JBCS

INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, publicações científicas em Química Orgânica e Química Medicinal vem combinando conceitos de síntese orientada pela diversidade estrutural, estruturas privilegiadas, núcleos heterocíclicos e/ou síntese one-pot em seus processos de pesquisa e desenvolvimento de novos fármacos.¹ Diante de conceitos diferentes, que podem parecer um tanto abstratos quando trabalhados apenas do ponto de vista teórico, aulas práticas experimentais podem auxiliar na compreensão e fixação destes importantes conteúdos por discentes de graduação em Química, Farmácia e/ou Biotecnologia, bem como familiarizar os graduandos em técnicas de Síntese Orgânica.

Assim, levando-se em consideração os objetivos pedagógicos, este trabalho propõe experimentos de síntese e caracterização de um derivado do produto natural cinamaldeído (1), contendo o heterociclo tiazol (tiazol 3), usando a estratégia de síntese one-pot. Para fins comparativos, demonstrativos e de enriquecimento discursivo, também é mostrada de forma suplementar a síntese do tiazol (3) empregando múltiplas etapas, ou seja, inicialmente é preparado o intermediário da rota sintética, a tiossemicarbazona (2), e após isolamento, a mesma é submetida à reação de formação do produto final, o tiazol (3). Tais experimentos servirão para o ensino de tópicos importantes relacionados com pesquisa e desenvolvimento de novos compostos bioativos, e como um exemplo representativo de síntese one-pot. A Figura 1 mostra os reagentes e os produtos de síntese dessa proposta (tiossemicarbazona (2) e tiazol (3)).

 

 

ASPECTOS TEÓRICOS

Heterociclo tiazol na química medicinal

Alguns estudiosos consideram que os anéis aromáticos são os fragmentos moleculares predominantemente presentes nas moléculas dos fármacos. Além disso, é bastante comum as estruturas dos fármacos exibirem mais de um anel, sendo muitos destes heterocíclicos.² O tiazol é um heterociclo aromático de 5 membros contendo enxofre e nitrogênio. Trata-se de um importante grupamento heterocíclico que pode ser encontrado na estrutura química de alguns produtos naturais, fármacos comerciais e de vários compostos com atividade biológica determinada experimentalmente.³ Esse grupo também é chamado de núcleo tiazolínico, e exibe grande potencial de aplicação na síntese orgânica, sendo por vezes usado em reações de condensação, oxidação, transformação de grupos funcionais e formação de ligação carbono-carbono.⁴

Do ponto de vista da Química Medicinal o anel tiazólico pode, algumas vezes, exibir bioisosterismo clássico de anel tanto com o oxazol, que é um heterociclo que apresenta o átomo de oxigênio no lugar do átomo de enxofre, quanto com o imidazol, que é um heterociclo que apresenta o átomo de nitrogênio no lugar do átomo de enxofre.⁵ O núcleo tiazol pode estar presente na estrutura química de compostos bioativos na forma não-condensada, como nos fármacos tiabendazol, ritonavir, meloxicam e nitazoxanida, ou na forma condensada com outros ciclos, como no fármaco etoxzolamida (Figura 2).^6,7

 

 

Em termos de atividade biológica o tiazol pode ser considerado uma estrutura privilegiada em Química Medicinal pois, a presença desse núcleo heterocíclico em uma substância de origem natural ou sintética pode ampliar o número de atividades biológicas de interesse.¹ É vasta a gama de atividades biológicas que compostos tiazólicos podem exibir, sendo possível encontrar na literatura⁸ relatos de ação anticâncer, anti-inflamatória, antimicrobiana, antiviral e anticonvulsivante.

