Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / An efficient method to obtain 2-methyl-5-(methylpropanoate-3-yl)-7-trifluoromethylpyrazolo[1,5-a]pyrimidine 2 from the reaction of compound methyl 7,7,7-trifluoro-4-methoxy-6-oxo-heptenoate with 3-amino-5-methyl-1H-pyrazol. This compound 2 brought to reaction with hydrazine monohydrate to obtain 2-methyl-7-trifluoromethylpyrazolo[1,5-a]pyrimidine-5-propanehydrazine 3 and after were later brought to cyclocondensation reaction with a series of β-alkoxyvinyltrifluoromethyl ketones giving the series of news bi-heterocyclic 5-[(5-(trifluoromethyl)-5-hydroxy- (3-substituted)-4,5-dihydro-1H-pyrazol-1-yl)-1-propan-1-one-3-yl]-2-methyl-7-trifluoro methyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidines compounds 5a-l. Compound 2-methyl-5-(methylpropanoate-3-yl)-7-trifluoromethylpyrazolo[1,5-a]pyrimidine 2 brought to transesterification reaction and hydrolises reaction for obtaining the compounds 6 and 7. The structures of all synthesized compounds were confirmed by 1H, 13C, 19F NMR data, and two-dimensional NMR techniques like HETCOR and COLOC, mass spectrometry data. / Este trabalho descreve um método eficiente para a obtenção de 2-metil-5-(propanoato-3-il de metila)-7-trifluormetilpirazolo[1,5-a]pirimidina 2 a partir da reação de ciclocondensação do composto 7,7,7-trifluor-4-metoxi-6-oxo-4-heptenoato de metila com 3-amino-5-metil-1H-pirazol. Este composto 2 foi levado à reação com monohidrato de hidrazina obtendo-se a 2-metil-7-trifluormetilpirazolo[1,5-a]pirimidina-5-propanohidrazina 3. Posteriormente, o composto 3 foi levado à reação de ciclocondensação do tipo [3+2] com uma série de β-alcoxivniltrifluormetil cetonas alquil e aril substituídas utilizando etanol como solvente, resultando em uma série de compostos bi-heterocíclicos inéditos 5-[(5-trifluormetil)-5-hidróxi-(3-substituidos)-4,5-diidro-1H-pirazol-1-il)-1-propan-1-ona-3-il]-2-metil-7-trifluormetilpirazolo[1,5-a]pirimidina 5a-l. O composto 2-metil-5-(propanoato-3-il de metila)-7-trifluormetilpirazolo[1,5-a]pirimidina 2 foi levado à reação de transesterificação e à reação de hidrólise para a formação dos respectivos compostos 6 e 7. As estruturas de todos os compostos sintetizados foram confirmadas por dados de RMN 1H, 13C, 19F e técnicas de RMN bidimensionais como HETCOR e COLOC, além de dados de espectrometria de massas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work describes the molecular and supramolecular structure of fourteen pyrazolo[1,5-a]pyrimidines from bond lengths, torsion angles, angles between planes and interatomic distances. The data discussed were originated from xray and theoretical calculations. Torsion angle N1-N8-C3a-N4, algles between planes of pyrazole and pyrimidine rings and the pyrazolo[1,5-a]pyrimidine RMS value showed that the fused rings are plane. The heterocyclic ring bond lengths demonstrated that the p-electrons are delocalized by resonance and the peripheral electronic distribution of this p-electrons is similar to the naphthalene. The bond length obtained from theoretical calculations (AM1, PM3, RM1 e ab initio) have a correlation with experimental for pyrazolo[1,5-a]pyrimidine ring bonds and for bonds of their substituents.The supramolecular assembly of pyrazolo[1,5-a]pyrimidine reveals that interactions type halogen···Lewis base (Cl···N, F···F, Cl···Cl, Cl···Br), halogen···p (F···p, Cl···p e Br···p) and p-p interactions (pyrazole, pyrimidine and aryl) were the main interactions observed by self-assembly of the pyrazolo[1,5-a]pyrimidines. The atoms in supramolecular synthons were invariable with modifications of substituent at C5. However, was sensitive to variations of substituents at C3. This composes a notable example of substituent effect in the synthon robustness. The halogenated functions at C7(CCl3, CF3), C3 (Br) and in remote positions at C5 (4-Br-Ph) present the competition between chlorine and bromine atoms in the formation of supramolecular synthons. These observations are in accordance with recent s-hole theory and are some of few experimental example of theory. Finally, the aromaticity of pyrazolo[1,5-a]pyrimidines was determined by geometric index HOMA (Harmonic Oscillator Model of Aromaticity) from theoretical (AM1, PM3, RM1 e ab initio) and x-ray bond length. In this work, was also