but the regioselectivity was low. On one hand phophine-type ligands reduce the competitive isomerization and improve the regioselectivity for the linear product. On the other hand, the addition ofsuch kind of ligands hampers the enemine hydrogenation step and make the intermediate aldehydes and enamines accumulate. Employing triflic acid as a promoter, the catalytic system becomes highly efficient and regioselective. Under optimalconditions the corresponding linear amine is obtained in 93% employing 0.05 mol% ofthe above-mentioned Rh complex NAPHOS as ancillary.In the third part of the work the tandem sequence hydroformylation / Knoevenagel condensation / hydrogenation was employed having eugenol as substrate and acetoacetone, methylmalonate or ethylacetoacetate as condensation counterparts.The reaction was performed in water as solvent employing the Rh-1, tris(3-sulfonatophenyl)phosphine, trisodium salt (TPPTS), piperidynium acetate and cetyltrimethylammonium chloride (CTAC). Under optimal conditions, yields up to 83% were obtained. It was possible to recycle the catalyst by reusing the aqueous phase, although it caused some loss in selectivity
Subject: Química inorgânica
Olefinas
Metátese (Química)
Catálise
Hidrogenação
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-8YVUE2
Issue Date: 26-Sep-2012
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