A presente tese trata de α-sulfonil carbânions, trazendo uma contribuição para a compreensão da sua estabilidade conformacional e reatividade frente a reagentes eletrofílicos. As reações investigadas foram as alquilações e sulfenilações de α-sulfonil tioésteres e as descarboxilações alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo. A apresentação e discussão dos resultados das reações de alquilação e sulfenilação é precedida por uma revisão bibliográfica que apresenta os trabalhos mais relevantes da literatura sobre as reações de α-sulfonil carbânions com diversos eletrófilos, envolvendo reações tais como: halogenação, alquilação, acilação, condensação e sulfenilação. Os estudos das reações de alquilação, por nós efetuados com dois diferentes α-sulfonil tioésteres, empregando o método em fase homogênea, indicaram que, no caso dos haletos de metila, etila e alila, foram obtidas misturas dos produtos mono- e di- alquilados, enquanto que no caso do brometo de benzila houve formação exclusiva de produtos monoalquilados (ver arquivo). Entretanto, a alquilação pelo emprego do método de catálise de transferência de fase (CTF), efetuada com o α-fenilsulfonil tioacetato de metila, conduziu exclusivamente aos produtos monoalquilados correspondentes, independentemente do reagente alquilante empregado (ver arquivo). Estes resultados mostraram a superioridade do método em transferência de fase sobre o em fase homogênea. Os estudos das reações de sulfenilação, efetuados com o α-fenilsulfonil tioacetato de metila e os seus derivados α-alquilsubstituídos, empregando o método CTF, conduziram exclusivamente aos produtos monossulfenilados (ver arquivo). Neste caso, o método em transferência de fase também se mostrou superior ao em fase homogênea, sendo os produtos monossulfenilados obtidos em maior rendimento. É sugerido um mecanismo para as reações de alquilação e sulfenilação de α-sulfonil tioésteres em CTF, empregando sistema sólido / líquido, o qual explica a ausência, nestas condições reacionais, dos produtos dialquilado e dissulfenilado. A apresentação e discussão dos resultados das reações de descarboxilação alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo é precedida por uma introdução que apresenta os estudos mais relevantes da literatura sobre as reações de descarboxilação de ácidos α-sulfonil carboxílicos na presença de eletrófilos, tais como hidrogênio, halogênio, carbono e enxofre. São de especial interesse os estudos envolvendo o curso estereoquímico da reação de descarboxilação protonativa de ácidos α-sulfonil carboxílicos opticamente ativos em meio alcalino, demonstrando a grande estabilidade do α-sulfonil carbânion, que retém a sua configuração original, sendo esta mantida mesmo após a protonação. Estas investigações se relacionam com os nossos estudos de descarboxilação alquilativa dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo, efetuados em continuação aos estudos anteriores de descarboxilações alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenil carboxílicos realizados no nosso laboratório. Os nossos resultados mostraram que é possível obter a sulfona tetrassubstituída pela reação do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico com iodeto de etila na presença de NaH / DMSO, desde que se expulse o CO2 formado na reação (ver arquivo). É apresentada a síntese do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico opticamente ativo, o qual foi obtido por vários passos reacionais, através da resolução do ácido α-fenilsulfenil-α-fenilpropanóico e a sua posterior oxidação. A configuração de ambos os compostos foi determinada pela análise de raios X, mostrando ser o isômero S. As sínteses destes ácidos foram efetuadas por dois métodos distintos, constituídos de 3 e 5 passos reacionais. Entretanto, não foi possível obter a sulfona tetrassubstituída opticamente ativa pela reação do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico opticamente ativo com iodeto de etila nas mesmas condições empregadas no caso do composto racêmico correspondente. Foi obtido um esclarecimento do processo da descarboxilação de ácidos α-sulfonil carboxílicos a partir de cálculos semi-empíricos que mostraram a existência de duas etapas intermediárias na descarboxilação dos respectivos carboxilatos, ou seja, uma em que o CO2 se liga ao carbânion (I) e outra, de mais baixa energia, em que ele se liga ao oxigênio sulfonílico (II) (ver arquivo). Foram fornecidas provas, através de experiências comparativas de alquilação e protonação, que para que o α-sulfonil carbânion mantenha a sua configuração, é necessário que o eletrófilo reaja com o carbânion antes da expulsão total de CO2, isto é, na fase em que ele se encontra ligado ao oxigênio sulfonílico (II). Este é o caso da descarboxilação protonativa, que mostrou ocorrer com retenção da configuração na experiência por nós realizada. A racemização que ocorre no caso da descarboxilação alquilativa foi atribuída à pequena janela de reação, que impede a aproximação do reagente alquilante. Foi por nós sugerido que a ligação do CO2 ao oxigênio sulfonílico seria responsável pela barreira rotacional que mantém a