SÍNTESE DE TOLANOS QUIRAIS DERIVADOS DA (-)-MENTONA


Fernando Ely (PG), Fernando Molin (IC), Hugo Gallardo (PQ) e Aloir Merlo (PQ)#

Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC – Departamento de Química.

# Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS – IQ – DQO.


Palavras-chave: mentona, tolanos, cristais líquidos quirais


Um dos requisitos básicos para a obtenção de mesofases ferroelétricas é a presença de quiralidade. Essa pode ser obtida, basicamente, de duas formas: i) via síntese de um mesógeno quiral ou ii) induzindo a quiralidade através da adição de um dopante quiral à um ou mais cristais líquidos com mesofases inclinadas. O interesse dessa pesquisa é a síntese de mesógenos quirais. Principalmente porque a síntese, via de regra, leva a intermediários opticamente ativos que abrem um leque de possibilidades de aplicações em outras áreas, como fármacos, feromônios, agroquímicos.

Com respeito à síntese de cristais líquidos ferroelétricos, há uma tendência geral de modificar a estrutura do núcleo mesogênico e agregar a ela, via ligação química, fragmentos moleculares com quiralidade definida. No entanto, os compostos quirais utilizados tem se restringido, principalmente, a compostos quirais disponíveis comercialmente tais como os álcoois (S)-(-)-2-metilbutanol e (S)-(-)-2-metiloctanol 1 ou ésteres como (S)-(-)-lactato de etila 2.

Em conexão ao trabalho com tolanos quirais 3, buscou-se estudar o emprego da (-)-mentona como fonte de quiralidade na preparação de cristais líquidos ferroelétricos. A (-)-mentona foi escolhida por diversos fatores tais como: fácil acesso, baixo custo, pureza óptica adequada, presença de dois centros de quiralidade definida e por fornecer uma cadeia hidrocarbônica extensa.

Baseados nas considerações acima planejou-se a seguinte série de tolanos quirais derivados da (-)-mentona:


Série I


As características dessa série desenhada são as de, a princípio, apresentar uma anisometria adequada a cristais líquidos calamíticos e, ao mesmo tempo, possuir os requisitos básicos de um cromóforo óptico não-linear (NLO) ativo.


As metodologias sintéticas utilizadas para os compostos da série I estão descritas nos esquemas 1 e 2.

a. Baeyer-Villiger (90%); b. MeOH, H2SO4 conc. (82,2%); c. TBDMSCl, imidazol,DMF (87,4%)

d. MeOH/H2O (72,5%); e. DCC, DMAP, CH2Cl2, p-iodofenol (72,5%) ; f. HF/CH3CN (quant.).







Esquema 1: Rota adotada para a síntese do fragmento A.


a. HCCCOH(CH3)2, Et3N, CuI, PdCl2(PPh3)2, PPh3; b. NaH, Tolueno (35-51%).



Esquema 2: Rota adotada para a síntese do fragmento B.


Junção dos fragmentos A e B (x=NO2), via acoplamento de Sonogashira, forneceu um dos compostos finais da série I. Infelizmente o composto não apresentou comportamento mesomórfico. Provavelmente a anisometria (razão comprimento/largura) não é adequada. A ligação tripla (CºC) como grupo ponte, aumenta o comprimento do núcleo mesogênico. No entanto, isso não foi suficiente para atenuar o efeito do alargamento molecular produzido pelos dois grupos metil e o grupo hidroxil, do fragmento derivado da mentona. O núcleo mesogênico curto e as ramificações do terminal flexível parecem atuar aditivamente, reduzindo a anisotropia molecular de forma e, consequentemente, inibindo a formação de mesofases. Um aumento no comprimento da unidade mesogênica deverá fornecer compostos com o comportamento líquido-cristalino esperado.


Referências Bibliográficas:

  1. Seto, K., et al., Bull.Chem.Jpn., 63, 1020-1025, 1990.

  2. Svensson, M., et al., J.Mater.Chem., 8(2), 253-362, 1998.

  3. Merlo, A., et al., Liq.Cryst., no prelo.

CAPES/CNPq/FAPERGS