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Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-09T14:52:34Z No. of bitstreams: 1 adrianeantoniapereira.pdf: 4227832 bytes, checksum: c75e5a3802fd9faef6e64104b4d14e9d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T14:26:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 adrianeantoniapereira.pdf: 4227832 bytes, checksum: c75e5a3802fd9faef6e64104b4d14e9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T14:26:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 adrianeantoniapereira.pdf: 4227832 bytes, checksum: c75e5a3802fd9faef6e64104b4d14e9d (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As azalactonas são basicamente aminoácidos protegidos que podem ser utilizados na síntese de produtos naturais ou sintéticos. Apesar de serem excelentes pró-nucleófilos, este esqueleto apresenta dois sítios eletrofílicos podendo se comportar como eletrófilo em reações com nucleófilos. Neste trabalho são descritas reações de abertura de azalactonas catalisadas por um ácido de Brønsted, o ácido canforssulfônico (ACS). Para esse fim, as azalactonas foram preparadas em duas etapas, sendo que a primeira consistiu na acilação dos aminoácidos com cloreto de benzoíla em meio alcalino levando aos precursores azalactônicos com até 75% de rendimento e subsequentemente uma reação de ciclização intramolecular mediada por um ativador de ácido carboxílico, o EDC, conduzindo aos compostos desejados com rendimentos que variaram de 8298%. As condições otimizadas para a reação de abertura de azalactonas consistiu no emprego de 10 mol % de ácido canforssulfônico como catalisador, diclorometano como solvente, sem agitação a temperatura ambiente. Avaliou-se o escopo para diversas azalactonas e também para diversos nucleófilos. Os rendimentos foram satisfatórios variando de 43-96%, onde mesmo utilizando substratos impedidos do ponto de vista estéreo, como é o caso do terc-butanol, conduziu ao produto de abertura com 57% de rendimento. Os produtos foram caracterizados por RMN de 1H, 13C, IV e EMAE. Após o preparo e caracterização, voltou-se a atenção para a compreensão do mecanismo de reação envolvido em reações de abertura de azalactonas por nucleófilos catalisadas por ACS. O estudo por ESI(+)-MS/MS evidenciou que o catalisador participa do ciclo catalítico protonando a azalactona em uma etapa anterior ao ataque do nucleófilo, contribuindo assim para diminuição da energia do sistema. / Azlactones are basically protected amino acids which can be used in the synthesis of natural and synthetic products. Despite of being excellent pro-nucleophiles, their structures have two electrophilic sites which could be involved in reactions in the presence of nucleophiles. In this work, azlactone ring opening reactions catalyzed by a Brønsted acid, camphorsulfonic acid (CSA), are described. First we prepared azlactone rings in two steps, amidation using benzoyl chloride in basic conditions following by intramolecular ciclization using EDC. Azlactones were isolated with good to excellent yields (82-98%). The optimized reaction condition consists in the use of 10 mol% of camphorsulfonic acid as catalyst, dichloromethane as solvent, at room temperature without stirring. Next, the scope of various azlactones and nucleophiles were evaluated. Chemical yields were good to excellent, and even by using high sterically bulky substrates such as tert-butanol, leads to the product with a good yield (57%). All synthesized compounds were fully characterized by 1H NMR, 13C NMR, IR and HRMS. Finally, we turned our attention to understand the reaction mechanism. The study by ESI-MS revealed the catalyst participates in the catalytic cycle as a proton donor in a previous step to nucleophilic attack, thereby contributing for a decreased energy system.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-10-11T13:35:50Z No. of bitstreams: 1 amandacatharinodemello.pdf: 10070208 bytes, checksum: b00c39e2e5a28a1be7b81ed6260d151b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-10-16T13:59:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 amandacatharinodemello.pdf: 10070208 bytes, checksum: b00c39e2e5a28a1be7b81ed6260d151b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T13:59:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 amandacatharinodemello.pdf: 10070208 bytes, checksum: b00c39e2e5a28a1be7b81ed6260d151b (MD5) Previous issue date: 2018-07-26 / Desde a síntese do primeiro diazocomposto por Theodor Curtius em 1883, a química envolvendo compostos contendo o grupo diazo tem sido amplamente