Made available in DSpace on 2014-06-12T23:03:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9266_1.pdf: 3109814 bytes, checksum: 2fbae7b200bfe8064c2c61a4b38a6d38 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Nos anos 60, os métodos quirópticos eram muito utilizados para a determinação de pureza enantiomérica. Porém, hoje, esses métodos não são mais utilizados, uma vez que pureza enantiomérica não equivale, necessariamente, à pureza ótica. Com isso, cada vez mais se faz necessário o desenvolvimento de métodos não-quirópticos para determinação de pureza enantiomérica. Nesta dissertação, é apresentado um estudo que utiliza a RMN 77Se para discriminação enantiomérica. Foi utilizada uma série com α, β e γ selenoácidos racêmicos, que foram tratados num tubo de RMN, separadamente, com os agentes de solvatação quiral MBA Metil Benzil Amina ou N-Metil Efedrina, enantiomericamente puros. Os espectros de RMN 1H e 77Se evidenciaram a formação de diastereoisômeros, no entanto a anisocronia e, portanto, a discriminação quiral no espectro de 77Se se mostrou mais eficiente do que nos espectros de 1H, com separações da ordem de 56 Hz, para a MBA, e 83 Hz, no caso da N-metil efedrina, com campo de 7 T. A espectroscopia de RMN ordenada por difusão DOSY foi desenvolvida no início dos anos 90. Essa técnica utiliza ecos de spins na presença de campo magnético pulsado para medir o coeficiente de difusão dos componentes de uma dada mistura. Com isso, é possível, por meio de uma técnica não-invasiva, distinguir e caracterizar os componentes da mesma. Em princípio, esta técnica poderia ser utilizada para qualquer núcleo que possa ser observado via ressonância magnética nuclear. Até o momento, entretanto, existem poucos trabalhos na literatura que utilizam heteronúcleos. Nesta dissertação, a técnica DOSY é aplicada aos núcleos de 125Te, 77Se e 31P. A vantagem da utilização desses núcleos está no fato de que em muitos casos o espectro DOSY 1H é inviável, devido à sobreposição dos sinais ou à ausência dos mesmos, além do fato de que as janelas espectrais para esses núcleos são bem maiores do que as observadas para o núcleo 1H, possibilitando uma melhor separação dos sinais. A técnica DOSY 31P foi utilizada para estudar a transição sol-gel a partir da complexação de trifosfato de sódio, pirofosfato de sódio e fosfato monobásico de sódio com o íon alumínio. A importância desse trabalho está no fato de que os estudos da transição sol-gel descritos na literatura fundamentam-se em propriedades macroscópicas do sistema, tais como variação de viscosidade e surgimento de turvação. Através da DOSY 31P, acompanhou-se esse processo, observando propriedades microscópicas do sistema, como o raio hidrodinâmico das espécies formadas durante o processo de complexação, sendo possível caracterizá-las e propor um ponto crítico , a partir do qual seja possível prever a formação do gel. Esse ponto crítico é o momento em que todas as espécies envolvidas no processo de complexação possuem o mesmo coeficiente de difusão. Foram realizados também experimentos de RMN 27Al e COSY 31P-31P do sistema em estudo, a fim de caracterizar as misturas e atribuir todos os sinais observados nos espectros. A técnica DOSY 77Se e 125Te é uma extensão da espectroscopia de RMN ordenada por difusão para esses núcleos, uma vez que não há registros na literatura de trabalhos nesse sentido. A RMN 77Se e 125Te é uma valiosa ferramenta no estudo de intermediários importantes na síntese de compostos de interesse biológico e farmacêutico, portanto, a técnica DOSY desses núcleos pode ser de grande valia no estudo dessas reações. A técnica DOSY 77Se foi utilizada no estudo de uma solução contendo difenil disseleneto e selenofeno em CDCl3. Os resultados obtidos foram comparados com os obtidos com a DOSY 1H, evidenciando que a DOSY 77Se é uma técnica eficiente e que pode ser utilizada nos casos em que a DOSY 1H seja inviável ou apresente resultados não-confiáveis. Finalmente, a DOSY 125Te foi utilizada no estudo de uma mistura contendo difenil ditelureto e dibutil ditelureto; e de uma mistura contendo difenil ditelureto e difenil disseleneto. Esses sistemas apresentam equilíbrios dinâmicos, fazendo surgir novas espécies na solução. Ou seja: butil fenil ditelureto, na primeira mistura, e feniltelúrio- selênio-fenil, na segunda mistura. Os resultados obtidos comprovam a existência do equilíbrio, possibilitam distinguir os diferentes raios hidrodinâmicos das espécies e estudar o efeito da polaridade do solvente sobre o raio hidrodinâmico das mesmas

