Nesta tese foi empregada a iodociclofuncionalização de β-enamino ésteres para obtenção de análogos conformacionalmente restritos do ácido γ-aminobutírico (GABA) e de 4-aril-1,4-di-hidropiridinas (DHP\'s). Foram preparados ciclopentanos trissubstituídos a partir de b-enamino ésteres cíclicos, com o objetivo de investigar o mecanismo desta reação. Utilizando ESI(+)-MS/MS, foi possível identificar e caracterizar os intermediários bicíclicos catiônicos, confirmando que a reação se processa através de uma SN2 intramolecular. A biorredução do grupo acetila existente nos ciclopentanos, utilizando raízes de Daucus carota e células íntegras de Aspergillus terreus CCT 3320 e Rhizopus oryzae CCT 4964, forneceu novos análogos oticamente ativos do GABA, com excelente enantiosseletividade. Também foram preparados iodo-β-enamino ésteres cíclicos de seis membros, contendo um grupo arila na posição 4 do anel tetra-hidropiridínico, cuja desidroiodação forneceu os respectivos derivados 1,4-di-hidropiridínicos. / This thesis presents a study of iodo-cyclization of β-enamino esters in order to obtain conformationally restricted analogues of γ-amino butiric acid (GABA) and of 1,4-dihydropyridines (DHP\'s). Trisubstituted cyclopentanes were obtained from iodo-β-enamino esters and the mechanism of their formation was proposed and corroborated by (+)-ESI-MS/MS through the interception and structural characterization of the key bicyclic iminium ion intermediates. Optically active GABA analogues have been prepared in high enantiomeric excesses (up to >99%) by bioreduction of the keto group in cyclopentane derivatives using whole fungal cells of Aspergillus terreus CCT 3320, Rhizopus oryzae CCT 4964 and Daucus carota root. 4-aryl-1,4,5,6-tetrahydropyridine derivatives were synthesized by iodo-cyclization of a-alkenyl-b-enamino esters and 4-phenyl-1,4-dihydropyridine derivatives were obtained after base-promoted dehydroiodination of the corresponding cyclic iodo-b-enamino esters.

Nesta tese foi empregada a iodociclofuncionalização de β-enamino ésteres para obtenção de análogos conformacionalmente restritos do ácido γ-aminobutírico (GABA) e de 4-aril-1,4-di-hidropiridinas (DHP\'s). Foram preparados ciclopentanos trissubstituídos a partir de b-enamino ésteres cíclicos, com o objetivo de investigar o mecanismo desta reação. Utilizando ESI(+)-MS/MS, foi possível identificar e caracterizar os intermediários bicíclicos catiônicos, confirmando que a reação se processa através de uma SN2 intramolecular. A biorredução do grupo acetila existente nos ciclopentanos, utilizando raízes de Daucus carota e células íntegras de Aspergillus terreus CCT 3320 e Rhizopus oryzae CCT 4964, forneceu novos análogos oticamente ativos do GABA, com excelente enantiosseletividade. Também foram preparados iodo-β-enamino ésteres cíclicos de seis membros, contendo um grupo arila na posição 4 do anel tetra-hidropiridínico, cuja desidroiodação forneceu os respectivos derivados 1,4-di-hidropiridínicos. / This thesis presents a study of iodo-cyclization of β-enamino esters in order to obtain conformationally restricted analogues of γ-amino butiric acid (GABA) and of 1,4-dihydropyridines (DHP\'s). Trisubstituted cyclopentanes were obtained from iodo-β-enamino esters and the mechanism of their formation was proposed and corroborated by (+)-ESI-MS/MS through the interception and structural characterization of the key bicyclic iminium ion intermediates. Optically active GABA analogues have been prepared in high enantiomeric excesses (up to >99%) by bioreduction of the keto group in cyclopentane derivatives using whole fungal cells of Aspergillus terreus CCT 3320, Rhizopus oryzae CCT 4964 and Daucus carota root. 4-aryl-1,4,5,6-tetrahydropyridine derivatives were synthesized by iodo-cyclization of a-alkenyl-b-enamino esters and 4-phenyl-1,4-dihydropyridine derivatives were obtained after base-promoted dehydroiodination of the corresponding cyclic iodo-b-enamino esters.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Enamino carbonylic compounds are important synthetic intermediates used in the synthesis of heterocycles and natural products. Our group of research has been dedicating much of our efforts to the development and implementation of simple and efficient methodologies to obtain β-enamino carbonylic compounds, mainly due to their functionality and ability to react both as ambident nucleophiles and as ambident electrophiles. In this dissertation, we study the synthesis and reactivity of new α-chloro functionalized N-substituted β-enamino acyclic compounds. In the synthesis of α-chlorinated β-enamino esters (2a-g) was employed the condensation of ethyl 2-chloro-acetoacetate with primary amines. This convenient and safe procedure uses the clean chemistry methodology of microwave-assisted solid support (K-10) synthesis in the absence of solvent. The reactivity and regiochemistry of the α-chlorinated β-enamino compounds was assessed through the study of cyclization reactions involving the coupling of these substrates with dinucleophiles such as hydrazine and semicarbazide derivatives. The obtained heterocycles showed the influence of the chloro substituent at the α position, which led to the inversion of reactivity of this center, allowing the preparation of heterocyclic compounds having four and six members. These functionalized heterocycle derivatives are attractive targets for the discovery of new active molecules as they have high potential to present a broad range of biological properties. Therefore, evaluation of the antimicrobial activity of the newly synthesized compounds was carried out using the in vitro Bioautography assay. / Compostos enamino carbonílicos são importantes intermediários sintéticos usados na síntese de heterociclos e