Quando o tetrafluoroborato de N-(α-carbometoximetil)-2,4,6-trifenilpiridínio (Ia) foi tratado com hidróxido de potássio em etanol, resultou uma betaína que, ao ser aquecida na presença de benzaldeído ou p-clorobenzaldeído, não produziu a esperada oxazolidina IIa. Em lugar desta 1,2-di-hidropiridina, formou-se um sal cujo cátion correspondia à estrutura de um N-metil-2,4,6-trifenilpiridínio (III). Este composto resultaria da protonação da ilida intermediária, formada pela descarboxilação da betaína. Porém, quando o mesmo tipo de reação foi efetuada com o derivado α-metilado Ib, o espectro de RMN de H do produto bruto indicou a formação da di-hidropiridina (IIb), na forma de 4 estereoisômeros. A oxazolidina IIa, como um isômero largamente majoritário, pôde ser obtida pela reação do tetrafluoroborato de N-metil-2,4,6-trifenilpiridínio (III) com p-clorobenzaldeído, na presença de uma solução diluída de álcali. Esta oxazolidina era bastante instável e não pode ser purificada, sendo submetida na forma bruta à reação de Diels-Alder com a N-metil-maleimida. Esta reação conduziu a dois adutos isoméricos (IV e V). Embora o aduto majoritário (V) fosse estável em solução de deutero-clorofórmio, o aduto minoritário (IV), na presença desse solvente e à temperatura ambiente, isomerizava-se após algumas horas. A estrutura dos três adutos foi determinada por experimentos de RMN de H (NOESY e NOE 1D seletivo). A adição de um pequeno volume de solução diluída de ácido clorídrico aos compostos IV e V, dissolvidos em acetonitrila e à temperatura ambiente, resultou na isomerização catalítica desses adutos. Porém, quando esta reação de protonação foi efetuada sob refluxo de acetonitrila, formaram-se dois produtos (VI e VII), cuja estrutura era compatível com ocorrência de uma reação de retro-aza Diels-Alder. Finalmente, foi estudado o equilíbrio conformacional de dois novos sais de 2,4,6-trifenil- piridínio, e os resultados foram comparados com aqueles obtidos para os sais análogos 2,4,6-trimetil-substituídos. / When the tetrafluoroborate of N-(α-carbomethoxymethyl)-2,4,6-triphenylpridinium (Ia) was submitted to alkaline hydrolysis followed by decarboxylation upon heating, the resulting betaine failed to undergo the aldol addition reaction with aromatic aldehydes leading, in lieu of the expected oxazolidine (IIa),a salt bearing the cation N-methyl-2,4,6-triphenylpyridinium (III), as a result of the easy protonation of the intermediate ylide. However, for the corresponding a-methylated salt (Ib), the formation of four stereoisomeric 1,2- dihydropiridines was confirmed by inspection of the H NMR of the crude product. As an alternative to this method for obtaining IIa, a mixture of III and p-chlorobenzaldehyde was stirred at room temperature for several hours, in the presence of a diluted aqueous alkali. The resulting 1,2-dihidropyridine (IIa) was rather unstable precluding its isolation from the crude product mixture, and was submitted, without further purification, to the Diels-Alder reaction with Nmethylmaleimide, leading to two diastereomeric isoquinuclidines (IV) and (V). Although the major isomer showed to be stable in a deuterochloroform solution, the minor isomer (IV) underwent a spontaneous isomerization, upon standing in such solvent at room temperature. The stereochemical features of these three aducts could be accessed by NOESY and 1D NOE selective H NMR experiments. By treating a solution of adducts IV and V in acetonitrile with a small volume of aqueous HCl, at room temperature, an acid catalyzed isomerization took place. However, when the protonation reaction of the major diastereoisomer (V) was performed in acetonitrile at the reflux temperature, two products (VI and VII) were isolated, highlighting the occurrence of a retro-aza Diels Alder reaction. Finally, the conformation equilibria for two new 2,4,6-triphenyl- pyridinium salts was investigated. Results were correlated with previous ones referring to analogous 2,4,6-trimethyl- salts.