Tese de doutoramento. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1999

As reações de arilação assimétrica de aldeídos aromáticos na presença de ligantes quirais permitem a formação dos diarilmetanóis com altos rendimentos. Além disso, excelentes excessos enantioméricos já foram alcançados com diversos substratos. Entretanto, com relação a aldeídos alifáticos ainda há uma lacuna, principalmente em termos de seletividade, nas metodologias existentes na literatura que fornecem produtos com bons rendimentos com altos níveis de enantiosseletividade. O presente trabalho descreve o uso de ligantes quirais derivados de carboidratos e de aminonaftóis na arilação enantiosseletiva catalítica de aldeídos alifáticos como materiais de partida pró-quirais empregando-se ácidos arilborônicos como fonte de grupamento arila transferível. As espécies aromáticas nucleofílicas são preparadas através da reação de troca boro-zinco entre os ácidos borônicos e dietilzinco. / The asymmetric arylation reactions of aromatic aldehydes in the presence of chiral ligands allows the formation of diarylmethanols with high yields. Moreover, excellent enantiomeric excesses have been obtained with various substrates. However, with respect to aliphatic aldehydes there is still a gap, especially in terms of selectivity, the existing in the literature methods that provide products in good yields and high levels of enantioselectivity. The present work describes the use of chiral ligands derived from carbohydrates and aminonaphthols in catalytic enantioselective arylation of aliphatic aldehydes as prochiral starting materials employing arylboronic acids as aryl source. The nucleophilic aromatic species are prepared by the reaction of boron-zinc exchange between boronic acids and diethylzinc.

As reações de arilação assimétrica de aldeídos aromáticos na presença de ligantes quirais permitem a formação dos diarilmetanóis com altos rendimentos. Além disso, excelentes excessos enantioméricos já foram alcançados com diversos substratos. Entretanto, com relação a aldeídos alifáticos ainda há uma lacuna, principalmente em termos de seletividade, nas metodologias existentes na literatura que fornecem produtos com bons rendimentos com altos níveis de enantiosseletividade. O presente trabalho descreve o uso de ligantes quirais derivados de carboidratos e de aminonaftóis na arilação enantiosseletiva catalítica de aldeídos alifáticos como materiais de partida pró-quirais empregando-se ácidos arilborônicos como fonte de grupamento arila transferível. As espécies aromáticas nucleofílicas são preparadas através da reação de troca boro-zinco entre os ácidos borônicos e dietilzinco. / The asymmetric arylation reactions of aromatic aldehydes in the presence of chiral ligands allows the formation of diarylmethanols with high yields. Moreover, excellent enantiomeric excesses have been obtained with various substrates. However, with respect to aliphatic aldehydes there is still a gap, especially in terms of selectivity, the existing in the literature methods that provide products in good yields and high levels of enantioselectivity. The present work describes the use of chiral ligands derived from carbohydrates and aminonaphthols in catalytic enantioselective arylation of aliphatic aldehydes as prochiral starting materials employing arylboronic acids as aryl source. The nucleophilic aromatic species are prepared by the reaction of boron-zinc exchange between boronic acids and diethylzinc.

