ESTUDOS VISANDO A SÍNTESE DE FEROMÔNIOS DE FORMIGAS ATRAVÉS DA REAÇÃO DE BAYLIS-HILLMAN ACELERADA POR ACETATO DE COBRE(II)


Marcus Mandolesi Sá (PQ), Luciano Fernandes (IC)

Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina (DQ-UFSC)


palavras-chave: Baylis-Hillman; ácido 2,4-dimetil-2-hexenóico; feromônio de formigas


Feromônios são substâncias envolvidas nos processos de comunicação entre organismos vivos.1 As metodologias empregadas na síntese de feromônios geralmente utilizam espécies carbaniônicas (enolatos) e reagentes organometálicos para a construção do esqueleto carbônico. A reação de Baylis-Hillman tem sido extensivamente estudada nos últimos anos como um método alternativo e eficaz para o estabelecimento de ligações C-C.2 Apesar de fornecer álcoois alílicos 1 densamente funcionalizados a partir de reagentes simples, baratos e sob condições brandas, a reação de Baylis-Hillman ainda encontra aplicação restrita na síntese de feromônios.3


Um aspecto negativo associado às reações de Baylis-Hillman diz respeito aos longos tempos de reação reportados, quando se utilizam substratos pouco reativos. Numerosos esforços buscando condições que acelerem a reação têm sido relatados, incluindo mudanças nas condições reacionais, utilização de outros catalisadores e aplicação de técnicas de ultra-som, microondas e alta pressão.2-5 Apesar de induzirem a aceleração da reação, esses métodos geralmente apresentam alguma desvantagem associada, como menores rendimentos, pouca generalidade e reagentes e condições pouco acessíveis. Pela facilidade em se coordenar com funções oxigenadas, a utilização de ácidos de Lewis como aceleradores da reação de Baylis-Hillman parece promissora, mas ainda pouco explorada.5

Este trabalho descreve os resultados preliminares envolvendo o emprego de acetato de cobre(II) [Cu(Ac)2] como acelerador das reações de Baylis-Hillman. Esta metodologia está sendo empregada na síntese do ácido (Z)-2,4-dimetil-2-hexenóico 2, um dos constituintes principais das glândulas mandibulares das formigas Camponotus rasilis e Camponotus nearcticus e uma das substâncias responsáveis pelo vôo de acasalamento entre machos e fêmeas.6

A síntese proposta para o ácido 2 envolve três etapas, partindo-se da reação de Baylis-Hillman entre acrilato de metila e 2-metilbutiraldeído. Este aldeído é pouco reativo devido à a-ramificação, dessa forma efetuaram-se inicialmente algumas reações-modelo visando a obtenção de condições reacionais favoráveis com o emprego de ácidos de Lewis. As reações entre acrilato de metila e um aldeído catalisadas por 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO), na presença e na ausência de diferentes ácidos de Lewis estão apresentadas na Tabela abaixo.


Dentre os três ácidos de Lewis testados (Reações 1, 2 e 3), observou-se que o Cu(Ac)2 forneceu o rendimento mais alto nas condições reacionais empregadas (Reação 3). Dessa forma, efetuaram-se reações simultâneas entre acrilato de metila e acetaldeído catalisadas por DABCO, na presença e na ausência de Cu(Ac)2. Pelos dados da Tabela, observa-se que a presença do sal de cobre promove a aceleração da Reação 4, fornecendo em apenas dois dias o álcool alílico 1 (R = CH3) em rendimento quase quantitativo após purificação. Já a reação na ausência de cobre forneceu o produto esperado em rendimentos inferiores (Reação 5), evidenciando a influência de Cu(Ac)2 na velocidade de reação. É importante destacar que a literatura descreve a síntese de 1 (R = CH3) em 95% de rendimento e sete dias de reação.2a

A reação de Baylis-Hillman entre acrilato de metila e 2-naftaldeído forneceu o álcool esperado 1 (R = 2-C10H7) em rendimentos ligeiramente superiores com o emprego de Cu(Ac)2 (Reações 6 e 7). Neste caso o tempo de reação de 3 dias parece ter sido longo o suficiente para que ambas as reações se completassem, produzindo resultados ainda não definitivos envolvendo o efeito de Cu(Ac)2 na reação.

Em conclusão, acetato de cobre(II) atua como acelerador das reações de Baylis-Hillman. Esforços no sentido de desenvolver esta nova metodologia e aplicá-la na síntese de feromônios estão sendo realizados neste momento.


Reaçãoa

Equiv.

acrilato

Aldeído

(equiv.)

Metal (equiv.)

Tempo (h)

R%1b1


CH3CHO (3)AICI3 (0,50)90192b1ZnBr2 (0,50)90393b1Cu(Ac)2 (0,50)906841Cu(Ac)2 (0,20)449651-446762

2-C10H7CHO (1)Cu(Ac)2 (0,10)709072-7081(a) Equiv. DABCO = 0,6-0,8, t.a.; (b) 0,50 mL de CH2CI2 foram utilizados na reação


























1) Zarbin, P. H. G.; Ferreira, J. T. B.; Leal, W. S. Química Nova 1999, 22, 263.

2) Ciganek, E. Organic Reactions, John Wiley & Sons, N. Y., 1997, vol. 51, 201.

3) (a) Cheskis, B. A.; Moiseenkov, A. M.; Shpiro, N. A.; Stashina, G. A.; Zhulin, V. M. Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci. (Engl.Transl.) 1990, 39, 517. (b) ibid., p. 716. (c) Coelho, F.; Almeida, W. P.; Feltrin, M. P. 22a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), 1999, Poços de Caldas (MG), QO-095.

4) Almeida, W. P.; Coelho, F. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 8609.

5) Aggarwal, V. K.; Mereu, A.; Tarver, G. J.; McCague, R. J. Org. Chem. 1998, 63, 7183.

6) Brand, J. M.; Duffield, R. M.; MacConnell, J. G.; Blum, M. S.; Fales, H. M. Science 1973, 179, 388.