Irradiação de micro-ondas aplicada à síntese orgânica: uma história de sucesso no Brasil

This review article shows the publications in the field of microwave irradiation published by Brazilian researchers over the past 10 years. In South America, Brazil leads the publication of articles with the use of microwave irradiation possessing a large advantage in number of articles published over the others countries. The works were divided into four major areas: Catalysis, Reactions without Solvent, Heterocycles Chemistry, Natural Products and Other, and some could be classified in more than one category.

Síntese da fenitoína assistida por micro-ondas: proposta de aula prática para alunos de graduação

Microwave synthesis is considered a breakthrough in the field of chemistry due to its benefits over conventional heating methods. We describe, for the first time, the total synthesis of phenytoin adapted for a microwave reactor, proposed as an experiment for undergraduate courses. When carried out with microwaves, the synthetic route provided phenytoin in 6 min and 30 s, while for conventional heating the total time was 170 min. The experiment also involves rapid identification of compounds by TLC, ¹H NMR, FT-IR and melting points determination.

Síntese e hidrólise de azalactonas de Erlenmeyer-Plöchl mediadas por radiação micro-ondas em aparelhos doméstico e dedicado: experimentos de química orgânica para a graduação

This work describes a green chemistry experiment for the synthesis of Erlenmeyer-Plöchl azalactones mediated by microwave irradiation, employing both dedicated and domestic equipment. Hippuric acid was reacted with equimolar amounts of benzaldehyde, p-chloro-benzaldehyde or p-N,N-dimethyl-benzaldehyde in acetic anhydride as the solvent. Acid hydrolysis of obtained 4-benzylidene-2-phenyloxazol-5(4H)-one under microwave and convectional heating afforded Z-α-(benzoylamino)cinnamic acid at a 51-61.5% yield. The UV-Vis molecular spectra of 4-benzylidene-2-phenyloxazol-5(4H)-one and 4-(4'-N,N-dimethylbenzylidene)-2-phenyloxazol-5(4H)-one were obtained in ethanol, CH2Cl2 and DMSO and bathochromic shift was observed for the latter azalactone.

Miniprojeto para ensino de Química Orgânica Experimental baseado no acoplamento catalítico N-C promovido por micro-ondas

This paper describes a three-week mini-project for an Experimental Organic Chemistry course. The activities include N-C cross-coupling synthesis of N-(4-methoxyphenyl) benzamide in an adapted microwave oven by a copper catalyst (CuI). Abilities and concepts normally present in practical organic chemistry courses are covered: use of balances, volumetric glassware, separation of mixtures (liquid-liquid extraction and filtration), chromatographic techniques, melting point determination and stoichiometric calculations.

Cromatografia gasosa-espectrometria de massas e derivatização assistida por micro-ondas na identificação de isômeros de glicose: uma prática para o ensino avançado em análise e caracterização de compostos orgânicos

This work reports a practical case based on the use of microwave-assisted derivatization and GC-MS for the analysis of glucose. Using two different methods for derivatization, one reference compound and the calculated dipole moment, all the isomers of glucose were identified. Identification was corroborated for the assignment of structures using the mass spectra. With this work, students are expected to associate different types of information to solve the complex problem of the analysis of glucose.

Determinação de bromo e iodo em alga marinha comestível por ICP-MS após decomposição por combustão iniciada por micro-ondas

A method based on microwave-induced combustion (MIC) was applied for the decomposition of different types of edible seaweed (Nori, Hijiki and Wakame) for subsequent determination of bromine and iodine by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Decomposition of 500 mg of each sample was achieved in less than 30 min. A single and diluted solution (150 mmol L-1 (NH4)2CO3) was used for the absorption of both analytes and a reflux step of 5 min was applied to improve analyte recoveries. Accuracy was evaluated using certified reference materials and agreement was between 103 and 108% for both elements.

Simulação de sinais de RMN através das equações de Bloch

The aim of this paper was to present a simple and fast way of simulating Nuclear Magnetic Resonance signals using the Bloch equations. These phenomenological equations describe the classical behavior of macroscopic magnetization and are easily simulated using rotation matrices. Many NMR pulse sequences can be simulated with this formalism, allowing a quantitative description of the influence of many experimental parameters. Finally, the paper presents simulations of conventional sequences such as Single Pulse, Inversion Recovery, Spin Echo and CPMG.

