O trabalho da tese apresentada é focado na aplicação de diazocetonas como intermediários avançados na síntese de sistemas N-heterocíclicos. No primeiro capítulo foi avaliada a reação de aza-Michael sobre as diazocetonas α,β-insaturadas, com o emprego de hidrazinas e hidroxilaminas como nucleófilos. Essa abordagem leva a formação de adutos de aza-Michael, que quando submetidos as reações de inserção N-H ou o rearranjo fotoquímico de Wolff, permitem o acesso aos núcleos de hexaidropiridazinas e 1,2-oxazinanas. Esses núcleos são encontrados em uma série de produtos naturais, apresentando diferentes tipos de atividades biológicas. Tendo isso em vista, foi planejada a aplicação da metodologia desenvolvida nesse capítulo na síntese da 1-(-)-Azafagomina e análogos. O capítulo 2 é focado na síntese de N-heterocíclos bicíclicos a partir de diazocetonas como blocos de construção, sendo esse capítulo foi dividido em duas partes. Na primeira parte foi avaliada à aplicação de diazocetonas α,β-insaturadas N-terminais na síntese de diferentes classes de núcleos N-heterocíclos, como as indolizidinas e pirrolizidinas. A estratégia sintética aplicada nesse tópico foi baseada na remoção de um grupo protetor de nitrogênio, a realização de uma reação de adição de aza-Michael intramolecular, e um rearranjo de Wolff fotoquímico para a construção da unidade bicíclica. Essa abordagem permitiu a obtenção de um escopo variado de núcleos indolizidínicos e pirrolizidínicos em bons rendimentos, e para alguns casos boa diastereosseletividade. A segunda parte desse capitulo teve como foco a síntese de núcleos [1,2,3]-triazólicos bicíclicos fundidos a partir de α-amino diazocetonas. A estratégia empregada para a construção da unidade bicíclica tem como etapa principal a formação in situ de um intermediário α-diazo imina, que via uma ciclização do tipo 5-endo-dig forma o núcleo triazólico bicíclico. A partir dessa abordagem foi possível a sintetizar um escopo variado de triazóis bicíclicos em bons rendimentos. / This work is focused on the application of diazoketones as advanced intermediates in the synthesis of N-heterocyclic systems. In the first chapter the aza-Michael reaction was evaluated on α,β-unsaturated diazoketones with the use of hydrazines and hydroxylamines as nucleophiles. This approach leads to the formation of aza-Michael adducts, which upon submission to the N-H insertion or the photochemical Wolff rearrangement, allows the access to hexahydropyridazine and 1,2-oxazinane cores. These units are found in a variety of natural products with different types of biological activities. Considering that we aimed the application of the developed methodology in the synthesis of the 1-(-)-Azafagomine and their analogues. The Chapter 2 is focused on the synthesis of bicyclic N-heterocyclic from diazoketones as building blocks. This chapter is divided in two parts. In the first part, the α,β-unsaturated N-terminal diazoketones were evaluated in the synthesis of different classes of N-heterocycles, such as indolizidines and pyrrolizidines. The methodology is based on the removal of a nitrogen protecting group, an intramolecular aza-Michael addition, and a photochemical Wolff rearrangement for the construction of the bicyclic unit. This approach not only allowed the synthesis of a broad scope of indolizidines and pyrrolizidines in good yields, but also good diastereoselectivity in some examples. The second part of this chapter was focused on the synthesis of bicyclic [1,2,3] triazolic cores from α-amino diazoketones. The strategy employed for the construction of the bicyclic unit is based on the in situ formation of a α-diazo imine intermediate, which upon a 5-endo-dig cyclization provide the bicyclic triazole core. The developed methodology allowed the synthesis of a varied scope of bicyclic triazoles in good yields.

