Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6839_Deborah Araujo dos Santos.pdf: 4163979 bytes, checksum: 0617c463dfaf8e4aa093f0b0ccd941c1 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / O presente estudo tem como objetivo avaliar o uso do pentacloreto de nióbio (NbCl5) como catalisador em reações de Diels-Alder entre o anel furano e alguns dienófilos reativos. Alguns parâmetros como, temperatura, tempo reacional e proporção de catalisador foram variados a fim de se encontrar as melhores condições reacionais para cada par dieno/dienófilo. Os compostos de nióbio apresentam acidez de Lewis comprovada por vários estudos. Em especial, o NbCl5 demonstrou boa atividade como catalisador em diversas reações orgânicas. Desde a sua descoberta em 1928, a cicloadição [4+2], ou reação de Diels-Alder é amplamente estudada e utilizada na construção de anéis de seis membros. O notável interesse nessas reações se dá devido à possibilidade de se obter moléculas com elevada complexidade estrutural em apenas uma etapa reacional. A reação de Diels-Alder empregando o anel furano como dieno fornece o 7-oxabiciclo[2.2.1]hept-5-eno, um intermediário na síntese de diversos produtos naturais como derivados do ácido chiquímico, terpenos, prostaglandinas, entre outros. Um problema associado a essas reações é a baixa reatividade do furano como dieno, com isso diversos estudos vem propondo o uso de catalisadores ácidos de Lewis e pressões elevadas com o intuito de melhorar os rendimentos reacionais e a seletividade. Nas reações em que o furano foi o dieno e o acrilato de metila o dienófilo, rendimentos maiores que os descrito na literatura foram obtidos especialmente a baixas temperaturas; o NbCl5 não foi ativo em nenhuma das condições reacionais testadas com o maleato de dimetila; nas reações em que a acrilonitrila participou como dienófilo os rendimentos foram baixos e observou-se a formação de subprodutos, possivelmente resultado de polimerização; as reações com a 2-cloro-crilonitrila também apresentaram rendimentos baixos, mas com inversão da seletividade em relação ao observado para os outros adutos; e com base em um estudo teórico reportado na literatura, realizou-se uma tentativa de efetuar uma hetero Diels-Alder com o acetaldeído como heterodienófilo, entretanto há evidências da formação do produto de substituição no anel. Quando o 2-metil-furano foi o dieno as reações apresentaram subprodutos, não havendo formação do cicloaduto.

Nosso grupo de pesquisa já vem há alguns anos estudando métodos para a síntese do núcleo estrutural dos furanoeliangolidos, mais especificamente do goiazensolido. A estrutura básica deste composto corresponde a um sistema 7-oxabiciclo [6.2.1] undecano, e ele possui atividades biológicas como esquistossomicida, citotóxica e antiinflamatória. Em nosso trabalho utilizamos como etapa chave a reação de Diels-Alder, que é geralmente eficiente e rápida para formação de sistemas policíclicos. Na ultima etapa da proposta sintética, propomos a clivagem da ligação interna do sistema policíclico para obtenção do macrociclo desejado. / Our research group has been studying, for some years, new methods for the synthesis of the core structure of the furanoheliangolides, more specifically of goyazensolide. The basic structure of this compound is a 7-oxabicyclo [6.2.1] undecane system, and it shows biological activities such as schistosomicidal, cytotoxic and anti-inflammatory. In this work, we have used the Diels-Alder reaction as a key step, since it is usually fast and efficient for the synthesis of polycyclic structures. As a last step, we proposed that the cleavage of the internal bond of the rings should furnish the desired macrocycle.

Nosso grupo de pesquisa já vem há alguns anos estudando métodos para a síntese do núcleo estrutural dos furanoeliangolidos, mais especificamente do goiazensolido. A estrutura básica deste composto corresponde a um sistema 7-oxabiciclo [6.2.1] undecano, e ele possui atividades biológicas como esquistossomicida, citotóxica e antiinflamatória. Em nosso trabalho utilizamos como etapa chave a reação de Diels-Alder, que é geralmente eficiente e rápida para formação de sistemas policíclicos. Na ultima etapa da proposta sintética, propomos a clivagem da ligação interna do sistema policíclico para obtenção do macrociclo desejado. / Our research group has been studying, for some years, new methods for the synthesis of the core structure of the furanoheliangolides, more specifically of goyazensolide. The basic structure of this compound is a 7-oxabicyclo [6.2.1] undecane system, and it shows biological activities such as schistosomicidal, cytotoxic and anti-inflammatory. In this work, we have used the Diels-Alder reaction as a key step, since it is usually fast and efficient for the synthesis of polycyclic structures. As a last step, we proposed that the cleavage of the internal bond of the rings should furnish the desired macrocycle.

