Neste trabalho descrevemos os estudos visando à síntese do jungianol e a construção de anéis benzofurânicos. Em ambos os casos, a etapa chave da seqüência sintética é a reação de contração de anel mediada por tálio(III). O jungianol é um sesquiterpeno fenólico que foi isolado por Bohlmann et al., em 1977, da espécie Jungia malvaefolia. A etapa chave da síntese seria a reação do 1,2-diidro-5-metóxi-1,6-dimetilnaftaleno (intermediário-chave) com trinitrato de tálio (TTN), para dar origem ao esqueleto indânico presente no jungianol. Duas abordagens sintéticas foram utilizadas na tentativa de preparação do intermediário-chave: ciclização intramolecular e metátese olefínica, ambas sem sucesso. Outro objetivo de nossos estudos foi a reação de contração de anel de 2H-cromenos, mediada por TTN, visando à construção de esqueletos benzofurânicos. Escolhemos como substratos o 2H-cromeno, o 8-metóxi-2H-cromeno, o 7-metóxi-2H-cromeno e o 6-metóxi-2H-cromeno, que foram sintetizados de acordo com procedimentos descritos na literatura. As reações dos 2H-cromenos com TTN levaram à formação tanto dos produtos de contração de anel (esqueleto benzofurânico) quanto dos produtos de adição de água e/ou de metanol. Entretanto, não foi observada formação preferencial de nenhum produto, uma vez que estes foram obtidos em rendimentos de mesma ordem de grandeza, nas três condições reacionais testadas. Através da análise de RMN-1H foi possível determinar que a relação entre os substituintes dos produtos de adição formados é preferencialmente trans, e que estes compostos possuem o heterociclo em conformação do tipo meia-cadeira, com os substituintes ocupando posições pseudo-diaxiais. / This thesis describes the studies aiming at the synthesis of jungianol and the construction of benzofuranic rings. In both cases, the key-step is the reaction of thallium(III)-mediated ring contraction. Jungianol is a phenolic sesquiterpene isolated by Bohlmann et al., in 1977, from the species Jungia malvaefolia. The key-step of the synthesis could be the reaction of 1,2-dihydro-5-methoxy-1,6-dimethylnaphthalene (key-intermediate) with thallium trinitrate (TTN) to furnish the indan skeleton. Two different synthetic approaches were used to prepare the key-intermediate: intramolecular cyclization and ring-closing metathesis, both without success. Another target of our studies was the reaction of ring contraction of 2H-chromenes, mediated by TTN, aiming at the construction of benzofuranic skeletons. The substrates used are 2H-chromene, 8-methoxy-2H-chromene, 7-methoxy-2H-chromene and 6-methoxy-2H-chromene, prepared according to known methods. The reactions of the 2H-chromenes with TTN gave a mixture, in equal amounts, of ring contraction and addition products, in the three used conditions. By RMN-1H analysis it was possible to determine that the relationship between the substituents of the addition products is preferentially trans, and the conformation of the heterocycle is a half-chair, with the substituents in a pseudo-diaxial position.

A degradação de antibiótico tetraciclina (TeC) foi avaliada por vários processos a saber, eletroquímico, eletroquímico foto-assistido, Fenton e foto-Fenton. Uma vez que este tipo de antibiótico é excretado principalmente pelo sistema urinário, o meio selecionado foi uma mistura de sais predominantes na composição de urina, a qual apresenta alta concentração de diferentes íons, especialmente íons cloretos. As degradações eletroquímica e eletroquímica foto-assistida foram realizadas em uma célula de fluxo do tipo filtro-prensa, usando um ânodo dimensionalmente estável comercial com composição nominal Ti/Ru0,3Ti0,7O2. O decaimento da concentração do TeC foi determinado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e a remoção da carga orgânica por análise de carbono orgânico total (COT). Os processos de degradação eletroquímica e eletroquímica foto-assistido utilizaram densidades de correntes de 20 a 40 mA cm-2 e concentração inicial de TeC de 200 mg L-1. Aplicando 30 mA cm-2, após duas horas a remoção de TeC foi de 91% e 98%, utilizando processo eletroquímico sem e com foto- assistência, respectivamente. A remoção de COT foi incompleta com um máximo de 17%. A fim de comparar o efeito da mistura salina sobre a degradação de TeC, as eletrólises também foram realizadas em NaCl 0,1 mol L-1, onde foi obtida degradação rápida e completa (100%) em ambos os processos, a remoção de COT também foi melhorada (~29%). A degradação de TeC obedeceu uma cinética de pseudo-primeira ordem. A degradação também foi avaliada utilizando os processos Fenton e foto-Fenton na mesma mistura salina variando a concentração inicial de H2O2 (50-150 mg L-1) e de Fe2+ (2,5-15 mg L-1). A concentração inicial de Fe2+ e H2O2 tem uma influência maior sobre a degradação durante ambos os processos. Durante o processo Fenton, sob condições otimizadas, a TeC foi