proposing new parameters to heterocyclic HOMA calculations. The results show HOMA values higher than 0.900 that is in accordance with aromaticity properties of these systems. / Este trabalho apresenta o estudo da estrutura molecular e supramolecular de uma série de 14 pirazolo[1,5-a]pirimidinas a partir de dados de comprimentos e ângulos de ligação, ângulos diedros, ângulos entre planos, distâncias interatômica de interações intermoleculares. Os dados apresentados foram obtidos por difratometria de raios-X e cálculos teóricos de orbitais moleculares. Os dados do ângulo diedro N1-N8-C3a-N4, ângulo entre os planos do pirazol e da pirimidina, e a média da raiz quadrada dos átomos do anel pirazol[1,5- a]pirimidina demonstraram que os anéis pirazol e pirimidina formadores do anel fundido estão no mesmo plano. Os comprimentos de ligação entre os átomos do núcleo heterocíclico demonstraram que os elétrons-p estão deslocalizados caracterizando um sistema em ressonância e que a distribuição eletrônica se assemelha a do naftaleno, com os elétrons distribuídos pela periferia do sistema heterocíclico. Os comprimentos de ligação obtidos por cálculos teóricos (Austin Method 1, Parametrized Method 3, Recife Method 1 e ab initio) apresentaram boa correlação com dados experimentais tanto para o núcleo pirazolo[1,5-a]pirimidina quanto para os substituintes. Ainda foram realizados estudos da organização supramolecular das pirazolo[1,5-a]pirimidina. As principais interações intermoleculares observadas nas pirazolo[1,5- a]pirimidinas foram do tipo halogênio···base de Lewis (Cl···N, F···F, Cl···Cl, Cl···Br), halogênio···p (F···p, Cl···p e Br···p) e interações do tipo p-p (entre anéis pirazol, pirimidina e arila). Os átomos envolvidos na interação foram persistentes com a variação do susbtituinte no C5 do anel. Entretanto as interações foram modificadas pela mudança de substituintes no C3 do anel, constituindo um exemplo notável do efeito do substituinte no empacotamento cristalino. A presença de funções halogenadas nas posições C7(CCl3, CF3), C3 (Br) e em posições remotas de substituintes em C5 (4-Br-Ph) mostraram a competição entre átomos de cloro e de bromo na organização supramolecular destes compostos. Estas observações estão de acordo com a recente teoria sobre a existência de uma superfície com potencial positivo na ligação Chalogênio (s-hole) e constituem um dos poucos exemplos experimentais para esta teoria. Por fim, foi determinada a aromaticidade de pirazolo[1,5-a]pirimidinas usando o índice geométrico HOMA (Harmonic Oscilator Model of Aromaticity) a partir dos dados de comprimentos de ligações obtidos por difratometria de raios-X e obtidos por cálculos teóricos (AM1, PM3, RM1 e ab initio). Neste trabalho também foram propostos novos parâmetros para a adequação do cálculo de aromaticidade para heterociclos. Os resultados mostraram valores de HOMA maiores que 0,900, que são condizentes com as características de aromaticidade descritas para estes compostos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The regioespecific synthesis of a series of 14 N-acylated enaminones (52-88%) from the acylation reaction of secondary β-enamino ketones [RC(O)CH=CHNR1R2; R = Ph, 4- FC6H4, 4-NO2C6H4, thien-2-yl, CCl3, CF3; R1 = H; R2 = Bn, Ph, 4-NO2C6H4] with trifluoroacetic anhydride or ethyl oxalyl chloride in pyridine is reported. On the other hand, when tertiary enaminone precursors [R = Ph, 4-MeC6H4, 4-MeOC6H4, 4-BrC6H4, 4-ClC6H4, 4-FC6H4, 4-O2NC6H4, thien-2-yl, benzofur-2-yl, CCl3, CF3; R1,R2 = Me] were used, the acylation reaction led to a series of 17 C-acylated enaminones (75-95%). A series of 4-substituted-1H-pyrazole-5-carboxylates (73-94%) were obtained regiospecifically from the cyclocondensation reaction of non symmetrical enaminodiketones [RC(O)C(=CHNMe2)C(O)CO2Et; R = Ph, 4-MeOC6H4, 4-ClC6H4, 4-FC6H4, 4-O2NC6H4, thien-2-yl, benzofur-2-yl, CCl3, CF3] with tert-butylhydrazine or carboxymethylhydrazine. The reaction of these pyrazole-5-carboxylates (R = 4-MeOC6H4, 4-FC6H4, benzofur-2-yl, CF3) with hydrazine lead to synthesis of 4- substituted-pyrazolo[3,4-d]pyridazinones (74-96%). In addition, the reaction of enaminodiketones (R = Ph, 4-MeC6H4, 4-MeOC6H4, 4-BrC6H4, 4-ClC6H4, 4-FC6H4, 4- O2NC6H4, thien-2-yl, benzofur-2-yl) with 3-amino-5-methylpyrazole was performed, where a