O objetivo deste trabalho foi iniciar o estudo de uma nova metodologia sintética para a obtenção do sistema 11-oxabiciclo[6.2.1]undecano, o esqueleto estrutural básico de uma classe de produtos naturais conhecidos como furanoeliangolidos. A abordagem sintética proposta envolveria a formação de um composto bicíclico através da reação de Diels-Alder com derivados de furano, seguida pela formação de um hexanel e, finalmente, ruptura de uma ligação central para formação do sistema macrocíclico. Além disso, a reação de Diels-Alder entre derivados de furano e acetileno dará origem a compostos que apresentam como esqueleto estrutural o sistema 7-oxabiciclo[2.2.1]heptano, que podem ser utilizados como material de partida para a síntese de diversos produtos naturais. Iniciamos este estudo com a reação de Diels-Alder entre o 3,4-dimetoxi-2-metil furano e o bromopropiolato de metila, onde foi obtido o produto 85, que após algumas modificações deu origem ao composto 92. Entretanto, após inúmeras tentativas não conseguimos transformar o composto 92 no triciclo desejado. Para evitar essas transformações que se mostraram problemáticas, resolvemos estudar a reação de Diels-Alder entre derivados de furano e benzoquinonas 2,5-dissubstituídas, que dará origem aos adutos devidamente funcionalizados para serem transformados no derivado do sistema 11-oxabiciclo [6.2.1]undecano. No entanto, após o estudo dessas reações de cicloadição, observamos que elas têm o equilíbrio fortemente deslocado no sentido dos materiais de partida. Por esse motivo, a continuidade desta metodologia sintética mostrou ser inviável. Iniciamos então, um estudo da reação de Diels-Alder entre os diverso derivados de furanos e acetilenos. Após o estudo dessas reações de Diels-Alder foi possível verificar que a maioria dos adutos derivados dos furanos é instável no meio reacional. Os melhores resultados obtidos nessas reações de Diels-Alder foram usando o acetilenodicarboxilato de dimetila como dienófilo. Os adutos obtidos são intermediários importantes e bem funcionalizados, que podem ser utilizados na continuidade do estudo de desenvolvimento de nova metodologia sintética para a obtenção do sistema 11-oxabiciclo[6.2.1]undecano / The aim of this work was to start the study of a new methodology to synthesize the 11-oxabicycle[6.2.1]undecane system, the main carbon skeleton of the furanoheliangolides. The proposed synthetic approach involves the preparation of a bicyclic compound through a Diels-Alder reaction with furan derivatives, followed by formation of a six membered ring and, finally, cleavage of the central bond to obtain of the macrocyclic system. The Diels-Alder reaction between furan and acetylene derivatives gives a compound with the 7-oxabicyclico[2.2.1]heptane system, that is a potential starting material for the synthesis of several natural products. We started this study with the Diels-Alder reaction between the 3,4-dimethoxy-2-methylfuran and methyl bromopropiolate, and obtained the product 85 that after some modifications furnished the compound 92. However, after various attempts we were unable to convert the compound 92 into the desired tricycle. We have then decided to study the Diels-Alder reaction between furan and 2,5-disubstituted benzoquinone derivatives, that could furnish the adducts properly functionalized to be transformed in the 11-oxabicyclico[6.2.1]undecane system. However, we observed that the equilibrium is strongly shifted towards the starting materials in these cycloaddition reactions. This methodology has thus showed to be impracticable. As a third alternative, we affected the study the Diels-Alder reaction between the furans derivatives and the acetylenes. The adducts obtained present 7-oxabicyclico[2.2.1]heptane system that could be used to synthesizes of structural skeleton of furanoheliangolide.