Quando o tetrafluoroborato de N-(α-carbometoximetil)-2,4,6-trifenilpiridínio (Ia) foi tratado com hidróxido de potássio em etanol, resultou uma betaína que, ao ser aquecida na presença de benzaldeído ou p-clorobenzaldeído, não produziu a esperada oxazolidina IIa. Em lugar desta 1,2-di-hidropiridina, formou-se um sal cujo cátion correspondia à estrutura de um N-metil-2,4,6-trifenilpiridínio (III). Este composto resultaria da protonação da ilida intermediária, formada pela descarboxilação da betaína. Porém, quando o mesmo tipo de reação foi efetuada com o derivado α-metilado Ib, o espectro de RMN de H do produto bruto indicou a formação da di-hidropiridina (IIb), na forma de 4 estereoisômeros. A oxazolidina IIa, como um isômero largamente majoritário, pôde ser obtida pela reação do tetrafluoroborato de N-metil-2,4,6-trifenilpiridínio (III) com p-clorobenzaldeído, na presença de uma solução diluída de álcali. Esta oxazolidina era bastante instável e não pode ser purificada, sendo submetida na forma bruta à reação de Diels-Alder com a N-metil-maleimida. Esta reação conduziu a dois adutos isoméricos (IV e V). Embora o aduto majoritário (V) fosse estável em solução de deutero-clorofórmio, o aduto minoritário (IV), na presença desse solvente e à temperatura ambiente, isomerizava-se após algumas horas. A estrutura dos três adutos foi determinada por experimentos de RMN de H (NOESY e NOE 1D seletivo). A adição de um pequeno volume de solução diluída de ácido clorídrico aos compostos IV e V, dissolvidos em acetonitrila e à temperatura ambiente, resultou na isomerização catalítica desses adutos. Porém, quando esta reação de protonação foi efetuada sob refluxo de acetonitrila, formaram-se dois produtos (VI e VII), cuja estrutura era compatível com ocorrência de uma reação de retro-aza Diels-Alder. Finalmente, foi estudado o equilíbrio conformacional de dois novos sais de 2,4,6-trifenil- piridínio, e os resultados foram comparados com aqueles obtidos para os sais análogos 2,4,6-trimetil-substituídos. / When the tetrafluoroborate of N-(α-carbomethoxymethyl)-2,4,6-triphenylpridinium (Ia) was submitted to alkaline hydrolysis followed by decarboxylation upon heating, the resulting betaine failed to undergo the aldol addition reaction with aromatic aldehydes leading, in lieu of the expected oxazolidine (IIa),a salt bearing the cation N-methyl-2,4,6-triphenylpyridinium (III), as a result of the easy protonation of the intermediate ylide. However, for the corresponding a-methylated salt (Ib), the formation of four stereoisomeric 1,2- dihydropiridines was confirmed by inspection of the H NMR of the crude product. As an alternative to this method for obtaining IIa, a mixture of III and p-chlorobenzaldehyde was stirred at room temperature for several hours, in the presence of a diluted aqueous alkali. The resulting 1,2-dihidropyridine (IIa) was rather unstable precluding its isolation from the crude product mixture, and was submitted, without further purification, to the Diels-Alder reaction with Nmethylmaleimide, leading to two diastereomeric isoquinuclidines (IV) and (V). Although the major isomer showed to be stable in a deuterochloroform solution, the minor isomer (IV) underwent a spontaneous isomerization, upon standing in such solvent at room temperature. The stereochemical features of these three aducts could be accessed by NOESY and 1D NOE selective H NMR experiments. By treating a solution of adducts IV and V in acetonitrile with a small volume of aqueous HCl, at room temperature, an acid catalyzed isomerization took place. However, when the protonation reaction of the major diastereoisomer (V) was performed in acetonitrile at the reflux temperature, two products (VI and VII) were isolated, highlighting the occurrence of a retro-aza Diels Alder reaction. Finally, the conformation equilibria for two new 2,4,6-triphenyl- pyridinium salts was investigated. Results were correlated with previous ones referring to analogous 2,4,6-trimethyl- salts.

