No presente trabalho investigou-se a utilização de diferentes haletos metálicos hidratados (SnCl2.2H2O, MnCl2.4H2O, SrCl2.6H2O, CrCl2.6H2O, CoCl2.6H2O e CeCl3.7H2O) como catalisadores ácidos de Lewis na alquilação de indóis com olefinas ativadas via reação de Friedel-Crafts. Nas reações entre indóis e cetonas α,β-insaturadas os melhores resultados foram obtidos com o emprego de SnCl2.2H2O (10% em mol) como catalisador. As reações com enonas alifáticas foram realizadas à temperatura ambiente, já a obtenção de adutos indólicos derivados das chalconas só foi possível sob condições de refluxo. Para as reações com nitro-olefinas os melhores resultados foram observados com a utilização de CoCl2.6H2O (10% em mol) como catalisador: seu uso em condições sem solvente, sob aquecimento, permitiu a obtenção de diversos nitroadutos em altos rendimentos e baixos tempos de reação. Dois dos compostos obtidos através desta metodologia foram utilizados com sucesso como materiais de partida na síntese de tetraidro-β-carbolinas, demonstrando a utilidade sintética da metodologia desenvolvida. Um novo líquido iônico imidazólico 1-alquil-éter funcionalizado também foi investigado como promotor na reação de alquilação de indóis, sendo utilizado com sucesso como catalisador nas reações com enonas alifáticas e nitro-olefinas em condições de ausência de solvente. / In the present work, metal halide hydrates (such as SnCl2.2H2O, MnCl2.4H2O, SrCl2.6H2O, CrCl2.6H2O, CoCl2.6H2O and CeCl3.7H2O) were investigated as Lewis acids catalysts for the Friedel-Crafts alkylation reaction between indoles and activated olefins. In the reactions of indoles with α,β-unsaturated ketones the best results were achieved using SnCl2.2H2O as the catalyst. The reactions with aliphatic enones were carried out at room temperature, while reflux conditions were required for the reactions leading to chalcone indolic derivatives. For the reactions with nitroolefins the best results were obtained employing CoCl2.6H2O as the catalyst: its use under heating, in solvent-free reactions, lead to several nitro adducts in high yields and short reaction times. Two of the compounds obtained by this methodology were successfully used as starting reagents for the synthesis of tetrahydro-β-carbolines, illustrating the synthetic utility of the developed methodology. A new 1-alkyl ether functionalized imidazolium ionic liquid was also evaluated as the promoter in the indole alkylation reaction, being successfully employed as the catalyst in reactions with aliphatic enones and nitroolefins under solventless conditions.

No presente trabalho investigou-se a utilização de diferentes haletos metálicos hidratados (SnCl2.2H2O, MnCl2.4H2O, SrCl2.6H2O, CrCl2.6H2O, CoCl2.6H2O e CeCl3.7H2O) como catalisadores ácidos de Lewis na alquilação de indóis com olefinas ativadas via reação de Friedel-Crafts. Nas reações entre indóis e cetonas α,β-insaturadas os melhores resultados foram obtidos com o emprego de SnCl2.2H2O (10% em mol) como catalisador. As reações com enonas alifáticas foram realizadas à temperatura ambiente, já a obtenção de adutos indólicos derivados das chalconas só foi possível sob condições de refluxo. Para as reações com nitro-olefinas os melhores resultados foram observados com a utilização de CoCl2.6H2O (10% em mol) como catalisador: seu uso em condições sem solvente, sob aquecimento, permitiu a obtenção de diversos nitroadutos em altos rendimentos e baixos tempos de reação. Dois dos compostos obtidos através desta metodologia foram utilizados com sucesso como materiais de partida na síntese de tetraidro-β-carbolinas, demonstrando a utilidade sintética da metodologia desenvolvida. Um novo líquido iônico imidazólico 1-alquil-éter funcionalizado também foi investigado como promotor na reação de alquilação de indóis, sendo utilizado com sucesso como catalisador nas reações com enonas alifáticas e nitro-olefinas em condições de ausência de solvente. / In the present work, metal halide hydrates (such as SnCl2.2H2O, MnCl2.4H2O, SrCl2.6H2O, CrCl2.6H2O, CoCl2.6H2O and CeCl3.7H2O) were investigated as Lewis acids catalysts for the Friedel-Crafts alkylation reaction between indoles and activated olefins. In the reactions of indoles with α,β-unsaturated ketones the best results were achieved using SnCl2.2H2O as the catalyst. The reactions with aliphatic enones were carried out at room temperature, while reflux conditions were required for the reactions leading to chalcone indolic derivatives. For the reactions with nitroolefins the best results were obtained employing CoCl2.6H2O as the catalyst: its use under heating, in solvent-free reactions, lead to several nitro adducts in high yields and short reaction times. Two of the compounds obtained by this methodology were successfully used as starting reagents for the synthesis of tetrahydro-β-carbolines, illustrating the synthetic utility of the developed methodology. A new 1-alkyl ether functionalized imidazolium ionic liquid was also evaluated as the promoter in the indole alkylation reaction, being successfully employed as the catalyst in reactions with aliphatic enones and nitroolefins under solventless conditions.

