Aplicações dos heteropoliácidos do tipo Keggin à acilação Friedel-Crafts e à síntese de chalconas

Abstract

Os heteropoliácidos são polioxometalatos, compostos de um cluster óxido, com prótons associados, apresentando alta acidez de Brönsted, que tem atraído interesse acadêmico e industrial, devido a capacidade de promover catálise “verde”, atuando como catalisador homogênea e heterogênea. Diversas reações orgânicas já foram conduzidas neste sistema catalítico, sendo que a acilação Friedel-Crafts do metoxinaftaleno (2-MN) com anidrido acético (Ac2O) e as condensações de Claisen-Schmidt da acetofenona com benzaldeídos foram testados neste trabalho utilizando heteropoliácidos do tipo Keggin mássico (HPW), suportado em sílica (HPW-SiO2) e na forma de sal de césio (Cs2,2H0,8PW) e de potássio (K2,5H0,5PW). A acilação Friedel-Crafts do 2-MN com anidrido acético foi realizada em fase líquida, utilizando diversos solventes. Os melhores resultados de conversão e seletividade foram obtidos com nitrobenzeno. A máxima conversão foi obtida para concentrações iniciais de reagentes equivalentes ([2-MN]0 = [Ac2O]0). Dos catalisadores utilizados, as melhores conversões foram obtidas com o HPW mássico, que também se mostrou mais seletivo ao 2-acetil-6-metoxinaftaleno , chegando a 90,1%, a 130ºC em 1h de reação. O isômero cineticamente favorável, 1-acetil-2-metoxinaftaleno é formado e logo convertido a 2-acetil-6-metoxinaftaleno a 130ºC em nitrobenzeno. A temperatura de reação afeta a seletividade, mas tem pouco efeito na conversão do 2-MN. As reações de condensação de Claisen-Schmidt da acetofenona com benzaldeídos substituídos (benzaldeido, 4-clorobenzaldeído, 4-nitrobenzaldeído, 4- metoxibenzaldeído e 4-hidroxibenzaldeído) para a síntese de chalconas conduzidas sem o uso de solventes, se mostraram muito efetivas, com conversões e seletividade superiores a 60% e 90%, respectivamente, sobre HPW mássico, em fase homogênea, com uso de pequenas quantidades de catalisador (razão molar substrato/catalisador = 200 ou superior). Os sais de césio e de potássio apresentaram resultados modestos, sendo que estes materiais conduziram reações em fase heterogênea. As reações com benzaldeídos substituídos mostraram grande influência dos grupos substituintes. Além do ótimo desempenho catalítico, esses materiais mostraram possibilidade de regeneração e re-utilização.