En la presente Memoria se ha estudiado la adición estereoselectiva de diferentes bromuros alílicos mediada por indio a diferentes N-terc-butilsulfiniliminas (tBSiminas), pudiendo participar algunos de los derivados de aminas homoalílicas obtenidos en estos procesos en reacciones de ciclación intramolecular, a través de una N-arilación o una reacción de Heck, para acceder de manera estereoselectiva a estructuras más complejas. Finalmente, se ha demostrado la utilidad sintética de la metodología desarrollada aplicándola a la síntesis de algunos productos naturales y sus derivados. La Discusión de resultados aquí presentada se ha estructurado en las siguientes partes: - Alilación diastereoselectiva de tBS-cetiminas. La alilación de diferentes tBScetiminas con bromuro de alilo en presencia de indio a reflujo de THF dio lugar a los correspondientes derivados de homoalil aminas 5 con buenos rendimientos, en general, variando la diastereoselectividad encontrada con la naturaleza de las tBScetiminas de partida. Las relaciones diastereoméricas en el caso de las cetiminas aromáticas fueron moderadas (75:25-85:15 rd), teniendo lugar la alilación con total diastereoselectividad en el caso de las iminas alifáticas derivadas de metil cetonas (>98:2 rd). Por otro lado la diastereoselectividad fue baja en la alilación de iminas α,β-insaturadas no cíclicas y sorprendentemente muy elevada en los sistemas cíclicos de seis (5j) y siete (5k) eslabones (92:8 y 94:6 rd, respectivamente). - Alilación diastereoselectiva de tBS-iminas con bromuros alílicos sustituidos. La adición de reactivos de alilindio, generados a partir de bromuro de crotilo e indio, a tBS-aldiminas y –cetiminas se produjo con prácticamente total diastereoselectividad facial y buenas relaciones diastereoméricas anti/sin en el caso de tBS-iminas derivadas de benzaldehídos sustituidos y de cetonas. Sin embargo, la diastereoselectividad anti/sin fue prácticamente nula en el caso de los derivados de aldehídos alifáticos lineales. También se encontró que la adición mediada por indio de bromuro de ciclohexenilo a tBS-cetiminas tuvo lugar con alta diastereoselectividad. - Aplicaciones sintéticas de homoalilaminas con un grupo o-bromoarilo en su estructura. El tratamiento de diferentes derivados de homoalilamina 5 y 9 con un anillo aromático en su estructura, que porta a su vez en posición orto un átomo de bromo, bajo condiciones de reacción tipo Heck catalizadas por Pd, llevó a la formación de los compuestos cíclicos esperados de 5, 6 y 7 eslabones con buenos rendimientos. A su vez, también fue posible llevar a cabo la síntesis de diferentes compuestos heterocíclicos benzocondensados a través de reacciones de N-arilación intramolecular, catalizadas bien por compuestos de Cu o de Pd, en compuestos nitrogenados que portan anillos aromáticos orto-bromo sustituidos. - Síntesis estereoselectiva de alcaloides 2–alquiltetrahidroquinolínicos. Se llevó a cabo la síntesis de los productos naturales (–)-angustureína y (–)-cuspareína, siendo el primer paso de reacción en ambos casos la adición de reactivos organomagnesianos a las tBS-aldiminas 8p y ent-8p. Las síntesis se completaron tras 3 etapas adicionales: desulfinilación, N-arilación intramolecular y N-metilación, siendo los rendimientos globales del 49% y 17% respectivamente. También se preparó de manera alternativa la (–)-angustureína a partir de la N-metil-2-aliltetrahidroquinolina (23p) tras metátesis cruzada con (E)-3-hexeno e hidrogenación catalítica posterior del doble enlace olefínico. Por último y a partir del compuesto 23p, tras acoplamiento tipo Heck con 4-bromoveratrol, se llevó a cabo la síntesis de un derivado (24p) de la (–)-cuspareína.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Enamino carbonylic compounds are important synthetic intermediates used in the synthesis of heterocycles and natural products. Our group of research has been dedicating much of our efforts to the development and implementation of simple and efficient methodologies to obtain β-enamino carbonylic compounds, mainly due to their functionality and ability to react both as ambident nucleophiles and as ambident electrophiles. In this dissertation, we study the synthesis and reactivity of new α-chloro functionalized N-substituted β-enamino acyclic compounds. In the synthesis of α-chlorinated β-enamino esters (2a-g) was employed the condensation of ethyl 2-chloro-acetoacetate with primary amines. This convenient and safe procedure uses the clean chemistry methodology of microwave-assisted solid support (K-10) synthesis in the absence of solvent. The reactivity and regiochemistry of the α-chlorinated β-enamino compounds was assessed through the study of cyclization reactions involving the coupling of these substrates with