degradada >96%, sendo 57% a redução de COT correspondente, enquanto em meio de NaCl ocorreu a remoção de 99% e redução de COT de 41%. Um ligeiro decaimento foi observado utilizando o processo foto-Fenton devido à influência de íons presentes no meio. Os intermediários de degradação também foram identificados por CLAE acoplado a espectrometria de massa durante os processos Fenton e foto-Fenton, sendo então proposta uma sequência reacional de degradação da TeC . / The degradation of antibiotics tetracycline (TeC) was evaluated by various processes such as electrochemical, photo-assisted electrochemical, Fenton and photo-Fenton. Since this type of antibiotic is excreted mainly by urinary system, the selected medium was a mixture of salts prevailing in composition of urine, which has high concentration of different ions, especially chloride ions. The electrochemical and photo-assisted electrochemical degradations were performed in a filter press type flow cell using a dimensionally stable anode with nominal composition of Ti/Ru0.3Ti0.7O2. The decrease in TeC concentration was analyzed by high performance liquid chromatography and total organic carbon analysis. The electrochemical and photo-assisted electrochemical degradation was performed at current densities of 20 to 40 mA cm-2 and initial TeC concentration of 200 mg L-1. At a current density of 30 mA cm-2,91% and 98% TeC was removed after 2 hours, during electrochemical and photo-assisted electrochemical processes respectively. The TOC removal was incomplete with maximum of 17%. In order to compare the TeC degradation in saline medium, electrolysis was also carried out in 0.1 mol L-1 NaCl, where fast and complete (100%) degradation was observed in both processes and TOC removal was also improved (~29 %). The degradation of TeC followed pseudo-first order kinetics. Fenton and Photo-Fenton process was also evaluated for the degradation of TeC in similar saline medium varying the initial concentration of H2O2 (50_150 mg L-1) and Fe2+ (2.5-15 mg L-1). The initial concentration of Fe2+ and H2O2 has a high influence upon TeC degradation during both processes. During Fenton process under optimized conditions, >96% of TeC was degraded and 57% TOC was removed. However in NaCl medium, 99% degradation 41% TOC was obtained. The degradation was slightly decreased during photo-Fenton process due to the influence of ions in the medium. The degradation Intermediates were also identified by HPLC coupled with mass spectrometer and proposed a reaction sequence for the degradation of TeC.

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Acompanha Anexo denominado V.2. Paginação continua / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_ArielLazaroLlanes_D.pdf: 15520800 bytes, checksum: 2744757a92f3045d187a1c68320729d5 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A reação de arilação de Heck-Matsuda é um procedimento sintético valioso e extremamente versátil para a formação de ligações carbono-carbono, baseada no acoplamento de uma olefina com um sal de arenodiazônio na presença de uma espécie organometálica de paládio zerovalente. Recentemente, a utilização desta reação tem ganhado espaço na arte de sínteses totais, demonstrando a viabilidade da mesma. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento de metodologias novas e flexíveis para a síntese eficiente de vários produtos naturais e sintéticos com propriedades farmacológicas importantes, utilizando a reação de arilação de Heck-Matsuda como etapa chave. No total, foram sintetizados 21 compostos finais, incluindo: prolinas e pirrolidinas poliidroxiladas racêmicas e quirais, Radicamina B e outros a-C-ariliminociclitóis quirais análogos das Radicaminas A e B, Rolipram, ácidos b-aril-g-aminobutíricos análogos do Baclofeno, e um precursor chave de Prepolicitrina A e Policitrina A. Os compostos sintetizados, assim como seus respectivos intermediários de reação, foram plenamente caracterizados e os resultados obtidos foram comparados com aqueles reportados na literatura quando aplicável. Dados analíticos e espectroscópicos satisfatórios foram obtidos em todos os casos. / Abstract: The Heck-Matsuda arylation reaction is a valuable and extremely versatile synthetic procedure for carbon-carbon bond formation, based on the coupling of an olefin with an arenediazonium salt in the presence of a zerovalent palladium organometallic specie. Recently, the use of this reaction has been gaining space in total syntheses, demonstrating its viability. In this work, we presented the development of new and flexible methodologies for the efficient synthesis of several natural and synthetic products with important pharmacologic properties, using the Heck-Matsuda arylation reaction as a key stage. Totally, a set of 21 final compounds were synthesized, including: racemic and chiral polyhydroxylated prolines and pyrrolidines, Radicamine B and other chiral C-aryl-iminocyclitols analogues of Radicamines A and B, Rolipram and b-aryl-g-aminobutyric acids analogues of Baclofen, and a key precursor of Prepolycitrin A and Polycitrin A. The synthesized compounds, as well as their respective reaction intermediates, were entirely characterized and the obtained results were compared with those reported in the literature when applicable. Satisfactory analytical and spectral data were obtained in all cases. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarceloRodriguesdos_M.pdf: 3262231 bytes, checksum: bb662dc4c97ef3d912795cf1e9624aad (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Produtos naturais são uma rica fonte de compostos de valor medicinal, e também têm inspirado a confecção de agentes não-naturais de grande importância farmacêutica. A relação da estrutura com a atividade biológica do produto natural pode servir como inspiração para o cientista. Nesse sentido, a (-)-isoaltolactona serviu de modelo para a síntese da (-)-aza-isoaltolactona, seu aza-análogo. Em nossa estratégia sintética, a reação de arilação de Heck é a etapa chave, na qual ocorre o acoplamento do tetrafluoroborato de benzenodiazônio com um enecarbamato endocíclico rico eletronicamente. O enecarbamato endocíclico foi eficientemente obtido a partir do ácido L-piroglutâmico em quatro etapas, com rendimento de 58%. A arilação de Heck mostrou ser dependente das características eletrônicas da olefina bem como do sal de arildiazônio. Essa dependência é refletida também na seletividade observada. Neste trabalho, a primeira síntese total da (-)-aza-isoaltolactona foi realizada em 13 etapas com rendimento global de 7% a partir do ácido L-piroglutâmico. / Abstract: Natural products are a rich source of medicinal compounds, and have also inspired the design of non-natural product of relevant pharmaceutical importance. The structure-activity relationship in natural product are an interesting area for research. In this work, we describe the synthesis of (-)-aza-isoaltholactone, an analogous of the (-)-isoaltolactone. The synthetical strategy, uses a Heck arylation reaction was the key step, involving the coupling the benzenediazonium tetrafluorborate salt with an electron rich endocyclic enecarbamate. The endocyclic enecarbamate was eficiently obtained fron L-pyroglutamic acid in four steps, with 58% overall yield. The Heck reaction showed dependence on the olefin electronic characteristics as well as on the arenediazonium salt. This dependence is also reflected on the observed selectivity. In this work, the first total synthesis of (-)-aza-isoaltholactone was accomplished in 13 steps with 7% overall yield from L-pyroglutamic acid. / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T12:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AllanRibeiroda_M.pdf: 5660730 bytes, checksum: 71d03bc58e1f2eb29f270eee660d5e18 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nos últimos anos, o emprego da reação de Heck-Matsuda tem atraído nteresse de diversos grupos de pesquisa como alternativa conveniente aos protocolos tradicionais da reação de Heck. Com o objetivo de obter os compostos bioativos fempiprano (12), tolpropamina (14), fendilina (15), prenilamina (17) e droprenilamina (18) neste trabalho avaliamos a arilação de Heck-Matsuda de aminas alílicas N-protegidas. Entretanto, esta metodologiamostrou-se problemática devido a baixa regiosseletividade e dificuldades na purificação dos produtos. Como alternativa, a arilação de Heck com sais de diazônio do acrilato de metila foi utilizada para a obtenção da unidade diarilmetano na forma do éster 3,3-difenil-propanoato de metila (67), intermediário comum na síntese dos compostos 12, 15, 17, 18. Conversão do éster 67 no ácido carboxílico 71, seguido da reação com diferentes aminas, contendo a substituição desejada, permitiu a síntese das amidas correspondentes, que foram reduzidas com AlH3, levando aos produtos alvos deste estudo, com rendimentos globais entre 38 e 61% em 5 etapas a partir do acrilato. Para a síntese da tolpropamina (14) foi estudada a arilação de cinamatos de metila com sais de diazônio. O melhor resultado foi observado quando foi utilizado o 4-bromo-cinamato de metila e o sal de tetrafluorborato 3-cloro-4-metil-benzenodiazônio, resultando no cinamato -arilado (97) em rendimento de 83% em uma relação diasteroméricas em favor do produto de configuração E (E/Z = 11/1). Em seguida, o éster obtido foi hidrolisado, transformado em uma amida e reduzido com AlH3, resultando na amina 14 com rendimento global de 47% em 5 etapas a partir do cinamato. De uma maneira geral, a reação de Heck-Matsuda mostrou-se eficiente para obter os compostos desejados, com rendimentos globais entre 38 e 61% em 5 etapas de reação / Abstract: In the last few years applications of the Heck-Matsuda reaction have been attracting the interest of