O heterociclo tiazol pode ser sintetizado por diferentes metodologias, contudo, um exemplo clássico é o emprego da reação de Hantzsch com compostos α-halocarbonílicos. Nesse processo promove-se uma condensação entre uma tioamida e uma α-halocetona, com formação de um intermediário ceto-tioamida, a qual sofre ciclização e posterior desidratação para gerar o anel tiazol (Figura 3).⁹

 

 

Síntese one-pot

A característica básica da síntese one-pot é a obtenção de um produto de síntese almejado através de algumas reações conduzidas em um mesmo frasco reacional, e sem realizar etapa de isolamento de intermediários.¹¹ É válido destacar que essa não é uma estratégia nova em síntese orgânica. No excelente artigo de revisão de Hayashi,¹² o autor relata que em 1917 foi descrita a síntese one-pot do alcalóide tropinona por Robert Robinson, a qual tornou-se o marco representativo do emprego inicial desta metodologia sintética. Conforme descrito por Andrade e Mattos,¹¹ uma síntese conduzida de forma one-pot (em um mesmo frasco reacional) pode ter diferentes abordagens, tais como: reações multicomponentes, tandem, cascata, dominó e telescópica; contudo, tais termos não serão detalhados neste trabalho.

Métodos de síntese via estratégia one-pot podem conferir algumas vantagens quando comparados com sínteses tradicionais em múltiplas etapas, tais como: redução de custos, de tempo e de energia, devido principalmente à não necessidade de isolamento de intermediários sintéticos; além de melhores rendimentos reacionais devido, novamente, à minimização de perdas em etapas de separação e/ou purificação de intermediários.¹³

No aspecto ambiental defende-se que a síntese one-pot incorpora alguns princípios da Química Verde, pois contribui para a redução do consumo de solventes e a minimização de resíduos,¹⁴ e adota a "economia atômica", uma vez que a quase totalidade dos átomos presentes nos reagentes irão compor a estrutura química do produto final.¹⁵

Como desvantagem desse processo podem-se citar que: em diversas vezes não é possível conduzir etapas reacionais distintas e sucessivas sem o isolamento de intermediários sintéticos, bem como, não é possível alterar drasticamente no frasco reator a mistura de solventes e reagentes (e/ou outras substâncias) existentes no meio reacional. Tais fatos tornam a síntese one-pot um desafio para ser implementada com sucesso na prática, requerendo estudos e um planejamento minucioso para moderar a reatividade química em diferentes etapas, escolher taticamente reagentes e solventes para todo o processo, e buscar condições reacionais que minimizem a geração de subprodutos e a ocorrência de reações secundárias.¹²

Na função de pesquisa avançada usando a base de dados da plataforma ScienceDirect®¹⁶ - com os termos "one-pot synthesis" e "one-pot synthesisANDthiazole", com restrição de busca para a presença obrigatória desses termos no título, abstract e/ou palavras-chave - encontrou-se o quantitativo de artigos de pesquisa mostrado na Figura 4. Com esta pesquisa rápida já se constata que o interesse na síntese one-pot, bem como na síntese one-pot especificamente de compostos com o núcleo tiazol, vem aumentando ano a ano, sendo um reflexo provavelmente dos aspectos positivos dessa estratégia sintética, e do potencial farmacológico que esta classe de substâncias pode apresentar. Esta pesquisa bibliográfica também reforça a importância de incentivar a aprendizagem desses temas no ensino superior, considerando a área de Química e afins.

 

 

PARTE EXPERIMENTAL

Equipamentos

Os perfis cromatográficos dos produtos de síntese foram avaliados usando placas de cromatografia em camada delgada (CCD) de sílica-gel (2,5 × 5 cm) com indicador de fluorescência GF₂₅₄ e câmara escura de UV Solab (SL-204). As determinações de ponto de fusão (PF) foram realizadas empregando-se um fusiômetro digital Microquímica (MQAPF-302). Espectros de absorção molecular na região do UV-Vis foram obtidos usando o espectrofotômetro Nova Instruments (NI-1600 UV). O espectro de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) foi registrado utilizando espectrômetro Shimadzu (IRTracer-100, método ATR). Já os espetros de ressonância magnética nuclear (RMN) de ¹H e ¹³C foram obtidos no espectrômetro Bruker (modelo AscendTM 400).