As reações de arilação assimétrica de aldeídos aromáticos na presença de ligantes quirais permitem a formação dos diarilmetanóis com altos rendimentos. Além disso, excelentes excessos enantioméricos já foram alcançados com diversos substratos. Entretanto, com relação a aldeídos alifáticos ainda há uma lacuna, principalmente em termos de seletividade, nas metodologias existentes na literatura que fornecem produtos com bons rendimentos com altos níveis de enantiosseletividade. O presente trabalho descreve o uso de ligantes quirais derivados de carboidratos e de aminonaftóis na arilação enantiosseletiva catalítica de aldeídos alifáticos como materiais de partida pró-quirais empregando-se ácidos arilborônicos como fonte de grupamento arila transferível. As espécies aromáticas nucleofílicas são preparadas através da reação de troca boro-zinco entre os ácidos borônicos e dietilzinco. / The asymmetric arylation reactions of aromatic aldehydes in the presence of chiral ligands allows the formation of diarylmethanols with high yields. Moreover, excellent enantiomeric excesses have been obtained with various substrates. However, with respect to aliphatic aldehydes there is still a gap, especially in terms of selectivity, the existing in the literature methods that provide products in good yields and high levels of enantioselectivity. The present work describes the use of chiral ligands derived from carbohydrates and aminonaphthols in catalytic enantioselective arylation of aliphatic aldehydes as prochiral starting materials employing arylboronic acids as aryl source. The nucleophilic aromatic species are prepared by the reaction of boron-zinc exchange between boronic acids and diethylzinc.

Al llarg de l’evolució, la natura ha optimitzat els processos biològics mitjançant el reconeixement quiral, arribant així a un molt alt nivell d’especificitat. Només en un organisme unicel·lular es poden donar milers de reaccions diferents, sense que aquestes interfereixin entre elles i a més regulades en tot moment. Per a estudiar els processos que es donen a la natura, poder influir en ells o imitar-los, fet que suposa un gran repte a la ciencia actual, és indispensable tener en compte les interaccions estereoespecífiques. En el camp de la química farmacéutica s’ha comprovat que l’efecte terapèutic d’un fàrmac pot dependre de la quiralitat del compost. Conseqüentment, s’ha desenvolupat un gran interés en la síntesi estereoselectiva, els mètodes de resolució d’enantiòmers, l’anàlisi de la puresa enantiomèrica i la determinació de la configuración absoluta de compostos químics La present Tesi Doctoral se situa dins d’aquests àmbits. En una primera part, es profunditzarà en els mètodos de determinació de la puresa enantiomèrica, una de les línies d‘investigació principals del nostre grup d’investigació: el diseny, la síntesi i l’estudi de nous agents de solvatació quiral (CSA). L’ús d’aquests auxiliars quirals es basa en la formació de complexes diastereoisomèrics amb els dos enantiòmers d’un substrat quiral, permetent així l’enantiodiferenciació mitjançant una tècnica aquiral como la Ressonància Magnètica Nuclear (RMN). Els factors clau que permeten aquesta diferenciació de cada enantiòmero del substrat són una diferent geometria i/o estabilitat de los complexes. El repte a l’hora de dissenyar nous CSA’s és el de poder enantiodiferenciar el màxim nombre de substrats quirals i amb una màxima eficàcia. / During the evolution, nature has optimized biological processes by means of Chiral Recognition, leading in this way to a very high level of specificity. Only in a single cell, thousands of different reactions can be carried out without any kind of interference between them and being regulated all time. In order to study the different processes that take place in the nature, to affect them and copy them, which means a big challenge to the actual science, is essential to take into account the stereospecific interactions. In the field of pharmaceutical chemistry, has been checked that therapeutic effect of a drug could be dependent on the compound. Consequently, the interest in stereoselective chemistry, enantiomerical purity analysis and the determination of the absolute configuration of the compounds has increased a lot. This Doctoral Thesis can be found inside these fields. The first part, will be focused deeply in the study of the enantiomerical purity determination, which is one of the principal areas of our research group: the design, synthesis and study of new Chiral Solvating Agents (CSA’s). The use of these chiral auxiliaries is based on the formation of diastereoisomeric complexes with both enantiomers of a chiral compound, achieving in this way the enantiodiferentiation by using an achiral technique such the NMR. The key factors that allow the differentiation of each enantiomer of the substrate are,the different geometry and/or stability of each complex. The challenge when designing new CSA’s is to be able to differentiate the maximum number of substrates and with the maximum efficiency.

