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Orientador: Jose Augusto Rosário Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T08:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_PauloSergiode_D.pdf: 14146737 bytes, checksum: cce704fa63bb067ebc25618dac57ceb6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho descreve uma metodologia para a síntese de 1,2- e 1,4-benzoquinona-monocetais através da oxidação de fenóis contendo uma cadeia hidróxi-alquílica lateral promovida por reagentes de iodo(III) hipervalente. 3-Hidróxi-?-metil-benzenopropanol e três derivados metoxilados foram preparados a partir dos respectivos benzaldeídos. Oxidações do 3-hidróxi-?-metil-benzenopropanol com um equivalente de diacetato de iodobenzeno (IBDA) ou [bis(trifluoroacetóxi)iodobenzeno] (BTIB) em diversos solventes não renderam o croman-6-ol esperado, mas apenas materiais poliméricos marrons. Entretanto, resultados interessantes foram obtidos das oxidações dos benzenopropanóis com dois equivalentes de IBDA em metanol ou 2,2,2-trifluoroetanol (TFE). Em metanol, 4,4-dimetóxi-cicloexa-2,5-dienonas e 6,6-dimetóxi-cicloexa-2,4-dienonas foram os produtos principais, enquanto que, em TFE, ciclizações da cadeia hidróxi-alquílica lateral não-rígida originaram monocetais semicíclicos de 1,2- e 1,4-benzoquinonas como produtos principais. A oxidação do 3-hidróxi-?-metil-4-metóxi-benzenopropanol em metanol rendeu um dímero de Diels-Alder mediante a cicloadição da respectiva cicloexa-2,4-dienona. As sínteses desses monocetais semicíclicos são importantes por se tratarem dos primeiros exemplos de cetais derivados de cromanóis obtidos por oxidações de fenóis contendo uma cadeia lateral não-rígida. A parte final do trabalho descreve as primeiras etapas de uma síntese do (S)-6-benzilóxi-2,5,7,8-tetrametil-croman-2-carbaldeído, proposta com base na metodologia desenvolvida. A síntese desse heterociclo representaria uma nova síntese formal da vitamina E (?-tocoferol). / Abstract: A methodology to the synthesis of 1,2- and 1,4-benzoquinone semicyclic monoketals through the oxidation of phenols bearing a hydroxy-alkyl side chain promoted by hypervalent iodine(III) reagents is described. 3-Hydroxy-?-methyl-benzenepropanol and three of its methoxy derivatives were prepared from the respective benzaldehydes. Oxidations of 3-hydroxy-?-methyl-benzenepropanol with one equivalent of iodobenzene diacetate (IBDA) or [bis(trifluoroacetoxy)iodobenzene] (BTIB) in a variety of solvents did not furnish the expected chroman-6-ol; instead, only red-brownish polymeric materials were produced. However, better results were achieved from the oxidations of the benzenepropanols by two equivalents of IBDA in methanol or 2,2,2-trifluoroethanol (TFE) as solvent. In methanol, 4,4-dimethoxy-cyclohexa-2,5-dienones and 6,6-dimethoxy-cyclohexa-2,4-dienones were the major products, whereas in TFE, cyclizations of the nonrigid hydroxy-alkyl side chain took place to furnish 1,2- and 1,4-benzoquinone semicyclic monoketals as main products. The oxidation of the 3-hydroxy-4-methoxy derivative in methanol yielded only a Diels-Alder dimer by the cycloaddition of the unstable intermediate cyclohexa-2,4-dienone. The syntheses of the semicyclic monoketals described here represent an important achievement since these are the first examples of semicyclic ketals related to chromanols obtained by the oxidation of phenols having a nonrigid hydroxy-alkyl side chain. The final part of this work describes the initial efforts towards the synthesis of (S)-6-benzyloxy-2,5,7,8-tetramethyl-chroman-2-carbaldehyde, proposed on the basis of the developed methodology. The synthesis of this heterocyclic compound would represent a new formal synthesis of vitamin E (?