Síntesis de nitrocompuestos orgánicos: análisis comparativo de las condiciones de reacción en diferentes solventes

MARÍA C. GALVÁN; JOHN J. TOVAR; LAURA I. ROSSI

San Fernando de Valle de Catamarca

Simposio; 1º Simposio En Gestión Ambiental y Desarrollo Sostenible; 2023

Fac. Cs. Exactas y Naturales, UNCa

Los nitrocompuestos se utilizan como intermediarios en síntesis orgánica debido a la posibilidad de obtener otros grupos funcionales como las aminas [1]. Los métodos tradicionales tienen desventajas como altas temperaturas, baja regioselectividad y uso de solventes peligrosos [2]. Por lo anterior, en la síntesis de nitrocompuestos se deben buscar condiciones de reacción más sustentables. Para ello, los planteamientos de la Química Verde contemplan el diseño, estructura, manufactura, práctica y procesos que reduzcan la generación de residuos y maximicen la eficiencia de recursos materiales y energéticos [3]. Por lo tanto, se plantea la síntesis de nitrocompuestos utilizando como sustratos 1 mmol de ácido cinámico (AC) o benzotiofeno (BT) y como agentes nitrantes, 1 mmol de Fe(NO3)3 o Cu(NO3)2. Los solventes utilizados fueron dimetil carbonato (DMC), ciclopentilmetil éter (CPME), acetonitrilo (ACN) o diclorometano (DCM). Las reacciones fueron llevadas a cabo a reflujo, agitación constante y fueron seguidas por cromatografía en capa delgada (CCD). Para aislar el producto de interés se hicieron lavados del crudo de reacción con H2O destilada, en el caso del BT, y con medio acuoso básico para el AC, obteniendo una fase orgánica que posteriormente fue destilada. Los productos nitrados fueron caracterizados por RMN 1H y CG/MS.Con AC se obtuvo β-nitroestireno, el producto de interés, cuando se utilizó Cu(NO3)2 en DMC y ACN. Cuando se utilizó CPME se encuentra el compuesto nitrado, entre otros, por lo que no hay quimioselectividad. Por otra parte, cuando se utiliza Fe(NO3)3, en DMC, ACN y CPME se tiene en su mayoría productos de oxidación, como benzaldehído, y el β-nitroestireno como producto secundario. Es importante resaltar que en DCM el AC no reacciona sin importar el agente nitrante.Agente nitranteRendimiento RMN 1H (%) DMCACNDCMCPMEACCu(NO3)215 15 100 66β-nitro estireno77 77 0 20BTFe(NO3)3 0 58 0 1003-NO2BT45 20 15 02-NO2BT20 5 10 0 En el caso del BT los productos principales son 3-nitrobenzotiofeno y 2-nitrobenzotiofeno cuando se utilizó Fe(NO3)3, en DMC y ACN. Cuando se utilizó DCM, se obtuvieron los productos de interés y posibles dímeros del sustrato. Cuando se utilizó Cu(NO3)2, el sustrato no reaccionó.El CPME reaccionó con los agentes nitrantes dando subproductos.Ambos sustratos fueron nitrados en DMC y ACN. Comparando estos solventes, el DMC sería la elección más adecuada ya que según la bibliografía4 es considerado verde desde los lineamientos de la Química sustentable. El AC es nitrado con Cu(NO3)2, mientras que el BT con Fe(NO3)3, dos alternativas verdes en relación con los agentes nitrantes tradicionales.Referencias[1] Li-Rui Song, Z., Org. Biomol. Chem., 2019, 17, 1351-1361.[2] Prat, D., Hayler, J., y Wells, A., Green Chem., 2014, 16(10), 4546–4551.[3] de Marco, B., Rechelo, B., Tótoli, E., Kogawa, A., Saudi Pharm. J., 2019, 27, 1-8.