Separação e determinação quantitativa dos alcanos lineares e dos cíclicos/ramificados em petróleos brasileiros por aduto de ureia e cromatografia gasosa: um estudo de caso revisitado

A complete analysis of oils and their fractions allows correlations to be defined between their composition and derivatives or related geological materials. This work focused on optimization and implementation of a method for separation and quantification of n-alkanes in Brazilian oil samples by urea adduction and GC-FID techniques. Ten samples with different ºAPI were analyzed in triplicate to quantify individual n-alkanes and cyclic/branched alkane fraction. For individual quantification of n-alkanes, internal standardization with deuterated n-tetracosane was used. The use of urea adduction for the separation and quantification of n-alkanes was highly effective, with recovery values of above 80%.

CARACTERIZAÇÃO E ATIVIDADE CATALÍTICA DE K2CO3/AL2O3 NA TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE GIRASSOL COM AQUECIMENTO CONVENCIONAL E MICRO-ONDAS

Commercial and synthetic mesoporous aluminas impregnated with potassium carbonate were characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen physisorption, infrared spectroscopy and 27Al MAS NMR. The activities in the transesterification reaction of sunflower oil with methanol for biodiesel production were evaluated. 27Al MAS NMR spectra evidenced the presence of AlIV and AlVI in the samples, and also of AlV sites in the mesoporous synthesized alumina, which disappeared after impregnation with potassium salt followed by calcination. All aluminas containing potassium were active for biodiesel production from sunflower seed oil, with high conversions by both conventional heating and microwave irradiation.

UMA FORMA SIMPLIFICADA DE DEDUZIR AS EQUAÇÕES DE HARTREE E HARTREE-FOCK

AbstractAlternative considerably simpler ways of obtaining the Hartree and Hartree-Fock equations are presented. These alternatives do not replace the formal demonstrations, which should be introduced in undergraduate or graduate courses according to the required level of student training. However, the use of the present approaches allows a student-friendlier introduction of the basic principles of electronic structure calculations as a prior teaching resource to the formal demonstrations. General implications and comparisons between the Hartree and Hartree-Fock energies are discussed.

PRODUÇÃO DE BIODIESEL A PARTIR DE ÁCIDOS GRAXOS PROVENIENTES DO REFINO DE ÓLEOS VEGETAIS VIA CATÁLISE ÁCIDA HETEROGENEA E MICRO-ONDAS

This work presents the biofuel production results of the esterification of fatty acids (C12-C18) and high-acid-content waste vegetable oils from different soap stocks (soybean, palm, and coconut) with methanol, ethanol, and butanol by acid catalysis. We used Amberlyst-35 (A35) sulfonic resin as a heterogeneous acid catalyst and p-toluenesulfonic acid as a homogeneous catalyst for comparison. Both the heterogeneous (A35) and homogeneous (p-toluenesulfonic acid) reactions were performed with 5% w/w of catalyst. The final products were analyzed by proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). The homogeneous catalyzed esterification of fatty acids with methanol, ethanol, and butanol produced esters with yields higher than 90%. In the reaction with fatty acids and methanol catalyzed by A35, the best results were achieved with lauric acid and methanol, with a yield of 97%. An increase in the hydrocarbon chain decreased the rate of conversion and yield for stearic acid with methanol, which was 90%. Maximum biodiesel production was achieved from coconut and soybean soap stocks and methanol (96%-98%), which showed conversions very close to those obtained from their respective fatty acids. Microwave irradiation reduced the reaction time from 6 to 1 h in the esterification reaction of fatty acids with butanol.

Relações lineares múltiplas entre deslocamentos químicos em RMN 13C de haletos alifáticos

Os deslocamentos químicos de RMN 13C de carbonos a , b , g e d de 17 conjuntos de haletos (F, Cl Br e I) alifáticos, inclusive compostos mono, bi e tricíclicos, podem ser reproduzidos por uma equação linear de duas constantes e duas variáveis do tipo : d R-X = A*d R-X1 + B*d R-X2 onde A e B são constantes obtidas por regressão multilinear a partir de deslocamentos químicos de 13C; d R-X, o deslocamento químico de 13C do composto com halogênio (R-X); d R-X1 e d R-X2 deslocamentos químicos de outros haletos. Para brometos (R-X) alifáticos a melhor correlação foi obtida com os dados de fluoretos (R-X1) e iodetos (R-X2) com R2 de 0,9989 e desvio médio absoluto (DM) de 0,39ppm. Para cloretos (R-X) a melhor correlação foi com dados de brometos (R-X1) e iodetos (R-X2) com R2 de 0,9960 e DM de 0,76ppm. Para fluoretos (R-X) a melhor correlação foi com brometos (R-X1) e iodetos (R-X2) com R2 de 0,9977 e DM de 1,10ppm e para iodetos (R-X) foi com fluoretos (R-X1) e brometos (R-X2) com R2 de 0,9972 e desvio médio absoluto de 0,60 ppm.

