Estudo da Fotólise da acetanilida e do Paracetamol por métodos multiconfiguracionais

Abstract

A fotodegradação de analgésicos, como o paracetamol e acetanilida, possui um papel importante do ponto de vista ambiental, pois estes são extensivamente utilizados e comumente encontrados como contaminantes da água e do solo. Como muitos outros fármacos que são amplamente consumidos pela população, a principal rota de entrada do paracetamol e seus metabólitos no meio ambiente ocorre através da liberação de esgoto doméstico tratado ou não tratado em cursos d'água. O paracetamol é efetivamente degradado por processos biológicos, quando tratado nas plantas efluentes do tratamento. No entanto, devido à grande quantidade de droga encontrada nas estações de entrada, concentrações substanciais podem ser encontradas em efluentes ou em águas superficiais, mesmo após o tratamento biológico. Por ser uma ferramenta importante para o tratamento deste antiinflamatório em águas residuais, os processos fotoquímicos são cada vez mais evidentes no mundo científico. Outra razão que nos leva a investigar a fotólise dessas espécies está diretamente ligada à sua estrutura molecular. Estudos experimentais já provaram que as aminas aromáticas, como o paracetamol e a acetanilida, podem ser submetidas ao Rearranjo Foto-Fries (PFR). Este tipo de rearranjo foi observado pela primeira vez por Anderson e Reese. Os rearranjos foram investigados para uma ampla variedade de ésteres fenólicos em solventes orgânicos. Embora haja muito menos relatos na literatura sobre o PFR de amidas aromáticas (do que em ésteres análogos), estudos em acetanilida mostraram que, similarmente ao acetato de fenila, pode sofrer PFR com clivagem da ligação CN e migração do grupo acetil. O objetivo do trabalho é comparar os resultados com os resultados já obtidos para ésteres, tendo como principal modelo o desenvolvido por Toldo, que envolve três estados é proposto para o PFR, baseado em cálculos CASSCF/CASPT2. Este modelo fornece uma visão global de todos os passos envolvidos na reação, da fotodissociação até a tautomerização final.

Photodegradation of analgesics, such as paracetamol and acetanilide, plays an important role from the environmental point of view, since they are extensively used and commonly found as contaminants of water and soil. Like many other drugs that are widely consumed by the population, the main route of entry of paracetamol and its metabolites into the environment occurs through the release of treated or untreated domestic sewage into watercourses. Paracetamol is effectively degraded by biological processes when treated in the effluent treatment plants. However, due to the large amount of drug found in the entry stations, substantial concentrations can be found in effluents or in surface water even after biological treatment. Because it is an important tool for the treatment of this antiinflammatory in waste water, photochemical processes are increasingly evident in the scientific world. Another reason that leads us to investigate the photolysis of these species is directly linked to its molecular structure. Experimental studies have proven that aromatic amines, such as paracetamol and acetanilide, can be subjected to the Photo-Fries Rearrangement (PFR). This type of rearrangement was first observed by Anderson and Reese. The rearrangements were investigated for a wide variety of phenyl esters in organic solvents. Although there are far fewer reports in the literature on the PFR of aromatic amides (than in analogous esters), studies on acetanilide have shown that, similarly to phenyl acetate, PFR can undergo CN cleavage and migration of the acetyl group. The objective of the work is to compare the results with the results already obtained for esters, having as main model the one developed by Toldo, which involves three states is proposed for the PFR, based on CASSCF / CASPT2 calculations. This model provides an overview of all steps involved in the reaction, from photodissociation to final tautomerization.