many research groups as a convenient alternative to the conventional Heck reactions. Aiming at the preparation of the bioactive compounds fempiprano (12), tolpropamine (14), feniline (15), prenylamine (17) and droprenylamine (18), we have initially evaluated the Heck-Matsuda arylation of protected N-allylamines. However, this strategy proved to be problematic due to its low regioselectivity and some difficulties in the purification of the compounds. As an alternative, the Heck arylation of methyl acrylate with aryldiazonium tetrafluoroborates was employed for the construction of the diarylmethane unit as the methyl 3,3-diphenylpropanoate (67), a common intermediate for the synthesis of compounds 12, 15, 17, and 18. Transformation of ester 67 into the carboxylic acid 71, followed by the reaction with several different amines containing the appropriate substitution pattern, has allowed the synthesis of the corresponding amides. These were reduced with AlH3 leading to the desired targets of this study in overall yields of 38% to 61% over 5 steps from the starting acrylate. For the synthesis of tolpropamine (14), we evaluated the Heck arylation of methyl cinnamates with aryldiazonium salts. The best result was obtained when we used 4-bromomethylcinnamate and 3-chloro-4-methylbenzenediazonium tetrafluoroborate, thus providing the beta-arylated cinnamate 97 in 83% yield in a diastereomeric ratio in favor of the Ediastereomer of 11:1. Next, the ester obtained was hydrolyzed, converted into an amide and reduced with AlH3 providing amine 14 in an overall yield of 47% over 5 steps from the methyl cinnamate. Overall, the Heck-Matsuda reaction proved to be an efficient method to prepare the desired targets in yields varying from 38-61% yield over 5 steps / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T19:40:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Biajoli_AndreFranciscoPivato_D.pdf: 15667381 bytes, checksum: c96d7fd628b3e5359cce9f6bbe7c724c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Tetrafluoroboratos de arenodiazônio são compostos estáveis e de fácil preparo que têm sido largamente empregados na reação de Heck-Matsuda, permitindo o desenvolvimento de métodos rápidos, brandos e livres de fosfinas. No tocante à arilação direta de compostos (hetero)aromáticos, uma metodologia que emergiu na década de 2000 e que dispensa a necessidade de pré-funcionalização de ambos os parceiros de acoplamento, sais de arenodiazônio foram empregados com sucesso como fontes de radicais arílicos. Por outro lado, a arilação direta de (hetero)aromáticos com sais de arenodiazônio através da catálise por metais de transição havia sido relatada, até há pouco, em apenas um trabalho na literatura (de 1999), com os rendimentos obtidos sendo, na melhor das hipóteses, modestos. Isto posto, resta claro que o desenvolvimento de uma metodologia que explore sais de arenodiazônio em arilações diretas catalisadas por metais de transição seria um avanço importante na química destes sais. Com isso, no presente trabalho foi desenvolvida uma metodologia rápida e em condições brandas para a arilação de indóis, benzofurano e benzotiofeno empregando-se paládio como catalisador. A alta nucleofilicidade dos indóis, que tendem a reagir com sais de arenodiazônio formando compostos azo (corantes), pôde ser contornada, com os produtos monoarilados desejados sendo obtidos com altas regiosseletividades e bons rendimentos. Também foi estudado o comportamento de outros heteroaromáticos, como furanos e o tiofeno, em arilações diretas com sais de arenodiazônio via paládio. Estudos mecanísticos forneceram evidências de que as reações apresentadas operam a partir de uma espécie altamente eletrofílica de arilpaládio catiônico que vem a ser atacada pelos compostos heteroaromáticos eletronicamente ricos / Abstract: Aryldiazonium tetrafluoroborates are stable, easy-to-prepare compounds that have been largely employed in Heck-Matsuda reactions, allowing the development of fast, mild and phosphine-free methods. Regarding direct arylations of (hetero)aromatic compounds, an area of research that emerged at the beginning of the current century, arildiazonium salts have been employed mainly as radical sources; on the other side, only one example in the literature (dating from 1999) presented arylations of heteroaromatic compounds with aryldiazonium salts in a non-radicalar, transition metal-catalyzed process, with poor yields being observed. With that in mind, it is clear that a methodology exploiting the full potential of aryldiazonium salts in a non-radicalar fashion is highly desirable. Therefore, in the present work a methodology for the direct arylation of indoles, benzofuran and benzothiophene employing palladium as catalyst is presented. The high nucleophilicity of indoles, that are prone to react with these salts to furnish azocompounds (dyes), could be