-tocopherol). / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Les colorants organiques du proche infrarouge présentent un intérêt majeur dans différent secteurs technologiques. Les travaux présentés dans cette thèse portent sur le développement de ce type de chromophores à partir d’unités quinones possédant une conjugaison électronique particulière : les 2,5-diamino-1,4-benzoquinone-diimines (DABQDI). De nouvelles DABQDI ont pu être synthétisées et leur utilisation comme ligand a notamment permis d’obtenir des complexes absorbant du domaine visible jusqu’à celui du proche infrarouge. Ces unités DABQDI ont également pu être incorporées au sein de macrocycles, analogues de porphyrines, appelés azacalixphyrines, capables d’absorber la lumière jusqu’à 1000 nm. / Near infrared dyes play a significant role in various technological sectors. The present PhD manuscript concerns the development of such chromophores built on quinone units that have a particular electronic delocalization: the 2,5-diamino-1,4-benzoquinone-diimines (DABQDI). New DABQDI have been synthesized and their use as ligand can provide complexes absorbing from the visible to the near infrared domain. DABQDI units were also incorporated in macrocycles, analogous of porphyrins, called azacalixphyrins, able to absorb light up to 1000 nm.

O presente trabalho apresenta metodologias utilizando a p-benzoquinona (PBQ) para a determinação de proteínas totais em diversas matrizes. As metodologias propostas foram comparadas com os métodos recomendados ou os mais utilizados, conforme o caso. O método aqui proposto, para determinação de proteínas totais em plasma sangüíneo, foi comparado com o método de biureto, mostrando-se adequado e com sensibilidade dez vezes maior que a do biureto. Para a determinação de proteínas totais em diversos tecidos de rato, o método proposto foi comparado com os métodos de Hartree e FFDW, e apresentou resultados mais próximos do FFDW do que o método de Hartree e, também, mostrou ser mais rápido, barato e de fácil realização. O método desenvolvido para determinação de proteínas totais em leite em pó desnatado foi comparado com os métodos de Kjeldahl e Lowry e cols., sendo mais simples e rápido que as metodologias de Lowry e Kjeldahl. Para determinação de amino grupos livres em síntese de peptídeos em fase sólida, a metodologia proposta foi comparada com o método de Kaiser e cols. O método proposto apresentou diversas vantagens sobre o método de Kaiser, sendo estas: o método é sensível a prolina, não precisa preparar nenhuma solução, não apresenta falso positivo para histidina e é rápido. / The present thesis describes the utilization of p-benzoquinone (PBQ) for assay of total protein in several samples. The methods presented here were compared with those mostly used or recommended depending on the case. For determination of total proteins in the blood plasma, the proposed method was compared with biuret method, and it was 10 times more sensitive than biuret method and convenient method for determination of total proteins in plasma. The assay of total proteins in several rat tissues with the proposed method, was compared with Hartree and FFDW methods, and it shows closer proteins content to FFDW method than Hartree method, besides it was faster, less expensive and easier to be used than Hartree method. The method developed for determination of total proteins in skin milk powder, was compared with Kjeldahl and Lowry methods and showed to be more simple and faster than these methods. For determination of free amino groups in solid phase peptide synthesis, the proposed method was compared with Kaiser method. The proposed method showed several advantages than Kaiser method, such as: it is sensitive for proline, it is not necessary to prepare any solution and it does not show a false positive test for histidine.