No presente trabalho investigou-se a utilização de diferentes haletos metálicos hidratados (SnCl2.2H2O, MnCl2.4H2O, SrCl2.6H2O, CrCl2.6H2O, CoCl2.6H2O e CeCl3.7H2O) como catalisadores ácidos de Lewis na alquilação de indóis com olefinas ativadas via reação de Friedel-Crafts. Nas reações entre indóis e cetonas α,β-insaturadas os melhores resultados foram obtidos com o emprego de SnCl2.2H2O (10% em mol) como catalisador. As reações com enonas alifáticas foram realizadas à temperatura ambiente, já a obtenção de adutos indólicos derivados das chalconas só foi possível sob condições de refluxo. Para as reações com nitro-olefinas os melhores resultados foram observados com a utilização de CoCl2.6H2O (10% em mol) como catalisador: seu uso em condições sem solvente, sob aquecimento, permitiu a obtenção de diversos nitroadutos em altos rendimentos e baixos tempos de reação. Dois dos compostos obtidos através desta metodologia foram utilizados com sucesso como materiais de partida na síntese de tetraidro-β-carbolinas, demonstrando a utilidade sintética da metodologia desenvolvida. Um novo líquido iônico imidazólico 1-alquil-éter funcionalizado também foi investigado como promotor na reação de alquilação de indóis, sendo utilizado com sucesso como catalisador nas reações com enonas alifáticas e nitro-olefinas em condições de ausência de solvente. / In the present work, metal halide hydrates (such as SnCl2.2H2O, MnCl2.4H2O, SrCl2.6H2O, CrCl2.6H2O, CoCl2.6H2O and CeCl3.7H2O) were investigated as Lewis acids catalysts for the Friedel-Crafts alkylation reaction between indoles and activated olefins. In the reactions of indoles with α,β-unsaturated ketones the best results were achieved using SnCl2.2H2O as the catalyst. The reactions with aliphatic enones were carried out at room temperature, while reflux conditions were required for the reactions leading to chalcone indolic derivatives. For the reactions with nitroolefins the best results were obtained employing CoCl2.6H2O as the catalyst: its use under heating, in solvent-free reactions, lead to several nitro adducts in high yields and short reaction times. Two of the compounds obtained by this methodology were successfully used as starting reagents for the synthesis of tetrahydro-β-carbolines, illustrating the synthetic utility of the developed methodology. A new 1-alkyl ether functionalized imidazolium ionic liquid was also evaluated as the promoter in the indole alkylation reaction, being successfully employed as the catalyst in reactions with aliphatic enones and nitroolefins under solventless conditions.