assimetria do α-sulfonil carbânion, tornando-o conformacionalmente estável. No decorrer do presente estudo foram sintetizados 11 compostos ainda não descritos na literatura, entre eles: três α-bromo tioésteres, cinco α-sulfonil tioésteres, quatro α-sulfonil tioésteres α-sulfenilados e uma sulfona tetrassubstituída. / This thesis gives a contribution to the chemistry of α-sulfonyl carbanions, such as the comprehension of its conformational stability and reactivity towards electrophilic reagents. The investigated reactions were alkylation and sulfenylation of α-sulfonyl thioesters and the decarboxylative alkylation of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids. The presentation of the results and the discussion of the alkylation and sulfenylation reactions are preceded by a bibliographic revision describing the most important reports in the literature concerning the reactions of α-sulfonyl carbanions with different electrophiles, such as: protonation, halogenation, alkylation, acylation, condensation and sulfenylation. Our studies of the alkylation reaction, carried out with two different α-sulfonyl thioesters, employing homogeneous media, indicated that in the case of methyl, ethyl and allyl halides, mixtures of mono- and dialkylated products were obtained. However, in the case of benzyl bromide, the corresponding monoalkylated compound was obtained as the only reaction product (see file). On the other hand, the alkylation of methyl α-phenylsulfonyl thioacetate by PTC method afforded, exclusively, the corresponding monoalkylated products. These results show the superiority of the PTC method over the homogeneous one (see file). The sulfenylation reactions carried out with methyl α-phenylsulfonyl thioacetate and their α-alkylsubstituted derivatives employing PTC conditions, afforded only monosulfenylated α-sulfonyl thioesters as the only reaction products. Also in this case, the PTC method showed to be superior to give the monosulfenylated products in higher yields (see file). A mechanism for the alkylation and sulfenylation reactions in solid / liquid PTC system, which explains the absence of the dialkylated and disulfenylated products is suggested. The presentation and discussion of the results for the alkylative decarboxylation reactions of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids is preceded by a bibliographic introduction reporting the most important works in the literature concerning the decarboxylation of α-sulfonyl carboxylic acids in the presence of electrophiles such as hydrogen, halogens and sulfur. Specially important are the studies on the stereochemical course of the base-catalyzed protonative decarboxylation of optically active α-sulfonyl carboxylic acids, showing the high stability of the a-sulfonyl cabanion, which retains its original configuration even after protonation. There is a link between these investigations and our studies of the alkylative decarboxylation of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids, which are undertook in continuation to our investigations on the alkylative decarboxylation of α-phenylsulfonyl-α- phenyl carboxylic acids. Our results showed that it is possible to obtain the tetrasubstituted sulfone from the reaction of α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid with ethyl iodide, in the presence of NaH / DMSO as base, provided that the CO2, which is formed during the reaction, is expelled (see file). The synthesis of the optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid containing several reaction steps is presented, through the resolution of the α-phenylsulfenyl-α-phenylpropanoic acid, followed by its oxidation. The configurations of both acids were determined through X-rays analyses, and showed to be S. However, it was not possible to obtain the optically active tetrasubstituted sulfone from the reaction of optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid with ethyl iodide in the experimental conditions employed for the corresponding racemic acid. The insight for the decarboxylation process of the α-sulfonyl carboxylic acids was obtained from semi-empiric calculations that showed the existence of two intermediate steps in the decarboxylation of the corresponding carboxylates, one of which with CO2 bonded to the carbanion and another one, of lower energy, in which the CO2 is linked to the sulfonyl oxygen (see file). Proofs were provided, through the comparative experiments of alkylation and protonation for the optically active α-sulfonyl acid, that for retention of configuration of the α-sulfonyl carbanion it is necessary that the reaction of the carbanion with the electrophile takes place before the total expulsion of CO2, i.e., when it is linked to SO2. It was suggested that the CO2-OSO linkage could be responsible for the rotational barrier, which maintains the symmetry of the a-sulfonyl carbanion, which becomes conformationaly stable. Finally, eleven new compounds were prepared in the course of the present study such as: three α-bromo thioesters, five α-sulfonyl thioesters, four α-sulfenylated α-sulfonyl thioesters and one α-tetrasubstituted sulfone.

