Desde sua descoberta, os reagentes organometálicos tem sido amplamente utilizados em estudos metodológicos para preparação de novas substâncias orgânicas e na síntese de moléculas bioativas. De maneira geral, a escolha pelo uso de determinado reagente organometálico envolve o conhecimento de sua natureza química bem como de sua reatividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a reatividade de novos reagentes mistos de magnésio e de lítio na funcionalização de 2-oxazolinas e dioxinonas, que são importantes intermediários na síntese de substâncias bioativas. No caso das 2-oxazolinas, embora as reações de troca iodo-magnésio nos substratos iodados não tenham levado aos resultados esperados, um estudo complementar, envolvendo a base TMPMgCl.LiCl, levou ao desenvolvimento de uma nova metodologia de funcionalização de halofenil-2-oxazolinas. Neste estudo, após a etapa de metalação, os reagentes organometálicos puderam ser reagidos com diferentes eletrófilos, levando aos produtos em bons rendimentos. Além disso, após uma etapa de transmetalação com cloreto de zinco, os intermediários puderam ser arilados através de reações de acoplamento cruzado. De forma similar, na sequência do trabalho, a funcionalização de uma série de piridino-oxazolinas com TMPMgCl.LiCl foi também avaliada, levando aos produtos desejados com um interessante controle da quimio- e da regiosseletividade. Na etapa final do projeto, foi realizado um estudo sobre a funcionalização de dioxinonas, que são importantes precursores da síntese de produtos naturais. Nestes estudos, a dibase mista de lítio-magnésio TMP2Mg.2LiCl levaram aos produtos ortofuncionalizados com grande seletividade. O sucesso desta metodologia nos motivou a realizar também investigações preliminares sobre a síntese de um análogo da caramboxina, um produto natural de grande interesse farmacológico / Since their discovery, organometallic reagents have been widely used in methodological studies aiming the preparation of new organic compounds and in the synthesis of bioactive molecules. In general, the choice by the use of certain organometallic reagent involves the knowledge of their chemical nature as well as their reactivity. Thus, the objective of this study was to investigate the reactivity of new mixed magnesium-lithium reagents in the functionalization of 2-oxazolines and dioxinones, which are important intermediates in the synthesis of bioactive substances. In the case of the 2-oxazolines, though the iodinemagnesium exchange reactions in iodinated substrates have not led to the expected results, an additional study involving the base TMPMgCl.LiCl led to the development of a new methodology for functionalization halophenyl-2- oxazolines. In this study, after the metalation step, the organometallic reagents could be reacted with various electrophiles, leading to the desired products in good yields. Furthermore, after a transmetalation step with zinc chloride, intermediates could be arylated via cross-coupling reactions. Similarly, the functionalization of a series of pyridine-oxazolines with TMPMgCl.LiCl was evaluated and led to the desired products in an interesting control chemo- and regioselectivity. In the final stage of the project, studies on the functionalization of dioxinones, that are important precursors in the synthesis of natural products, were conducted. In these studies, the mixed lithium-magnesium dibase TMP2MgCl.LiCl was used leading to the orhto-functionalized products with high selectivity. The success of this approach led us to perform preliminary investigations on the synthesis of an analogue of caramboxin, a natural product of great pharmacological interest

A funcionalização régiosseletiva e quimiosseletiva de arenos utilizando reagentes organometálicos têm sido uma ferramenta importante na síntese de novas moléculas de interesse científico e tecnológico, principalmente para a Química Medicinal. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a reatividade de amidetos metálicos na funcionalização de benzonitrilas, uma vez que o grupo ciano é um importante intermediário sintético e pode ser transformado em diversos grupos funcionais. Para tanto, inicialmente, cianofenóis foram convertidos aos respectivos pivalatos, carboxilatos e fosforodiamidetos, sendo estes grupos estudados como grupos orto-dirigentes de metalação. Com o objetivo de desenvolver metodologias para funcionalização dos substratos, diferentes amidetos de lítio e mistos de magnésio e lítio foram estudados sob diferentes condições reacionais, sendo iodo o eletrófilo padrão para monitoramento das reações. De maneira geral, observou-se pouca reatividade das bases mistas TMPMgCl?LiCl e TMP2MgCl?2LiCl frente aos substratos estudados. Por