Síntese e caracterização de alilditiocarbimatos derivados de adutos de Morita- Baylis-Hillman e avaliação de sua atividade antifúngica e aceleradora da vulcanização da borracha natural

Abstract

O primeiro capítulo desta dissertação descreve a síntese de 21 alilditiocarbimatos, sendo 15 deles inéditos. A primeira etapa consistiu na reação de Morita-Baylis-Hillman, catalisada por 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO), entre acrilato de metila e 2- nitrobenzaldeído, 3-nitrobenzaldeído ou 4-nitrobenzadeído. Os três adutos obtidos foram tratados com brometo de lítio e ácido sulfúrico em acetonitrila, fornecendo os intermediários chaves (Z)-2-(bromometil)-3-(X-nitrofenil)acrilato de metila, onde X = 2, 3 e 4. Cada um desses brometos reagiu com sete N-R-sulfonilditiocarbimatos de potássio onde R = fenil, 4-fluorofenil, 4-clorofenil, 4-bromofenil, 4-iodofenil, 4- metilfenil e 2-metilfenil. Os alilditiocarbimatos assim obtidos foram isolados na forma de sais de tetrafenilfosfônio. Os N-R-sulfonilditiocarbimatos de potássio utilizados foram preparados a partir das respectivas sulfonamidas em reação com CS 2 e KOH. Os compostos já descritos tiveram as suas estruturas confirmadas por comparação de seus espectros no infravermelho e temperaturas de fusão com dados da literatura. Os compostos inéditos foram caracterizados por temperaturas de fusão, espectrometria de massas de alta resolução, espectroscopias no infravermelho e de RMN de 1 H e 13 C. Foram realizados experimentos NOESY, COSY e HSQC para confirmação da estereoquímica e de algumas atribuições de sinais de RMN. O Capítulo 2 apresenta estudos de atividade dos alilditiocarbimatos contra Botrytis cinerea e Colletotrichum acutatum. Estes fungos causam as doenças conhecidas como Mofo Cinzento e Antracnose, respectivamente, gerando perdas em diversas culturas. Os alilditiocarbimatos foram mais ativos frente a B. cinerea que contra C. acutatum. O Capítulo 3 apresenta uma avaliação da atividade dos alilditiocarbimatos como aceleradores da vulcanização da borracha natural. Os alilditiocarbimatos foram ativos. Embora um pouco mais lentos que os aceleradores comerciais N-terc-butilbenzotiazol- 2-sulfenamida (TBBS), dissulfeto de tetrametiltiuram (TMTD), dietilditiocarbamato de zinco (ZDEC) e dissulfeto de mercaptobenzotiazol (MBTS), os novos aceleradores apresentam boa segurança de scorch e, na maioria dos casos, produzem uma borracha com maior densidade de ligações cruzadas que os aceleradores comerciais testados.

The first chapter describes the syntheses of 21 allyldithiocarbimates, 15 of them being new substances. The first step consisted on Morita-Baylis-Hillman reactions, catalyzed by 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane (DABCO), between methyl acrylate and 2- nitrobenzaldehyde, 3-nitrobenzaldehyde or 4-nitrobenzaldehyde. The three adducts thus obtained were treated with lithium bromide and sulfuric acid in acetonitrile, yielding the key intermediates methyl (Z)-2-(bromomethyl)-3-(X-nitrophenyl)acrylate, where X = 2, 3 and 4. Each of these bromides reacted with seven potassium N-R- sulfonildithiocarbimates where R = phenyl, 4-fluorophenyl, 4-chlorophenyl, 4- bromophenyl, 4-iodophenyl, 4-methylphenyl and 2-methylphenyl. The allyldithiocarbimates thus obtained were isolated as tetraphenylphosphonium salts. The potassium N-R-sulfonildithiocarbimates were previously prepared from the respective sulfonamides in reaction with CS 2 and KOH. The already described compounds had their structures confirmed by comparison of their infrared spectra and melting points with reported data. The new compounds were characterized by melting points, high- resolution mass spectrometry, infrared and 1 H and 13 C NMR spectroscopies. NOESY, COSY and HSQC experiments were performed in order to confirm the stereochemistry and some NMR signals assignments. Chapter 2 presents studies on the activity of the allyldithiocarbimates against Botrytis cinerea and Colletotrichum acutatum. These fungi cause plant diseases known as grey mold and anthracnosis, respectively, generating losses in several cultures. The allyldithiocarbimates were more active against B. cinerea than against C. acutatum. Chapter 3 presents the evaluation of the allyldithiocarbimates as vulcanization accelerators for the natural rubber. The allyldithiocarbimates were active. Although slower benzothiazolesulfenamide than the commercial (TBBS), tetramethylthiuram accelerators disulfide N-tert-butyl-2- (TMTD), zinc diethyldithiocarbamate (ZDEC) and mercaptobenzothiazole disulfide (MBTS), the new accelerators presented good scorch safety and, in most cases, produced higher cross linking density rubbers than the tested commercial accelerators.