O objetivo principal deste trabalho foi a investigação da viabilidade de uma nova rota sintética para a obtenção do fármaco Baclofen em sua forma enantiopura. A etapa principal da rota sintética por nós proposta consiste na síntese de uma aziridina de estereoquímica cis, utilizando uma nova metodologia, desenvolvida em nosso laboratório pelo emprego da catálise de transferência de fase (CTF). Para a obtenção da aziridina apropriada, tornou-se necessário preparar de maneira estereosseletiva, a (2S, 3R)-(4-clorofenil)-serina. Este precursor seria adequado, uma vez que, em estudos preliminares, verificamos que o fechamento do aziridínico ocorre sem racemização dos estereocentros presentes na molécula. Inicialmente, tentamos obter o β-hidróxi-α-aminoácido desejado pela reação de adição aldólica de uma imina do éster terc-butílico da glicina com o 4-clorobenzaldeído, em condições de catálise de transferência de fase assimétrica. Tais reações não apresentaram estereosseletividade. Porém, apesar de gerarem dois produtos diastereoméricos racêmicos, estes são de interesse, uma vez que um deles é uma oxazolidina cis inédita. Para a obtenção da (2S, 3R)-(4-clorofenil)-serina, optamos pelo emprego de uma metodologia alternativa, que consistiu em efetuar a reação aldólica do p-clorobenzaldeído com a glicina, sob a forma de um complexo de quiral de níquel (II). Uma vez obtido o ß-hidróxi-α-aminoácido, efetuamos a reação de aziridinização, seguida da abertura do anel heterocíclico com malonato de dietila, o que resultou na obtenção da (2S,3R) 4-carboetóxi-3-(4-clorofenil)-1-tosil-piroglutamato de metila, que consiste em uma mistura de diastereoisômeros, mas de estereoquímica definida nos carbonos 2 e 3. A hidrólise dos grupos ésteres deste composto, seguida de mono-descarboxilação do diácido resultante, conduziu ao ácido 3-(4-clorofenil)-1-tosil-piroglutâmico opticamente ativo, em 17% a partir da aziridina. As etapas finais de transformação de transformação deste intermediário no fármaco Baclofen não foram efetuadas. No entanto, consistem em reações bem descritas na literatura e freqüentemente utilizadas em outras rotas visando a síntese do mesmo fármaco. / In this work, the feasibility of a new synthetic route to Baclofen was investigated. The starting material, a cis-aziridine, was prepared by ring closure of (2S,3R)-(4-clorophenyl)- serine, under phase transfer conditions (PTC). As for the preparation of the required ß- hydroxy-α-aminoacid, two alternative synthetic strategies were investigated. (i) the PTC aldol addition of 4-chlorobenzaldehyde to the benzophenone imine of the tert-butyl ester of glycine, using chiral catalysts, or (ii) the aldol addition of the same aldehyde to a chiral nickel (II) complex of glycine. The first mentioned reaction failed to yield enantiomerically pure aldol adducts, although a cis oxazolidina, not yet described in the literature, could be isolated and fully characterized. Using a newly prepared nickel complex, bearing (R)-proline as ligand, (2S,3R)-(4-chlorophenyl)-serine could be prepared and subsequentely transformed into the corresponding aziridina. Ring opening of heterocycle, using diethylmalonate as nucleophile, afforded N-tosyl-4-carbethoxy-3-(4-chlorophenyl)-methyl pyroglutamate as a mixture of diastereomers but with defined stereochemistry at C-2 and C-3. Hydrolysis and mono- decarboxalation led to the corresponding N-tosyl-3-(4-chlorophenyl)-pyroglutamic acid, exhibiting optical activity. This valuable intermediate could be prepared in 17% from the starting aziridina and can be further transformed into the γ-aminoacid Baclofen using fully investigated and well described procedures.