explorada. Essa é uma importante classe de composto, visto o grande número de transformações químicas as quais estão associados. Dentre elas, pode-se destacar reações de ciclopropanação, rearranjo de Wolff, cicloadição, inserção em ligação C-H e X-H. No presente trabalho é apresentada uma nova metodologia para reações de inserção entre compostos diazocarbonílicos e azalactonas, na presença de uma amina terciária. Após a otimização da reação, o método desenvolvido pôde ser aplicado a diferentes azalactonas e diazocompostos, levando a um extenso escopo, com rendimentos variando de 74 a 98%. Substratos com substituintes aromáticos, alifáticos e insaturados puderam ser explorados e efeitos doadores e retiradores de elétrons foram avaliados. E, ainda, diazocompostos contendo centros estereogênicos também foram aplicados e a análise por CLAE com coluna quiral mostrou que não houve processo de racemização. Parte dos compostos foram submetidos a uma avaliação de atividade biológica, onde os mesmos demonstraram citotoxicidade frente a duas linhagens tumorais, sendo compostos promissores para futuros ensaios biológicos. / Since the synthesis of the first diazo compound by Theodor Curtius in 1883, the chemistry involving substances containing a diazo group has been extensively investigated. They are a remarkable class of compounds due to the range of different transformations they can perform. Cyclopropanations, Wolff rearrangement, cycloadditions, insertion to C-H and X-H bonds are some of the reactions that diazocarbonyl compounds can have. In the present study, a new methodology which consists in tertiary base-promoted insertion reactions of diazo carbonyls to azlactones is described. Under the optimized reaction conditions, the developed method allows the preparation of a wide range substrate scope concerning both diazocarbonyl substrates and azlactones, in yields ranging from 74 to 98%. Aromatic, aliphatic and unsaturated substituents were well tolerated and electronic effects were evaluated. Moreover, diazo bearing stereogenic centers were successfully adopted and chiral HPLC analyses revealed no racemization process. Some of the compounds were submitted to biological evaluation and showed cytotoxic activity against two cancer cell lines, appearing as promising compounds for further biological activities.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-04-27T10:56:43Z No. of bitstreams: 1 isabellafloresdesouzamarra.pdf: 6949720 bytes, checksum: 3ef266443c230cb7ef58f9760b630a2f (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-04-27T11:18:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 isabellafloresdesouzamarra.pdf: 6949720 bytes, checksum: 3ef266443c230cb7ef58f9760b630a2f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T11:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 isabellafloresdesouzamarra.pdf: 6949720 bytes, checksum: 3ef266443c230cb7ef58f9760b630a2f (MD5) Previous issue date: 2018-02-20 / A obtenção de aminoácidos halogenados é de grande importância para síntese orgânica e para a área biológica, uma vez que estes são valiosos intermediários sintéticos e se apresentam como produtos biologicamente funcionais. Neste contexto, as azalactonas são precursores interessantes, uma vez que podem atuar como aminoácidos protegidos e serem utilizadas na síntese de derivados de aminoácidos e heterociclos complexos. Neste trabalho são descritas a abertura e halogenação das azalactonas de Erlenmeyer-Plöchl sob uma abordagem organocatalítica, utilizando ácido canforsulfônico (ACS) e N-bromosuccinimida (NBS) como agente halogenante. A condição otimizada para obtenção do produto halogenado consistiu na utilização de 30 mol% de ACS, 1.2 equivalente de NBS e 4 mL de metanol, a 65°C por 7 horas, obtendo-se uma imina halogenada com 83% de rendimento. Devido as dificuldades encontradas durante a avaliação do escopo de substratos, investigou-se a redução one-pot da imina halogenada, entretanto não foi possível obter um aumento da razão diastereoisomérica no produto desejado. Diante dos contratempos encontrados na metodologia proposta, investigou-se o uso da catálise foto redox irradiada por luz visível na tentativa de halogenação do heterociclo azalactônico. Entretanto, ao utilizar esta abordagem, observou-se a homodimerização das azalactonas de Erlenmeyer-Plöchl ao invés da halogenação da mesma, levando a um produto de cicloadição [2+2]. Em diclorometano, a utilização do fotocatalisador de rutênio favoreceu a formação de um sistema tricíclico do tipo espiro. Já em meio metanólico, o fotocatalisador metálico