Síntese de ß-cetoésteres graxos a partir do ácido de Meldrum usando DCC e DMAP

Abstract

Neste trabalho desenvolveu-se a síntese de -cetoésteres, a partir da acilação do ácido de Meldrum usando diferentes ácidos graxos, com cadeias saturadas e insaturadas. Inicialmente, foi realizado o experimento utilizando o ácido palmítico (1e) como modelo para obtenção de cloreto de ácido graxo, usando ácido de Meldrum e piridina como catalisador. Porém, após um longo tempo de reação, o -cetoéster palmítico (4e) foi obtido com baixo rendimento, não ultrapassando os 20%. Posteriormente, os experimentos foram realizados utilizando o ácidos graxos 1e, ácido de Meldrum (2), DCC, DMAP, e piridina à temperatura ambiente sob a atmosfera de nitrogênio. No entanto, o protocolo utilizado resultou no β-cetoéster 4e com rendimentos moderados. Em seguida examinou-se o efeito da adição do ácido de Meldrum após a adição dos ácido graxos e DCC. Neste caso, após a adição do DCC aos ácido graxos 1a-j foi observada a formação imediata das O-aciluréias graxas. A seguir a adição de 2,0 equiv de ácido de Meldrum (2) em diclorometano, revelou a formação dos respectivos enol graxos 3a-j. Posteriormente, os β- cetoésteres 4a-j foram obtidos a partir da reação do enol com o metanol. Este protocolo modificado proporcionou o aumento nos rendimentos (74 a 84%) dos β-cetoéster 4a-j. Após, o β-cetoéster 4k foi sintetizado em 75% utilizando o ácido de Meldrum (2) e ácido ricinoléico (1k), obtido a partir do biodiesel de mamona, à temperatura ambiente e sob a atmosfera de nitrogênio. Portanto, foi desenvolvido um método simples para obter β-cetoésteres graxos, a partir do ácido de Meldrum com cadeias graxas diversificadas utilizando DCC e DMAP. Além disso, o presente trabalho relata pela primeira vez a síntese de novos β-cetoésteres graxos derivados dos ácidos oléico, elaídico, ricinoléico, linoléico e linolênico.

In this work we developed the synthesis of β-ketoesters through acylation reactions of Meldrum’s acid with different saturated and unsaturated carboxylic acid. Initially, experiments using palmitic acid (1e) as standart with thionyl chloride and pyridine in the presence of Meldrum’s acid (2) were undertaken according to the literature. However, after a long reaction time, the fatty β- ketoester 4e was obtained in a poor yield (43% from 1e). Therefore, afterward, we examined the use of DMAP and DCC as a coupling agent to synthesise the fatty β-ketoesters from Meldrum’s acid and the fatty acid 1e. Then, β-ketoester 4e was obtained from a reaction of the respective enol 3e and methanol in an acid catalyst at reflux for 12 h. The purified product 4e was obtained in a 65% yield from 1e. Next we examined a modified methodology that includes a two-step process. First, the effect of adding fatty acids over DCC in the absence of Meldrum’s acid (2) was studied. Indeed, in our experiments, after adding fatty acids 1a-j over DCC, fatty O-acylisourea were formed. Next, adding 2.0 equiv of Meldrum’s acid (2) in dichloromethane and pyridine resulted in the formation of the respective enol derivatives 3a-j. Subsequently, β-ketoesters 4a-j were obtained from the reaction of enol and methanol in an acid catalyst at reflux. The modified protocol resulted in an increased yield (74%–84%) of the β-ketoester derivatives 4a-j. Afterward, the β-ketoester 4k was synthesised in a 75% yield at room temperature under a nitrogen atmosphere using Meldrum’s acid (2) and ricinoleic acid (1k), which was obtained from the castor oil or via castor oil biodiesel hydrolysis. Finally, was obtained a simple method to develop fatty β-ketoesters using Meldrum’s acid and a wide range of fatty chains of saturated, unsaturated, and hydroxylated acids. In addition, this work reports for the first time the synthesis of new fatty β-ketoesters from oleic, elaidic, ricinoleic, linoleic and linolenic acids.