dinucleophiles such as hydrazine and semicarbazide derivatives. The obtained heterocycles showed the influence of the chloro substituent at the α position, which led to the inversion of reactivity of this center, allowing the preparation of heterocyclic compounds having four and six members. These functionalized heterocycle derivatives are attractive targets for the discovery of new active molecules as they have high potential to present a broad range of biological properties. Therefore, evaluation of the antimicrobial activity of the newly synthesized compounds was carried out using the in vitro Bioautography assay. / Compostos enamino carbonílicos são importantes intermediários sintéticos usados na síntese de heterociclos e produtos naturais. Nosso grupo de pesquisa tem se dedicado ao desenvolvimento e implementação de metodologias simples e eficientes para obter compostos β-enamino carbonílicos, principalmente devido à sua funcionalidade, atuando como sistema ambidentado, tanto com caráter nucleofílico como eletrofílico. Neste trabalho, nós estudamos a síntese e a reatividade de novos β-enamino compostos acíclicos α-cloro funcionalizados Nsubstituídos. Na síntese de β-enamino ésteres α-clorados (2a-g) foi empregada a condensação do 2-cloro acetoacetato de etila com aminas primárias. Este procedimento simples e seguro, emprega a metodologia de suporte sólido (K-10) associada ao uso de energia de microondas (MO) na ausência de solvente, sendo considerado como um protocolo de Química Limpa. A reatividade dos centros eletrofílicos dos β-enamino compostos α-clorados foi estudada em reações de ciclização, reagindo-se estes compostos frente a dinucleófilos como hidrazinas e semicarbazida, avaliando-se o padrão de reatividade destes compostos e a regioquímica dos sistemas heterocíclicos polifuncionalizados 3 e 4 obtidos. Os heterociclos obtidos mostraram a influência do substituinte cloro na posição α, o qual levou a uma inversão na reatividade deste centro, possibilitando a obtenção de compostos heterocíclicos de quatro e seis membros. Os sistemas heterocíclicos funcionalizados obtidos são alvos atrativos para a descoberta de novas moléculas ativas, devido as suas características estruturais com elevado potencial para apresentar propriedades biológicas. Portanto, estudos foram conduzidos para determinar a atividade antimicrobiana de uma série de compostos sintetizados empregando o ensaio in vitro através do método de Bioautografia.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-27T19:41:04Z No. of bitstreams: 1 gustavosenragoncalvesdecarvalho.pdf: 7312351 bytes, checksum: 619ab5b1846a289b3dd2a2d56e459c0c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:06:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gustavosenragoncalvesdecarvalho.pdf: 7312351 bytes, checksum: 619ab5b1846a289b3dd2a2d56e459c0c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:06:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gustavosenragoncalvesdecarvalho.pdf: 7312351 bytes, checksum: 619ab5b1846a289b3dd2a2d56e459c0c (MD5) Previous issue date: 2011-07-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tratou da pesquisa para a descoberta de potenciais fármacos contra doenças negligenciadas e foi divido em três partes. A primeira parte apresenta uma nova metodologia para síntese de ciclo-nucleosídeos, a partir de carboidratos (D-glicose e D-xilose), mais especificamente análogos N3,2’-ciclo-nucleosídeos até então inéditos na literatura. Essa metodologia desenvolvida foi aplicada na obtenção de um análogo da 5’-metil-tioadenosina (MTA), um importante regulador metabólito, controlador da 5’-metil-tioadenosina/S-adenosilhomocisteína (MTA/SAH) nucleosidase. A segunda parte deste trabalho trata, da síntese de bioisósteros do resveratrol, um importante metabólito encontrado em plantas superiores. Desde a descoberta de seus efeitos como cardioprotetor e antioxidantes, várias pesquisas associam este composto a novas potencialidades medicinais. Desta forma utilizando-se da ferramenta do isosterismo clássico, onde a ligação C=C entre os anéis foi substituída por uma ligação C=N, sintetizou-se uma série de análogos do resveratrol. O terceiro e último assunto tratado neste trabalho foi a preparação e avaliação biológica de compostos heterocíclicos contendo o nitrogênio como heteroátomo. Realizou-se a síntese de três séries distintas de heterociclos nitrogenados, mais especificamente imidazolidinas, hexahidropirimidinas e benzimidazóis que foram obtidos através de sínteses rápidas e eficientes. Os compostos obtidos foram caracterizados por diferentes técnicas espectroscópicas, a saber, infravermelho, RMN 1D e 2D, espectrometria de massas de alta resolução e análise elementar e foram submetidos a ensaios biológicos com o intuito