[pt] O advento da catálise fotorredox permitiu o desenvolvimento de uma série de novas reações de formação de ligação C-C utilizando luz visível e catalisadores para gerar radicais orgânicos. Isso permite que metodologias sejam desenvolvidas à temperatura ambiente e com curtos períodos de tempo. Reações de arilação, que envolvem a inserção de grupos aril, podem ser realizadas utilizando sais de diazônio como fontes de radicais arila. O objetivo dessa tese foi estudar reações de alfa-arilação de compostos carbonílicos usando catálise fotorredox. A tese é dividida em quatro capítulos, sendo o primeiro, a Introdução Geral. No segundo, foi desenvolvida uma metodologia de arilação de cumarinas, baseada na Arilação de König, para obtenção de compostos do tipo 4-(N-fenil)amino-3-fenilcumarina. Esses compostos foram obtidos em rendimentos de até 95 por cento. O mecanismo da reação foi estudado a partir de experimentos de trapeamento com TEMPO e correlação de Stern-Volmer. As cumarinas obtidas tiveram suas atividades biológicas avaliadas, e três delas mostraram-se promissoras como fármacos contra leishmaniose. Por fim, uma das cumarinas foi utilizada para a síntese do azacumestano, análogo nitrogenado do produto natural cumestano. No terceiro capítulo da tese, um estudo teórico via Teoria do Funcional da Densidade (DFT) foi realizado para estudar a alfa-arilação de enóis acetatos para obtenção de aril-cetonas. Estudos previamente realizados mostraram que essas reações têm melhor performance quando grupos retiradores de elétrons estão presentes nos sais de diazônio. O uso do modelo de Fischer-Radom permitiu verificar que efeitos polares são mais proeminentes do que efeitos entálpicos. A origem desses efeitos foi verificada como partindo de efeitos de campo e não de efeito de ressonância, uma vez que o orbital SOMO em radicais fenila é ortogonal ao sistema Pi. Finalmente, o efeito de substituintes nos enóis acetatos foi estudado a partir das correlações de Taft e Charton. Finalmente, no quarto capítulo foram abordadas as tentativas de alfa-arilação de cetonas cíclicas combinando-se catálise fotoredox com organocatálise, trabalho esse desenvolvido durante período sanduíche na Universidade de Michigan. Diversas metodologias foram testadas, entretanto nenhuma permitiu a formação do produto desejado. Estudos via DFT mostraram que a combinação da nucleofilicidade das cetonas e efeitos estéricos impediram que essa reação pudesse ser realizada. Sendo assim, uma nova metodologia foi testada a partir do uso de isonitrilas de haletos de alquila. Após extensa otimização, foi possível obter uma metodologia de tosilação catalisada por níquel. / [en] The advent of photoredox catalysis allowed the development of a series of new C-C bond formation reactions using visible light and photocatalysts to generate organic radicals. It allows methodologies to be developed at room temperature and within short periods of time. Arylation reactions, which involve the insertion of aryl groups, can be performed using diazonium salts as source of aryl radicals. The aim of this dissertation was to study alfa-arylation reactions of carbonyl compounds using photoredox catalysis. This dissertation is divided into four chapters, being the General Introduction the first one. In the second chapter, a coumarin arylation methodology was developed, based on Konig s Arylation, to obtain 4-(N-phenyl)amino-3-phenylcoumarins. These compounds were obtained in up to 95 percent yield. The reaction mechanism was studied from trapping experiments with TEMPO and Stern-Volmer correlation. The obtained coumarins had their biological activities evaluated, and three of them showed promising results as antileishmaniasis candidates. Finally, one of the coumarins was used for the synthesis of azacoumestan, a nitrogenous analog of the natural product coumestan. In the third chapter of the thesis, a theoretical study via Density Functional Theory (DFT) was carried out to study the alfa-arylation of enols acetates to obtain aryl ketones. Previous studies have shown that these reactions perform better when electron withdrawing groups are present in diazonium salts. The use of the Fischer-Radom model allowed us to verify that polar effects are more prominent than enthalpic effects. The origin of these effects was verified as field effects and not resonance effect, since the SOMO orbital in phenyl radicals is orthogonal to the Pi system. Finally, the effect of substituents on enol acetates was studied by Taft and Charton correlations. In the fourth and last chapter, attempts were made to alfa-arylate cyclic ketones combining photoredox catalysis with organocatalysis, work developed during the internship period at the University of Michigan. Several methodologies were tried, however none allowed the formation of the desired product. Studies via DFT showed that the combination of ketone nucleophilicity and steric effects prevented this reaction from being carried out. Therefore, a new methodology was tested using isonitriles of alkyl halides. After extensive optimization, it was possible to obtain a nickel-catalyzed tosylation methodology.