surpassed, with the desired monoarylated products being obtained with both high yields and regioselectivity. The behaviour of 2-methylfuran and thiophene was also investigated. Mechanistically, evidences pointing to the formation of a highly electrophilic cationic arylpalladium species that is attacked by the electronrich heterocycles are presented / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Orientador: José Vicente Hallak d'Angelo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_BrennoSantos_D.pdf: 2261733 bytes, checksum: 645cd7fdea0a4b3aadd5357222e37a40 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O licor negro é um subproduto do processo de digestão da madeira em fábricas de celulose e papel, composto por frações orgânicas e inorgânicas. Após o processo de digestão, o licor negro apresenta um teor de sólidos secos de aproximadamente 15% e para que possa ser queimado na caldeira de recuperação química é necessário elevar esse teor para valores próximos de 75%. Este processo de concentração do licor é feito em um sistema de evaporação múltiplo efeito. Propriedades físico-químicas do licor, tais como massa específica, teor de sólidos secos, viscosidade e teor de sais de sódio sofrem forte dependência do tipo de madeira processada e das condições de operação durante o processo de digestão. O conhecimento destas propriedades e da relação entre elas auxilia no controle do processamento do licor e pode permitir um maior aproveitamento energético de toda a unidade de recuperação. Quando o licor negro atinge altas concentrações de sólidos (superiores a 50%), observa-se precipitação de sais responsáveis pela formação de incrustações na superfície de transferência de calor dos evaporadores e concentradores, reduzindo a eficiência do sistema de evaporação. O presente trabalho tem como objetivo geral, investigar e compreender o mecanismo de formação e precipitação de sais de sódio, durante o processo de concentração do licor negro, os quais podem formar incrustações que prejudicam o bom desempenho do processo, por meio de um estudo e correlação de suas propriedades físico-químicas, avaliando sua influência na solubilidade dos sais inorgânicos presente no licor. Ressalta-se que os primeiros sais a precipitarem são os sais de sódio, mais especificamente o carbonato e o sulfato de sódio. Sendo assim, compreender o mecanismo que promove a redução de sua solubilidade é muito importante para entender o comportamento dos demais sais presentes no licor negro. Foi possível desenvolver um modelo capaz de avaliar a solubilidade do sulfato de sulfato de sódio considerando as características especificas do licor negro. Também, com base neste modelo de solubilidade foi possível compreender a lógica do efeito da inversão de solubilidade de um determinado sal sobre o comportamento do sistema, possibilitando compreender o mecanismo de formação das primeiras precipitações no licor negro de eucalipto / Abstract: In pulp and paper mills the aqueous solution extracted from the pulping process in the wood digester is named black liquor, which consists of organic and inorganic compounds. When leaving the digester sector black liquor has about 15 %/mass of solids and to be used as a fuel in the recovery boiler it is necessary to raise this solids content to 75 %/mass, removing water in a battery of multiple effect evaporators. Some black liquor physical properties, such as density, solids content, viscosity and sodium salts content, are strongly dependent on the kind of wood processed (hardwood or softwood) and on operating conditions during the digestion process. Knowledge and comprehension of the relationship between these physical properties of black liquor are essential for studies aiming at a better energetic performance of the black liquor evaporation unit. When black liquor reaches higher solids content (above 50 %/mass), scaling formation is observed on the heat transfer surfaces of evaporators and concentrators, due to precipitation of sodium salts, reducing the overall efficiency of this equipment. The aim of this work is to investigate and comprehend the mechanism of formation and precipitation of sodium salts in eucalyptus black liquor evaporators, through the study of the relationship between some physical proprieties (density, viscosity, total solids content) evaluating their influence over the solubility of sodium salts content in industrial black liquor samples. This greater comprehension and knowledge of the mechanism which is responsible for the reduction of the solubility of these salts is very important for the development of alternative methods to avoid or reduce scaling formation. The results have shown that it is possible to use a model to estimate sodium sulfate solubility limit and comprehend the formation mechanism of the first scaling and the behavior of the salts in the system / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Carlos Roque Duarte Correira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T23:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Prediger_Patricia_D.pdf: 29103926 bytes, checksum: bd694717759d7b58fda99bfb77a7fa06 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho foi centrado na arilacao de Heck-Matuda de diferentes olefinas com sais de arenodiazonio e a aplicacao dos produtos arilados na sintese de compostos bioativos. O trabalho esta dividido em dois capitulos: 1) Reacoes de acoplamento de Heck-Matsuda entre aminas alilicas e sais de arenodiazonio e suas aplicacoes nas sinteses de compostos bioativos. 