outro lado, a base TMPLi se mostrou efetiva na funcionalização dos substratos, sendo que os produtos de rearranjo de Fries foram sempre majoritários em detrimento aos produtos de iodólise. Com isso, diferentes benzonitrilas funcionalizadas de estrutura inédita na literatura puderam ser sintetizadas de maneira regiosseletiva, sendo os produtos caracterizados por meio de análises de RMN bidimensionais. Similarmente, na etapa final do projeto, a reatividade das mesmas bases foi investigada em reações com metóxi-benzonitrilas, sendo que neste caso os iodetos esperados foram obtidos em bons rendimentos pelo uso das bases mistas de magnésio e litio. Adicionalmente, os intermediários organometálicos demostraram boa reatividade frente a diversos eletrófilos, proporcionando o isolamento de benzonitrilas substituídas com diferentes grupos funcionais, sendo estas de grande interesse sintético e medicinal. / The regioselective and chemoselective functionalization of arenes using organometallic reagents has been an important tool for the synthesis of new molecules of scientific and technologic interest, especially for the Medicinal Chemistry. In this context, the objective of this work was to investigate the reactivity of metallic amides in the functionalization of benzonitriles once the cyano group is an important synthetic intermediate and can be transformed in several different functional groups. Thus, initially, cyanophenols were converted to the respective pivalates, carboxylates and phosphodiamides which were studied as ortho directing metalation groups. With the goal of developing methodologies for the functionalization of the cited substrates, different lithium amides and mixed lithium-magnesium amides were studied under different reaction conditions being iodide the standard electrophile for reaction monitoring. In general, it was observed little reactivity of the mixed bases TMPMgCl?LiCl and TMP2MgCl?2LiCl against the studied substrates. On the other hand, the TMPLi base has proved to be effective in the functionalization of the substrates though the Fries\' rearrangement products were always observed in majority compared to the iodolysis products. By using this strategy, several novel functionalized benzonitriles could be synthetized in a regioselective way with the products being characterized by bidimensional NMR techniques. Similarly, in the final stage of the project the reactivity of the same bases was investigated in reactions employing methoxi-benzonitriles where the mixed lithium-magnesium afforded the expected iodides in good yields. Additionally, the organometallic intermediates demonstrated good reactivity against several electrophiles providing the isolation of substituted benzonitriles of great synthetic and medicinal interest.

A funcionalização regiosseletiva e quimiosseletiva de arenos e heterociclos utilizando reagentes organometálicos têm sido uma ferramenta importante na síntese de novas moléculas bioativas, assim como na química de materiais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar a reatividade de novos reagentes mistos de magnésio e de lítio na funcionalização de nitrilas aromáticas (dicianobenzeno) e heteroaromáticas (furano, tiofeno, piridina e pirazina), uma vez que o grupo ciano é um importante intermediário sintético e pode ser transformado em diversos grupos funcionais. Para todos os substratos, foram realizados testes metodológicos, a fim de obter a melhor condição reacional de metalação utilizando a base organometálica TMPMgCloLiCl na presença ou ausência de aditivos, como ZnCl2. Após a formação do intermediário magnesiado, diferentes eletrófilos foram testados, levando aos produtos desejados em bons rendimentos. Por outro lado, após reações de transmetalação com cloreto de zinco, os intermediários puderam ser arilados através de reações de acoplamento cruzado de Negishi. Além disso, o estudo de metalação dirigida de nitrilas contendo furano e tiofeno em sua estrutura resultou na síntese de nitrilas heterocíclicas funcionalizadas em bons rendimentos. De forma similar, na sequência do trabalho, as funcionalizações de uma série de piridinas e pirazinas foram avaliadas utilizando a base TMPMgCloLiCl , tanto em condições convencionais, quanto pelo uso de irradiação de micro-ondas na etapa de metalação. Após as reações dos reagentes organomagnésio correspondentes com diversos eletrófilos, foram obtidos pirazinas e piridinas funcionalizadas com interessantes quimio- e regiosseletividades, e em rendimentos moderados. Finalmente, a reatividade de cianobenzenos e dicianobenzenos frente à base TMPMgCloLiCl foi também avaliada, e neste caso os reagentes de lítio se mostraram mais eficientes para funcionalização destes compostos. / The