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FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Sete novos precursores de a-aminoÃcidos foram preparados atravÃs da reaÃÃo de alquilaÃÃo do acetoamidocianoacetato de etila 112 utilizando bromo-hexano, cloreto de benzila, brometo de alila, 9-(clorometil)-antraceno, brometo de 3-nitrobenzila, brometo de 4-nitrobenzila, brometo de 4- metoxibenzila e brometo de 2-metilnaftaleno como agentes alquilantes via CatÃlise de TransferÃncia de Fase (CTF). Tais reaÃÃes foram realizadas a 70oC, utilizando cloreto de benziltributilamÃnio como catalisador. ApÃs 5h de reaÃÃo, foram obtidos os compostos 113a-h com rendimentos que variaram de moderados a bons (24-74%), (Esquema I). A reaÃÃo de alquilaÃÃo do acetoamidocianoacetato de etila 112 com cloreto de benzila foi realizada utilizando os seguintes catalisadores quirais: Brometo de N-benzilmetilefedrÃnio (31a), Cloreto de (8R,9S)-N-9-metilantracenilcinchonidÃnio (34b), Cloreto de (8S,9R)-N-9-metilantracenilquinÃnio (34a), Cloreto de (8R,9S)-N-benzilmetilcinchonidÃnio (32b), Brometo de N-(benzilmetil)-O-alil-efedrÃnio (31g), Cloreto de (8S,9R)-NbenzilmetilcinchonÃnio (33b), Brometo de N-(9-metilantracenil)-O-alilcinchonidÃnio (34e) e Cloreto de (8S,9R)-N-9-metilantracenilcinchonÃnio (34d). NÃo foi observada induÃÃo assimÃtrica para as reaÃÃes utilizando os catalisadores supracitados na produÃÃo do precursor de a-aminoÃcido 113b. Ainda que nÃo tenha ocorrido induÃÃo assimÃtrica, bons rendimentos (83%) foram obtidos com os catalisadores 34e e 34d. Com base nos resultados obtidos a partir do programa de modelagem molecular Gaussian 03 foi possÃvel propor um modelo de aproximaÃÃo enolato-catalisador que justifica a falta de induÃÃo assimÃtrica observada com a utilizaÃÃo dos catalisadores quirais testados.a-aminoÃcidos 114 foram obtidos a partir dos precursores 113 atravÃs de hidrÃlise Ãcida, em rendimentos que variaram de moderados a bons (68-93%), (Esquema II). / Seven novel a-aminoacids precursors were prepared by the alkylation reaction of ethyl acetamidocyanoacetate 112 using bromohexane, benzyl chloride, allyl bromide, 9-(chloro-methyl)antracene, 3-nitrobenzyl bromide, 4-nitrobenzyl bromide, 4-metoxibenzyl bromide and 2-methyl-naphtyl bromide as alkylating agents via Phase Transfer Catalysis (PTC). These reaction were performed at 70oC using benzyltributyl ammonium chloride as catalyst. After 5h, compounds 113a-h were obtained in moderated to good yields (24-74%), Scheme I. The alkylation reaction of ethyl acetamidocyanoacetate 112 with benzyl chloride was carried out using chiral catalysts phase transfer as: Nbenzylmethylephedrinium bromide (31a), (8R,9S)-N-9-methylantracenylcinchonidinium chloride (34b), (8S,9R)-N-9-methylantracenylquininium chloride (34a), (8R,9S)-Nbenzylmethylcinchonidinium chloride (32b), N-(benzilmethyl)-O-allylephedrinium bromide (31g), (8S,9R)-N-benzylmethylcinchoninium chloride (33b), N-(9-methylantracenyl)-O-allyl-cinchonidinium bromide (34e) and (8R,9S)-N-9-methylantracenylcinchoninium chloride (34d). No asymmetric induction was observed using the aforementioned catalysts for the production of a-aminoacid optically active precursor 113b. Although no asymmetric induction was observed, good yields (83%) were obtained with catalysts 34e and 34d.Based on the data obtained from molecular modeling program Gaussian 03, it was possible to propose a model for the enolate-catalyst pair, that is in accordance with the lack of asymmetric induction for the reactions performed in the presence of the chiral catalysts. a-aminoacids 114 were obtained from precursors 113 by acid hydrolysis with moderate to good yields (68-93%), (Scheme II).

