Durante o último século, diversas transformações envolvendo diazocompostos foram descobertas. Diazocompostos em presença de um átomo metálico como Rh, Cu, Au, entre outros, dão origem a um carbenóide o qual pode ser utilizado em diversos tipos de transformações. Dentre estas, podem ser destacadas as reações de ciclopropanação, rearranjos de Wolff, formação de ilídeos, reações de inserção C-H e reações de inserção X-H (sendo X= N, O, S, Se, halogênios, etc). As reações de inserção X-H, em especial as inserções de nitrogênio e oxigênio, tem sido muito estudadas nos últimos anos. Para se ter ideia do tamanho da importância dessas reações, as inserções N-H são atualmente usadas como etapa chave do processo da síntese do antibiótico Tienamicina, desenvolvido pela Merck. Recentemente, a primeira síntese total do Maecristal V, um produto natural muito promissor no combate ao câncer, evolveu em uma das etapas chave a reação de inserção O-H. Entretanto, a maior parte das metodologias para reações de inserção são descritas com a utilização de catálise metálica ou por reações fotoquímicas. A organocatálise tem se destacado nos últimos anos, o que pode ser notado pelo crescente número de publicações na área. Além das vantagem como, por exemplo, o menor custo, menor geração de resíduos, menor toxicidade, maior tolerância ao ar e umidade, entre outras. O presente trabalho demonstra uma nova metodologia para reações de inserção O-H, utilizando-se ácidos de Brønsted como organocatalisadores, especificamente um ácido fosfórico. Foram desenvolvidas duas metodologias, uma sem solvente com excesso de um álcool e outra utilizando solvente na presença de uma menor quantidade de álcool, fornecendo rendimentos entre 19-91%. Essas metodologias foram avaliadas em outras substâncias hidroxiladas, tais como, água, fenóis e silanóis, porém sem sucesso nesses casos. Por último, foram realizadas reações de inserção de metanol em alguns exemplos de um exemplo de α-aril-diazoéteres e em α-diazocetona, com rendimentos entre 50-96%, sendo possível mostrar a aplicabilidade do método. Por fim, foi estudada a inserção de metanol em β-ceto-α-diazoésteres, mas não houve sucesso nessa reação. / Over the last century, several transformations involving diazocompounds were discovered. Diazocompounds in the presence of metallic atoms such as Rh, Cu, Au, among others, lead to a carbenoid, which may be used in many kinds of transformations. Among them, we may hightlight cyclopropanation reactions, the Wolff rearrangement, formation of ylides, C-H and X-H insertion reactions (being X= N, O, S, Se, halogen, etc). The X-H insertion reactions, in special insertions of nitrogen and oxygen, have been extensively studied in the last years. To mention the importance of these reactions, a N-H insertion was used as the key step for the preparation of the antibiotic Tienamicene, developed by Merck. Recently, the first total synthesis of Maecristal V, a very promising natural product for cancer treatment, involved an O-H insertion reaction. Despite of that, most methodologies for insertion reactions are still described by metal catalysis or photochemistry reactions. Organocatalisys has been very popular in recent years, as may be seen by the growing number of publications in the area. Beyond this advantage, lower cost, less waste, less toxicity, increased tolerance to air and moisture are also encountered in organocatalysis. The present work demonstrates a new methodology for O-H insertion reaction, using Brønsted acids as the catalyst, specifically a phosphoric acid. Two methodologies were developed, one without solvent and with an excess of alcohol and other using solvent in presence of small amount of alcohol. Insertion reactions were performed in different alcohols, furnishing yields between 19-91%. These methodologies were evaluated with other hydroxylated substances, such as, water, phenols and silanols, but without success. Insertion reactions in the presence of methanol were carried out for some examples of α-aril-diazoesthers and with one example of a α-diazoketone (yields between 50-96%), showing the applicability of this method. Finally, the insertion of methanol in a β-keto-α-diazoesther was studied, but without success in this reaction.