2) Estudos da reacao de Heck-Matsuda em liquidos ionicos e suas aplicacoes na sintese de derivados C-azanucleosideos, potenciais compostos antituberculose. Com relacao a primeira parte do trabalho, foi desenvolvida uma metodologia abrangente para a reacao de Heck-Matsuda entre alilaminas e sais de arenodiazonio. Foram empregados diversos derivados de aminas alilicas e diferentes sais de arenodiazonio contendo grupamentos doadores, retiradores de eletrons e grupos volumosos. Para todos os casos foram obtidos rendimentos de bons a excelentes, em alta regio- e estereosseletividades em favor do produto ¿×- arilado de configuracao trans. Adicionalmente, a aplicacao deste protocolo forneceu os compostos bioativos naftifina, abamina, abamina SG, alverina e cloridrato de cinacalcet, tendo como etapa-chave a reacao de Heck altamente seletiva. A segunda parte do trabalho envolveu as reacoes de Heck-Matsuda entre a ftalimida alilica e sais de diazonio liquidos ionicos. Nestas reacoes, foram obtidos rendimentos e seletividades semelhantes aos observados com o solvente convencional benzonitrila. Alem disso, foram estudadas reacoes com geracao in situ de sal de hexafluorfosfato de arenodiazonio em [bmim] [PF6], seguida pela reacao de Heck-Matsuda em procedimento ¡§one pot¡¨. Por fim, foram realizadas as sinteses de dois derivados de C-azanucleosideos, tendo como etapa-chave a reacao de Heck-Matsuda entre um enecarbamato endociclico e sal de arenodiazonio. Estes compostos terao suas atividades antituberculose avaliadas pelo grupo de pesquisa do professor Mourey em Toulouse, na França / Abstract: The present work was focused in the Heck-Matsuda arylation of several olefins with arenediazonium salts and in the application of the arylated products as intermediates in the syntheses of bioactive compounds. The work is divided in two chapters: 1) Heck-Matsuda reactions between allyl amines and arenediazonium salts and their applications in the synthesis of bioactive compounds, 2) Studies of the Heck-Matsuda reaction in ionic liquids and its application to the synthesis of Cazanucleosides, which are potential antituberculosis compounds. Regarding the first part of this work, a comprehensive methodology for the Heck-Matsuda reaction between allylamines and arenediazonium salts was developed. Several allyl amines derivatives and differents arenediazonium salts were sucessfully employed. Both electron donating and withdrawing groups, as well as bulky substituents, were well tolerated in the diazonium salt. In all cases good to excellent yields and high regio- and stereoselectivities in favor of the ¿×-trans arylated products were obtained. Additionally, some of the adducts prepared by this highly selective Heck reaction were employed as intermediates in the total synthesis of the bioactive compounds naftifine, abamine, abamine SG, alverine and cinacalcet hydrochloride. The second part of this work adressed the Heck-Matsuda reaction between allylic phthalimide and arenediazonium salts in ionic liquids. Under the investigated conditions, the yields and selectivities were similar to those previous achieved with the conventional solvent benzonitrile. In addition, we evaluated the in situ generation of the 4-fluorbenzenediazonium hexafluorophosphate salt in [bmim][PF6], followed by the Heck-Matsuda reaction in a one pot procedure. Finally, we carried out the synthesis of two C-azanucleosides using the Heck-Matsuda reaction with an endocyclic enecarbamate as the key step. As a further development of this work, these compounds will be evaluated regarding their potential antituberculosis activity by Professor Mourey's research group in Toulouse, France / Doutorado / Quimica Organica / Doutora em Ciências