Reagentes e materiais

Para a realização dos experimentos de síntese foram utilizados os reagentes: trans-cinamaldeído (97%, Sigma-Aldrich, MM = 132,16 g mol^-1), tiossemicarbazida (99%, Sigma-Aldrich, MM = 91,14 g mol^-1), 2-bromoacetofenona (98%, Sigma-Aldrich, MM = 199,04 g mol^-1), álcool etílico absoluto (99%, Prolink), metanol (99%, Vetec), hidróxido de sódio (98%, Dinâmica) e ácido fosfórico concentrado (85%, Anidrol).

Sequência didática das aulas práticas

Este trabalho visa descrever uma sequência de experimentos, envolvendo síntese e caracterização físico-química da tiossemicarbazona (2) e tiazol (3) na forma de aulas práticas complementares. Propõe-se a abordagem do conteúdo em duas aulas práticas isoladas, com duração de até 2 h cada, ficando a critério do professor seguir integralmente a proposta apresentada ou fazer adaptações.

Proposta de aula experimental 1: sínteses

Na primeira aula experimental sugere-se que os estudantes sejam separados em até 3 grupos. Um dos grupos ficará responsável por produzir o intermediário reacional (tiossemicarbazona (2), derivada do cinamaldeído (1)); outro grupo ficará responsável por preparar o tiazol (3) usando a estratégia de síntese one-pot; e um terceiro grupo poderá sintetizar o tiazol (3) por síntese linear em duas etapas. É interessante que os resultados obtidos por cada grupo sejam compartilhados com toda a turma. É válido reforçar que a síntese e isolamento da tiossemicarbazona (2) é importante, pois servirá para fins comparativos, demonstrativos, e para enriquecer a discussão dos resultados.

Para a síntese tradicional da tiossemicarbazona (2), ou (E)-2-((E)-3-fenilalideno)hidrazina-1-carbotioamida (C₁₀H₁₁N₃S, 205,28 g mol^-1), os estudantes devem seguir o seguinte roteiro experimental: pesar 0,132 g de cinamaldeído (1 mmol) em balão de reação de 25 mL. Pesar 0,092 g de tiossemicarbazida (1 mmol) e transferir esse sólido para o balão. Adicionar ao balão, nesta ordem, 4 mL de etanol absoluto, 1 mL de água destilada e 10 gotas de ácido fosfórico concentrado. Deixar a reação ocorrer à temperatura ambiente por 30 min sob agitação magnética. Adicionar 10 mL de solução aquosa de NaOH a 1,0 mol L^-1 e filtrar à vácuo a mistura reacional, lavando o sólido com 25 mL de água destilada à temperatura ambiente. Deixar o sólido secar à temperatura ambiente no próprio papel de filtro até a próxima aula prática (no mínimo 48 h), onde o produto deverá ser removido do papel e pesado para o cálculo de rendimento reacional bruto.

Na síntese one-pot do tiazol (3), ou 4-fenil-2-(2-((1E, 2E)-3-fenilalideno)hidrazinil)tiazol (C₁₈H₁₅N₃S, 305,40 g mol^-1), os estudantes devem seguir o seguinte roteiro experimental: repetir exatamente o procedimento experimental anterior (síntese da tiossemicarbazona (2)), dando uma pausa no momento em que a reação atingir os 30 min. Deste ponto em diante pesar 0,20 g (1 mmol) de 2-bromoacetofenona e dissolver em 5 mL de etanol absoluto. Adicionar esta solução à mistura reacional anterior e manter a reação ocorrendo à temperatura ambiente sob agitação magnética por mais 30 min. Filtrar à vácuo a mistura reacional e lavar o sólido com 25 mL de etanol a 75% (v v^-1) em água destilada à temperatura ambiente. Deixar o sólido secar à temperatura ambiente no próprio papel de filtro até a próxima aula prática (no mínimo 48 h), onde o produto deverá ser removido do papel e pesado para o cálculo de rendimento reacional bruto.

Já a metodologia de síntese linear do tiazol (3) em duas etapas segue descrita no Material Suplementar. A realização desta síntese é opcional, e caso o professor opte em adotá-la recomenda-se que no laboratório já esteja disponível a tiossemicarbazona (2), previamente sintetizada, isolada e seca. Neste caso, um terceiro grupo de estudantes pode ficar responsável por este procedimento experimental.

