PESQUISA E EDUCAÇÃO – PREPARAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS DE FONTES NATURAIS NA DISCIPLINA DE ORGÂNICA EXPERIMENTAL


Rosângela Bezerra da Silva 1(FM) , Simon John Garden 2 (PQ); José Celso Torres 2 (PG) e Angelo da Cunha Pinto 2 (PQ)


1 Centro Federal de Educação Tecnológica de Química de Nilópolis – CEFET

2 Departamento de Química Orgânica - Instituto de Química - UFRJ


palavras-chave: educação, experimental, orgânica

O modelo aprendizagem ou da construção do conhecimento científico concordam com um processo vertical de divulgação ou ensino baseado em uma técnica de exposição exclusiva a uma tradição rígida. Nesse contexto as atividades de laboratório tem o sabor prático da transformação, aludem as habilidades do aprendiz enquanto capaz de reproduzir a técnica mas frustram o seu sonho de poder criar e de ser declarado verdadeiro cientista pois permanece limitado a reprodução do roteiro que lhe foi previamente fornecido. As atividades de laboratório, no universo da síntese orgânica, devem ser desprendidas da mera reprodução de roteiros para avançar para um modelo pedagógico de investigação-estruturação, valorizando a necessidade do entendimento tanto a partir do conjunto das técnicas envolvidas quanto pela sistemática adotada 1,2.

O presente trabalho propõe uma atividade que pretende valorizar a síntese orgânica de substâncias naturais, levando o aluno a realizar o exercício da preparação, isolamento, purificação e caracterização estrutural.

A convolutamidina A, 4,6-dibromo-3-(2-oxopropil)-3-hidroxi-2-oxindol (Figura 1), um alcalóide com acentuada atividade anti-câncer, foi isolada em pequena quantidade (8,6x10-6% de rendimento) 3 do briozoário Amathia convoluta, um organismo marinho coletado no golfo do México, na Flórida.








Figura 1: Convolutamidina A (1)

Quando substâncias bioativas são isoladas em baixos rendimentos, faz-se necessário o desenvolvimento da síntese destas substâncias para a preparação em maiores quantidades visando realizar estudos farmacológicos.

Desse modo, a convolutamidina A foi sintetisada na sua forma racêmica 4 a partir da p-nitroanilina, em 53% de rendimento global.

A estratégia sintética abordada levou em conta dois aspectos importantes: a disponibilidade e o custo dos materiais de partida e a simplicidade das reações envolvidas. Assim, a síntese da convolutamidina A envolveu reações conhecidas e utilizadas por alunos de terceiro e segundo grau técnico, tais como bromação, diazotação, redução catalítica, hidrólise, condensação aldólica e a reação de síntese de isatinas pela metodologia de Sandmeyer (Figura 2); empregando reagentes de baixo custo, disponíveis em qualquer laboratório de química orgânica












Figura 2: Síntese da Convolutamidina A (1) e de seu isômero 5,7-dibromado (2)

a: Br2/ácido acético, 98%; b: NaNO2/H2SO4/etanol, 97%; c: (i)Ni-Raney/H2/etanol, (ii)HCl/etanol/H2O, 86-96%; d: cloral/H2SO4.(H2NOH)2/Na2SO4/H2O:etanol(3:1v/v), 82-88%; e: H2SO4(80-86%); f: acetona/Et2NH, 77%; g: (i)Br2/etanol, (ii)H2O, 94%; h: acetona/Et2NH, 83%

A etapa chave da síntese foi a preparação do a-isonitrosoacetanilida 3,5-dibromada. Em nossas investigações preliminares, empregando água como solvente e aquecimento sob refluxo por dez minutos, obtivemos a a-isonitrosoacetanilida 3,5-dibromada em apenas 11% de rendimento. Uma modificação das condições reacionais 4, utilizando como solvente água/etanol (3:1v/v) e aquecimento a temperatura de 60-80oC por várias horas, forneceu 88% de rendimento.

A preparação do isômero 5,7-dibromado da convolutamidina A foi realizada em duas etapas através da bromação da isatina seguida da reação de condensação aldólica com acetona. O isômero serviu para confirmar o padrão de substituição 4,6 da convolutamidina A.

A convolutamidina A ilustra o quanto as substâncias naturais são um bom exercício para os aprendizes de química, uma vez que tanto sua obtenção de fonte natural quanto a sua preparação em laboratório envolve um conjunto de técnicas que são parte da rotina experimental de profissionais da química, fazendo com que o aluno transponha o seu conhecimento teórico em eficiência na atividade prática, não somente em resultados mas principalmente em entendimento daquilo que realiza. Torna-se importante ressaltar o papel da síntese orgânica, uma vez que a obtenção de substâncias bioativas de fontes naturais quase sempre ocorre em pequenas quantidades, comprometendo a existência da espécie no ecossistema.


(1) Saviani, N., 1994, Saber Escolar, Currículo e Didática; (2) Silva, R.B. et al, 1998, 21aRASBQ; (3) Kamano, Y. et al., 1995, Tetrahedron Lett., 36, 2783-4; (4) Garden, S.J. et al., 1997, Tetrahedron Lett., 38, 1501-4.


(CEFET-Química, CNPq)