favoreceu a formação do produto de abertura dos dois anéis azalactônicos com 59% de rendimento, enquanto que o uso do corante orgânico Eosina Y levou à formação de um cicloaduto assimétrico, com a abertura de apenas um dos anéis azalactônicos (40% de rendimento). Avaliou-se o escopo de substratos utilizando Eosina Y como fotocatalisador e os rendimentos obtidos foram de moderados a bons (12 a 78%). Todos os produtos foram caracterizados por RMN de 1H, 13C, e IV. / Halogenated amino acids are of great importance for both organic synthesis and biological areas, once these are valuable synthetic intermediates and presented as biologically functional products. In this context, azlactones are interesting precursors that can act as protected amino acids and have been used in the synthesis of amino acid derivatives and complex heterocycles as well. This work describes Erlenmeyer-Plöchl’s azlactone ring opening following by halogenation under an organocatalytic approach, using camphorsulfonic acid (CSA) and N-bromosuccinimide (NBS) as halogenating agent. The optimized reaction conditions for the halogenated product consisted on the use of 30 mol% CSA, 1.2 equivalent of NBS and 4 mL of methanol, at 65°C for 7 hours, to afford a halogenated imine with 83% of yield. Due to the difficulties in the substrate scope (purification process), a one-pot reduction of the halogenated imine was investigated, however, it was not possible to obtain a good diastereoisomeric ratio of the desired product. In view of setbacks encountered in the proposed methodology, the use of visible light photoredox catalysis in attempt to halogenate the azlactone heterocycle was investigated. However, using this approach, homodimerization of Erlenmeyer-Plöchl’s azlactones was observed instead of halogenation, leading to a cycloaddition [2+2] derived product. In dichloromethane, the use of ruthenium photocatalyst favored the formation of a tricyclic spiro type system. Switching to methanol as solvent, the metallic photocatalyst led the formation of the opening product with two azlactone rings, in 59% yield, whereas the organic dye Eosin Y conducted the formation of an asymmetric cycloadduct, with the ring opening of only one of the azlactone (40% yield). The substrate scope was evaluated using Eosin Y as photocatalyst and the products were isolated in yields ranging from 12 to 78%. All products were characterized by 1H NMR, 13C and IR.

Yaku’amide A (YA) is a linear anticancer peptide that is rich in bulky dehydroamino acids (ΔAAs) and β-hydroxyamino acids (β-OHAAs). In our recent total synthesis of YA, we featured a one-pot anti dehydration–azide reduction–O→N acyl transfer process for the stereospecific construction of Z- and E- ∆Ile residues. Despite previous total syntheses and our efforts, the synthesis of YA remains lengthy. Via computational studies, we identified two analogue peptides that closely resemble the conformation of YA. The use of simpler and symmetrical bulky ΔAAs such as dehydrovaline (ΔVal) and dehydroethylnorvaline (ΔEnv) as surrogates of ∆Ile, along with azlactone chemistry for their incorporation, significantly decreased the overall number of synthetic steps. Biological studies revealed that our analogues exhibited very similar activity to that of the natural product YA, demonstrating their suitability as mimics and consistency with our computational model. Despite its utility in the construction of YA analogues, azlactone chemistry is sluggish and moderate to low yielding. For this reason, we have explored strategies to streamline the synthesis of peptides containing Z-dehydroaminobutyric acid (∆Abu), ∆Val, and Z-dehydrophenylalanine (∆Phe). The key process is to form the alkene moiety via elimination of a β-sulfonium or β-OHAA embedded within a peptide, avoiding the need to form the alkene moiety via azlactone-dipeptide dehydration and bypassing sluggish amidation/ring opening steps. β-sheet disruption of Tau-model hexapeptides is a key type of inhibition for modulating Alzheimer’s disease progression. Previous studies replaced key residues with proline, due to its rigidity and lack of amide proton, to inhibit β-sheet formation. Similar to proline, ∆AAs are also known for their rigidity and ability to favor other conformations (e.g. β-hairpin, 310-helix) along with increasing peptide half-life. We have incorporated ∆Abu, ∆Val and dehydrocyclohexylglycine (∆Chg) in a highly aggregative hexapeptide sequence, using previously studied methods, to assess their capabilities as putative β-sheet breakers and to stabilize against proteolysis. Studies are continuing.