Proposta de aula experimental 2: caracterizações

Com os produtos reacionais secos (tiossemicarbazona (2) e tiazol (3)) deve-se removê-los dos papéis e pesá-los para os respectivos cálculos de rendimento reacional bruto (rendimento sem purificação). Determinar os respectivos PF no fusiômetro e avaliar o perfil cromatográfico em CCD usando hexano:acetato de etila 3:1 como eluente, e sob revelação em luz UV (254 nm) e iodo. Caso o professor da disciplina prefira, o hexano pode ser substituído por heptano (menos tóxico) na CCD.

Obter espectros de varredura UV-Vis em soluções a 10 mg L^-1 dos produtos de síntese, usando uma solução hidroalcóolica de metanol a 80% (v v^-1) como solvente e também como "branco" espectrofotométrico. A varredura pode ser feita entre 220 e 420 nm, a intervalos de 10 nm, usando cubetas de quartzo.

Caso haja disponibilidade, providenciar análises de FTIR e RMN de ¹H e ¹³C dos produtos de síntese (purificados previamente por recristalização ou coluna cromatográfica). Como alternativa pode-se optar em mostrar aos estudantes estes espectros, já disponibilizados no Material Suplementar.

Aspectos de segurança

É recomendado que durante a pesagem do reagente 2-bromoacetofenona (na síntese one-pot do tiazol (3)) o estudante utilize luvas, óculos de proteção e máscara descartável. Isto deve-se aos vapores irritantes que este reagente libera, ainda que o mesmo esteja em fase sólida. Já durante a realização das reações recomenda-se que tais procedimentos ocorram dentro de capelas de exaustão (ligadas), caso estejam disponíveis no laboratório didático.

Também se recomenda que a mistura reacional filtrada na síntese one-pot do tiazol (3) seja armazenada em um frasco de vidro para resíduo, visando uma coleta futura por empresa e/ou setor de tratamento de resíduos da universidade. É importante fixar o aviso no frasco de que tal recipiente contém substâncias residuais derivadas de bromo.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Aula prática de síntese

Na síntese da tiossemicarbazona (2), derivada do cinamaldeído (1), os estudantes deverão obter nesse procedimento um sólido amarelo claro amorfo. O rendimento reacional bruto de síntese da tiossemicarbazona (2) deverá ser próximo de 79%. Já o tiazol (3) deverá mostrar-se como um sólido laranja claro amorfo quando seco à temperatura ambiente. Quanto ao rendimento reacional bruto na obtenção do tiazol (3) por síntese one-pot, este deverá ser próximo de 99%.

Durante essa aula prática os grupos de estudantes deverão perceber que o cinamaldeído (1) (material de partida) é um líquido amarelo à temperatura ambiente, e que os produtos de síntese, tanto a tiossemicarbazona (2) quanto o tiazol (3), são sólidos (Quadro 1). Durante a síntese one-pot o estudante irá perceber no meio reacional uma mudança sutil no aspecto do sólido da tiossemicarbazona (2), que é granuloso e tem maior tamanho de partícula, para um aspecto de sólido fino e de reduzido tamanho de partícula. Este último aspecto se tornará mais evidente quando o tiazol (3) se tornar o componente majoritário na reação. Em termos de coloração também será perceptível um tom de amarelo claro para a tiossemicarbazona (2) (após os 30 min iniciais da reação), e um tom de laranja claro para o tiazol (3) (após os 60 min de reação).

 

 

Para fins demonstrativos, o experimento de síntese one-pot do tiazol (3) também foi realizado sob acompanhamento por cromatografia em camada delgada (CCD), a intervalos de tempo pré-definidos (10 min), gerando o perfil reacional demonstrado na Figura 5. O acompanhamento da reação permitiu verificar que 30 min (ponto 5) e 60 min (ponto 9) são suficientes para a reação de formação da tiossemicarbazona (2) (seta preta, Rf (fator de retenção) = 0,25) e tiazol (3) (seta vermelha, Rf = 0,60), respectivamente. A CCD de acompanhamento também revelou: (i) que foram formados alguns subprodutos reacionais (não identificados); (ii) que em 70 min de reação à temperatura ambiente ainda existe resquícios de intermediário reacional (tiossemicarbazona (2)); (iii) que não seria vantagem prolongar demais a etapa da reação de ciclização para além de 30 min (ou 60 min de tempo reacional total), pois provavelmente o ganho extra, em termos de rendimento reacional, não seria significativo. Além disso, a adoção dessa proposta experimental como aula prática poderia ser dificultada caso a reação sob estudo seja prolongada demais.