Neste trabalho, um polímero eletrólito derivado do poli(indeno) (PInd) foi desenvolvido como componente de membranas poliméricas a base de polibenzimidazol (PBI) para célula a combustível de média temperatura. Foi investigado o método de síntese, envolvendo a reação de fosfonação pelo método de Friedel-Crafts assistido por catalisador ácido de Lewis AlCl3. O polímero poli(indeno) fosfonado (PPInd) foi comparado com seu análogo sulfonado, o poli(indeno) sulfonado (SPInd), e usados nas blendas com 5, 7,5 e 10% em peso com o PBI. Os polímeros precursores foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear, espectroscopia de energia dispersiva, espectrometria de espalhamento Rutherford, análise termogravimétrica acoplada com espectrometria de massas e calorimetria exploratória diferencial. As blendas PPInd/PBI e SPInd/PBI foram caracterizadas por análise termogravimétrica, grau de dopagem e espectroscopia de impedância eletroquímica. A modificação realizada pelo método de Friedel-Crafts permitiu a obtenção do poli(indeno) fosfonado parcialmente solúvel em solventes orgânicos e água, com grau de modificação de 81%. Houve convergência dos teores de modificação encontrados pelas análises termogravimétrica, espectrometria de espalhamento Rutherford e espectroscopia de energia dispersiva. O polímero PPInd apresentou estabilidade química na temperatura de operação da célula a combustível de média temperatura, passando por processos de degradação típicos de sua estrutura aromática fosfonada. A degradação dos polímeros PInd, PPInd e SPInd ocorreu majoritariamente com cisão de unidades monoméricas de indeno não funcionalizado. A inserção dos polímeros modificados PPInd e SPInd no PBI resultou no aumento da condutividade iônica, tendo a blenda com 10% de PPInd apresentado o maior valor de condutividade protônica (0,015 S.cm-1), a 25 oC. O uso do poli(indeno) modificado com grupos ácido fosfônico visa aumentar a gama de eletrólitos para células a combustível de média temperatura. / In this work a polymer electrolyte derivated from the poly(indene) (PInd) was developed to be used as polymer electrolyte membrane in medium-temperature fuel cells. The modification method, based on the AlCl3 assisted Friedel-Crafts reaction, was investigated as fosfonation strategy. The phosphonated poly(indene) was compared to its similar sulphonated poly(indene) and they were used in blends of 5, 7.5 and 10wt% in polybenzimidazole (PBI). Pristine polymers were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, energy dispersive spectroscopy, Rutherford backscattering spectrometry, thermogravimetric analysis coupled with mass spectrometry and differential scanning calometry. The PPInd/PBI and SPInd/PBI blends were characterized by thermogravimetric analysis, doping level and electrochemical impedance spectroscopy. The modification by Friedel-Crafts reaction produced phophonated poly(indene) with degree of phosphonation of 81%, partially soluble in organic solvent and water. It was found convergence on the results for degree of phosphonation calculated by thermogravimetric analysis, Rutherford backscattering spectrometry and energy dispersive spectroscopy. PPInd presented chemical and thermal stabilities within the fuel cell operating temperature, passing by typical degradation processes of macromolecules made of phosphonated aromatic structures. The degradation of PPInd and SPInd occurred mainly by cleavage of monomeric units of non-funcionalized indene. Addition of modified polymers PPInd and SPInd resulted in increase of PBI’s ionic conductivity. 10PPInd/PBI blend presented the highest ionic conductivity (0.015 S.cm-1) at 25 oC. The use of phosphonated poly(indene) on PBI membranes enlarges the variety of available polymer electrolyte membranes for medium-temperature fuel cells.