Orientador: Carlos Roque Duarte Correia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T14:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pastre_JulioCezar_D.pdf: 10159507 bytes, checksum: 4f4f32c2c414df354e1d53179d9ebe18 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho, efetuou-se um estudo da reação de Heck de acrilatos substituídos com sais de arenodiazônio. Um protocolo estereosseletivo para a preparação de acrilatos b,b-diarilssubstituidos foi desenvolvido, baseando-se na arilação Heck do cinamato de metila com sais de arenodiazônio, catalisada por Pd(OAc)2, em metanol. A diastereosseletivade da reação de Heck apresentou uma acentuada dependência com a natureza eletrônica do sal de arenodiazônio empregado. A metodologia ainda forneceu uma rota conveniente para 3-arilindanonas e 4-ariltetralonas, permitindo as sínteses formais totais da (±)-indatralina (4 etapas, 54 % de rendimento global) e da (±)-sertralina (7 etapas, 49 % de rendimento global). A extensão da metodologia para acrilatos mais substituídos (inclusive para acrilatos cíclicos) foi feita com sucesso para a maioria dos casos e os adutos de Heck foram obtidos em bons rendimentos e seletividades, independente do padrão de substituição do sal de arenodiazônio empregado. Esta metodologia foi aplicada à síntese total da (±)-paroxetina (8 etapas, 15 % de rendimento global) e da (±)-nocaína (6 etapas, 20 % de rendimento global). Verificou-se ainda que a reação de arilação de Heck empregando sais de arenodiazônio ocorre de maneira eficiente em meios reacionais alternativos, como PEG e líquidos iônicos. Uma série de líquidos iônicos quirais inéditos do tipo piridínio, imidazolínio e imidazólio foi preparada e testada, não revelando nenhuma incidência no curso estereoquímico da reação. Os resultados obtidos demonstram o enorme potencial sintético do emprego de sais de arenodiazônio em reações de Heck, constituindo uma metodologia bastante versatil em Síntese Orgânica. / Abstract: In this work, we present a study of the Heck reaction of substituted acrilates with arenediazonium salts. A stereoselective protocol for the preparation of b,b-disubstituted acrylates in good yields by means of a Heck-Matsuda reaction was accomplished. The method employs a base- and ligand-free Heck reaction of methyl cinnamate using arenediazonium salts as electrophiles. The Heck reaction displays a remarkable electronic dependence regarding the diastereoselectivity of the arylation process, which correlates with the electronic nature of the arenediazonium salts employed. The overall methodology provides a convenient route to 3-arylindanones and 4-aryltetralones allowing the concise formal total syntheses of the therapeutically important psychoactive compounds (±)-indatraline (4 steps, 54 % global yield) and (±)-sertraline (7 steps, 49 % global yield). The methodology was also successfully extended to more substituted acrylates and the Heck adducts were obtained in good to excellent yields, regardless of the substitution pattern of the arenediazonium salt employed. This methodology was applied to the total synthesis of (±)-paroxetine (8 steps, 15 % global yield) and (±)nocaine (6 steps, 20 % global yield). We also verified that the Heck reaction using arenediazonium salts occurs in an efficient way in alternative reaction media, like PEG and ionic liquids. A series of new chiral ionic liquids was prepared and evaluated in the Heck reaction. In spite the overall performance of the Heck reaction, in all the cases studied no asymmetric induction was detected. Our results demonstrate the enormous synthetic potential of the Heck reaction using arenediazonium salts, constituting a versatile methodology in Organic Synthesis. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

As antocianinas compreendem o maior conjunto de pigmentos solúveis em água do reino vegetal. A absorção da luz por estes compostos, responsáveis pelas cores vermelha, azul e roxa da maioria das frutas e flores, é produto de combinações de vários fatores, como o número de substituintes, a presença ou não de outras moléculas capazes de estabilizar a cor (“co-pigmentos"), o pH local do meio e a natureza do microambiente em que a antocianina se encontra. A reatividade química e fotoquímica das antocianinas já é relativamente complexa em solução aquosa na ausência de micelas, onde cada um dos processos químicos e fotoquímicos ocorre numa faixa de tempo distinta. Uma forma de se diminuir o número de espécies em solução é o emprego de antocianinas sintéticas com estruturas simplificadas, conhecidas como sais de flavílio, cuja variação no número, posição e tipo químico de substituinte permite um certo controle sobre as frações molares das espécies. Neste estudo procurou-se compreender os processos que regem o equilíbrio ácido-base e a hidratação do cátion flavílio em ambiente micelar. Estes dois processos exercem um papel central na estabilização da cor em antocianinas. Foram utilizados três sais de flavílio: o 4-carboxi-7-hidroxi-4\'-metoxiflavílio (CHMF), o 2-fenilbenzopirílio e o 4\'-metoxiflavílio. Os dois grupos ionizáveis do CHMF possuem pKas distintos (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), cujas dinâmicas de protonação/desprotonação são influenciadas pelas micelas de SDS de modos diferentes. O cátion é estabilizado preferencialmente pelas micelas aniônicas em relação ao