Neste trabalho foi preparada uma série de sais de piridínio, com subsequente investigação da sua atividade catalítica e indução assimétrica em reações de adição de Michael e alquilações de metilenas ativas. Os sais de piridínio foram preparados pela reação de tetrafluorborato de 2,4,6-trifenilpirílio e 2,4,6-trimetilpirílio com aminas, aminoálcoois e/ou aminoácidos. As reações em que se efetuou o teste catalítico destes sais foram: a) adição de cianoacetato de etila, N-acetamidomalonato de dietila e nitrometano à chalcona e de tiofenol à 2-ciclohexenona; b) alquilação de cianoacetato de etila e de fenilcianoacetato de etila com cloreto de benzila. Os sais de piridínio testados atuaram como catalisadores nas alquilações de metilenas ativas e nas adições de Michael, com exceção da reação de N-acetamidomalonato de dietila com chalcona. No que tange à eficiência como indutores de assimetria, foram feitas reações comparativas entre os sais de piridínio quirais, o brometo de N-benzil-N-metilefedrínio ou o cloreto de N-benzilquinínio, sendo que os catalisadores por nós sintetizados se mostraram menos eficientes. A conformação preferencial de três sais de piridínio, em que a cadeia alquílica ligada ao átomo de nitrogênio possue um substituinte aromático, foi determinada através de experimentos de NOE-diff. Para dois destes sais há evidências da formação de complexos de transferência de carga intramolecular. A atividade catalítica e a indução assimétrica destes três catalisadores foi interpretada com base no estudo conformacional acima mencionado. / In the presente work, a series of pyridinium salts was prepared and their catalytic activity evaluated, as well as their ability to induce asymmetry in Michael additions and alkylation of organic carbon acids. Such pyridinium salts were prepared by reacting 2,4,6-triphenyl or 2,4,6-trimethylpyrilium tetrafluoroborates with amines, α-aminoalcohols or α-aminoacids. The catalytic activity of the prepared salts was evaluated in the folIowing PTC reactions: a) Michael addition of ethylcyanoacetate, diethyl N-acetamidomalonate or nitromethane to chalcone and of thiophenol to 2-cyclohexenone; b) alkylation of ethylcyanoacetate or ethyl phenylcyanoacetate, using benzyl chloride as eletrophile. In alI cases, except 1,4-addition of diethyl N-acetamidomalonate to chalcone, the prepared pyridinium salts displayed catalytic activity although with inferior asymmetric induction efficiency as compared to the classicalIy used efedrinium and quininium salts. The preferencial conformation of three pyridinium salts bearing aromatic rings in the nitrogen substituent aliphatic chain was determined by NOE diff experiments. In two cases some evidences for charge transfer was provided by uv measurements. The catalytic result and the asymmetric induction were interpreted on the basis of the well accepted substrate/catalyst interaction model and conformational analysis data.

Neste trabalho foi preparada uma série de sais de piridínio, com subsequente investigação da sua atividade catalítica e indução assimétrica em reações de adição de Michael e alquilações de metilenas ativas. Os sais de piridínio foram preparados pela reação de tetrafluorborato de 2,4,6-trifenilpirílio e 2,4,6-trimetilpirílio com aminas, aminoálcoois e/ou aminoácidos. As reações em que se efetuou o teste catalítico destes sais foram: a) adição de cianoacetato de etila, N-acetamidomalonato de dietila e nitrometano à chalcona e de tiofenol à 2-ciclohexenona; b) alquilação de cianoacetato de etila e de fenilcianoacetato de etila com cloreto de benzila. Os sais de piridínio testados atuaram como catalisadores nas alquilações de metilenas ativas e nas adições de Michael, com exceção da reação de N-acetamidomalonato de dietila com chalcona. No que tange à eficiência como indutores de assimetria, foram feitas reações comparativas entre os sais de piridínio quirais, o brometo de N-benzil-N-metilefedrínio ou o cloreto de N-benzilquinínio, sendo que os catalisadores por nós sintetizados se mostraram menos eficientes. A conformação preferencial de três sais de piridínio, em que a cadeia alquílica ligada ao átomo de nitrogênio possue um substituinte aromático, foi determinada através de experimentos de NOE-diff. Para dois destes sais há evidências da formação de complexos de transferência de carga intramolecular. A atividade catalítica e a indução assimétrica destes três catalisadores foi interpretada com base no estudo conformacional acima mencionado. / In the presente work, a series