O objetivo deste trabalho foi iniciar o estudo de uma nova metodologia sintética para a obtenção do sistema 11-oxabiciclo[6.2.1]undecano, o esqueleto estrutural básico de uma classe de produtos naturais conhecidos como furanoeliangolidos. A abordagem sintética proposta envolveria a formação de um composto bicíclico através da reação de Diels-Alder com derivados de furano, seguida pela formação de um hexanel e, finalmente, ruptura de uma ligação central para formação do sistema macrocíclico. Além disso, a reação de Diels-Alder entre derivados de furano e acetileno dará origem a compostos que apresentam como esqueleto estrutural o sistema 7-oxabiciclo[2.2.1]heptano, que podem ser utilizados como material de partida para a síntese de diversos produtos naturais. Iniciamos este estudo com a reação de Diels-Alder entre o 3,4-dimetoxi-2-metil furano e o bromopropiolato de metila, onde foi obtido o produto 85, que após algumas modificações deu origem ao composto 92. Entretanto, após inúmeras tentativas não conseguimos transformar o composto 92 no triciclo desejado. Para evitar essas transformações que se mostraram problemáticas, resolvemos estudar a reação de Diels-Alder entre derivados de furano e benzoquinonas 2,5-dissubstituídas, que dará origem aos adutos devidamente funcionalizados para serem transformados no derivado do sistema 11-oxabiciclo [6.2.1]undecano. No entanto, após o estudo dessas reações de cicloadição, observamos que elas têm o equilíbrio fortemente deslocado no sentido dos materiais de partida. Por esse motivo, a continuidade desta metodologia sintética mostrou ser inviável. Iniciamos então, um estudo da reação de Diels-Alder entre os diverso derivados de furanos e acetilenos. Após o estudo dessas reações de Diels-Alder foi possível verificar que a maioria dos adutos derivados dos furanos é instável no meio reacional. Os melhores resultados obtidos nessas reações de Diels-Alder foram usando o acetilenodicarboxilato de dimetila como dienófilo. Os adutos obtidos são intermediários importantes e bem funcionalizados, que podem ser utilizados na continuidade do estudo de desenvolvimento de nova metodologia sintética para a obtenção do sistema 11-oxabiciclo[6.2.1]undecano / The aim of this work was to start the study of a new methodology to synthesize the 11-oxabicycle[6.2.1]undecane system, the main carbon skeleton of the furanoheliangolides. The proposed synthetic approach involves the preparation of a bicyclic compound through a Diels-Alder reaction with furan derivatives, followed by formation of a six membered ring and, finally, cleavage of the central bond to obtain of the macrocyclic system. The Diels-Alder reaction between furan and acetylene derivatives gives a compound with the 7-oxabicyclico[2.2.1]heptane system, that is a potential starting material for the synthesis of several natural products. We started this study with the Diels-Alder reaction between the 3,4-dimethoxy-2-methylfuran and methyl bromopropiolate, and obtained the product 85 that after some modifications furnished the compound 92. However, after various attempts we were unable to convert the compound 92 into the desired tricycle. We have then decided to study the Diels-Alder reaction between furan and 2,5-disubstituted benzoquinone derivatives, that could furnish the adducts properly functionalized to be transformed in the 11-oxabicyclico[6.2.1]undecane system. However, we observed that the equilibrium is strongly shifted towards the starting materials in these cycloaddition reactions. This methodology has thus showed to be impracticable. As a third alternative, we affected the study the Diels-Alder reaction between the furans derivatives and the acetylenes. The adducts obtained present 7-oxabicyclico[2.2.1]heptane system that could be used to synthesizes of structural skeleton of furanoheliangolide.