Efetuaram-se as reações de nucleófilos de oxigênio (MeONa, EtONa, PhONa e t-BuOK) com o aduto de Diels-Alder cloranil-ciclopentadieno, com o objetivo de se obterem os correspondentes adutos poli-substituídos. Nas reações com MeONa e EtONa foram empregadas tanto quantidades estequiométricas como excesso destes alcóxidos. Nestes últimos casos, foram obtidos dois produtos. Um destes, quando se empregou MeONa, apresentou a mesma estrutura que o aduto cis,endo-2,5-dicloro- 3,6-dimetóxi-p-benzoquinona-ciclopentadieno. O outro produto (B), isolado na forma de óleo, apresentou dados de RMN e de composição que indicaram tratar-se do aduto trans-2,5-dicloro-3,6-dimetóxi-p-benzoquinona-ciclopentadieno ou trans-2,6- dicloro-3,5-dimetóxi-p-benzoquinona-ciclopentadieno, com os grupos OMe e Cl em posições endo e exo, respectivamente. Experiências conduzidas com EtONa levaram a produtos semelhantes. As tentativas de substituir o átomo de cloro ligado ao sistema enodiônico de B foram bem sucedidas quando se empregaram PhSNa ou MeSNa, mas falharam quando se usou o PhSO2Na. Estes produtos de substituição, B-SPh e B-SMe, foram isolados como sólidos amorfos, o que não permitiu que tivessem as suas estruturas determinadas por difração de raios-X. Outros experimentos com o aduto de Diels-Alder cloranil-ciclopentadieno envolveram o uso de PhONa, PhSO2Na e dimetilamina como nucleófilos. Enquanto no caso de PhONa e dimetilamina obtiveram-se os adutos mono-substituídos correspondentes, no caso de PhSO2Na, em metanol, obteve-se a substituição dos dois átomos de cloro do aduto de Diels-Alder cloranil-ciclopentadieno pelos grupos OMe e PhSO2. / The reactions between the chloranil-cyclopentadiene Diels-Alder adduct and alkoxides (MeONa, EtONa, PhONa e t-BuOK) were carried out aiming the synthesis of the corresponding poly-substituted adducts. In the case of reactions with MeONa and EtONa, equimolar and excess of such nucleophiles were employed. When MeONa was in excess, two products were obtained. One of them was proved to be the cis,endo-2,5-dichloro-3,6-dimethoxy-p-benzoquinone-cyclopentadiene adduct. The other product (B), isolated as an oil, exhibited elemental composition and NMR data that indicate its structural identity with the trans-2,5-dichloro-3,6-dimethoxy-p-benzoquinone-cyclopentadiene or the trans-2,6-dichloro-3,5-dimethoxy-p- benzoquinone-cyclopentadiene adduct, lying the OMe and Cl groups in an endo and exo positions, respectively. The experiments conducted with EtONa lead to the similar products. Aiming the substitution of the chlorine atom that remains attached to the enedionic system of B, this latter compound was successfully reacted with PhSNa and MeSNa, but was unable to react with PhSO2Na.. The corresponding B-SPh and and B-SMe derivatives were isolated as amorphous solids thus precluding their use for their structural determination by X-ray crystallography. Other reactions with chloranil-cyclopentadiene Diels-Alder adduct included the use of PhONa, PhSO2Na and dimethylamine as nucleophiles. In the case of PhONa and However, the reaction of chloranil-cyclopentadiene Diels-Alder adduct and PhSO2Na, in methanol, lead to the substitution of both enodionic chlorine atoms by the OMe and PhSO2 groups.

Chemists have always been fascinated by the cumulated diene system of allenes with its extraordinary properties such as the axial chirality of the elongated tetrahedron and a higher reactivity than non-cumulated C-C double bonds. The equilibrium geometry for an allene is linear with orthogonal pairs of substituents. An allene incorporated into a carbocyclic ring of nine or more carbon atoms is relatively unstrained. However, if the ring size is decreased, the linear perpendicular allene will be twisted and bent until, at some point, the energy gained by pi bonding in the two double bonds will be insufficient to offset the increased strain. Furthermore, ring constraints will exert torsion toward a planar arrangement of ligands. Therefore, one of the fundemantal questions is the influence of ring size on the barrier to pi bond rotation. Herein we wish to unveil a review of our research related to desperately seeking for five membered ring allenes such as, cyclopenta-1,2-diene (1) and some of its derivatives, e.g. 2, and 3. Furthermore, we will address a simple, mild and efficient method for the reduction of 1,4-benzoquinones 4 to corresponding hydroquinones 5.