regio- and chemoselective functionalization of arenes and heterocycles using organometallic reagents has been an important synthetic tool in the synthesis of new bioactive molecules, as well as in materials chemistry. In this context, the objective of this study was to investigate the reactivity of new mixed magnesium-lithium reagents in the functionalization of aromatic nitriles (dicyanobenzene) and heteroaromatic (furan, thiophene, pyridine and pyrazine), whereas the cyano group is an important synthetic intermediate and can be transformed into various functional groups. For all substrates, methodological trials were performed in order to stablish the best reaction conditions of metalation using organometallic base TMPMgCloLiCl in the presence or absence of additives such as ZnCl2. After formation of the magnesiated intermediated, reactions were quenched with several electrophiles, leading to the desired products in good yields. Following a transmetalation step with ZnCl2, intermediates could be arylated using Negishi cross-coupling reactions. Moreover, the metalation study using nitrile-substituted furan and thiophene substrates resulted in functionalized heterocyclic nitriles in good yields. Similarly, the functionalization of pyridines and pyrazines with TMPMgCloLiCl were also evaluated using both conventional conditions and under microwave irradiation in the metalation step. After that, the treatment of the corresponding organomagnesium intermediates with various electrophiles provided functionalized pyrazines and pyridines with interesting chemo- and regioselectivity and in moderated yields. Finally, the reactivity of cyano- and dicyanobenzenes against the base TMPMgCloLiCl was also evaluated, however in this case the organolithium reagents appeared to be more efficient for the functionalization of this class of compounds

Desde sua descoberta em meados do século XIX, os reagentes organometálicos têm sido amplamente utilizados na síntese orgânica, sendo bastante eficientes na formação de novas ligações carbono-carbono. A escolha do reagente organometálico ideal para determinada reação envolve conhecimentos relacionados à sua natureza química e à própria reatividade do substrato. O núcleo quinoxalínico apresenta um grande potencial para a química medicinal, estando presente em diversos produtos naturais e sintéticos que apresentam atividade biológica. Apesar disso, existem poucos estudos na literatura sobre a aplicação de reagentes organometálicos na funcionalização de quinoxalinas. A reação de metalação dirigida usando bases organometálicas é uma poderosa ferramenta para funcionalização de substratos aromáticos. Contudo, exemplos da aplicação desta estratégia na funcionalização de quinoxalinas são bastante raros. Assim, este trabalho teve como principal objetivo investigar a reatividade dos reagentes organometálicos derivados de zinco, magnésio e lítio em reações de metalação de quinoxalinas substituídas com grupos funcionais nas posições C-2 e C-6. Embora as quinoxalinas substituídas com grupos éster, amida e fenil na posição C-2 não tenham apresentado a reatividade esperada frente aos amidetos mistos de zinco e magnésio (TMPZnCl?MgCl2?LiCl, TMP2Zn?2MgCl2?2LiCl, TMPMgCl?LiCl e TMP2Mg?2LiCl), uma nova metodologia foi desenvolvida utilizando TMPLi como base, na presença de ZnCl2, que permitiu a preparação de vários derivados difuncionalizados em bons rendimentos, muitos dos quais de estrutura inédita. Quinoxalinas não substituídas nas posições C-2 e C-3 possuem reconhecida intolerância à presença de reagentes organometálicos, rendendo preferencialmente produtos de dimerização. Desta forma, uma contribuição importante deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia de funcionalização da quinoxalina de estrutura mais simples em micro-ondas, mediada pelo sistema TMPMgCl?LiCl/ZnCl2, que permitiu a preparação de diversos derivados arilados em rendimentos que variaram de razoáveis a bons (25 a 94%). Além disso, a metodologia mostrou-se bastante eficiente para síntese de ligantes bidentados de interesse para a área de catálise / Since its discovery in the mid-nineteenth century, organometallic reagents have been widely used in organic synthesis, being very effective in the formation of new carbon-carbon bonds. The choice of the ideal organometallic reagent for certain reaction involves knowledge related to their chemical nature and reactivity of the substrate itself. The quinoxaline core has great potential for medicinal chemistry and is present in many natural and synthetic products presenting biological activity. Nevertheless, there are few studies on the application of organometallic reagents in the functionalization of quinoxalines. The directed metalation