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-09-27T15:51:52Z No. of bitstreams: 1 daniellelobojustopinheiro.pdf: 20180936 bytes, checksum: 98e45bb923da9d2234c5a70398868760 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-10-01T18:08:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 daniellelobojustopinheiro.pdf: 20180936 bytes, checksum: 98e45bb923da9d2234c5a70398868760 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T18:08:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daniellelobojustopinheiro.pdf: 20180936 bytes, checksum: 98e45bb923da9d2234c5a70398868760 (MD5) Previous issue date: 2018-09-09 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Azalactonas são heterociclos derivados de aminoácidos protegidos e ciclizados. Por conter em sua estrutura um sítio eletrofílico, um sítio pro-nucleofílico, além de um sítio nucleofílico ou eletrofílico (que será determinado pelas condições reacionais), esses compostos são extremamente versáteis. Nesse trabalho é demonstrado a reação das azalactonas com o reagente de Schwartz, que através de uma de redução quimiosseletiva gera derivados de aminoaldeídos com excelentes rendimentos em apenas 2 minutos de reação. Outra reação de redução quimiosseletiva demonstrada no trabalho envolve o uso de azalactonas de Erlenmeyer, hidrogênio e Pd/C como catalisador. Dessa forma, azalactonas saturadas funcionalizadas, foram possíveis de ser obtidas em uma metodologia simples, com excelentes rendimentos. O processo foi ainda adaptado para reações em um sistema one-pot, produzindo assim, adutos de Michael, Mannich e produtos de abertura de maneira simples e eficiente. O sítio nucleofílico das azalactonas também é explorado em reações de dimerização diastereosseletivas, utilizando uma base de Brønsted formada in situ pela reação entre acetonitrila e sal tricloroacetato de potássio ou sódio. O mecanismo da reação e estudos cinéticos são demonstrados a partir de uma análise obtida por experimentos online no RMN de ¹H. Além disso, um análogo de um produto natural é obtido através de uma redução estereosseletiva dos dímeros. O sítio nucleofílico das azalactonas também é explorado em reações de carbonilação α-arilativa catalisadas por Pd, utilizando o sistema de duas câmaras, seguido de sua abertura, obtendo, dessa forma, aminoácidos α,α-dissubstituídos protegidos. O mecanismo da reação é proposto após reações controle terem sido realizadas. Os mesmos aminoácidos também puderam ser sintetizados e marcados com o ¹³C. Esses compostos marcados foram aplicados em reações quimiosseletivas, como a reação de descarboxilação de Krapcho, reduções quimiosseletivas, e síntese de heterociclos como as oxazolonas e pirazolonas. / Azlactones are heterocycles derived from amino acids. There are an electrophilic site, a pro-nucleophilic site, and a nucleophilic or electrophilic site (determined by the reaction conditions). These compounds are extremely versatile. In this work the reaction of the azlactones with Schwartz reagent is demonstrated. A chemosselective reduction of these compounds is possible to generate aminoaldehydes in excellent yields in only 2 minutes reaction. Chemosselective reduction of Erlenmeyer azlactones is also demonstrated by using hydrogen gas and Pd / C as a catalyst. In this way, functionalized saturated azlactones are possible to obtain in excellent yields. The process was further adapted to reactions in a one-pot system, producing Michael, Mannich and opening products in a simple and efficient manner. The nucleophilic site of azlactones is also explored in the diastereoselective dimerization reactions promoted by a Brønsted base, affording by the reaction in situ between acetonitrile and potassium or sodium trichloroacetate salt. The mechanism of the reaction and kinetic studies are demonstrated from an analysis obtained by ¹H NMR online experiments. In addition, a stereoselective reduction of a dimer analogue gave a natural product in high both yield and diastereoselectivity. The nucleophilic site of the azalactones is exploited in Pd catalyzed α- arylation carbonylation reactions, using the two-chamber system, followed by their opening, thereby obtaining protected α,α -disubstituted amino acids. The mechanism of the reaction is proposed based on control reactions. The same amino acids could also be synthesized with ¹³C-labeled CO. These coumpounds were applied in chemosselective reactions, such as krapcho decarboxylation reaction, chemosselective reduction, and synthesis of heterocycles such as oxazolones and pyrazolones.