produtos naturais. Nosso grupo de pesquisa tem se dedicado ao desenvolvimento e implementação de metodologias simples e eficientes para obter compostos β-enamino carbonílicos, principalmente devido à sua funcionalidade, atuando como sistema ambidentado, tanto com caráter nucleofílico como eletrofílico. Neste trabalho, nós estudamos a síntese e a reatividade de novos β-enamino compostos acíclicos α-cloro funcionalizados Nsubstituídos. Na síntese de β-enamino ésteres α-clorados (2a-g) foi empregada a condensação do 2-cloro acetoacetato de etila com aminas primárias. Este procedimento simples e seguro, emprega a metodologia de suporte sólido (K-10) associada ao uso de energia de microondas (MO) na ausência de solvente, sendo considerado como um protocolo de Química Limpa. A reatividade dos centros eletrofílicos dos β-enamino compostos α-clorados foi estudada em reações de ciclização, reagindo-se estes compostos frente a dinucleófilos como hidrazinas e semicarbazida, avaliando-se o padrão de reatividade destes compostos e a regioquímica dos sistemas heterocíclicos polifuncionalizados 3 e 4 obtidos. Os heterociclos obtidos mostraram a influência do substituinte cloro na posição α, o qual levou a uma inversão na reatividade deste centro, possibilitando a obtenção de compostos heterocíclicos de quatro e seis membros. Os sistemas heterocíclicos funcionalizados obtidos são alvos atrativos para a descoberta de novas moléculas ativas, devido as suas características estruturais com elevado potencial para apresentar propriedades biológicas. Portanto, estudos foram conduzidos para determinar a atividade antimicrobiana de uma série de compostos sintetizados empregando o ensaio in vitro através do método de Bioautografia.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Due to the high chemical versatility of β-keto esters and the β-enamino carbonylic compounds as synthetic precursors, our research group has investigated and developed methodologies for their synthesis and reactivity. In the present work, we aim to establish a methodology for the transesterification of β-keto esters using montmorillonite (K-10) as a support or catalyst by itself or together with microwave irradiation (MW). We used the methodology to evaluate the synthesis and reactivity of β-enamino esters. The cyclic β-keto ester ethyl-2-oxo-1-cyclopentanecarboxilate was synthesized by ethanol esterification followed by Dieckmann Cyclization of adipic acid. To obtain the series of the cyclic β-keto esters derived from ethyl-2-oxo-1-cyclopentanecarboxilate by transesterification reaction with allylic and benzylic alcohol and (1S, 2R, 5S)-(+)-menthol, montmorillonite (K-10) as catalyst with microwaves was used. To validate the methodology chosen for our work, we compared microwave irradiation to the use of reflux in toluene. The use of K-10/MW in the absence of solvent was shown to be more efficient than refluxing in toluene, giving higher yields with a much reduced reaction time. Cyclic β-enamino esters were obtained by condensation of the previously synthesized β-keto esters with primary amines, using the same K-10/MW methodology adapted to a sealed flask. This step gave excellent results. For the study of the β-enamino esters reactivity evaluation we tried several reduction systems for ethyl 2-allylamino-1-cyclopentene-1-carboxylate, without success. For the evaluation of the β-keto esters reactivity we chose ethyl 2-oxo-1-cyclopentanecarboxylate and allyl 2-oxo-1-cyclopentanecarboxylate. They were used in the condensation reaction with secondary amines and also for cyclization using Mn(OAc)3, to give a cyclic amide and a spiro compound, respectively. / Devido à grande versatilidade química como precursores sintéticos, os β-cetoésteres e os compostos β-enamino carbonílicos, têm sido alvo de estudos em nosso grupo de pesquisa no desenvolvimento de metodologias para a síntese e reatividade desses compostos. Neste trabalho buscamos estabelecer metodologias para transesterificação de β-cetoésteres, utilizando montmorillonita (K-10), como suporte ou catalisador associado ou não ao uso de energia de microondas e avaliar a obtenção e a reatividade de β-enamino ésteres. Visando tais objetivos, sintetizamos o β-cetoéster cíclico, 2-oxo-1-ciclopentanocarboxilato de etila a partir do ácido adípico, através da esterificação em etanol, seguida de uma Ciclização de Dieckmann. Na obtenção de uma série de β-cetoésteres cíclicos derivados do 2-oxo-1-ciclopentanocarboxilato de etila, pela reação de transesterificação deste frente a álcool alílico, benzílico e (1S, 2R, 5S)-(+)-mentol, elegeu-se a metodologia utilizando montmorillonita (K-10) como catalisador associada a energia de microondas. Para validação desta metodologia, comparou-se a utilização de energia de microondas com o emprego de refluxo em tolueno. A metodologia empregando K-10/MO na ausência de solvente mostrou-se, mais eficiente, pois apresentou melhores rendimentos e tempos reacionais bastante reduzidos em relação à outra metodologia avaliada. Foram obtidos β-enamino ésteres cíclicos pela condensação dos β-cetoésteres sintetizados com aminas primárias empregando a metodologia de suporte sólido (K-10), associada à energia de microondas adaptada para vaso vedado obtendo ótimos resultados. Para a avaliação da reatividade dos β-enamino ésteres, vários sistemas redutores foram empregados para o 2-alilamino-1-ciclopenteno-1-carboxilato de etila, sem sucesso. Para o estudo da reatividade de β-cetoésteres, elegemos o 2-oxo-1-ciclopentanocarboxilato de etila e o 2-oxo-1-ciclopentanocarboxilato de alila, que foram submetidos à reação de condensação frente à amina secundária e à reação de ciclização promovida por Mn(OAc)3, obtendo-se, respectivamente, uma amida cíclica e um composto espiro.