Esta tesis se enmarca en el campo de la catálisis homogénea, concretamente en la síntesis de ligandos difosfito y catalizadores quirales para su posterior utilización en hidroformilación asimétrica de olefinas y productos naturales que sean precursores de fármacos enantioméricamente puros como el (S)- Naproxeno o el Ibuprofeno.Hasta principios de la década de los 90 solamente los catalizadores de Pt/SnCl2 con difosfinas quirales, con 7 átomos en el anillo quelato, permitían obtener excesos enantioméricos importantes pero la actividad y la quimio-regioselectividad eran bajas. Desde los 90 a pesar de que se han evaluado una gran cantidad de ligandos para la hidroformilación catalítica asimétrica, solamente se han conseguido muy buenos resultados con rodio y el difosfito de Unión Carbide UC-P2* ( 90%ee) y con la fosfina- fosfito (R,S)-Binaphos ( 95%ee), que forman quelatos de 8 miembros.Recientemente en nuestro grupo se sintetizó y estudió el ligando difosfito (R)-ftabinfos, que forma anillos quelato de 16 miembros con rodio, contienen un esqueleto central o fragmento espaciador isoftálico, y produce ee >70% en la hidroformilación de vinilarenos. Su diastereoisómero (S)-ftabinfos no forma quelatos y consecuentemente produce sólo una ee marginal. Este resultado indica un efecto cooperativo en el ligando entre el centro estereogénico y el fragmento binaftilo. Al ser la primera vez que se utiliza un metalamacrociclo en un proceso estereoselectivo y al haber obtenido buenos resultados se propuso la síntesis y estudio de varios ligandos nuevos con la misma estructura que el (R)-ftabinfos, pero variando los diferentes fragmentos. Han sido obtenidos 8 nuevos ligandos, caracterizados y ensayados en la hidroformilación de estireno (olefina aromática) catalizada por complejos de rodio; seis relacionados estructuralmente con el ligando (R)-ftabinfos y dos formados por un esqueleto de 4 carbonos, derivado del ácido tartárico, y un fragmento fosfito binaftílico.Con los que se obtuvieron mejores resultados, se ensayaron en la hidroformilación de productos naturales (anetol, estragol, safrol e isosafrol). Se han logrado enantioselectividades del 54% en aldehído ? partiendo del safrol, aunque la regioselectividad es del 38% en este aldehído. Se ha estudiado mediante RMN multinuclear la estructura de los complejos [RhH(CO)L(difosfito)]n (L=CO, PPh3). Los resultados indican que de los ligandos tan sólo el (S)-Me4ftabinfos [5], es capaz de formar especies mononucleares mediante quelatos estables, análogos al difosfito (R)-ftabinfos [6], pero no produce buenas enantioselectividades porque al no tener el ligando un centro estereogénico en el fragmento conector, no genera un entorno quiral al formar el catalizador con rodio.Se han preparado también los complejos [PtCl2(difosfito)]n y mediante RMN de 31P se ha determinado que en disolución existen como mezclas de productos de diferentes nuclearidades y estereoquímicas. Se han ensayado estos complejos, usando SnCl2 como co-catalizador en la hidroformilación de estireno, obteniéndose excesos enantioméricos bajos (15%). / This thesis is framed in the field of the homogeneous catalysis, concretely in the sintesis of ligands diphosphite and quiral catalysts, for their later use in asymetric hydroformylation of olefins and natural products that are precursors of enantiomeric pure medicines like (S)-Naproxene or Ibuprofene. Until principles of ninety, catalysts of Pt/SnCl2 with quiral diphosphines, with 7 atoms in the chelate ring, allowed to obtain important enantiomeric excesses but the activity and the quimio-regioselectivity were low. From the 90 although a great amount of ligands for the asymetric catalytic hydroformylation has been evaluated, it has been only obtained very