[pt] Este trabalho apresenta a síntese e caracterização de 11-tosil-6,6a,11, 11-tetraidro-5H-benzo[a]carbazois análogos ao LQB223, um composto previamente sintetizado em nosso grupo de pesquisa que tem ação anticâncer e antileishmanial in vitro e ação antimalarial in vitro e in vivo. A etapa chave da reação para a obtenção dos 5-metoxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (97a), 6-metoxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (97b) e 7-metoxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (97c) envolve uma reação de aza-arilação de Heck catalisada por paládio na presença de carbonato de prata e acetona entre o N-tosil-o-iodoanilina (55b) e dihidronaftalenos substituídos (100a, 100b, e 100c), preparados previamente a partir de tetralonas comerciais (84a, 84b, 84c). Os compostos 5-hidroxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (98a), 6-hidroxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (98b) e o 7-hidroxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H--benzo[a]carbazol (98c) foram obtidos através da desproteção das metoxilas com BBr3 em rendimentos quantitativos. Todos os compostos foram avaliados quanto a ação anticâncer em linhagens de leucemia que apesentam o fenótipo MDR lucena e FEPS e em linhagem de leucemia K562 e nas linhagens de câncer de mama MCF-7, que expressa o receptor de estrogênio, e MDA-MD231.Dentre os compostos preparados, o composto 6-metoxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (97b) foi tão ativo quanto o LQB223 frente a ação antileucêmica nas linhagens K562, lucena e FEPS, entretanto foi mais eficaz que o LQB223 nas linhagens de MCF-7 (IC50 igual 5,93 mais ou menos 3,58 MiM) e MDA-MD231 (IC50 igual 8,29 mais ou menos 2,08 MiM), apresentando um nível baixo de toxicidade para as células sadias. Por outro lado, o composto 6-hidroxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (98b), apesar de ser muito ativo em linhagens de câncer mama, possui um alto nível de toxicidade para células sadias e composto 7-hidroxi-11a-N-arilsulfonil-tetrahidro-5H-benzo[a]carbazol (98c) foi eficaz em MDA-MD231 (IC50 igual 4,84) porém ainda não foi avaliado quanto a toxicidade em células sadias. Os dados sugerem que os compostos oxigenados 97b e 98c direciona a ação para o câncer de mama. / [en] This work describes the synthesis and characterization of the 11a-N-arylsulfonil-tetrahydro-5H-benzo[a]carbazoles analogous to LQB223, a previously synthesized compound by our research group that has anti-cancer and antileishmanial activity in vitro and antimalarial activity in vitro and in vivo. The key step of the reaction for obtaining the 5-methoxy-11a-N-arylsulfonil-tetrahydro-5H-benzo[a]carbazole (97a), 6-methoxy-11a-N-arylsulfonil-tetrahydro-5H-benzo[a]carbazole (97b) and 7-methoxy-11a-N-arylsulfonil-tetrahydro-5H-benzo[a]carbazole (97c) is the palladium catalyzed Heck aza-arylation reaction in the presence of silver carbonate and acetone from N-tosyl-o-iodoaniline (55b) and substituted dihydronaphthalenes (100a, 100b and 100c), previously prepared from commercial tetralones (84a, 84b and 84c). The compounds 5-hydroxy-11a-N-arylsulfonil-tetrahydro-5H-benzo[a]carbazole (98a), 6-hydroxy-11a-N-arylsulfonil-tetrahydro-5H-benzo[a]carbazole (98b) and 7-hydroxy-11a-N-arylsulfonil-tetrahydro-5H-benzo[a]carbazole (98c) were obtained by deprotection with BBr3 in yields quantitative. All compounds were evaluated for anticancer activity in K562, FEPS and Lucena leukemia cell lines, which exhibit the MDR phenotype, and in breast cancer cell lines MCF-7, which expresses the estrogen receptor, and MDA-MD231.Among the compounds prepared, the compound 97b is as active as LQB223 for the antileukemic activity on K562 lines, and Lucena FEPs, however it is more effective than the LQB223 in MCF-7 (IC50 equal 5.93 plus/minus 3.58 MiM) and MDA-MD231 (IC50 equal 8.29 plus/minus 2.08 uM) breast cancer lines, with low level of toxicity to healthy cells. The compound 98b presents similar activity to 97b but is toxic. The compound 98c is effective in MDA-MD231 (IC50 equal 4,84) but, level of toxicity to healthy cells was not test yet. The reports suggest that the oxygenation pattern in the 3 position directs to the anticancer activity to the breast cancer lines.

