Orientador: Lucia Helena Brito Baptistella / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:46:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hardy_LucasDrezza_M.pdf: 14614232 bytes, checksum: 4408ec95d3c1b1cea15f8a31fef54c48 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo:O a-(-)-bisabolol (1) é um sesquiterpeno bisabolano isolado de óleos essenciais de uma grande variedade de plantas, e muito conhecido principalmente por suas atividades farmacológicas. Rotas sintéticas visando a obtenção da (+)-hernandulcina e do acetato do (1S)-1-hidroxi-óxido de bisabolol A, outros sesquiterpenos naturais do tipo bisabolano com atividade adocante e antimalária, respectivamente, tiveram como etapas iniciais tentativas de oxidações alílicas sobre a olefina endocíclica do (-)-1, as quais forneceram diversos produtos. Como meio de diminuir a formação dos produtos laterais frente a estas oxidações, bem como favorecer a formação de derivados cíclicos do (-)-1, úteis quando se visa a síntese do acetato do acetato do (1S)-1-hidroxi-óxido de bisabolol A, a cadeia lateral hidroxílica g,d-insaturada do (-)-1 foi ciclizada utilizando como eletrófilos o iodo e bromo. Em oposição ao que desejávamos, em todas as ciclizações testadas foi verificada a formação majoritária dos derivados tetraidrofuranicos (THF), atribuida, em função dos dados obtidos ao longo do trabalho, a fatores estruturais do substrato e do meio de reação. Testes de oxidações sobre os derivados tetraidrofuranicos (THF) e tetraidropiranicos (THP) de (-)-1 isolados, permitiram verificar que a formação dos derivados oxidados desejados ocorria apenas sobre os derivados THP. Após esta constatação, vários testes visando expansão do anel THF a THP, bem como metodologias para obtenção seletiva dos derivados THP a partir de (-)-1 foram conduzidos, e alguns bons resultados foram obtidos. Adicionalmente, propos-se, ao final do trabalho, uma nova rota para obtenção dos derivados THP a partir de (-)-1, baseada na utilização do linalool como precursor das ciclizações. Paralelamente ao trabalho, diversos compostos obtidos foram submetidos a estudos de atividade antiproliferativa frente a linhagens de celulas tumorais, que permitiram observar que a funcionalização do anel p-mentânico de (-)-1 e um dos fatores responsáveis pela atividade apresentada pelos compostos. / Abstract: The a-(-)-bisabolol (1) is a bisabolene sesquiterpene isolated from the essential oil of several plants, and its pharmacological activities are well known. Synthetic studies envisaging (+)-hernandulcin and (1S)-1-hydroxi-oxide bisabolol A acetate, natural bisabolane sesquiterpenes with sweetener and antimalarial activities, respectively, had been initiated using endocyclic allylic oxidation reactions, which lead to a mixture of products. In order to minimize the formation of by-products and to obtain cyclic derivatives of (-)-1, useful as intermediates for the synthesis of (1S)-1-hidroxi-oxido de bisabolol A, the hydroxylic g,d-unsaturated system of the a-bisabolol was submitted to cyclization reactions using iodine and bromine as electrophiles. In opposition with the expectations, all reactions led to the formation of the THF derivatives as the major products, and it was attributed to the structural features of the substrate and to the reaction conditions. Allylic oxidation essays on the isolated THF and THP derivatives were successfully performed only with the six member ring isomers. Several reactions aiming the THF ring expansion, as well as other methods envisaging the selective preparation of the THP derivative from (-)-1, some of them leading to good results, were also carried out. In addition to these studies, a new synthetic route for the preparation of tetrahydropyran derivatives was proposed from linalool and the initial essays were conduced. Some new compounds obtained in this research project were also submitted to antiproliferative essays. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Este trabalho compreende a síntese e caracterização de um novo catalisador magneticamente recuperável de CoO para oxidação alílica de alcenos. O catalisador foi preparado através da deposição de nanopartículas (de tamanho entre 2-3 nm) do metal cataliticamente ativo em nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional após o termino das reações pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. O catalisador foi inicialmente testado em reações de oxidação do substrato modelo cicloexeno e mostrou seletividade para a produção do produto alílico, cicloex-2-en-1-ona, que é reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos ou permanganatos, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. O catalisador sintetizado mostrou ser reutilizável em sucessivos ciclos de oxidação, destacando-se o aumento da seletividade para a formação da cetona alílica conforme o catalisador perde atividade. A lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, problema comum na catálise heterogênea, não foi observada. Um estudo cinético mostrou que mesmo no inicio da reação o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao produto epóxido. Em todos os tempos estudados o produto principal da reação foi sempre a cicloexenona. Os estudos também revelaram que CoO é a espécie mais ativa quando comparado com Co2+, Co3O4 e Fe3O4 nas mesmas condições reacionais. O catalisador de CoO foi empregado na oxidação de monoterpenos mostrando alta seletividade para a formação dos produtos alílicos, resultando em derivados oxigenados altamente valiosos para a indústria de fragrâncias. / This master thesis