Furanoeliangolidos são produtos naturais bioativos com peculiar estrutura macrocíclica. A síntese orgânica destes compostos tem despertado grande interesse por parte de vários pesquisadores. Particularmente, há alguns anos, o nosso grupo de pesquisa vem se dedicando, entre outras atividades, ao estudo de métodos sintéticos para a preparação do esqueleto estrutural dos furanoeliangolidos, mais especificamente do goiazensolido. A estrutura simplificada deste produto natural corresponde a um sistema 7-oxabiciclo[6.2.1]undecano. Este produto natural possui as seguintes atividades biológicas: esquistossomicida, citotóxica e antiinflamatória. Nossa metodologia utiliza, como etapa chave, a reação de Diels-Alder. Após a preparação do sistema policíclico, a clivagem da ligação interna dos anéis poderia fornecer o macrociclo desejado. Neste trabalho, foram estudadas três rotas sintéticas para preparação do núcleo básico dos furanoeliangolidos. Na proposta sintética inicial, a reação de Diels-Alder realizada entre o 2-metil-furano e o 3-bromopropiolato de metila, apresentou um aspecto surpreendente, uma alta regiosselevidade. A reação de anelação para formação do sistema policíclico foi investigada com três compostos diferentes. Todavia, nenhuma destas reações forneceu o produto desejado, mas sim resultaram em misturas complexas de produtos. Estes resultados revelaram a dificuldade em se realizar reações de anelação em compostos deste tipo. Outros substratos poderiam ser usados, mas considerando esses resultados insatisfatórios, nós preferimos iniciar o estudo de uma nova rota sintética. Na segunda rota, tentamos introduzir um grupo contendo três carbonos para formar o anel de seis membros, a partir de modificação na parte ?superior? da molécula (éster metílico). O aldeído intermediário pôde ser obtido com bom rendimento, mas o produto resultante da condensação aldólica deste composto com a acetona, é muito instável. A hidrólise de cetais deste tipo, conforme verificamos em experimentos com um cetal mais simples, requer tratamento com ácido forte. O produto obtido da reação aldólica, portanto não poderia resistir a essas condições, então abandonamos a rota. Na terceira rota sintética, a metodologia consistiu na construção do sistema policíclico através de duas reações de Diels-Alder e utilizando uma reação de ozonólise para clivar a dupla ligação central. A estereoquímica do aduto obtido na segunda reação de Diels-Alder foi confirmada por estudos de RMN. A ozonólise deste composto deu origem ao macrociclo desejado, contendo o núcleo estrutural dos furanoeliangolidos. Como o grupo imida presente neste macrociclo é muito resistente à hidrólise e outras reações, nós também desenvolvemos uma modificação que produz um produto mais tratável. O dieno utilizado nesta segunda reação de Diels-Alder não fornece aduto com anidrido maleico, mas ele reage bem com o acetilenodicarboxilato de dimetila dando o aduto correspondente. As duas duplas ligações deste composto são suficientemente diferentes uma da outra para permitir a ozonólise seletiva da dupla ligação central, mais nucleofílica. Nesta última rota sintética, dois macrociclos foram preparados em sete etapas, envolvendo duas reações de Diels-Alder, com rendimento total de 36,3% e 42,1%, respectivamente. / Furanoheliangolides are bioactive natural products containing a peculiar macrocyclic structure. The synthesis of these compounds has been a matter of considerable interest to several researchers. In the last few years, our research group has dedicated some efforts to develop synthetic methods for the preparation of the core structure of the furanoheliangolides, particularly goyazensolide. The core structure of this natural product corresponds to the 7- oxabicyclo[6.2.1]undecane system. This natural product has several biological activities, such as schistosomicidal, cytotoxic and anti-inflammatory. Our methodology uses, as a key step, the Diels-Alder reaction. After the preparation of the polycyclic system, the cleavage of the internal bond of the rings should furnish the desired macrocycle. In this work, three synthetic routes to the preparation of the core structure of the furanoheliangolides were studied. In the first route, the Diels-Alder reaction between 2-methylfuran and methyl 3-bromopropiolate, occurred with unusually high regioselectivity The cyclization reaction for the formation of the polycyclic system was investigated with three different compounds. However, none of these reactions furnished the desired product, but resulted instead in complex mixtures of products. These results showed the difficulty to perform cyclization reactions in compounds of this type. Other substrates could have been used, but considering these discouraging initial results, we preferred to start the studies of a new synthetic route. In the second route we were still attempting to introduce a three-carbon group to form the new six-membered ring; the main modification was that we would now start from the other side of the molecule. The aldehyde could be obtained in good yield, but the aldol reaction product of this aldehyde with the ketone is very unstable. As we have found in experiments with a simple ketal, the hydrolysis of ketals of this type require rather strong acidic treatment. Therefore, the aldol product would not withstand these conditions, so we abandoned these studies. In the third synthetic route, the methodology consisted of building the polycyclic system through two Diels-Alder reactions followed by an ozonolysis reaction to cleave the central double bond. The stereochemistry of the addut obtained in the second Diels-Alder reaction was confirmed by NMR studies. The ozonolysis of this product produced the desired core of the furanoheliangolides. As the imide group of this macrocycle is very resistant to hydrolysis and other reactions, we have also developed a modification that produces a more treatable product. The diene used in this second Diels-Alder reaction does not give Diels-Alder adduct with maleic anhydride, but it reacts well with dimethyl acetylenedicarboxylate to give correspondent addut. The two double bonds of this addut are sufficiently different from each other to permit the selective ozonolysis of the more nucleophilic central bond. In this last synthetic route, two macrocycles were prepared in seven steps, involving two Diels-Alder reactions, with overall yields of 36.3% and 42.1%, respectively.