de se testar seus potenciais como leishmanicida, antibacteriano, antitubercular, antioxidante, antimalárico e antichagásico. / This work deals with the research for discovery of potential drugs against neglected diseases and has been divided into three parts. The first part presents a new methodology for synthesis of cyclo-nucleosides from carbohydrate (D-glucose and D-xylose) analogues specifically N3, 2'-cyclo-nucleosides until then unpublished in literature. This methodology was applied to obtain an analogue of 5'-methyl-tioadenosina (MTA), an important metabolite regulator, controller of 5'-methyl-tioadenosine/Sadenosylhomocysteine (MTA / SAH) nucleosidase. The second part of this work concerns the synthesis of resveratrol bioisosters, a major metabolite found in higher plants. Since the discovery of its cardioprotective and antioxidants effects and several research associates this compound for new potential medicines. Thus, using the tool of classical isosteric, where C=C bond between the rings is replaced by a C=N bond, summed up a series of analogues of resveratrol. The third and final issues addressed in this work were the preparation and biological evaluation of heterocyclic compounds containing nitrogen as heteroatom. We carried out the synthesis of three distinct series of nitrogen heterocycles, specifically imidazolidines, hexahydropyrimidines and benzimidazole were obtained through rapid and efficient syntheses. The compounds were characterized by different spectroscopic techniques, namely infrared, 1D and 2D NMR, high resolution mass spectrometry and elemental analysis and were bioassayed in order to test their potential as antileishmanial, antibacterial, antitubercular, antioxidant, antimalarial and anti-Chagas agents.

En la presente Memoria se ha estudiado la adición estereoselectiva de diferentes nucleófilos a N-terc-butanosulfinil iminas (tBS-iminas), pudiendo participar algunos de los derivados de aminas quirales obtenidos en estos procesos en reacciones de ciclación intramolecular accediendo de manera estereoselectiva a estructuras más complejas. Finalmente, se ha demostrado la utilidad sintética de la metodología desarrollada aplicándola a la síntesis de productos naturales. La presente Memoria se ha estructurado en las siguientes partes: Síntesis de N-terc-butanosulfinil iminas y derivados de homoalilaminas a partir de epóxidos. La reacción de epóxidos con terc-butanosulfinamida en presencia de un ácido de Lewis, como el triflato de erbio o el eterato de trifluorurode boro, en THF como disolvente, mediante activación térmica o por microondas, produce N-terc-butanosulfinil iminas con rendimientos razonables. Los epóxidos aromáticos, gem-dialquil sustituidos y trialquil sustituidos funcionan mejor que los monoalquil sutituidos. Tras la formación de la imina, se puede realizar una posterior alilación mediada por indio, en una sola operación sintética, produciendo los derivados de homoalilaminas generalmente con altos rendimientos. Síntesis de derivados de β-aminocetonas. La reacción de N-terc-butanosulfinil aldiminas quirales con β-cetoácidos sucede en condiciones básicas a temperatura ambiente con altos niveles de diastereocontrol, dando lugar a β-aminocetonas con elevados rendimientos. Basado en cálculos DFT, se propuso un estado de transición cíclico de ocho miembros que implica la coordinación del átomo de litio a los oxígenos de los grupos carboxilato y sulfinilo, coincidiendo con las relaciones diastereoméricas observadas experimentalmente. Síntesis de 4-piperidinonas. Los derivados de β-aminocetonas enantioméricamente puros, sintetizados por reacción de Mannich decarboxilativa de N-terc-butanosulfinil iminas quirales con β-cetoácidos, se transformaron en 4-piperidinonas cis-2,6-disustituidas a través de una condensación intramolecular organocatalizada por L-prolina con aldehídos. Ambos enantiómeros son accesibles a partir de los mismos precursores, invirtiendo el orden en la secuencia de reacción de los aldehídos involucrados en la formación de imina y la condensación intramolecular de Mannich. Síntesis de alcaloides piperidínicos y quinolizidínicos a partir de N-terc-butanosulfinil iminas. La síntesis de alcaloides a partir de N-terc-butanosulfinil iminas se realizó con éxito para demostrar la utilidad de estas metodologías. El acoplamiento diastereoselectivo de nucleófilos y N-terc-butanosulfinil iminas quirales, la reacción de Mannich intramolecular organocatalizada entre β-aminocetonas y aldehídos, junto con la ciclación que implica una amina primaria a través de una N-alquilación intramolecular, son algunos de los pasos clave. De esta manera se ha logrado la síntesis de los alcaloides (-)-peletierina, (+)-241 D, (−)-epimirtina, (−)-lasubina II y (+)-C(9a)-epiepiquinamida.