 

 

Em ambas as sínteses os rendimentos brutos são muito bons, e tais fatos permitem que tanto a visualização dos produtos quanto a manipulação dos mesmos pelos estudantes sejam facilitadas, já que os sólidos retidos nos papeis de filtro apresentam massas consideráveis, mesmo partindo-se de apenas 1 mmol dos reagentes. Além disso, os procedimentos sintéticos propostos mostram-se simples, rápidos, e de baixo risco e custo, sendo perfeitamente viável reproduzi-los em aulas de graduação, mesmo em laboratórios com poucos recursos materiais. A facilidade de execução dessa proposta experimental pode ainda estimular a introdução dessa atividade prática na sequência regular de experimentos das disciplinas de Química Orgânica, Síntese Orgânica e/ou de Química Medicinal, seja em aulas de graduação ou pós-graduação.

É importante deixar claro aos estudantes que também é possível sintetizar o tiazol (3) a partir da tiossemicarbazona (2) empregando-se síntese linear de duas etapas (metodologia descrita no Material Suplementar). Neste caso, o intermediário tiossemicarbazônico deve ser inicialmente sintetizado e separado da mistura reacional, seco e pesado, para só depois proceder com a etapa de ciclização por reação com a 2-bromoacetofenona, seguindo o mecanismo proposto por Hantzsch (Figura 3).¹⁰ Contudo, sabe-se que uma desvantagem da síntese linear em múltiplas etapas é justamente uma menor taxa de rendimento, já que a realização de mais procedimentos experimentais em sequência, principalmente se envolver separação (isolamento), geralmente leva a perdas de massa de produtos intermediários e, consequentemente, a um menor rendimento global, o qual é dependente dos rendimentos nas etapas individuais da síntese.¹⁷ Novamente, para fins demonstrativos e comparativos, também foi realizada a síntese linear do tiazol (3) em duas etapas, partindo-se da tiossemicarbazona (2) previamente sintetizada e isolada (Material Suplementar). Neste caso, a etapa 1 (síntese da tiossemicarbazona) revelou 79% de rendimento bruto, enquanto que a etapa 2 (síntese do tiazol) revelou um rendimento bruto de 90%, ou seja, menor do que a síntese one-pot produziu, que foi de 99%. Assim, considerando esta síntese linear em duas etapas, o rendimento global (Rg) seria calculado como: Rg = 0,79 (etapa 1) × 0,90 (etapa 2) = 0,711, ou seja, cerca de 71%. Ao explicar tais cálculos o professor deve deixar claro aos estudantes que esses rendimentos foram todos obtidos sem realizar purificações do intermediário e do produto final e que, portanto, o rendimento global seria menor que 71% se fossem feitos os cálculos com os produtos de síntese previamente purificados por recristalização ou coluna cromatográfica.

Aula prática de caracterização

A caracterização da tiossemicarbazona (2) pode mostrar um PF entre 89 e 94 ºC. Silva et al.¹⁸ relataram PF para cristais dessa substância entre 110 e 113 ºC. Cabe lembrar que neste experimento o PF foi determinado usando o sólido amorfo como amostra, sem purificação prévia. Já no caso do tiazol (3), o PF pode mostrar uma faixa entre 218 e 221 ºC. A busca estrutural pelo tiazol (3) utilizando o SciFinderⁿ (CAS) não mostrou relatos de síntese dessa substância, assim, na literatura científica não foram encontrados dados disponíveis de PF para essa substância. Contudo, Lino et al.¹⁹ relataram PF de um análogo do tiazol (3) entre 195 e 197 ºC. Neste caso, no referido análogo, a diferença reside apenas na presença de um átomo de cloro (-Cl), ao invés de um átomo de hidrogênio (-H), na posição para do anel benzênico vizinho ao núcleo tiazólico.