Furanoeliangolidos são produtos naturais bioativos com peculiar estrutura macrocíclica. A síntese orgânica destes compostos tem despertado grande interesse por parte de vários pesquisadores. Particularmente, há alguns anos, o nosso grupo de pesquisa vem se dedicando, entre outras atividades, ao estudo de métodos sintéticos para a preparação do esqueleto estrutural dos furanoeliangolidos, mais especificamente do goiazensolido. A estrutura simplificada deste produto natural corresponde a um sistema 7-oxabiciclo[6.2.1]undecano. Este produto natural possui as seguintes atividades biológicas: esquistossomicida, citotóxica e antiinflamatória. Nossa metodologia utiliza, como etapa chave, a reação de Diels-Alder. Após a preparação do sistema policíclico, a clivagem da ligação interna dos anéis poderia fornecer o macrociclo desejado. Neste trabalho, foram estudadas três rotas sintéticas para preparação do núcleo básico dos furanoeliangolidos. Na proposta sintética inicial, a reação de Diels-Alder realizada entre o 2-metil-furano e o 3-bromopropiolato de metila, apresentou um aspecto surpreendente, uma alta regiosselevidade. A reação de anelação para formação do sistema policíclico foi investigada com três compostos diferentes. Todavia, nenhuma destas reações forneceu o produto desejado, mas sim resultaram em misturas complexas de produtos. Estes resultados revelaram a dificuldade em se realizar reações de anelação em compostos deste tipo. Outros substratos poderiam ser usados, mas considerando esses resultados insatisfatórios, nós preferimos iniciar o estudo de uma nova rota sintética. Na segunda rota, tentamos introduzir um grupo contendo três carbonos para formar o anel de seis membros, a partir de modificação na parte ?superior? da molécula (éster metílico). O aldeído intermediário pôde ser obtido com bom rendimento, mas o produto resultante da condensação aldólica deste composto com a acetona, é muito instável. A hidrólise de cetais deste tipo, conforme verificamos em experimentos com um cetal mais simples, requer tratamento com ácido forte. O produto obtido da reação aldólica, portanto não poderia resistir a essas condições, então abandonamos a rota. Na terceira rota sintética, a metodologia consistiu na construção do sistema policíclico através de duas reações de Diels-Alder e utilizando uma reação de ozonólise para clivar a dupla ligação central. A estereoquímica do aduto obtido na segunda reação de Diels-Alder foi confirmada por estudos de RMN. A ozonólise deste composto deu origem ao macrociclo desejado, contendo o núcleo estrutural dos furanoeliangolidos. Como o grupo imida presente neste macrociclo é muito resistente à hidrólise e outras reações, nós também desenvolvemos uma modificação que produz um produto mais tratável. O dieno utilizado nesta segunda reação de Diels-Alder não fornece aduto com anidrido maleico, mas ele reage bem com o acetilenodicarboxilato de dimetila dando o aduto correspondente. As duas duplas ligações deste composto são suficientemente diferentes uma da outra para permitir a ozonólise seletiva da dupla ligação central, mais nucleofílica. Nesta última rota sintética, dois macrociclos foram preparados em sete etapas, envolvendo duas reações de Diels-Alder, com rendimento total de 36,3% e 42,1%, respectivamente. / Furanoheliangolides are bioactive natural products containing a peculiar macrocyclic structure. The synthesis of these compounds has been a matter of considerable interest to several researchers. In the last few years, our research group has dedicated some efforts to develop synthetic methods for the preparation of the core structure of the furanoheliangolides, particularly goyazensolide. The core structure of this natural product corresponds to the 7- oxabicyclo[6.2.1]undecane system. This natural product has several biological activities, such as schistosomicidal, cytotoxic and anti-inflammatory. Our methodology uses, as a key step, the Diels-Alder reaction. After the preparation of the polycyclic system, the cleavage of the internal bond of the rings should furnish the desired macrocycle. In this work, three synthetic routes to the preparation of the core structure of the furanoheliangolides were studied. In the first route, the Diels-Alder reaction between 2-methylfuran and methyl 3-bromopropiolate, occurred with unusually high regioselectivity The cyclization reaction for the formation of the polycyclic system was investigated with three different compounds. However, none of these