of pyridinium salts was prepared and their catalytic activity evaluated, as well as their ability to induce asymmetry in Michael additions and alkylation of organic carbon acids. Such pyridinium salts were prepared by reacting 2,4,6-triphenyl or 2,4,6-trimethylpyrilium tetrafluoroborates with amines, α-aminoalcohols or α-aminoacids. The catalytic activity of the prepared salts was evaluated in the folIowing PTC reactions: a) Michael addition of ethylcyanoacetate, diethyl N-acetamidomalonate or nitromethane to chalcone and of thiophenol to 2-cyclohexenone; b) alkylation of ethylcyanoacetate or ethyl phenylcyanoacetate, using benzyl chloride as eletrophile. In alI cases, except 1,4-addition of diethyl N-acetamidomalonate to chalcone, the prepared pyridinium salts displayed catalytic activity although with inferior asymmetric induction efficiency as compared to the classicalIy used efedrinium and quininium salts. The preferencial conformation of three pyridinium salts bearing aromatic rings in the nitrogen substituent aliphatic chain was determined by NOE diff experiments. In two cases some evidences for charge transfer was provided by uv measurements. The catalytic result and the asymmetric induction were interpreted on the basis of the well accepted substrate/catalyst interaction model and conformational analysis data.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vagner dos Santos1.pdf: 3358133 bytes, checksum: 5d65fc2649ed2010f554ec6574971249 (MD5) Previous issue date: 2013-06-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis describes the use of the chloride of 3-n-propyl-pyridinium-silsesquioxane polymer (SiPy+Cl-) as an efficient stabilizer for the synthesis of platinum nanoparticles (NPs-Pt). Transmission Electron Microscopy (TEM) and measurements of dynamic light scattering (DLS) showed good distribution of NPs-Pt (3-40 nm) in the cavities of the SiPy+Cl-. The nanohybrid (Pt-SiPy+Cl-) obtained was used as polycation in the preparation of thin films by the Layer-by-Layer (LbL) technique. In order to investigate the electrocatalytic properties, films were obtained by the alternated deposition of the polyanions poly-2,5-metoxipropiloxisulfonated-phenylenevinylene (PPV-SO3) and acid (polyvinylsulfonic) (PVS) with Pt-SiPy+Cl- polycation in the architectures (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n, (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n, (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n and (Pt-SiPy+Cl-/PVS)n, respectively. The deposition of the films was monitored by UV-Vis spectroscopy, which showed a linear growth in each bilayer deposited. In addition, it was observed by UV-Vis spectra that the deposition sequence initiated by polyanions (PPV-SO3 or PVS) showed higher absorbance, indicating that the architectures (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n and (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n contain more species of NPs-Pt available on the surface of the films. The presence of polyelectrolytes in the films and the interaction between them were verified by Infrared spectroscopic (FTIR) and Raman. Electrochemical measurements for the detection of DA, with the LbL films from PVS e Pt-SiPy+Cl-, showed that the oxidation currents for the (PVS/Pt-SiPy+Cl-)3 in presence of its interferent the ascorbic acid (AA) were more intense, with a difference between the oxidation potential equal to 550 mV at pH 7. For the films containing PPV-SO3 and Pt-SiPy+Cl- it was found that the presence of PPV-SO3 is crucial to help the NPs-Pt in the process of electron transfer. The (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 LbL film detected simultaneously the DA and the interferents AA and uric acid (UA) (ΔE = 640 mV) with an oxidation potential difference of 90 mV higher than the observed with the (PVS/Pt-SiPy+Cl-)3 LbL film containing PVS (ΔE =550 mV). In addition, the better values of sensitivity (2,7 μmol L-1), detection limit (LD = 3,19 x 10-7 mol L-1), quantification limit ( LQ = 2,07 x 10-6 mol L-1) were observed in the studies with the LbL films (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 instead of PVS. In order to mimic a biological system, the LbL film (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 was selected to DA detection confined into liposomes from dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC). This film provided a difference of oxidation potential of 350 mV of the encapsulated DA, in the presence of AA and UA interfering. In vitro