Neste trabalho, um polímero eletrólito derivado do poli(indeno) (PInd) foi desenvolvido como componente de membranas poliméricas a base de polibenzimidazol (PBI) para célula a combustível de média temperatura. Foi investigado o método de síntese, envolvendo a reação de fosfonação pelo método de Friedel-Crafts assistido por catalisador ácido de Lewis AlCl3. O polímero poli(indeno) fosfonado (PPInd) foi comparado com seu análogo sulfonado, o poli(indeno) sulfonado (SPInd), e usados nas blendas com 5, 7,5 e 10% em peso com o PBI. Os polímeros precursores foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear, espectroscopia de energia dispersiva, espectrometria de espalhamento Rutherford, análise termogravimétrica acoplada com espectrometria de massas e calorimetria exploratória diferencial. As blendas PPInd/PBI e SPInd/PBI foram caracterizadas por análise termogravimétrica, grau de dopagem e espectroscopia de impedância eletroquímica. A modificação realizada pelo método de Friedel-Crafts permitiu a obtenção do poli(indeno) fosfonado parcialmente solúvel em solventes orgânicos e água, com grau de modificação de 81%. Houve convergência dos teores de modificação encontrados pelas análises termogravimétrica, espectrometria de espalhamento Rutherford e espectroscopia de energia dispersiva. O polímero PPInd apresentou estabilidade química na temperatura de operação da célula a combustível de média temperatura, passando por processos de degradação típicos de sua estrutura aromática fosfonada. A degradação dos polímeros PInd, PPInd e SPInd ocorreu majoritariamente com cisão de unidades monoméricas de indeno não funcionalizado. A inserção dos polímeros modificados PPInd e SPInd no PBI resultou no aumento da condutividade iônica, tendo a blenda com 10% de PPInd apresentado o maior valor de condutividade protônica (0,015 S.cm-1), a 25 oC. O uso do poli(indeno) modificado com grupos ácido fosfônico visa aumentar a gama de eletrólitos para células a combustível de média temperatura. / In this work a polymer electrolyte derivated from the poly(indene) (PInd) was developed to be used as polymer electrolyte membrane in medium-temperature fuel cells. The modification method, based on the AlCl3 assisted Friedel-Crafts reaction, was investigated as fosfonation strategy. The phosphonated poly(indene) was compared to its similar sulphonated poly(indene) and they were used in blends of 5, 7.5 and 10wt% in polybenzimidazole (PBI). Pristine polymers were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, energy dispersive spectroscopy, Rutherford backscattering spectrometry, thermogravimetric analysis coupled with mass spectrometry and differential scanning calometry. The PPInd/PBI and SPInd/PBI blends were characterized by thermogravimetric analysis, doping level and electrochemical impedance spectroscopy. The modification by Friedel-Crafts reaction produced phophonated poly(indene) with degree of phosphonation of 81%, partially soluble in organic solvent and water. It was found convergence on the results for degree of phosphonation calculated by thermogravimetric analysis, Rutherford backscattering spectrometry and energy dispersive spectroscopy. PPInd presented chemical and thermal stabilities within the fuel cell operating temperature, passing by typical degradation processes of macromolecules made of phosphonated aromatic structures. The degradation of PPInd and SPInd occurred mainly by cleavage of monomeric units of non-funcionalized indene. Addition of modified polymers PPInd and SPInd resulted in increase of PBI’s ionic conductivity. 10PPInd/PBI blend presented the highest ionic conductivity (0.015 S.cm-1) at 25 oC. The use of phosphonated poly(indene) on PBI membranes enlarges the variety of available polymer electrolyte membranes for medium-temperature fuel cells.