Um método para condução de inventários florestais sem o uso de equações volumétricas

Neste trabalho foram conduzidos testes preliminares sobre o uso do método altura relativa, desenvolvido originalmente por Andrade & Leite (1997), para condução de inventário florestal. O método proposto foi comparado com um dos métodos usuais, que consiste em medir o diâmetro de todas as árvores, a altura de cerca de 15 árvores e a altura de cerca de cinco árvores dominantes por parcela. Para processamento desses dados são utilizadas equações hipsométricas e volumétricas, sendo estas últimas geradas com dados de cubagem de árvores no povoamento. No método da altura relativa são utilizados apenas dados obtidos nas parcelas, não sendo necessário cubar árvores no povoamento. Os dados de quatro parcelas e de 277 árvores-amostra foram utilizados para comparação das duas metodologias (usual e altura relativa). Os volumes estimados pelos dois métodos foram iguais (156,21 e 156,19 m³/ha). Portanto, pode-se concluir que o método alternativo é promissor, resultando ainda em algumas vantagens, como: redução do número de alturas medidas nas parcelas e eliminação das atividades de cubagem de árvores-amostra e de ajuste de modelos volumétricos e, ou, de taper.

Equações para estimar a quantidade de carbono na parte aérea de árvores de eucalipto em Viçosa, Minas Gerais

Este trabalho foi realizado com o objetivo de ajustar equações que permitem estimar com precisão a quantidade de carbono presente na parte aérea das árvores de eucalipto, na região de Viçosa, Minas Gerais. Após as análises constatou-se que: a) o fuste é o componente da parte aérea da árvore com a maior quantidade de carbono estocado, seguido dos galhos, da casca e das folhas; b) existe uma relação exponencial positiva entre a quantidade de carbono presente nas diferentes partes das árvores (Yi) e as dimensões dos fustes das árvores, expressa pelo dap e altura total (Ht), que pode ser descrita pela seguinte relação alométrica: Yi = a.dap b.Ht c; e c) a variável dap foi significativa, a 95% de probabilidade, nas equações que estimam a quantidade de carbono de todos os componentes da parte aérea das árvores de eucalipto. Contudo, a variável altura foi significativa apenas nas equações para o fuste e para os galhos.

Equações de volume e de taper para quantificar multiprodutos da madeira em Floresta Atlântica

Este estudo foi conduzido com o objetivo de ajustar uma equação de volume, a partir do modelo logaritmizado de Schumacher & Hall (1933), para estimar o volume comercial, e uma equação de afilamento (taper), a partir do modelo de Demaerschalk (1972), para estimar a quantidade de multiprodutos de madeira de espécies da Floresta Atlântica. Os dados foram coletados na Gleba C da Floresta Nacional do Rio Preto - IBAMA, no município de Conceição da Barra-ES. Foram mensuradas 165 árvores em pé, subdivididas em dez classes de diâmetro, com qualidade de fuste QF1 e pertencentes às espécies com maior VI e, ou, espécies de valor comercial. Essas árvores reuniram 62 espécies e 38 famílias. A equação de volume ajustou-se bem aos dados, com der=0 id="_x0000_i1026" src="../../../img/revistas/rarv/v27n6/a06img01.gif" align=absmiddle>2 igual a 0,9815 e resíduos normalmente distribuídos. A equação de taper também ajustou-se bem aos dados, com der=0 id="_x0000_i1027" src="../../../img/revistas/rarv/v27n6/a06img01.gif" align=absmiddle>2 igual a 0,9346 e distribuição gráfica dos resíduos normal. Pelo teste F (Graybill, 1976), constatou-se que houve igualdade entre os diâmetros observados e os diâmetros estimados pela equação de taper. A partir de transformações algébricas da equação de taper, foram estimados a altura para um determinado diâmetro superior d e o volume do tronco ou de parte dele. Em seguida, podem ser estimados o número de toras e o respectivo volume, em função do comprimento da tora, do diâmetro superior d mínimo e do uso desejado, o que permite avaliar a árvore em pé.