reaction using metal bases is powerful synthetic tool for functionalization of aromatic substrates. However, examples on the application of such strategy to the functionalization of of quinoxalines are very rare. This work mainly aimed to investigate the reactivity of organometallic reagents of zinc, magnesium and lithium in the metalation of quinoxalines substituted with functional groups at the C-2 and C-6 positions. Although C-2 substituted quinoxalines with ester and amide groups have not shown the expected reactivity with mixed amides of zinc, magnesium and lithium (TMPZnCl?MgCl2?LiCl, TMP2Zn?2MgCl2?2LiCl, TMPMgCl?LiCl and TMP2Mg?2LiCl), a new methodology was developed using TMPLi as a base in the presence of ZnCl2, allowing the preparation of various difuncionalized derivatives in good yields, many of them new compounds. Quinoxalines unsubstituted at the C-2 and C-3 positions have recognized intolerance to the presence of organometallic reagents, preferably yielding dimerization products. Thus, an important contribution of this work was the development of a functionalization methodology of the simplest quinoxaline in microwave mediated by the TMPMgCl?LiCl/ZnCl2, allowing the preparation of various arylated derivatives in yields ranging from reasonable to good (25 to 94%). Furthermore, the methodology could be applied to the synthesis of bidentate ligands of interest for catalysis

Atualmente, o núcleo imidazo[1,2-a]piridina vem atraindo considerável interesse pois está presente em uma série de moléculas que apresentam potencial para aplicações farmacêuticas. Entre suas características importantes, cabe ressaltar o isosterismo com o indol, um sistema heterocíclico encontrado em muitos alcaloides. Assim, o principal objetivo deste trabalho foi investigar o desenvolvimento de metodologias versáteis que permitissem a rápida preparação de imidazo[1,2-a]piridinas funcionalizadas e que possam ser aplicadas na síntese de moléculas bioativas. No Capítulo 1 deste trabalho, são apresentados e discutidos os resultados obtidos nos estudos sobre a reatividade de bases organometálicas, dentre as quais os novos reagentes mistos de magnésio e de lítio, frente às imidazo[1,2-a]pyridinas. De acordo com as condições reacionais estabelecidas, as bases LiHMDS e TMPMgCl.LiCl demonstraram melhores resultados nos estudos de metalação dirigida, proporcionando a preparação regiosseletiva de novos reagentes organometálicos a partir destes substratos. Além disso, após as reações do intermediários organometálicos com eletrófilos, várias imidazo[1,2-a]piridinas substituídas com diferentes grupos funcionais puderam ser isoladas e caracterizadas. Com o objetivo de demonstrar a importância sintética da metodologia de funcionalização de imidazo[1,2-a]piridinas mediada por LiHDMS, investigou-se sua aplicação em uma nova rota de síntese do alpidem, um importante ansiolítico. Finalmente, no Capitulo 2 deste trabalho, são apresentados e discutidos os resultados de um estudo de Ressonância Magnética Nuclear Dinâmica do 4-formil-aminoantipirina (4-FAA), um dos principais metabólitos da dipirona (metamizol). / Nowadays, the imidazo[1,2-a]pyridine core has attracted considerable interest considering it is present in a series of molecules which have potential for pharmaceutical applications. Among its important properties, it is worth noting the isosterism with indole, a heterocyclic system found in many alkaloids. Thus, the main goal of this work was to investigate the development of versatile methodologies that allow the quickly preparation of functionalized imidazo[1,2-a]pyridines for further applications in the synthesis of bioactive molecules. In Chapter 1 of this work, the results obtained in the studies about the reactivity of organometallic bases against imidazo[1,2-a] pyridines, including new mixed reagents magnesium and lithium, are presented and discussed. According to the established reaction conditions, LiHMDS and TMPMgCl.LiCl bases showed better results in the studies of directed metalation, providing regioselective preparation of new organometallic reagents from these substrates. Moreover, after the reactions of the organometallic intermediate with electrophiles, many imidazo[1,2-a]pyridines substituted with different functional groups were isolated and characterized. In order to demonstrate the synthetic importance of methodology of functionalization imidazo[1,2-a]pyridines mediated by LiHDMS, it application in a new route of synthesis of anxiolytic alpidem was investigated. Finally, in Chapter 2 of this work the results of a study of Nuclear Magnetic Resonance Dynamics of 4-formyl-aminoantipyrine (4-FAA), one of the main metabolites of dipyrone (metamizol), are presented and discussed.