zwitterion (pKa1SDS = 2,77), que por sua vez é mais favorecido que a base quinonoidal (pKa2SDS = 5,64). A estabilização do cátion está relacionada com as fortes interações eletrostáticas entre a espécie e a micela carregada negativamente. A base quinonoidal, que no caso específico do CHMF tem carga negativa, é desfavorecida em relação ao zwitterion. Adicionalmente, em SDS praticamente não se observa hidrólise da espécie zwitteriônica. Com relação ao 2-fenilbenzopirílio (pKw = 3,01) e o 4\'-metoxiflavílio (pKw = 4,47), a primeira observação feita é que a inclusão do grupo metoxi na posição C4\' estabiliza o cátion flavílio, diminuindo a extensão da hidrólise por meio de transferência de carga para o anel central. O efeito de estabilização do cátion pelo ambiente micelar, verificado pelo aumento do pKw, é mais pronunciado no 2-fenilbenzopirílio (pKwSDS = 4,73) do que no 4\'-metoxiflavílio (pKwSDS = 5,05). Os processos cinéticos mostram que a reação de hidratação (kw) do flavílio sem substituintes diminui 65 vezes em SDS, enquanto que a reação no sentido inverso se mantém dentro da mesma ordem de magnitude. Já no caso do 4\'-metoxiflavílio, foi verificado que ambas as constantes de velocidade aumentam, mas a constante de desidratação do hemicetal (k-w), que depende da concentração de prótons, é a mais afetada, aumentando cerca de 15 vezes. Este fato é um indicativo de que o pH na interface micelar é o fator de estabilização do cátion do 4\'-metoxiflavílio. Adicionalmente foram feitos cálculos computacionais de transições eletrônicas, pKa e potenciais de redução em nível ab initio para um conjunto cátions flavílios e respectivas bases quinonoidais. Os valores de pKa calculados apresentaram um desvio médio de +/- 0,5 unidade de pKa. / Anthocyanins comprise the major water-soluble pigment group in the Plant Kingdom. Light absorption by these compounds is responsible for the diverse colors in many flowers and fruits and can be modulated by phenomena such as self-association of flavylium cations or anhydrobases, copigmentation with other polyphenols and flavonoids, complexation with metal ions, incorporation of anthocyanins into microaggregates like micelles and the pH of the medium. The chemical and photochemical reactivity of anthocyanins is quite complex in aqueous solution and each process occurs in a different time range. The use of structurally simplified synthetic flavylium salts permits a certain control over the mole fractions of the various species in solution. In this study we used the synthetic flavylium ions 4-carboxy-7-hydroxy-4\'-methoxyflavylium (CHMF), 2-phenylbenzopyrylium and 4´-methoxyflavylium to investigate the main processes that influence the acid-base equilibrium and hydration of the flavylium cation in micellar environments. Such reactions play a central role in color stabilization of anthocyanins. CHMF has two ionizable groups with distinct pKas (pKa1 = 0,73; pKa2 = 4,84), and the protonation/deprotonation dynamics of these groups are affected differently by SDS micelles. The results show that SDS micelles stabilize the cationic form rather than the zwitterion (pKa1SDS = 2,77), which is favored relative to the quinonoidal base (pKa2SDS = 5,64). The preferential stabilization of the cation is related to electrostatic interactions of this form with the anionic micelle. The quinonoidal base, which in the specific case of CHMF is an anion, is disfavored relative to the zwitterion. In addition, the hydrolysis of the zwitterionic form is substantially reduced in micellar SDS solutions. The comparison of 2-phenylbenzopyrylium (pKw = 3,01) and 4´-methoxyflavylium (pKw = 4,47) shows that the methoxy group at the C4´ position stabilizes the cationic form, reducing the hydration by charge transfer to the central ring. The stabilization of the cationic form by the micellar environment, which is reflected in the increase of the pKw, is more pronounced for the 2-phenylbenzopyrylium cation (pKwSDS = 4,73) than for 4´-methoxyflavylium (pKwSDS = 5,05). Kinetic studies of the 2-phenylbenzopyrylium ion in SDS indicate a 65-fold reduction in the hydration rate constant (kw), while the inverse reaction has the same magnitude as in water. In the case of the 4´-methoxyflavylium ion, both rate constants associated with the equilibrium between the flavylium cation and hemicetal increased. However, the [H+]-dependent rate constant for dehydration of the hemicetal is affected to a greater extent, increasing about 15 fold, indicating stabilization of the 4\'-methoxyflavylium cation by the micellar interface. Finally, computational calculations were performed at the ab initio level for several flavylium cations and anhydrobases to estimate the electronic transitions, pKa and reduction potentials. The quality of the calculated pKa results were compared with experimental data and the mean absolute deviation is +/- 0.5 pKa unit.