Na Figura 1S (Material Suplementar) é possível ver a CCD dos compostos isolados após as reações. Na revelação em UV visualiza-se no ponto de aplicação 1 o perfil cromatográfico do reagente de partida cinamaldeído (1), o qual revela algumas impurezas e a mistura cis e trans, sendo o isômero trans majoritário de acordo com o fornecedor (Rf = 0,73). Já nos pontos de aplicação 2 e 3 nota-se a tiossemicarbazona (2) (Rf = 0,27) e o tiazol (3) (Rf = 0,58), respectivamente. Os alunos devem perceber que o cinamaldeído (1) só é revelado na luz UV (254 nm), sendo quase imperceptível após revelação com iodo. Já os produtos de síntese tornam-se bem evidentes nestes dois reveladores. Essa CCD também mostra que a tiossemicarbazona (2), obtida por síntese tradicional, e o tiazol (3), obtido por síntese one-pot, já são isolados da reação quase puros, sendo que nenhuma etapa de purificação foi realizada previamente à cromatografia.

Em termos de solubilidade, a tiossemicarbazona (2) mostra-se solúvel em etanol absoluto, acetona e metanol. Já o tiazol (3) mostra-se solúvel em acetona, parcialmente solúvel em metanol, e pouco solúvel em etanol (principalmente em etanol hidratado). Essa característica é importante pois, na etapa final de síntese one-pot, e durante a lavagem com etanol a 75% (v v^-1) em água, é possível remover resíduos de tiossemicarbazona (2) que não reagiram, e assim, obter um produto final mais puro.

Na caracterização por espectrofotometria UV-Vis os estudantes devem perceber que o reagente de partida (cinamaldeído (1)), intermediário (tiossemicarbazona (2)) e o produto final (tiazol (3)) possuem perfis de absorção molecular distintos. Na Figura 6, o cinamaldeído (1) mostra uma banda intensa de absorção em torno de 285 nm, sendo provavelmente referente à transição n → π* da carbonila (C=O) da função aldeído em conjugação com a insaturação. A tiossemicarbazona (2) mostra bandas de absorção com máximos em torno de 230 nm (banda K ou transição π → π*) e 335 nm (transição n → π*). Já o tiazol (3) mostra bandas discretas, em relação às bandas das substâncias precursoras, com máximos de absorção em torno de 285 e 355 nm, as quais podem ser oriundas de transições n → π* de pares de elétrons não ligantes dos heteroátomos de N e S do grupo hidrazona e anel tiazólico vizinhos. Em 2024, Shinde et al.²⁰ obtiveram experimentalmente espectros de varredura UV-Vis de derivados tiazólicos, contendo uma região cromófora semelhante ao tiazol (3), e verificaram bandas com máximos de absorção em 310 e 348 nm em dimetilssulfóxido (DMSO). Isso mostra perfis de absorção molecular semelhantes nestes derivados, os quais são chamados de forma mais específica de derivados do tipo "hidrazinil-tiazol" por possuírem a função hidrazona ligada ao núcleo tiazol.

 

 

No espectro de FTIR da tiossemicarbazona (2) (Figura 2S, Material Suplementar) são observadas diversas bandas, com os principais estiramentos em: 3415, 3258 e 3152 cm^-1 (υ N-H); 1596 cm^-1 (υ C=C), 1535 cm^-1 (υ C=N) e 1082 cm^-1 (υ C=S). Essas bandas são características dos grupos funcionais existentes neste intermediário, com os sinais específicos da amina, insaturações, azometina do grupo tiossemicarbazona e tioureia, sendo concordantes com os relatos de Tenório.²¹ Já no espectro de FTIR do tiazol (3) (Figura 3S, Material Suplementar) destacam-se as bandas com estiramentos em 1638 cm^-1 (υ C=N) e 1068 cm^-1 (υ C-S), provavelmente referentes à presença do anel tiazol. Em comparação dos espectros de IV, percebe-se a ausência da banda larga da amina primária (3415 cm^-1) na tiossemicarbazona (2), indicando a ocorrência de reação envolvendo este grupo para a formação do núcleo tiazólico no produto final.