[pt] Neste trabalho foi desenvolvida a síntese de novos análogos do tipo N-tosil-aza-carbapterocarpanos com potencial ação antiproliferativa em linhagens de leucemia e mama.Os compostos aza-carbapterocarpanos e espiro-iso-indolinas, foram preparados através de abordagens sintéticas distintas e classificadas em Grupo I e II respectivamente. A etapa chave para obtenção dos compostos do grupo I foi a reação de aza-arilação do tipo Heck catalisada por paládio a partir de tetralonas comerciais e N-tosil-iodoanilinas substituídas previamente sintetizadas. Três moléculas deste grupo foram avaliadas quanto a sua ação antiproliferativa em linhagens de leucemia e mama. Dentre estas, o composto N-tosil-aza-carbaptercarpeno apresentou IC50 = 1,93 (mais ou menos) 0,88 micrômetros, 2,18 (mais ou menos) 1,47 micrômetros e 2.89 (mais ou menos) 0,92 micrômetros nas linhagens de leucemia K562, lucena-1 e FEPS, respectivamente, e na linhagem de mama MDA-MB-231 IC50=33.37 (mais ou menos) 3.98 micrômetros. Por outro lado, o composto aza-carbapterocarpeno foi inativo nestas mesmas linhagens, indicando que na ausência do grupo arilsulfonamida a ação antileucêmica não ocorre. Os compostos do grupo II, denominados espiro iso-indolinas, foram sintetizados através da adição diastereosseletiva de organomagnesío às N-terc-butano-sulfiniliminas quirais, seguida de uma aminação de Buchwald-Hartwig intramolecular catalisada por paládio. As N-terc-butano-sulfiniliminas foram obtidas através de tetralonas, cromanonas e tiocromanonas comerciais em uma reação de condensação com as N-tert-butanosulfinamidas comerciais em micro-ondas em uma abordagem livre de solvente utilizando tetraetóxido de titânio. Após as reações de adição nucleofílica com organomagnésio, remoção do auxiliar quiral e ciclização intramolecular, os compostos forma obtidos enantiomericamente puros e foram avaliados em linhagens de leucemia K562 e FESP. Embora estes compostos tenham apresentado baixa potência frente às linhagens testadas (IC50 entre 31,85 mais ou menos 3.0 micrômetros e 77,58 (mais ou menos) 5.76 micrômetros), pôde-se observar que há diferenças relevantes entre os enantiômeros, assim o como apresentam sensibilidade colateral, atuando em linhagens multiresitentes. / [en] In this work, the synthesis of new N-tosyl aza-carbapterocarpane analogues with potential antiproliferative action in leukemia and breast cell lines was developed. The aza-carbapterocarpanes and spiro-isoindolines compounds were prepared using different synthetic approaches and classified in Group I and II respectively. The key step for obtaining group I compounds was the palladium catalyzed Heck-type azaarylation reaction from commercially synthesized substituted tetralones and substituted N-tosyl iodoanilines. Three compounds of this group were evaluated for their antiproliferative action in leukemia cell lines and breast cancer cells lines. The compound N-tosyl-aza-carbaptercarpene presented IC50 = 1,93 0,88 , 2,18 (plus or minus) 1,47 micrometers e 2.89 (plus or minus) 0,92 micrometers. On the other hand, the aza-carbapterocarpene compound was inactive in these same lines, suggesting the role of the absence of the arylsulfonamide group for the antileukemic activity does not occur .The group II, denominated spiroisoindolines, were synthesized by diastereoselective addition of organomagnesium to chiral N-tert-butane sulfinylimines, followed by a palladium catalyzed intramolecular Buchwald-Hartwig amination. The N-tert-butane sulfinylimines were obtained through commercial tetralones, chromanones and thiochromanones by the condensation reaction with commercial N-tert-butanesulfinamides in a solvent free sistem using titanium tetraethoxide. After nucleophilic addition reactions with organomagnesium, chiral auxiliary removal and intramolecular cyclization, the compounds were obtained enantiomerically pure and were evaluated in K562 and FESP leukemia lines. Although these compounds presented low potency compared to the tested lines (IC50 between 31.85 (plus or minus) 3.0 micrometers and 77.58 (plus or minus) 5.76 micrometers), it was observed that there of them present relevant differences between enantiomers as soon as collateral sensitivity, acting in leukemia multiresistent cell lines.