series of pyrazolo[1,5-a]pyrimidine-7-carboxylates were obtained regiospecifically (53-79%). / A síntese de uma série de 14 enaminonas N-aciladas regioespecificamente (52-88%) foi realizada a partir da reação de acilação de enaminonas secundárias [RC(O)CH=CHNR1R2; R = Ph, 4-FC6H4, 4-NO2C6H4, tien-2-il, CCl3, CF3; R1 = H; R2 = Bn, Ph, 4-NO2C6H4] com anidrido trifluoracético e com cloreto de etil oxalila em piridina. Quando foram utilizados como precursores enaminonas terciárias [R = Ph, 4-MeC6H4, 4-MeOC6H4, 4-BrC6H4, 4-ClC6H4, 4-FC6H4, 4-O2NC6H4, tien-2-il, benzofur-2-il, CCl3, CF3; R1,R2 = Me] a reação de acilação levou à obtenção regioespecífica de 17 enaminonas C-aciladas (75-95%). Uma série de 5-carboxietil-1H-pirazol 4-substituídos foi obtida regioespecificamente (73-94%) a partir da ciclocondensação das enaminodicetonas não simétricas [RC(O)C(=CHNMe2)C(O)CO2Et; R = Ph, 4-MeOC6H4, 4-ClC6H4, 4-FC6H4, 4-O2NC6H4, tien-2-il, benzofur-2-il, CCl3, CF3] com tert-butilidrazina ou carboximetilidrazina. A reação destes pirazóis (R = 4-MeOC6H4, 4-FC6H4, benzofur-2-il, CF3) com hidrazina monoidrato levou à síntese de pirazolo[3,4-d]piridazinona 4- substituídas (74-96%). Também foi realizada a reação de ciclocondensação de enaminodicetonas (R = Ph, 4-MeC6H4, 4-MeOC6H4, 4-BrC6H4, 4-ClC6H4, 4-FC6H4, 4-O2NC6H4, tien-2-il, benzofur-2-il) com 3-amino-5-metilpirazol onde as 7-carboxietilpirazolo[1,5-a]pirimidinas 6-substituídas foram obtidas regioespecificamente (53-79%).

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents the synthesis of three series of trifluoromethylated heterocycles by using ultrasound irradiation, nomely pyrazolo[1,5-a]pyrimidines, 2,4- difluorophenylpyrazoles and pentafluorophenylpyrazoles. The reactions were performed between trifluoromethylated enones ([CF3C(O)CH=C(R)(OMe], where R = Me, Bu, i-Bu, Ph, 4-MeC6H4, 4-FC6H4, 4-ClC6H4, 4-BrC6H4, 4-IC6H4, thien-2-yl, naphthyl and biphenyl) with three different nucleophiles, nomely (3)(5)-amine-(5)(3)- methylpyrazole, 2,4-difluorophenylhydrazine hydrochloride and pentafluorophenylhydrazine. The trifluoromethylated pyrazolo[1,5-a]pyrimidines were obtained within 5 minutes, giving yields of 61-98 %. The series of 2,4- difluorophenylpyrazoles was obtained in good yields (54-85 %) within 15 minutes by acidifying the reaction medium with PTSA. In the case of the pentafluorophenylpyrazoles, two steps were needed: Firtly the respective 4,5- dihydropentafluorophenylpyrazoles were synthesised and then subsequently submitted to dehydration reactions using PTSA for 15 minutes, giving yields of 54-81 %. The synthesized compounds were identified by 1H and 13C, and by 19F NMR spectroscopy in the some case, mass spectrometry and X-ray diffraction. In some cases homo/heteronuclear spatial interactions involving fluorine atoms have been useful for confirming the identity of the obtained isomer. Another part of this tesis was the synthesis of four mechanically interlocked molecules. Two [2]rotaxanes carrying an ester group in the macrocycle unity were synthesized by using two threads (fumaramide and succinamide derivatives). Once synthesized these [2]rotaxanes were submmited to hydrolysis reactions to give [2]rotaxanes with acid carboxilic group. These macromolecules were synthesized aiming at the formation of MOFs (metal organic frameworks). The synthesis of this compound was carried out by using copper (II) and [2]rotaxane derivative fumaramide. This product was identified by X-ray diffractometry. / Este trabalho apresenta a síntese de três séries de heterociclos trifluorometilados, utilizando irradiação de ultrassom (pirazolo[1,5-a]pirimidinas, 2,4-difluorofenilpirazóis e pentafluorofenilpirazóis). As reações foram realizadas entre enonas trifluorometiladas ([CF3C(O)CH=C(R)(OMe], onde R = Me, Bu, i-Bu, Ph, 4-Me-C6H4, 4-F-C6H4, 4-Cl-C6H4, 4-Br-C6H4, 4-I-C6H4, tien-2-il, bifen-2-il e naftil) e três dinucleófilos diferentes 3-amino-5-metilpirazol, cloridrato de 2,4-difluorofenilhidrazina e pentafluorofenilhidrazina. As pirazolo[1,5-a]pirimidinas trifluorometiladas foram obtidas em 5 minutos de reação com rendimentos de 61-98 %. A série de 2,4- difluorofenilpirazóis foi obtida, acidificando-se o meio de reação com APTS em 15 minutos de reação, e obtendo-se bons rendimentos (54-85 %) no processo. No caso dos