No espectro de RMN de ¹H da tiossemicarbazona (2) (Figura 4S, Material Suplementar) são observados sinais característicos dos núcleos de ¹H deste intermediário, sendo registrados em DMSO-d₆ (400 MHz) os seguintes deslocamentos (d em ppm): 11,39 (s, 1H), 8,28-7,80 (m, 2H), 7,70-7,22 (m, 6H) e 6,91 (dt, J 16,0 e 12,7 Hz, 2H). Neste caso, o simpleto em 11,39 ppm refere-se ao hidrogênio do grupo hidrazínico (C=N-N-H). Já em RMN de ¹³C (Figura 5S, Material Suplementar) a tiossemicarbazona (2) revela alguns sinais em DMSO-d₆ (100 MHz), porém, os mais característicos surgem em 178,18 ppm (C=S) e 145,21 ppm (C=N), sendo referentes aos grupos tioureia e azometina, respectivamente.

O professor pode concluir esta sequência de aulas práticas mostrando as elucidações por RMN do tiazol (3). Neste caso, o espectro de ¹H (Figura 6S, Material Suplementar) revelará sinais característicos do produto final (em CDCl₃) nos seguintes deslocamentos químicos (ppm): 8,14 (d, J 9,0 Hz, 1H), 7,75-7,59 (m, 2H), 7,50-7,18 (m, 9H) e 6,85 (m, 3H). Neste caso, o hidrogênio característico do núcleo tiazol (C=C-H) surge compondo o multipleto em torno de 6,85 ppm. Na análise de ¹³C (Figura 7S, Material Suplementar) foram encontrados todos os sinais de carbono do tiazol (3), porém, os mais característicos surgem em 152,57 ppm (C=N) e 142,11 ppm (C=C), sendo referentes aos carbonos do núcleo tiazol. Tais valores de RMN são concordantes com um tiazol análogo ao produto final sintetizado neste trabalho e relatado por Anbazhagan e Sankaran.²²

Os resultados obtidos com essas caracterizações permitem confirmar a síntese do tiazol (3), um derivado do produto natural cinamaldeído (1), exemplificando também a estratégia de semissíntese na obtenção de novos compostos promissores. Chen et al.²³ relataram que a síntese de derivados do cinalmadeído (1) é atrativa pois essa substância traz consigo o grupo cinamoil, que é uma estrutura privilegiada capaz de interagir com enzimas e/ou receptores biológicos e, com isso, gerar respostas farmacológicas de interesse em aplicações terapêuticas e preventivas.

 

CONCLUSÕES

Com os experimentos propostos os estudantes podem obter o tiazol (3) empregando-se a estratégia de síntese one-pot. Essa metodologia pode ser vista como uma novidade no aspecto educativo, por ainda não ser explorada em livros destinados à graduação. Além disso, a pesquisa bibliográfica por artigos envolvendo essa estratégia sintética e o núcleo tiazólico revelou um aumento crescente do interesse da comunidade científica, fato que contribui para reforçar a publicação de trabalhos que abordem tais temas com foco no ensino. Por fim, todo o conjunto de procedimentos experimentais e de caracterização explorado no presente trabalho também tem potencial em ajudar no treinamento e/ou aprimoramento técnico do graduando, e até de pós-graduandos, nas áreas de Química Orgânica, Síntese Orgânica e Química Medicinal.

 

MATERIAL SUPLEMENTAR

Espectros de FTIR e de RMN de ¹H e ¹³C da tiossemicarbazona (2) e tiazol (3) estão disponíveis em http://quimicanova.sbq.org.br, em arquivo pdf, com livre acesso.

 

AGRADECIMENTOS

Os autores desejam agradecer à Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco (FACEPE, processo APQ-0788-1.06/22 e APQ-0184-1.06/24) pelo apoio financeiro. O agradecimento também se estende ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), sendo importante informar que o presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior do Brasil (CAPES) - código de financiamento 001.

 

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Editor Associado responsável pelo artigo: Giovanni W. Amarante