good results with Rhodium and the diphosphite of Union Carbide UC-P2* (90%ee) and with phosphine- phosphite (R, S)-Binaphos (95%ee), that forms chelates of 8 members. Recently in our group was synthesized and studied diphosphite (R)-ftabinfos, that forms chelate-ring of 16 members with Rhodium. They contain a central skeleton or isophtalic fragment spacer, and produces ee>70% in the hydroformylation of olefins. His diastereoisomer (S)-ftabinfos does not form chelates and consequently produces only marginal ee. This result indicates a cooperative effect between the estereogenic center and the binaphil fragment. For being the first time that a metallamacrocicle is used in a estereoselective process and for the good results obtained, it was proposed the synthesis and study of several new ligands with the same structure of (R)-ftabinfos, but changing different fragments. 8 new ligands, have been synthetised, characterized and tried in the hydroformilation of styrene (aromatic olefin) catalyzed by complexes of Rhodium; six related structurally to (R)-ftabinfos and two formed by a skeleton of 4 carbons, derivates of tartaric acid, and a binaphtilic phosphite fragment. With ligands that we were obtained the best results, they were tried in the hydroformylation of natural products (anetol, estragol, safrol and isosafrol). Enantioselectivities of 54% in aldehyde ? have been obtained using safrol, although the regioselectivity is 38% in this aldehyde. The structure of the complexes has studied by means of multinuclear RMN [RhH(CO)L(diphosphite)]n (L=CO, PPh3). The results indicates that only (S)-Me4ftabinfos [5], is able to form mononuclear stable chetales species, analogous to the diphosphite (R)-ftabinfos [6], but does not produce good enantioselectivities because it not have an estereogenic center in the connector fragment and the catalyst with Rhodium does not generate quiral surroundings. The complexes have also been prepared [PtCl2(diphosphite)]n and by means of RMN of 31P has determined that in solution product mixtures different nuclearities and stereochemist exist. These complexes, using SnCl2 like co-catalyst in the hydroformylation of styrene have been tried, obtaining low enantiomeric excesses (15%).

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8050_1.pdf: 1023093 bytes, checksum: ee96c1c0510bd04cca9c72488e1e2fb0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Apresentamos um modelo estocástico que descreve propriedades universais de transporte em pontos quânticos com simetria de sub-rede (quiral), acoplados a dois reservatórios de elétrons via contatos pontuais idênticos. Montamos um ensemble de matrizes de espalhamento, S, através do princípio de máxima entropia e calculamos a medida de Haar do grupo de matrizes S. Mostramos que em todos os casos os ensembles obtidos podem ser classificados segundo a teoria de espaços simétricos de Cartan. Deduzimos a distribuição conjunta dos autovalores de transmissão, i.e. autovalores da matriz tty, onde t é a matriz de transmissão. No caso de apenas um modo propagante, determinamos a distribuição exata da condutância e da potência do ruído de disparo. Para sistemas sem simetria de reversão temporal, encontramos o ensemble de Legendre da teoria de matrizes aleatórias e obtivemos resultados exatos para a média e variância da condutância. Apresentamos um ensemble de movimento Browniano para calcular a média da condutância para um número N arbitrário de canais propagantes nos guias. No regime semi-clássico, N >> 1, deduzimos uma fórmula para calcular a média e a variância de uma estatística linear arbitrária e observamos que na presença da simetria quiral a variância dos observáveis dobra em relação ao valor nas classes convencionais de Wigner-Dyson