UBUNTU

The next version of Ubuntu is coming soon

segunda-feira, 22 de dezembro de 2014

Iodeto de samário, lendas, mitos e realidade

          Diiodeto de samário (SmI2) é um sal conhecido pelos químicos inorgânicos desde 1906. Apesar de seu potencial como agente redutor, seu uso em química orgânica foi introduzido por Kagan e colaboradores somente em 1977, tornando-se rapidamente desde então, um reagente extremamente versátil em síntese orgânica. SmI2 é um potente agente redutor (doador de 1 elétron) uma vez que o Sm+3 é seu estado de oxidação mais estável. Além disso, a solubilidade do SmI2 em THF (~0,1M) e a mudança de cor de azul-escuro (Sm+2) para amarelo (Sm+3) permite o rápido e fácil acompanhamento de inúmeras transformações orgânicas.
          Uma das características mais interessantes do SmI2 é a capacidade de modular sua reatividade com o uso de cossolventes ou aditivos. Aditivos e cossolventes podem controlar a velocidade de redução, alterando o potencial de redução do SmI2, bem como ter influência na quimio e estereoespecificidade de inúmeras transformações.  

SmI2 na síntese total da Pleuromutilina

          Apesar de ser um reagente bastante interessante, a fama de reagente difícil de preparar e manipular é bem conhecida. Muito desta dificuldade está associada a labilidade do Sm+2 na presença de O2 Adquiri alguma experiência neste assunto durante minha estadia no laboratórioio do professor David Procter na Universidade de Manchester, darei algumas dicas para quem planeja se aventurar nesta química que é capaz de promover transformações bastante interessantes.

A solução azul



          A solução de diiodeto de sumário possui a coloração azul escura, mas apenas obter uma solução azul na preparação não garante a a qualidade do reagente. Já comprei soluções comerciais que chegaram azul, mas que o título estava extremamente baixo, então, desencorajo fortemente a utilização da solução comercial.

A preparação.

         Existem duas maneiras principais para preparação deste reagente a partir de Samário metálico. pode-se utilizar 1,2-diiodoetano ou iodo molecular, mas o segredo para o sucesso é a utilização de Sm metálico de qualidade. Aqui você encontra um trabalho interessante do grupo do professor Procter a respeito da preparação deste reagente com diferentes fontes de Sm e ainda maneira de “ativar” o reagente que não funciona.

         Um dos segredos do sucesso é a escala. Apesar de depender bastante do tipo de química que se pretende fazer, geralmente a preparação de quantidade suficiente necessária para realizar a transformação desejada não é aconselhado. Na preparação da solução de SmI2 ocorre a formação de outras espécies de Sm que decantam no fundo do balão. Então uma dica bem útil é preparar quantidade maior que a necessária e deixar a solução repousar antes do uso para que todas as espécies insolúveis decantem, e assim somente a parte superior da reação é utilizada.
          Isso pode fazer toda diferença dependendo do tipo de química que está sendo feita. Mas existe sim, casos que é possível usar a solução inteira e ainda ter sucesso, mas na dúvida, aconselho testar primeiro o método mais garantido.
          O volume mínimo de solução de SmI2 a ser preparada com sucesso é cerca de 50 mL (utilizando mais ou menos 1,4 g de Sm metálico), onde são usados cerca de 30 mL sendo os 20 restantes geralmente descartado. (método de preparação descrito abaixo).
Outra dica útil é titular a solução antes do uso (procedimento descrito abaixo). O ideal é utilizar a solução recém preparada, guardar a solução por 3 ou 4 dias está ok (dependendo da sensibilidade da química que está sendo estudada) mais tempo superior a este resulta em perda da qualidade do reagente.

Sobre desgaseificação de solventes 

Apesar do THF proveniente de Na/benzofenona estar praticamente livre de oxigênio, é recomendado borbulhar nitrogênio ou argônio por 15 minutos antes da preparação da solução.

procedimento com 1,2-Diiodoetano: 

Adicionar 1,4 g de Sm (9,31 mmol, 1,38 eqv) em um balão previamente seco e sob atmosfera inerte (Ar ou N2), trocar a atmosfera do sistema por 15 minutos sob agitação. Após este período são adicionados 1,9 g de 1,2-diiodoetano (6,7 mol, 1,00 equiv), e então troca-se a atmosfera do sistema novamente. Em seguida adiciona-se 55 mL de THF seco e previamente desgaseificado. O sistema é envolto com papel alumínio e mantido sob agitação sob atmosfera inerte por um período de 4 a 12 horas, o período pode variar de acordo com a granulação/qualidade do Sm metálico. Após este período será obtido uma solução azul escura como mostrada na foto abaixo.
Solução de SmI2
IMPORTANTE: antes de usar deixe a solução decantar e sempre utilize apenas a solução da parte de cima. 


Procedimento com I2:

Adicionar 1,0 g de Sm (6,65 mmol, 1,20 eqv) em um balão previamente seco e sob atmosfera inerte (Ar ou N2), trocar a atmosfera do sistema por 15 minutos sob agitação. Após este período são adicionados 55 mL de THF seco e desgaseificado, em seguida é adicionado 1,41 g de I2 (5,5 mil, 1 eqv). Após a adição trocar a atmosfera por 5 minutos. Em seguida o sistema é envolto em folha de alumínio e mantido sob agitação a 60 ºC por 12 horas.
CUIDADO: Nunca misture Sm metálico com I2 na ausência de solvente, a reação é extremamente exotérmica.

Titulação: 
Seque e mantenha sob argônio 4 vials, dois deles com agitadores magnéticos.
Em um deles adicione 100 mg de ciclohexanona (+/- 16 - 17 gotas) e 4 mL de THF previamente desgaseificado.
Em outro vail adicione 5 mL de trietilamina e em seguida borbulhe Ar ou N2 por 15-20 minutos.
adicione 2,5 mL da solução de SmI2 em cada vial de titulação (com barras magnéticas), seguida da adição de 0,1 mL de trietilamina e duas gotas de água.
Titule esta solução com cyclohexanona. A cor deve mudar de azul escuro para branco acinzentado. referência aqui

Como a concentração máxima do SmI2 em THF é em torno de 0,1 M e geralmente são necessários dois equivalentes do reagente, as reações costumam ser bastante diluídas, o que gera a dificuldade de aumento de escala. Mas dificuldade não impossibilita o uso, abaixo um exemplo do emprego do SmI2 em grande escala, em uma das etapas da síntese do Halaven.


A dificuldade de utilização de alguns reagentes realmente existe, contudo, obter as informações corretas e principalmente interagir com quem possui a experiência pode fazer o caminho das pedras bem mais fácil.