Neste trabalho, um polímero eletrólito derivado do poli(indeno) (PInd) foi desenvolvido como componente de membranas poliméricas a base de polibenzimidazol (PBI) para célula a combustível de média temperatura. Foi investigado o método de síntese, envolvendo a reação de fosfonação pelo método de Friedel-Crafts assistido por catalisador ácido de Lewis AlCl3. O polímero poli(indeno) fosfonado (PPInd) foi comparado com seu análogo sulfonado, o poli(indeno) sulfonado (SPInd), e usados nas blendas com 5, 7,5 e 10% em peso com o PBI. Os polímeros precursores foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear, espectroscopia de energia dispersiva, espectrometria de espalhamento Rutherford, análise termogravimétrica acoplada com espectrometria de massas e calorimetria exploratória diferencial. As blendas PPInd/PBI e SPInd/PBI foram caracterizadas por análise termogravimétrica, grau de dopagem e espectroscopia de impedância eletroquímica. A modificação realizada pelo método de Friedel-Crafts permitiu a obtenção do poli(indeno) fosfonado parcialmente solúvel em solventes orgânicos e água, com grau de modificação de 81%. Houve convergência dos teores de modificação encontrados pelas análises termogravimétrica, espectrometria de espalhamento Rutherford e espectroscopia de energia dispersiva. O polímero PPInd apresentou estabilidade química na temperatura de operação da célula a combustível de média temperatura, passando por processos de degradação típicos de sua estrutura aromática fosfonada. A degradação dos polímeros PInd, PPInd e SPInd ocorreu majoritariamente com cisão de unidades monoméricas de indeno não funcionalizado. A inserção dos polímeros modificados PPInd e SPInd no PBI resultou no aumento da condutividade iônica, tendo a blenda com 10% de PPInd apresentado o maior valor de condutividade protônica (0,015 S.cm-1), a 25 oC. O uso do poli(indeno) modificado com grupos ácido fosfônico visa aumentar a gama de eletrólitos para células a combustível de média temperatura. / In this work a polymer electrolyte derivated from the poly(indene) (PInd) was developed to be used as polymer electrolyte membrane in medium-temperature fuel cells. The modification method, based on the AlCl3 assisted Friedel-Crafts reaction, was investigated as fosfonation strategy. The phosphonated poly(indene) was compared to its similar sulphonated poly(indene) and they were used in blends of 5, 7.5 and 10wt% in polybenzimidazole (PBI). Pristine polymers were characterized by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy, energy dispersive spectroscopy, Rutherford backscattering spectrometry, thermogravimetric analysis coupled with mass spectrometry and differential scanning calometry. The PPInd/PBI and SPInd/PBI blends were characterized by thermogravimetric analysis, doping level and electrochemical impedance spectroscopy. The modification by Friedel-Crafts reaction produced phophonated poly(indene) with degree of phosphonation of 81%, partially soluble in organic solvent and water. It was found convergence on the results for degree of phosphonation calculated by thermogravimetric analysis, Rutherford backscattering spectrometry and energy dispersive spectroscopy. PPInd presented chemical and thermal stabilities within the fuel cell operating temperature, passing by typical degradation processes of macromolecules made of phosphonated aromatic structures. The degradation of PPInd and SPInd occurred mainly by cleavage of monomeric units of non-funcionalized indene. Addition of modified polymers PPInd and SPInd resulted in increase of PBI’s ionic conductivity. 10PPInd/PBI blend presented the highest ionic conductivity (0.015 S.cm-1) at 25 oC. The use of phosphonated poly(indene) on PBI membranes enlarges the variety of available polymer electrolyte membranes for medium-temperature fuel cells.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-13T19:40:32Z No. of bitstreams: 1 Alexandra_Amaral_2018.pdf: 6685905 bytes, checksum: ec13a764da46630f5757867d952330fd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-13T19:40:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandra_Amaral_2018.pdf: 6685905 bytes, checksum: ec13a764da46630f5757867d952330fd (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / It is notable that with technological advances and scientific research, organic synthesis has provided the synthesis of several compounds that are essential to meet the needs of mankind. 