pentafluorofenilpirazóis, foram necessárias duas etapas de reação: a primeira a síntese de 4,5-di-idropentafluorofenilpirazóis, e seguida de posterior reação de desidratação utilizando APTS em 15 minutos de reação, obtendo-se produtos com rendimentos de 54-81 %. Após a síntese desses compostos, os mesmos foram identificados por técnicas de RMN de 1H e 13C e de 19F, em alguns casos, espectrometria de massas e difratometria de raios-X. Em alguns casos, através de RMN, foi possível observar interações espaciais do tipo homo/heteronuclear envolvendo átomos de flúor, úteis na confirmação do isômero obtido. Em outra etapa deste trabalho foi desenvolvida a síntese de quatro moléculas mecanicamente entrelaçadas. Foram sintetizados dois [2]rotaxanos com grupamento éster no macrociclo, utilizando dois filamentos lineares (derivados da fumaramida de succinamida). Após a síntese desses [2]rotaxanos, foi realizada a reação de hidrólise dos grupamentos ésteres do macrociclo em grupamento ácidos. Essas macromoléculas foram sintetizadas visando à formação dos MOFs (Redes de metais orgânicas). A síntese desse composto foi realizada utilizando cobre (II) e o [2]rotaxano derivado da fumaramida. Esse produto foi identificado através de difratometria de Raios-X.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study shows the influence of the molecular topology of the crystal of a series of 14 pyrazolo[1,5-a]pyrimidines. The topological data were obtained from X-ray diffraction data and energy stabilization were determined by thermal analysis and chemical computations. Topological analysis carried out was Molecular Coordination Number (NCM) using the Voronoi-Dirichlet polyhedra and Hirshfeld surface. The NCM found for the majority of compounds was 14. Furthermore, it was determined contact area and the solid angle between molecules of the first coordination sphere of the cluster. Several correlations between data were performed, where it is possible highlight the correlation between the area of contact of the cluster molecules and the interaction energy and the solid angle and interaction energy were established. These correlations showed that there is a proportionality between the data, showing that the greater the contact area, the greater the interaction energy for a series of pyrazolo[1,5-a]pyrimidine studied in this thesis. As the contact area, solid angle also presents proportionality with the calculated interaction energy. Among the atom-atom contacts present on the surface of the test compounds was observed that contacts C∙∙∙H and C∙∙∙C are key to stabilize the crystals. This result corroborates the hypothesis that the contact surface between the molecules would be the driving force for the crystalline arrangement. / Este trabalho apresenta o estudo da influência da topologia molecular na organização cristalina de uma série de 14 pirazolo[1,5-a]pirimidinas. Os dados topológicos foram obtidos por difratometria de raios-X e os dados de energia de estabilização foram determinados por análises térmicas e cálculos computacionais. Dentre as análises topológicas realizadas destaca-se a determinação do Número de Coordenação Molecular (NCM) usando o Poliedro de Voronoi-Dirichlet e a Superfície de Hirshfeld. O NMC encontrado para a maioria dos compostos foi de 14. Além disso, foi determinada a área de contato, bem como o ângulo sólido entre as moléculas da primeira esfera de coordenação do cluster. Estabeleceu-se uma serie de correlações entre os dados obtidos, entre elas, destaca-se a correlação entre esta área de contato entre as moléculas do cluster e a energia de interação, bem como a correlação ângulo sólido e energia de interação. Ambas correlações mostraram que há uma proporcionalidade entre os dados, mostrando que quanto maior a área de contato, maior a energia de interação para a série de pirazolo[1,5-a]pirimidinas estudadas nesta dissertação. Assim como a área de contato, o ângulo sólido também apresenta uma proporcionalidade com a energia de interação calculada. Dentre os contatos átomo-átomo presentes na superfície dos compostos em estudo, observou-se que os contatos C∙∙∙H e C∙∙∙C são os principais para a estabilização dos cristais estudados. Este resultado corrobora com a hipótese de que a superfície de contato entre as moléculas seria a força motriz para o arranjo cristalino.