reactions furnished the desired product, but resulted instead in complex mixtures of products. These results showed the difficulty to perform cyclization reactions in compounds of this type. Other substrates could have been used, but considering these discouraging initial results, we preferred to start the studies of a new synthetic route. In the second route we were still attempting to introduce a three-carbon group to form the new six-membered ring; the main modification was that we would now start from the other side of the molecule. The aldehyde could be obtained in good yield, but the aldol reaction product of this aldehyde with the ketone is very unstable. As we have found in experiments with a simple ketal, the hydrolysis of ketals of this type require rather strong acidic treatment. Therefore, the aldol product would not withstand these conditions, so we abandoned these studies. In the third synthetic route, the methodology consisted of building the polycyclic system through two Diels-Alder reactions followed by an ozonolysis reaction to cleave the central double bond. The stereochemistry of the addut obtained in the second Diels-Alder reaction was confirmed by NMR studies. The ozonolysis of this product produced the desired core of the furanoheliangolides. As the imide group of this macrocycle is very resistant to hydrolysis and other reactions, we have also developed a modification that produces a more treatable product. The diene used in this second Diels-Alder reaction does not give Diels-Alder adduct with maleic anhydride, but it reacts well with dimethyl acetylenedicarboxylate to give correspondent addut. The two double bonds of this addut are sufficiently different from each other to permit the selective ozonolysis of the more nucleophilic central bond. In this last synthetic route, two macrocycles were prepared in seven steps, involving two Diels-Alder reactions, with overall yields of 36.3% and 42.1%, respectively.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos para sintetizar o esqueleto carbônico básico de furanoeliangolidos. Goiazensolido é um típico exemplo destes produtos naturais, cujo núcleo estrutural podemos considerar como sendo de um biciclo[6.2.1]undecano. Imaginamos que este tipo de estrutura poderia ser preparado através da reação de Diels-Alder seguida da ruptura de uma ligação interna de um sistema policíclico. Na nossa primeira tentativa, fomos capazes de preparar o dimesilato 75, mas a clivagem da ligação C2-C7 não pôde ser efetivada, nem sob condições solvolíticas, nem por tratamento com base, somente misturas complexas foram obtidas em todas as tentativas. Nossa próxima abordagem foi baseada no possível rearranjo térmico de um sistema contendo dois anéis de ciclobutanos fundidos entre si (um sistema tetraciclo[6.2.1.02,7.03,6]undecano). Entretanto, embora tenhamos conseguido preparar os compostos 87 e 101 com bons rendimentos, o produto de fotocicloadição [2 + 2] não pôde ser obtido. Finalmente, em nossa terceira abordagem, baseada em uma reação de retro-aldol, conseguimos obter o sistema biciclo[6.2.1]undecano 117, pelo tratamento de 116 com NaH em tolueno aquecido até refluxo. O composto foi preparado por dois caminhos diferentes, ambos envolvendo reações de Diels-Alder. / The aim of this work was to develop methods to synthesize the main carbon skeleton of the furanoheliangolides. Goyazensolide is a typical example of these natural products, whose core structure is a bicyclo[6.2.1]undecane. We envisioned that this framework could be prepared through the Diels-Alder reaction followed by a cleavage of an internal bond of the polycyclic ring system. In our first attempt, we were able to prepare the dimesilate 75, but the desired cleavage of the C2-C7 bond could not be effected, neither under solvolytic conditions, nor by base treatment, complex mixtures being the result in all attempts. Our next approach was based in the possible thermal rearrangement of the system consisting of two fused cyclobutane rings (a tetracyclo[6.2.1.02,7.03,6]undecane ring system). However, although compounds 87 and 101 could be prepared in good yields, no photochemical [2 + 2] cycloaddition product could be obtained from them. Finally, in our third approach, based in a retro aldol reaction, we succeeded in preparing the desired bicyclo[6.2.1]undecane system 117 by treatment of 116 with NaH in refluxing toluene. Compound 116 was prepared by two different ways, both involving Diels-Alder reactions.