O presente trabalho apresenta metodologias utilizando a p-benzoquinona (PBQ) para a determinação de proteínas totais em diversas matrizes. As metodologias propostas foram comparadas com os métodos recomendados ou os mais utilizados, conforme o caso. O método aqui proposto, para determinação de proteínas totais em plasma sangüíneo, foi comparado com o método de biureto, mostrando-se adequado e com sensibilidade dez vezes maior que a do biureto. Para a determinação de proteínas totais em diversos tecidos de rato, o método proposto foi comparado com os métodos de Hartree e FFDW, e apresentou resultados mais próximos do FFDW do que o método de Hartree e, também, mostrou ser mais rápido, barato e de fácil realização. O método desenvolvido para determinação de proteínas totais em leite em pó desnatado foi comparado com os métodos de Kjeldahl e Lowry e cols., sendo mais simples e rápido que as metodologias de Lowry e Kjeldahl. Para determinação de amino grupos livres em síntese de peptídeos em fase sólida, a metodologia proposta foi comparada com o método de Kaiser e cols. O método proposto apresentou diversas vantagens sobre o método de Kaiser, sendo estas: o método é sensível a prolina, não precisa preparar nenhuma solução, não apresenta falso positivo para histidina e é rápido. / The present thesis describes the utilization of p-benzoquinone (PBQ) for assay of total protein in several samples. The methods presented here were compared with those mostly used or recommended depending on the case. For determination of total proteins in the blood plasma, the proposed method was compared with biuret method, and it was 10 times more sensitive than biuret method and convenient method for determination of total proteins in plasma. The assay of total proteins in several rat tissues with the proposed method, was compared with Hartree and FFDW methods, and it shows closer proteins content to FFDW method than Hartree method, besides it was faster, less expensive and easier to be used than Hartree method. The method developed for determination of total proteins in skin milk powder, was compared with Kjeldahl and Lowry methods and showed to be more simple and faster than these methods. For determination of free amino groups in solid phase peptide synthesis, the proposed method was compared with Kaiser method. The proposed method showed several advantages than Kaiser method, such as: it is sensitive for proline, it is not necessary to prepare any solution and it does not show a false positive test for histidine.

Efetuaram-se as reações de nucleófilos de oxigênio (MeONa, EtONa, PhONa e t-BuOK) com o aduto de Diels-Alder cloranil-ciclopentadieno, com o objetivo de se obterem os correspondentes adutos poli-substituídos. Nas reações com MeONa e EtONa foram empregadas tanto quantidades estequiométricas como excesso destes alcóxidos. Nestes últimos casos, foram obtidos dois produtos. Um destes, quando se empregou MeONa, apresentou a mesma estrutura que o aduto cis,endo-2,5-dicloro- 3,6-dimetóxi-p-benzoquinona-ciclopentadieno. O outro produto (B), isolado na forma de óleo, apresentou dados de RMN e de composição que indicaram tratar-se do aduto trans-2,5-dicloro-3,6-dimetóxi-p-benzoquinona-ciclopentadieno ou trans-2,6- dicloro-3,5-dimetóxi-p-benzoquinona-ciclopentadieno, com os grupos OMe e Cl em posições endo e exo, respectivamente. Experiências conduzidas com EtONa levaram a produtos semelhantes. As tentativas de substituir o átomo de cloro ligado ao sistema enodiônico de B foram bem sucedidas quando se empregaram PhSNa ou MeSNa, mas falharam quando se usou o PhSO2Na. Estes produtos de substituição, B-SPh e B-SMe, foram isolados como sólidos amorfos, o que não permitiu que tivessem as suas estruturas determinadas por difração de raios-X. Outros experimentos com o aduto de Diels-Alder cloranil-ciclopentadieno envolveram o uso de PhONa, PhSO2Na e dimetilamina como nucleófilos. Enquanto no caso de PhONa e dimetilamina obtiveram-se os adutos mono-substituídos correspondentes, no caso de PhSO2Na, em metanol, obteve-se a substituição dos dois átomos de cloro do aduto de Diels-Alder cloranil-ciclopentadieno pelos grupos OMe e PhSO2. / The reactions between the chloranil-cyclopentadiene Diels-Alder adduct and alkoxides (MeONa, EtONa, PhONa e