Análise do efeito do grupo metila do 2-metil-1,3-propanodiol e de seus derivados na estabilização da ligação de hidrogênio intramolecular O-H...O usando RMN, infravermelho e cálculos teóricos

• Autor(a) principal: Mocelin, Lucas Purim
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9066
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA; Análise conformacional; Ligação de hidrogênio; Espectro infravermelho; Estrutura molecular; Ressonância magnética nuclear; Química; Conformational analysis; Hydrogen bonding; Infrared spectra; Molecular structure; Nuclear magnetic resonance; Chemistry

A análise conformacional abrange dois aspectos de estudo: a determinação da geometria molecular e a energia dos confôrmeros oriundos dessa geometria, que proporcionam diferentes estados termodinâmicos à mesma molécula. Dentro da química orgânica, alguns efeitos influenciam na estabilidade energética de uma conformação, e contribuem para o equilíbrio conformacional de uma molécula, podendo destacar as repulsões estéricas, interações hiperconjugativas e ligações de hidrogênio inter- (LH) ou intramoleculares (LHI). Em alguns compostos orgânicos, esses efeitos são facilmente observados. Entre eles, estão os dióis, mais especificamente, compostos 1,3-dissubstituídos que podem realizar uma LHI e formar um pseudo-anel de 6 membros. Para investigar a influência deste efeito em compostos 1,3-dissubstituídos, foram avaliadas as preferências conformacionais dos compostos 2-metil-3-R-propanol [R = OH (1), OCH3 (2), OCH2CH3 (3), OCH(CH3)2 (4)] através de cálculos teóricos utilizando o nível de teoria LC-ωPBE/6-311+G(d,p) e dos compostos de 1-5 (sendo o composto 5 [R = OCOCH3] utilizando as técnicas experimentais de espectroscopia no infravermelho e ressonância magnética nuclear. O composto 1 foi obtido comercialmente e os demais compostos foram preparados através de reações de alquilação ou acilação de uma das hidroxilas do composto 1. Para todos os compostos, o confôrmero mais estável foi o que apresentava LHI OH...O. Pelo estudo da população térmica, observou-se que a somatória da população dos confôrmeros que fazem LHI sempre foi superior a população dos que não realizam a LHI. Os valores populacionais dos confôrmeros que fazem LHI foi de 64,0, 62,5, 73,1 e 80,0 % para os compostos 1-4, respectivamente. As análises de infravermelho mostraram que os valores de Δv aumentaram com a adição de grupos alquílicos de 79, 93, 95, 105 e 98 cm-1 para os compostos 1-5, respectivamente, indicando que a adição de grupos alquilas doadores por efeito indutivo causa um aumento na força da LHI, ainda que haja aumento da repulsão estérica comprovada pelos cálculos dos orbitais naturais de ligação, devido ao volume do grupo substituinte. Os resultados de 3JHH obtidos pelo RMN de 1H e de fração molar mostram que a população dos confôrmeros que fazem LHI diminui com o aumento da basicidade e da constante dielétrica do solvente. A influência da quiralidade do carbono-2 permitiu determinar as 3JHH de todos os hidrogênios, separadamente, dos metilenos C-1 e C-3 destes compostos, apesar da alta complexidade dos sinais.