Orientadora: Profa. Dra. Mirela Inês de Sairre / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2017. / Cerca de 98% do total de nióbio encontra-se no Brasil, sendo este o maior produtor de mundial com aproximadamente 90%. Neste trabalho serão apresentadas duas reações a Reação Multicomponente de Hanzsch (RMC) e a Reação de Diels-Alder, nas quais foram utilizados compostos de nióbio (pentóxido de nióbio (NBO), oxalato amoniacal de nióbio (ANO), fosfato de nióbio (NBP) e pentacloreto de nióbio) como catalisadores. A primeira reação estudada foi a RMC de Hanzsch para a produção de 1,4-dihiropiridinas (DHP). Uma nova metodologia foi desenvolvida para a produção de 1,4-DHP simétricas utilizando os catalisadores NBO, NPB e ANO, foram obtidos rendimentos moderados a bons (23%-63%). Após a obtenção destes resultados, foi decidido produzir DHP diferentemente substituídas, para isso foi sintetizada a 3-aminocrotonitrila via reação de Thorpe, o produto foi obtido como mistura de isómeros E e Z (rendimento de 46%). Utilizando a mesma metodologia sintetizouse então as ciano-l,4-di-hidropiridinas que foram obtidas em baixo rendimento (3% - 25%),pois também foi formada a DHP simétrica. Tentando utilizar o pentacloreto de nióbio como catalisador criar uma nova metodologia, que foi desenvolvida na ausência de solvente, oproduto obtido não foi a 1,4-DHP diferentemente substituída, mas sim uma diciano-1,4-DHP. Essas moléculas apresentam grande importância, pois estudo computacionais feitos previamente mostram que as 1,4-DHP são moléculas precursoras para o desenvolvimento de possíveis inibidores da enzima dipeptidil peptidase IV (DPP IV), que podem ser utilizadas no tratamento de Diabetes Melito do Tipo 2. A segunda reação estudada foi a reação de Diels- Alder, para esta reação utilizou o N-Boc-pirrol e o furano como dienos, e o acrilato de etila e de metila como dienófilos. As reações realizadas com o N-Boc-pirrol não produziram o biciclo resultante da reação de Diels-Alder. As reações entre o furano e o acrilato de etila só apresentaram resultados positivos quando se utilizou pentacloreto de nióbio, no entanto o produto foi obtido em baixo rendimento (7%). Quando o dienófilo foi alterado para acrilato de metila o rendimento aumentou para 75%. Os biciclos produzidos apresentam grande importância, pois eles são precursores de um intermediário para a síntese de duas moléculas bastante importantes como a Gabaculina, que pode ser utilizada como fármaco no tratamento de epilepsia, esquizofrenia e mal de Parkinson, e o Oseltamivir Fosfato, um fármaco utilizado no tratamento do vírus influenza. / About 98% of the total niobium is found in Brazil, the country is the largest producer with approximately 90%. In this work, we will present two reactions: the Hanzsch Multicomponent Reaction (MCR) and the Diels-Alder Reaction, these reactions were promoted by niobium compounds (nobium pentoxide (NBO), ammoniacal niobium oxalate (ANO), niobium phosphate (NBP) and niobium pentachloride). The first reaction studied was Hanzsch MCR for the production of 1,4-dihiropyridines (DHP). A new methodology was developed to produce 1,4-DHP symmetrical using the NBO, NPB and ANO catalysts, moderate to good yields were obtained (23% - 63%). After obtaining these results, it was decided to produce DHP differently substituted, however it was necessary to synthesize the 3-aminocrotonitrile via Thorpe reaction, the product was obtained as a mixture of E and Z isomers (yield 46%). Using the same methodology, the cyano-1,4-dihydropyridines were synthesized which were obtained in low yield (3% - 25%), because the DHP symmetrical was also formed. In attempting to produce a novel methodology promoted by niobium pentachloride, using no