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JardelDC.pdf: 1397479 bytes, checksum: 2531cba524c2892d6a86b846e33aa27a (MD5) Previous issue date: 2008-12-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The efficiency of inhibition to corrosion of steel AISI 1018 of surfactant coconut oil saponified (SCO) and heterocyclic type mesoionics (1,3,4-triaz?lio-2-tiolato) in systems microemulsionados (SCO-ME and SCO-ME-MI) Of type O/A (rich in water emulsion) region with the work of Winsor IV. The systems microemulsionados (SCO-ME and SCO-ME-MI) were evaluated with a corrosion inhibitor for use in saline 10,000 ppm of chloride enriched with carbon dioxide (CO2). The assessment of corrosion inhibitors were evaluated by the techniques of linear polarization resistance (LPR) and loss of weight (MW) in a cell instrumented given the gravity and electrochemical devices. The systems were shooting speed of less than 60 minutes and efficiency of inhibition [SCO-ME (91.25%) and SCO-ME-MI (98.54%)] / As efici?ncias de inibi??o ? corros?o em a?o AISI 1018 do tensoativo ?leo de coco saponificado microemulsionado (OCS-ME) e do composto heterociclo do tipo mesoionico (MI) solubilizado neste sistema OCS-ME, foram avaliadas pelas t?cnicas de resist?ncia a polariza??o linear (LPR) e perda de massa (PM) em uma c?lula instrumentada dotada destes dispositivos. O sistema microemulsionado OCS-ME ? do tipo O/A (emuls?o rica em ?gua) apresentando regi?o de trabalho em winsor IV. Os sistemas microemulsionados OCS-ME e OCS-ME-MI foram avaliados como inibidores de corros?o para aplica??o em solu??o salina 10.000 ppm de cloreto, enriquecidos com di?xido de carbono (CO2). Estes sistemas apresentam velocidades de filmagem inferiores a 60 minutos e efici?ncias de inibi??o a corros?o significativas [OCS-ME (91,25 %) e OCS-ME-MI (98,54 %)]

A primeira parte desta tese aborda estudos sobre a reatividade de compostos de telúrio eletrofílicos, principalmente tetracloreto de telúrio e tricloretos aromáticos de telúrio. Novos aspectos da reatividade de TeCl4 frente a alcinos e algumas acetofenonas foram observados e, a partir da elucidação estrutural dos compostos obtidos, por cristalografia, uma racionalização mecanística foi proposta para cada caso. As proposições apresentadas encontraram respaldo com a detecção de intermediários transientes por estudos de espectrometria de massas com ionização por electron-spray (ESI-MS/MS). Além de novos aspectos da química do Telúrio, os compostos preparados encontraram aplicação como potentes e seletivos inibidores de cisteíno proteases. Com esta aplicação estabelecida, foram sintetizadas ambos os enantiômeros de uma telurana e a atividade inibitória destas frente a Catepsina B mostrou dependência da estereoquímica devido a dependência estereoquímica da interação entre a enzima e o inibidor. A segunda parte deste trabalho trata do desenvolvimento da reação de abertura de anel de aziridinas por reagentes organometálicos de cobre derivados de teluretos vinílicos e arílicos que resultaram em derivados de aminas homoalílicas ou homobenzílicas. Em seguida, a reatividade de aziridinas alílicas foi estudada frente a uma série de reagentes organometálicos de lítio, magnésio, cobre e zinco que mostraram influenciar a regio- e estereosseletividades das reações de abertura. / The first part of this thesis deals with the study of the reactivity of electrophilic tellurium compounds, mainly tellurium tetrachloride and aromatic tellurium trichlorides. New aspects of the reactivity of TeCl4 towards alkynes and some acetophenones were disclosed. A mechanistic rationale for each of the processes studied was possible by the determination of the stereochemistry for each product by monocrystal X-ray diffraction analysis. The proposition of the formation of cationic intermediates in the addition reaction of TeCl4 to alkynes was corroborated by the detection and characterization of transient intermediates by ESI-MS/MS experiments. Besides the new aspects of the Tellurium chemistry found, the prepared compounds showed a high and selective activity as inhibitors of cysteine proteases. A pair of enantiomers of a tellurane showed different activities against Human Catepsin B due to a stereochemical dependence in the enzyme/inhibitor interaction. The second part of the present work deals with the development of the ring opening reaction of aziridines by organometallic reagents of copper prepared from vinylic and arylic tellurides. These reactions led to homoallylic and homobenzylic amine derivatives. Finally, the reactivity of 2-alkenyl aziridines was studied towards a series of organometallic reagents of lithium, magnesium, copper and zinc which biased the regio- and stereoselectivities of the ring opening reactions.

