Fotólise de brometos de orto-xilila: um estudo em solventes apolares

• Ano de defesa: 1994
• Autor(a) principal: Rezende, Daisy de Brito
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Benzylbromides; Brometos de benzila; Flash photolysis; Foto-homólise; Foto-radicais; Fotólise relâmpago; Organic chemistry; Photohomolysis; Photoradicals; Química orgânica
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46135/tde-30092008-084720/

O presente trabalho tem por objetivo o estudo da fotólise de uma série de brometos de benzila orto-substituídos em solventes apoIares, visando contribuir para a elucidação, tanto dos mecanismos operativos após a homólise de ligações carbono., halogênio em sistemas benzílicos, como das espécies intermediárias envolvidas no processo. Assim sendo, irradiaram-se soluções benzênicas dos compostos α-bromo-o-xileno (MBX), &#945, α-dibromo-o-xileno (GBX), &#945, α-dibromo-o-xileno (DBX), &#945, α α\'tribromo-o-xileno (TRBX) e &#945, α &#945, α-tetrabromo-o-xileno (TBX) e soluções de MBX e DBX em iso-octano, utilizando-se uma lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão ( λemissão=254nm). Os produtos foram analisados e identificados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas e confirmados por co-injeção de amostras autênticas, sintetizadas por via térmica. Os rendimentos quânticos dos produtos foram calculados, utilizando-se o leucocianeto de verde-malaquita como actinômetro. A análise dos produtos revelou que a homólise da ligação C-Br é seguida de uma série de reações de abstração de hidrogênio e recombinação de radicais resultando sempre em xilenos menos e mais bromados que o xileno de partida. Benzaldeídos, resultantes da hidrólise dos dibrometos geminais, também são formados, devido à presença de traços de água. Quando o solvente é iso-octano, o produto menos bromado aparece com maior rendimento quântico relativo, devido à abstração de hidrogênio do solvente pelo fotoproduto primário, um radical benzila; além disso, observa-se a formação de um novo produto: o 2-bromo-2,4,4-trimetil-pentano. Os rendimentos quânticos de desaparecimento de substrato observados na fotólise de soluções benzênicas de MBX (0,33) e DBX (0,52) foram superiores àqueles encontrados ao se utilizar iso-octano como solvente: 0,22 e 0,32, respectivamente. Isto sugere que o benzeno excitado esteja intermediando o processo (i.e., agindo como sensibilizador), transferindo energia de excitação para o brometo de benzila. Um intermediário bi-radicalar do tipo orto-quinodimetano (o-xilileno) era esperado em caso de: (i) fotólise do radical benzila formado (processo bifotônico) ou (ii) abstração de hidrogênio intramolecular. Entretanto, não se observaram produtos derivados de adição de Diels-Alder, quando ciclo-hexeno foi adicionado ao sistema. Também não se observou formação perceptível de brometo de hidrogênio, em nenhum dos sistemas investigados. Foram feitos, também, estudos de fotólise por pulso de laser, em iso-octano, para os compostos MBX, DBX, GBX e TBX utilizando-se o 4º harmônico de um laser de Nd:YAG (λ =266nm). As soluções de trabalho foram desaeradas por, pelo menos, três ciclos de congelamento-degaseamento-descongelamento até 10-5mmHg. A cinética de decaimento das absorções observadas foi analisada como sendo devida a duas espécies, isto é, os resultados são compatíveis com um decaimento duplo-exponencial, cujos tempos de vida seriam da ordem de µs e ms, para as espécies de tempos de vida curto e longo, respectivamente. Além disso, as distribuições espectrais observadas a 0,1 e 10µs mostraram-se diferentes, indicando a presença de dois transientes. A análise da cinética de decaimento das absorções transientes de MBX e DBX, além das distribuições espectrais obtidas para as transições Dn←Do (λ.=320nrn e 338nm, respectivamente) mostram que, na fotólise destes dois compostos, forma-se, inicialmente, um radical, de tempo de vida da ordem de microssegundos, por cisão homolítica da ligação C-Br: o-metil-benzila, no caso de MBX e o-(bromo-metil)benzila para DBX. Além destas espécies, formam-se cátions (detectáveis para todos os compostos estudados) que apresentam uma banda de absorção larga e desestruturada (de 330 a 360nrn;λ .max = 347nrn) e com tempo de vida da ordem de milissegundos nas condições de trabalho, a partir de um radical excitado, pela perda de um segundo elétron (Tokumura et a/ii 1989; 1991). Resultados análogos foram obtidos para a fotólise de DBX e TBX, em solução benzênica, empregando-se um laser de exímero de XeCI (308nrn), tendo sido nestes experimentos que se detectou o radical gerado de TBX, o qual não é observável em iso-octano. Em benzeno observou-se, também, a formação do complexo Br./benzeno (λ..max = 550nrn), fato este que vem a reforçar a proposição de estarem-se gerando radicais nestes sistemas.