solvent, the product obtained was not 1,4-DHP differently substituted, but a dicyano-1,4- DHP. A previously molecular modeling computational study has shown that these molecules are of great importance for the development of possible enzyme dipeptidyl peptidase IV (DPP IV) inhibitors, and they can be used in the treatment of type 2 diabetes mellitus. The second reaction studied was the Diels-Alder reaction; the reactions were performed using N-Bocpyrrole and furan as dienes, and ethyl acrylate and methyl acrylate as dienophiles. Reactions performed using N-Boc-pyrrole did not produce the aduct resulting from Diels-Alder reaction. Reactions performed using furan and ethyl acrylate only showed positive results promoted by niobium pentachloride; however the product was obtained in low yield (7%). When the dienophile was changed to methyl acrylate the yield increased to 75%. The aducts produced are of great importance because they are precursors of an intermediate for the synthesis of two very important molecules such as Gabaculin, it can be used as a medicine in the treatment of epilepsy, schizophrenia and Parkinson's disease, and Oseltamivir Phosphate, a medicine used in the treatment of influenza virus.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver métodos para sintetizar o esqueleto carbônico básico de furanoeliangolidos. Goiazensolido é um típico exemplo destes produtos naturais, cujo núcleo estrutural podemos considerar como sendo de um biciclo[6.2.1]undecano. Imaginamos que este tipo de estrutura poderia ser preparado através da reação de Diels-Alder seguida da ruptura de uma ligação interna de um sistema policíclico. Na nossa primeira tentativa, fomos capazes de preparar o dimesilato 75, mas a clivagem da ligação C2-C7 não pôde ser efetivada, nem sob condições solvolíticas, nem por tratamento com base, somente misturas complexas foram obtidas em todas as tentativas. Nossa próxima abordagem foi baseada no possível rearranjo térmico de um sistema contendo dois anéis de ciclobutanos fundidos entre si (um sistema tetraciclo[6.2.1.02,7.03,6]undecano). Entretanto, embora tenhamos conseguido preparar os compostos 87 e 101 com bons rendimentos, o produto de fotocicloadição [2 + 2] não pôde ser obtido. Finalmente, em nossa terceira abordagem, baseada em uma reação de retro-aldol, conseguimos obter o sistema biciclo[6.2.1]undecano 117, pelo tratamento de 116 com NaH em tolueno aquecido até refluxo. O composto foi preparado por dois caminhos diferentes, ambos envolvendo reações de Diels-Alder. / The aim of this work was to develop methods to synthesize the main carbon skeleton of the furanoheliangolides. Goyazensolide is a typical example of these natural products, whose core structure is a bicyclo[6.2.1]undecane. We envisioned that this framework could be prepared through the Diels-Alder reaction followed by a cleavage of an internal bond of the polycyclic ring system. In our first attempt, we were able to prepare the dimesilate 75, but the desired cleavage of the C2-C7 bond could not be effected, neither under solvolytic conditions, nor by base treatment, complex mixtures being the result in all attempts. Our next approach was based in the possible thermal rearrangement of the system consisting of two fused cyclobutane rings (a tetracyclo[6.2.1.02,7.03,6]undecane ring system). However, although compounds 87 and 101 could be prepared in good yields, no photochemical [2 + 2] cycloaddition product could be obtained from them. Finally, in our third approach, based in a retro aldol reaction, we succeeded in preparing the desired bicyclo[6.2.1]undecane system 117 by treatment of 116 with NaH in refluxing toluene. Compound 116 was prepared by two different ways, both involving Diels-Alder reactions.