3-Indolyl-glycine derivatives have been the subject of several studies, since they are precursors of non-proteinogenic amino acids that act as synthetic intermediates of compounds with important biological activity. However, the synthetic routes described in the literature for these compounds present disadvantages, since they use organic solvents, extreme temperatures, non-recoverable catalysts and long reaction periods. Thus, the search for the development of alternative methodologies has attracted great attention in Organic Synthesis in order to reduce environmental impact, reduce process costs and minimize waste formation. In view of this scenario, the proposal of a new methodology for the synthesis of 3-indolyl glycine derivatives, via a multi-component reaction (Aza-Friedel-Crafts) between indoles, ethylglyoxalate and anilines, which follow the principles established by Green Chemistry, are somewhat of great interest to be studied. After a systematic study of the reaction conditions, two synthetic methodologies were established. In the first methodology a catalyst and surfactant was used in the reaction, under ambient temperature, however this condition led to the formation of by-product from the rearrangement of the desired product. In addition, the catalytic system of this synthetic methodology presented potential to be recycled, but its (re) use showed a decrease in yields, and it is not feasible to use this methodology. Thus, another synthetic methodology was proposed, in which only surfactant was used without the use of the catalyst, with heating of 50 ºC. The second methodology was more feasible, since the yields of the products obtained with the variation of the indole substrate were excellent. The synthesized compounds were evaluated for their biological activity. Bioassays of phytotoxic activity on lettuce seeds (Lactuca sativa) were carried out, in which it was verified that these compounds interfere in seed germination and root growth. Compounds 4b, 4j and 4n showed remarkable germination inhibitory activity at the concentration of 25 ppm. In inhibition of growth, compounds 4a, 4l and 4n showed inhibitory activity already at concentrations of 10 ppm. Such compounds were as active as the glyphosate and atrazine herbicides tested. It is emphasized that compound 4n had inhibitory activity both for germination and for growth of the species studied. Thus, the compounds presented in this paper provide an experimental basis for future studies on pesticides based on 3-Indolyl-glycine derivatives, since it has potential applications for herbicidal activity. / É notório que com os avanços tecnológicos e com as pesquisas científicas, a síntese orgânica proporcionou a síntese de diversos compostos que são essenciais para suprir as necessidades da humanidade. Os compostos derivados de 3-Indolil-glicina tem sido alvo de diversos estudos, visto que são precursores de aminoácidos não proteinogênicos que atuam como intermediários sintéticos de compostos com importante atividade biológica. Entretanto, as rotas sintéticas descritas na literatura para estes compostos apresentam desvantagens, visto que as mesmas utilizam solventes orgânicos, temperaturas extremas, catalisadores não recuperáveis e longos períodos de reação. Desse modo, a busca pelo desenvolvimento de metodologias alternativas tem atraído grande atenção na Síntese Orgânica de modo a proporcionar a redução do impacto ambiental, reduzir custos do processo e minimizar a formação de resíduos. Diante desse cenário, a proposta de uma nova metodologia para a síntese de derivados de 3-indolil-glicina, via reação multicomponente (Aza-Friedel-Crafts) entre indóis, etilglioxalato e anilinas, que contemplam os princípios estabelecidos pela Química Verde, são algo de grande interesse a ser estudado. Após um estudo sistemático das condições de reacão, estabeleceram-se duas metodologias sintéticas. Na primeira metodologia foi utilizado um catalisador e surfactante na reação, sob temperatura ambiente, entretanto essa condição levou a formação de subproduto oriundo do rearranjo do produto desejado. Além disso, o sistema catalítico dessa metodologia sintética apresentou potencial de ser reciclado, porém sua (re)utilização demonstrou um decréscimo nos rendimentos, não sendo viável o uso dessa metodologia. Desse modo foi proposta outra metodologia sintética, na qual só foi utilizado surfactante sem o uso do catalisador, com aquecimento de 50 ºC. A segunda metodologia se mostrou mais viável, visto que os rendimentos dos produtos obtidos com a variação do substrato indólico foram excelentes. Os compostos sintetizados foram avaliados quanto à sua atividade biológica. Bioensaios de atividade fitotóxica em sementes de alface (Lactuca sativa) foram realizados, nos quais se verificou que estes compostos interferem na germinação das sementes e no crescimento das radículas. Os compostos 4b, 4j e 4n mostraram notável atividade inibitória de germinação na concentração de 25 ppm. Na inibição do crescimento, os compostos 4a, 4l e 4n apresentaram atividade inibitória já nas concentrações de 10 ppm. Tais compostos foram tão ativos quanto os herbicidas glifosato e atrazina testados. Salienta-se que o composto 4n teve atividade inibitória tanto para a germinação quanto para o crescimento da espécie estudada. Desse modo, os compostos apresentados neste trabalho fornecem uma base experimental para futuros estudos sobre pesticidas à base dos derivados de 3-Indolil-glicina, visto que tem aplicações potenciais para atividade herbicida.