t-BuOK) were carried out aiming the synthesis of the corresponding poly-substituted adducts. In the case of reactions with MeONa and EtONa, equimolar and excess of such nucleophiles were employed. When MeONa was in excess, two products were obtained. One of them was proved to be the cis,endo-2,5-dichloro-3,6-dimethoxy-p-benzoquinone-cyclopentadiene adduct. The other product (B), isolated as an oil, exhibited elemental composition and NMR data that indicate its structural identity with the trans-2,5-dichloro-3,6-dimethoxy-p-benzoquinone-cyclopentadiene or the trans-2,6-dichloro-3,5-dimethoxy-p- benzoquinone-cyclopentadiene adduct, lying the OMe and Cl groups in an endo and exo positions, respectively. The experiments conducted with EtONa lead to the similar products. Aiming the substitution of the chlorine atom that remains attached to the enedionic system of B, this latter compound was successfully reacted with PhSNa and MeSNa, but was unable to react with PhSO2Na.. The corresponding B-SPh and and B-SMe derivatives were isolated as amorphous solids thus precluding their use for their structural determination by X-ray crystallography. Other reactions with chloranil-cyclopentadiene Diels-Alder adduct included the use of PhONa, PhSO2Na and dimethylamine as nucleophiles. In the case of PhONa and However, the reaction of chloranil-cyclopentadiene Diels-Alder adduct and PhSO2Na, in methanol, lead to the substitution of both enodionic chlorine atoms by the OMe and PhSO2 groups.

Calcando-se na bem conhecida capacidade que os sulfóxidos apresentam em induzir a quiralidade em uma vasta gama de reações, foram preparadas as (±)-2-p-tolilsulfinil-3,6-dimetil- e a (S)-2-p-tolilsulfinil-3-metil-1,4-benzoquinonas e estudadas as suas reações de Diels-Alder com alguns 1,3-dienos. Bons resultados de quimio- e regiosseletividade foram obtidos no caso da primeira quinona com o trans-piperileno e com o 1-vinil-cicloexeno, mas a eliminação espontânea de ácido sulfênico gerou produtos que não puderam ser utilizados posteriormente. O grupo sulfinila, no caso da segunda quinona preparada, não de mostrou capaz de induzir diastereosseletividade facial nas reações com ciclopenta- e cicloexadieno. Também foram estudados os modos de adição do enolato de lítio do acetato de etila às carbonilas das 2-metilsulfinil-2-sulfanil-cicloexanonas. Pelo emprego de espectroscopia de absorção no I. V., ficou evidenciado que a 2-metilsulfinil-2-metilsulfanil-cicloexanona existe como mistura de confôrmeros, sendo o mais abundante aquele para o qual se atribuiu, baseado em cálculos teóricos, que o grupo SOCH3 esteja preferencialmente na posição equatorial e o grupo SCH3, na posição axial. Assim sendo, os excessos enantioméricos observados puderam ser explicados pela proposição de que o ataque do enolato ocorreu de modo axial sobre as carbonilas dos confôrmeros existentes em solução. / Based on the well known ability of the sulfinyl group in controlling the chirality of a broad spectrum of reactions, the new (±)-2-p-tolylsulfinyl-3,6-dimethyl- and (S)-2-p-tolylsulfinyl-3-methyl-1,4-benzoquinones were prepared and their Diels-Alder reactions with some 1,3-dienes investigated. Good chemo- and regioselectivities were observed for the reactions of (±)-2-p-tolylsulfinyl-3,6-dimethylbenzoquinone with both trans-piperilene and 1-vinylcyclohexene. However, spontaneous elimination of sulfenic acid precluded the use of the obtained cycloadducts in further transformations. The sulfinyl group, in the case of (S)-2-p-tolylsulfinyl-3-methyl-1,4-benzoquinone, failed to control diastereoselectivity in Diels-Alder reaction with cyclopentadiene and cyclohexadiene. Studies concerning the addition of ethyl acetate lithium enolate to the carbonyl groups of 2-methylsulfinyl-2-sulfanyl-cyclohexanones were also undertaken. In the case of 2-methylsulfinyl-2-methylsulfanylcyclohexanone, a mixture of conformers was evidenced by I. R. spectroscopy. On the basis of theoretical considerations, it could be advanced that, in the most abundant conformer, the SOCH3 and SCH3 groups lie, respectively, in equatorial and axial arrangements. Therefore, the observed enantiomeric excess can be explained considering that the enolate performs an axial attack to the carbonyl groups of the ketone conformers.