A primeira parte desta tese aborda estudos sobre a reatividade de compostos de telúrio eletrofílicos, principalmente tetracloreto de telúrio e tricloretos aromáticos de telúrio. Novos aspectos da reatividade de TeCl4 frente a alcinos e algumas acetofenonas foram observados e, a partir da elucidação estrutural dos compostos obtidos, por cristalografia, uma racionalização mecanística foi proposta para cada caso. As proposições apresentadas encontraram respaldo com a detecção de intermediários transientes por estudos de espectrometria de massas com ionização por electron-spray (ESI-MS/MS). Além de novos aspectos da química do Telúrio, os compostos preparados encontraram aplicação como potentes e seletivos inibidores de cisteíno proteases. Com esta aplicação estabelecida, foram sintetizadas ambos os enantiômeros de uma telurana e a atividade inibitória destas frente a Catepsina B mostrou dependência da estereoquímica devido a dependência estereoquímica da interação entre a enzima e o inibidor. A segunda parte deste trabalho trata do desenvolvimento da reação de abertura de anel de aziridinas por reagentes organometálicos de cobre derivados de teluretos vinílicos e arílicos que resultaram em derivados de aminas homoalílicas ou homobenzílicas. Em seguida, a reatividade de aziridinas alílicas foi estudada frente a uma série de reagentes organometálicos de lítio, magnésio, cobre e zinco que mostraram influenciar a regio- e estereosseletividades das reações de abertura. / The first part of this thesis deals with the study of the reactivity of electrophilic tellurium compounds, mainly tellurium tetrachloride and aromatic tellurium trichlorides. New aspects of the reactivity of TeCl4 towards alkynes and some acetophenones were disclosed. A mechanistic rationale for each of the processes studied was possible by the determination of the stereochemistry for each product by monocrystal X-ray diffraction analysis. The proposition of the formation of cationic intermediates in the addition reaction of TeCl4 to alkynes was corroborated by the detection and characterization of transient intermediates by ESI-MS/MS experiments. Besides the new aspects of the Tellurium chemistry found, the prepared compounds showed a high and selective activity as inhibitors of cysteine proteases. A pair of enantiomers of a tellurane showed different activities against Human Catepsin B due to a stereochemical dependence in the enzyme/inhibitor interaction. The second part of the present work deals with the development of the ring opening reaction of aziridines by organometallic reagents of copper prepared from vinylic and arylic tellurides. These reactions led to homoallylic and homobenzylic amine derivatives. Finally, the reactivity of 2-alkenyl aziridines was studied towards a series of organometallic reagents of lithium, magnesium, copper and zinc which biased the regio- and stereoselectivities of the ring opening reactions.