measurements for the detection of DA in striatal rat brain were performed successfully with drop-coated film of polyelectrolyte PPV and Pt-SiPy+Cl-, immobilized on screen-printed carbon electrode. Besides this analyte, the architectures of LbL films (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n and (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n were used in the detection of H2O2 and glucose. After immobilization of glucose oxidase (GOx) on the surface of the films, the biosensor (PPV/Pt-SiPy+Cl-)6GOx exhibited sensitivity = 1.17 μmol L-1, LD = 27.4 μmol L-1, LQ = 91.4 μmol L-1 e app m k = 2.64 mmol L-1, values greater than more complex films reported in the literature, demonstrating the importance of NPsPt for these films. / Esta tese descreve o uso do polímero cloreto de 3-n-propil-piridínio-silsesquioxano (SiPy+Cl-) como um eficiente estabilizante para síntese de nanopartículas de platina (NPs-Pt). Imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão e medidas de espalhamento dinâmico de luz indicaram boa distribuição das NPs-Pt (3-40 nm) nas cavidades do SiPy+Cl-. O nanohíbrido Pt-SiPy+Cl- obtido foi utilizado como policátion na preparação de filmes finos pela técnica Layer-by-Layer (LbL). Para investigação das propriedades eletrocatalíticas das NPs-Pt incorporadas ao SiPy+Cl-, obteve-se filmes pela deposição alternada dos poliânions poli-2,5-metoxipropiloxi-sulfonado fenilenovinileno (PPV-SO3) e ácido-polivinilsulfônico (PVS) com o policátion Pt-SiPy+Cl-, nas arquiteturas (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n e (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n, (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n e (Pt-SiPy+Cl-/PVS)n, respectivamente. A deposição nos filmes LbL foi monitorada por espectroscopia de absorção na região do UV-Vis, a qual revelou um crescimento linear dos filmes a cada bicamada depositada. Além disso, nos espectros UV-Vis foi constatado que a sequência de deposição iniciada pelos poliânions (PPV-SO3 ou PVS) apresentou maior absorbância, indicando que nas arquiteturas (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n e (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n há mais espécies disponíveis de NPs-Pt na superfície dos filmes. A presença dos polieletrólitos nos filmes e a interação entre estes foram constatadas por medidas espectroscópicas de infravermelho (FTIR) e Raman. Nas medidas eletroquímicas para detecção de DA, com os filmes formados por PVS e Pt-SiPy+Cl-, verificou-se que o (PVS/Pt-SiPy+Cl-)3 apresentou correntes de oxidação para a DA mais intensas em meio ao interferente ácido ascórbico (AA), com uma diferença entre os potenciais de oxidação igual a 550 mV, em pH 7. Nos filmes contendo PPV-SO3 e Pt-SiPy+Cl- verificou-se que a presença do PPV-SO3 é fundamental para auxiliar as NPs-Pt no processo de transferência de elétrons. O filme LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 detectou simultaneamente a DA em meio aos interferentes AA e ácido úrico (AU) (ΔE = 640 mV), com uma diferença de potenciais de oxidação 90 mV maior do que a observada com o filme contendo PVS (550 mV). Além disto, melhores valores de sensibilidade (2,7 μmol L-1), limite de detecção (LD = 3,19 x 10-7 mol L-1) e limite de quantificação (LQ = 2,07 x 10-6 mol L-1) foram observados nos estudos com o filme LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 em relação ao PVS. A fim de mimetizar um sistema biológico, escolheu-se o filme LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 para detecção de DA confinada nos lipossomos de dipalmitoilfosfatidil colina (DPPC). Este filme possibilitou uma diferença de potencial de oxidação de 350 mV da DA encapsulada, na presença dos interferentes AA e AU. A partir desta constatação, medidas in vitro para a detecção de DA em estriados cerebrais de ratos foram realizadas com sucesso com o filme drop-coated dos polieletrólitos PPV e Pt-SiPy+Cl-, imobilizados sobre eletrodo de carbono impresso. Além deste analito, as arquiteturas dos filmes LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n e (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n foram utilizadas na detecção de H2O2 e glicose. Após imobilização de glicose oxidase (GOx) na superfície dos filmes, o biossensor (PPV/Pt-SiPy+Cl-)6GOx exibiu sensibilidade = 1,17 μmol L-1, LD = 27,4 μmol L-1, LQ = 91,4 μmol L-1 e appmk = 2,64 mmol L-1, valores estes superiores a filmes mais complexos relatados na literatura, demonstrando a importância das NPsPt para estes filmes.