Calcando-se na bem conhecida capacidade que os sulfóxidos apresentam em induzir a quiralidade em uma vasta gama de reações, foram preparadas as (±)-2-p-tolilsulfinil-3,6-dimetil- e a (S)-2-p-tolilsulfinil-3-metil-1,4-benzoquinonas e estudadas as suas reações de Diels-Alder com alguns 1,3-dienos. Bons resultados de quimio- e regiosseletividade foram obtidos no caso da primeira quinona com o trans-piperileno e com o 1-vinil-cicloexeno, mas a eliminação espontânea de ácido sulfênico gerou produtos que não puderam ser utilizados posteriormente. O grupo sulfinila, no caso da segunda quinona preparada, não de mostrou capaz de induzir diastereosseletividade facial nas reações com ciclopenta- e cicloexadieno. Também foram estudados os modos de adição do enolato de lítio do acetato de etila às carbonilas das 2-metilsulfinil-2-sulfanil-cicloexanonas. Pelo emprego de espectroscopia de absorção no I. V., ficou evidenciado que a 2-metilsulfinil-2-metilsulfanil-cicloexanona existe como mistura de confôrmeros, sendo o mais abundante aquele para o qual se atribuiu, baseado em cálculos teóricos, que o grupo SOCH3 esteja preferencialmente na posição equatorial e o grupo SCH3, na posição axial. Assim sendo, os excessos enantioméricos observados puderam ser explicados pela proposição de que o ataque do enolato ocorreu de modo axial sobre as carbonilas dos confôrmeros existentes em solução. / Based on the well known ability of the sulfinyl group in controlling the chirality of a broad spectrum of reactions, the new (±)-2-p-tolylsulfinyl-3,6-dimethyl- and (S)-2-p-tolylsulfinyl-3-methyl-1,4-benzoquinones were prepared and their Diels-Alder reactions with some 1,3-dienes investigated. Good chemo- and regioselectivities were observed for the reactions of (±)-2-p-tolylsulfinyl-3,6-dimethylbenzoquinone with both trans-piperilene and 1-vinylcyclohexene. However, spontaneous elimination of sulfenic acid precluded the use of the obtained cycloadducts in further transformations. The sulfinyl group, in the case of (S)-2-p-tolylsulfinyl-3-methyl-1,4-benzoquinone, failed to control diastereoselectivity in Diels-Alder reaction with cyclopentadiene and cyclohexadiene. Studies concerning the addition of ethyl acetate lithium enolate to the carbonyl groups of 2-methylsulfinyl-2-sulfanyl-cyclohexanones were also undertaken. In the case of 2-methylsulfinyl-2-methylsulfanylcyclohexanone, a mixture of conformers was evidenced by I. R. spectroscopy. On the basis of theoretical considerations, it could be advanced that, in the most abundant conformer, the SOCH3 and SCH3 groups lie, respectively, in equatorial and axial arrangements. Therefore, the observed enantiomeric excess can be explained considering that the enolate performs an axial attack to the carbonyl groups of the ketone conformers.