Recebido em 21/7/00; aceito em 13/12/00 ORGANIC REACTIONS IN AQUEOUS MEDIA. The use of water as solvent in organic reactions has been uncommon for several reasons, among them the low solubility of the reactants, the incompatibility of the intermediates with water, and the competition between the desired reaction and hydrolysis. Breslow in 1980, demonstrated that the hydrophobic effect accelerates Diels-Alder reactions and gives a high endo/exo selectivity. Since then, many other reactions were studied in this medium, and below we show the principal results. Besides the academic interest, human and economic aspects are included in this study. Water as a solvent minimizes environmental impact, costs and increases operational safety.Keywords: water; organic reactions; hydrophobic effect. Quim. Nova, Vol. 24, No. 5, 646-657, 2001.
Revisão
INTRODUÇÃOA utilização de água como solvente costumava ser descartada dos estudos de reações orgânicas por diversas razões, entre elas, a insolubilidade dos reagentes, a incompatibilidade dos intermediários com a água e a competição das reações desejadas com processos de hidrólise dos reagentes 1,2 . No entanto, um dos principais problemas na indústria química está relacionado com a utilização de solventes orgânicos em seus processos. Sua manufatura, transporte, estoque, manuseio e descarte são aspectos que demandam muito cuidado e dinheiro. Por estes motivos, a substituição de solventes orgânicos como meio reacional por água é de grande interesse no que diz respeito a síntese orgânica, visto que minimiza o impacto ambiental, além de ter mais baixo custo e apresentar menor periculosidade operacional.Em adição aos aspectos econômicos e humanos, a água apresenta muitas propriedades físico-químicas que podem ser úteis nas reações, como a alta polaridade, à capacidade de solvatar íons, formar ligações hidrogênio, ser um líquido estruturado, e agregar moléculas apolares dissolvidas (efeito hidrofóbico) 1,3,4,5 .
ESTRUTURA DA ÁGUAUm solvente não pode ser considerado apenas por suas características contínuas macroscópicas, ou seja, constantes físicas como densidade, constante dielétrica, índice de refração, entre outras, mas também devem ser levadas em consideração características descontínuas, que consistem nas interações entre moléculas de solventes. De acordo com a extensão destas interações, os líquidos podem ser divididos em dois grupos: não-estruturados e estruturados ou regulares. No primeiro, as molé-culas permanecem juntas por forças fracas não-direcionais de van der Waals. No segundo grupo, onde a água se encaixa, as moléculas permanecem unidas por forças fortes e direcionais, como as ligações hidrogênio. Nos líquidos estruturados, as moléculas não preenchem todo o espaço de forma eficaz, e como conseqüência sua estrutura possui cavidades 1,3 . A estrutura da água e sua importância ainda são objeto de muitos trabalhos na literatura. De forma geral, a água líquida é representada tanto por regiões ligadas de maneira ordenada, quanto por regiões ligadas de forma aleatória por ligaç...