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.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis reports the synthesis of various series of trifluoromethyl substituted nitrogenated heterocycles, such as pyrroles, pyrazoles, pyrimidines and 1,2,3-triazoles, exploiting the synthetic versatility of 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one in reactions with nitrogenated nucleophiles. In this way, synthesis of a novel series of 4-amino-3-trifluoromethyl-1H-N-substituted pyrroles was performed through two reaction steps. In the first stage is an addition reaction of primary or secondary amine in the 4-position of 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxy-3-penten-2-one furnishing 4-amino-5-bromo-1,1,1-trifluoropent-3-en-2-one. The second stage is a nucleophilic substitution of the bromine by a primary amine followed by an intramolecular cyclocondensation reaction resulting in the formation of pyrroles with yields from 50 to 98%. Through the reaction of 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one with sodium azide, 5-azido-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one was obtained. This compound was subjected to cycloaddition reaction [3 + 2] with terminal alkynes, allowing the synthesis of a novel series of 1,1,1-trifluoro-4-methoxy-5-(4-alkyl/aryl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-pent-3-en-2-one (I) in good yields (74-90%). Through this reaction a wide range of bi-heterocycle compounds was obtained. For example, the reaction of compound I with 2-methylisothiourea sulfate gave a series of 4-(1H-1,2,3-triazol-1-yl)-methyl-6-trifluoromethyl pyrimidine (72-79%). In a second step, the SCH3 group of these pyrimidines was oxidized to SO2CH3 and subsequently substituted by primary and secondary amines to give a series of 2-aminopyrimidines derivatives in yields of 70-93%. Furthermore, the reaction with N1-substituted 2-methylisothiourea sulphates furnished two products: a 4-pyrimidinone and 1,4-dihydropyrimidine derivatives, depending on the reaction conditions employed. From the reaction of compound I with hydrazines and hydrazides a series of 4-[(4-alkyl/aryl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)methyl]-5-hydroxy-5-trifluoromethyl-4,5-dihydro-1H-pyrazole, in yields of 77-90%, was obtained. The products obtained in this study were characterized by 1H- and 13C- NMR, mass spectrometry, high resolution mass spectrometry, elemental analysis, and X-ray diffraction. Keywords: 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one, 5-bromo-4-enaminoketone, 4-amino-3-trifluoromethyl-1H-pyrroles N-substituted, 1,2,3-triazole, pyrimidine, pyrazolines, bi-heterocycles. / Esta tese apresenta a síntese de várias séries de heterociclos nitrogenados trifluormetil substituidos, tais como pirróis, pirazóis, pirimidinas e 1,2,3-triazóis, explorando-se a versatilidade sintética de 5-bromo-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona em reações com nucleófilos nitrogenados. Dessa forma, a síntese de uma série inédita de 4-amino-3-trifluormetil-1H-pirróis N-substituídos foi realizada através de duas etapas reacionais. Na primeira etapa ocorre uma reação de adição de amina primária ou secundária na posição-4 da 5-bromo-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona para a formação de 4-amino-5-bromo-1,1,1-trifluorpent-3-en-2-ona. Na segunda etapa ocorre a substituição nucleofílica do bromo por uma amina primária e consequente ciclocondensação intramolecular para a formação dos pirróis com rendimentos entre 50 a 98%. Através da reação da 5-bromo-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona com azida de sódio, obteve-se a 5-azido-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona, a qual, pela reação de cicloadição [3+2] com alcinos terminais possibilitou a síntese de uma série inédita de 1,1,1-trifluor-4-metóxi-5-(4-alquil/aril-1H-1,2,3-triazol-1-il)-pent-3-en-2-ona (I), com bons rendimentos (74-90%). Por intermédio destes compostos foi obtida uma vasta gama de bi-heterociclos. Por exemplo, a reação do composto I com sulfato de 2-metilisotioureias possibilitou a obtenção da série de 4-(1H-1,2,3-triazol-1-il)metil-6-trifluormetil pirimidinas (72-79%). Em uma segunda etapa, o grupamento SCH3 destas pirimidinas foi oxidado a SO2CH3 e, posteriormente substituído por aminas primárias e secundárias, obtendo-se, assim, uma série de 2-aminopirimidinas derivadas com rendimentos de 70-93%. Além disso, a reação com os sulfatos de 2-metilisotioureia N1-substituídos levou a obtenção de dois produtos: uma 4-pirimidinona e uma 1,4-diidropirimidina, dependendo da condição reacional empregada. A partir da reação do composto I com hidrazinas e hidrazidas proporcionou a obtenção de uma série de 4-[(4-alquil/aril-1H-1,2,3-triazol-1-il)metil]-5-hidróxi-5-trifluormetil-4,5-diidro-1H-pirazol com rendimentos de 77-90%. Os produtos obtidos neste trabalho foram caracterizados por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Carbono-13, Espectrometria de Massas, Espectrometria de Massas de Alta Resolução, Análise Elementar e Difratometria de Raio-X.