describes the synthesis and characterization of a magnetically recoverable CoO catalyst for allylic oxidation of alkenes. The catalyst was prepared through the deposition of the catalytic active metal nanoparticles of 2-3 nm on silica-coated magnetite nanoparticles. The magnetic nature of the support allowed the easy separation of catalyst from the reaction medium after the completion of the reaction by simply placing a magnet on the reactor wall.The magnetic separation technique used was able to completely isolate the solid from the liquid phase, making the use of other separation methods such as filtration and centrifugation, commonly used in liquid heterogeneous systems, unnecessary.The catalyst was initially tested in the oxidation of cyclohexene, as a model substrate, and showed high selectivity to the formation of the allylic product, cyclohex-2-en-1-one, an interesting starting reactant for many reactions in the chemical industry. The oxidation reactions were performed using O2 as primary oxidant, eliminating the use of toxic oxidants such as chromate or permanganate, which are not environmentally friendly. The synthesized catalyst was found to be reusable in successive runs, with the increasing selectivity to the allylic ketone as the catalyst lost its activity. The leaching of active species to the reaction medium, a common problem in heterogeneous catalysis, was not observed. A kinetic study showed that even at initial times the catalyst is selective for the allylic oxidation despite the direct oxidation, which leads to the formation of the epoxy product. For all reactions studied in different times, the product was always cyclohexenone. The studies also revealed that CoO is the most active species when compared to Co2+, Co3O4 and Fe3O4 in the catalytic conditions studied. The CoO catalyst was used in the oxidation of monoterpenes and showed high selectivity for the allylic products, giving oxygenate derivatives of highly value for flagrance industry.

Este trabalho compreende a síntese e caracterização de um novo catalisador magneticamente recuperável de CoO para oxidação alílica de alcenos. O catalisador foi preparado através da deposição de nanopartículas (de tamanho entre 2-3 nm) do metal cataliticamente ativo em nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional após o termino das reações pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. O catalisador foi inicialmente testado em reações de oxidação do substrato modelo cicloexeno e mostrou seletividade para a produção do produto alílico, cicloex-2-en-1-ona, que é reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos ou permanganatos, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. O catalisador sintetizado mostrou ser reutilizável em sucessivos ciclos de oxidação, destacando-se o aumento da seletividade para a formação da cetona alílica conforme o catalisador perde atividade. A lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, problema comum na catálise heterogênea, não foi observada. Um estudo cinético mostrou que mesmo no inicio da reação o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao produto epóxido. Em todos os tempos estudados o produto principal da reação foi sempre a cicloexenona. Os estudos também revelaram que CoO é a espécie mais ativa quando comparado com Co2+, Co3O4 e Fe3O4 nas mesmas condições reacionais. O catalisador de CoO foi empregado na oxidação de monoterpenos mostrando alta seletividade para a formação dos produtos alílicos, resultando em derivados oxigenados altamente valiosos para a indústria de fragrâncias. / This master thesis describes the synthesis and characterization of a magnetically recoverable CoO catalyst for allylic oxidation of alkenes. The catalyst was prepared through the deposition of the catalytic active metal nanoparticles of 2-3 nm on silica-coated magnetite nanoparticles. The magnetic nature of the support allowed the easy separation of catalyst from the reaction medium after the completion of the reaction by simply placing a magnet on the reactor wall.The magnetic separation technique used was able to completely isolate the solid from the liquid phase, making the use of other separation methods such as filtration and centrifugation, commonly used in liquid heterogeneous systems, unnecessary.The catalyst was initially tested in the oxidation of cyclohexene, as a model substrate, and showed high selectivity to the formation of the allylic product, cyclohex-2-en-1-one, an interesting starting reactant for many reactions in the chemical industry. The oxidation reactions were performed using O2 as primary oxidant, eliminating the use of toxic oxidants such as chromate or permanganate, which are not environmentally friendly. The synthesized catalyst was found to be reusable in successive runs, with the increasing selectivity to the allylic ketone as the catalyst lost its activity. The leaching of active species to the reaction medium, a common problem in heterogeneous catalysis, was not observed. A kinetic study showed that even at initial times the catalyst is selective for the allylic oxidation despite the direct oxidation, which leads to the formation of the epoxy product. For all reactions studied in different times, the product was always cyclohexenone. The studies also revealed that CoO is the most active species when compared to Co2+, Co3O4 and Fe3O4 in the catalytic conditions studied. The CoO catalyst was used in the oxidation of monoterpenes and showed high selectivity for the allylic products, giving oxygenate derivatives of highly value for flagrance industry.