Recebido em 25/8/11; aceito em 9/12/11; publicado na web em 2/3/12
STRATEGIES FOR STUDYING FREE-ENERGY CORRELATIONS OF SUZUKI ARYL-ARYL COUPLING: ELUCIDATING CATALYTIC CYCLES BY WAY OF THE HAMMETT EQUATION.The present work deals with the study of the correlation of free-energy developed in a catalytic system for Suzuki coupling, by way of the Hammett equation. The system presents NCP pincer palladacycle 1 as a catalyst precursor, which proved to be very efficient in the coupling of various aryl boronic acids with aryl halides in previous studies. Thus, the article presented here intends to serve as a support for further investigations and clarifications relating to cross-coupling catalytic cycles.Keywords: Hammett equation; Suzuki cross-coupling; palladacycle.
INTRODUÇÃOPara cursos de graduação em que a termodinâmica é uma ferramenta importante, necessita-se de experimentos em que se visualizem os conceitos teóricos aplicados às demandas da atuação profissional. Critérios relativos à espontaneidade de uma reação, como a energia livre de Gibbs e de Helmholtz, e elucidação de ciclos catalíticos devem ser priorizados quando do planejamento de aulas práticas de Físico-química. Assim, experimentos e discussões que integrem conceitos termodinâmicos clássicos, fundamentos de cinética quími-ca e os recentes avanços da área de catálise se tornam ferramentas importantes para a avaliação de novos sistemas catalíticos.Sabendo que a síntese orgânica catalítica foi grandemente valorizada com Prêmio Nobel de Química, em 2010, para A. Suzuki, R. Heck e E. Negishi, e que nela muitas vezes se trabalha com substratos aromáticos, é interessante avaliar a correlação linear de energia livre de tais sistemas pela troca de grupos substituintes. Assim, com intuito de elucidar as etapas do ciclo catalítico em estudo, faz-se uso da Equação de Hammett 1 (1)onde k e k 0 são constantes de velocidade ou constantes de equilíbrio da molécula com o grupo substituinte em análise e da molécula substituída com hidrogênio, respectivamente. σ é a constante do substituinte sendo determinada por (2) onde ka é a constante de dissociação do composto substituído e ka 0 refere-se ao não substituído. Originalmente σ foi obtido de uma série de ácidos benzoicos substituídos em água e, para o substituinte H, atribui-se o valor zero. A constante do substituinte pode apresentar variações decorrentes da posição do grupo substituinte no anel aromático em meta (σ m ) ou em para (σ p ), já em posição orto não é mencionada devido ao fato do impedimento estéreo dificultar a correlação linear de energia livre.2 σ o indica que o sistema necessita de interações diretas de ressonância com o grupo funcional, assim, grupos eletrodoadores mostram desvios na correlação linear do gráfico devido a apresentarem sua constante do substituinte com valores mais positivos, isto é, menos eletrodoadores que os valores de σ sugeridos por Hammett. , indicando que o sistema apresenta interações diretas de ressonância com grupos substituintes eletrorretiradores e eletrodoadores, respectiva...