Durante o último século, diversas transformações envolvendo diazocompostos foram descobertas. Diazocompostos em presença de um átomo metálico como Rh, Cu, Au, entre outros, dão origem a um carbenóide o qual pode ser utilizado em diversos tipos de transformações. Dentre estas, podem ser destacadas as reações de ciclopropanação, rearranjos de Wolff, formação de ilídeos, reações de inserção C-H e reações de inserção X-H (sendo X= N, O, S, Se, halogênios, etc). As reações de inserção X-H, em especial as inserções de nitrogênio e oxigênio, tem sido muito estudadas nos últimos anos. Para se ter ideia do tamanho da importância dessas reações, as inserções N-H são atualmente usadas como etapa chave do processo da síntese do antibiótico Tienamicina, desenvolvido pela Merck. Recentemente, a primeira síntese total do Maecristal V, um produto natural muito promissor no combate ao câncer, evolveu em uma das etapas chave a reação de inserção O-H. Entretanto, a maior parte das metodologias para reações de inserção são descritas com a utilização de catálise metálica ou por reações fotoquímicas. A organocatálise tem se destacado nos últimos anos, o que pode ser notado pelo crescente número de publicações na área. Além das vantagem como, por exemplo, o menor custo, menor geração de resíduos, menor toxicidade, maior tolerância ao ar e umidade, entre outras. O presente trabalho demonstra uma nova metodologia para reações de inserção O-H, utilizando-se ácidos de Brønsted como organocatalisadores, especificamente um ácido fosfórico. Foram desenvolvidas duas metodologias, uma sem solvente com excesso de um álcool e outra utilizando solvente na presença de uma menor quantidade de álcool, fornecendo rendimentos entre 19-91%. Essas metodologias foram avaliadas em outras substâncias hidroxiladas, tais como, água, fenóis e silanóis, porém sem sucesso nesses casos. Por último, foram realizadas reações de inserção de metanol em alguns exemplos de um exemplo de α-aril-diazoéteres e em α-diazocetona, com rendimentos entre 50-96%, sendo possível mostrar a aplicabilidade do método. Por fim, foi estudada a inserção de metanol em β-ceto-α-diazoésteres, mas não houve sucesso nessa reação. / Over the last century, several transformations involving diazocompounds were discovered. Diazocompounds in the presence of metallic atoms such as Rh, Cu, Au, among others, lead to a carbenoid, which may be used in many kinds of transformations. Among them, we may hightlight cyclopropanation reactions, the Wolff rearrangement, formation of ylides, C-H and X-H insertion reactions (being X= N, O, S, Se, halogen, etc). The X-H insertion reactions, in special insertions of nitrogen and oxygen, have been extensively studied in the last years. To mention the importance of these reactions, a N-H insertion was used as the key step for the preparation of the antibiotic Tienamicene, developed by Merck. Recently, the first total synthesis of Maecristal V, a very promising natural product for cancer treatment, involved an O-H insertion reaction. Despite of that, most methodologies for insertion reactions are still described by metal catalysis or photochemistry reactions. Organocatalisys has been very popular in recent years, as may be seen by the growing number of publications in the area. Beyond this advantage, lower cost, less waste, less toxicity, increased tolerance to air and moisture are also encountered in organocatalysis. The present work demonstrates a new methodology for O-H insertion reaction, using Brønsted acids as the catalyst, specifically a phosphoric acid. Two methodologies were developed, one without solvent and with an excess of alcohol and other using solvent in presence of small amount of alcohol. Insertion reactions were performed in different alcohols, furnishing yields between 19-91%. These methodologies were evaluated with other hydroxylated substances, such as, water, phenols and silanols, but without success. Insertion reactions in the presence of methanol were carried out for some examples of α-aril-diazoesthers and with one example of a α-diazoketone (yields between 50-96%), showing the applicability of this method. Finally, the insertion of methanol in a β-keto-α-diazoesther was studied, but without success in this reaction.

O trabalho de tese é dividido em dois capítulos e visou explorar a química das diazocetonas α,β-insaturadas bem como dos ilídeos β-cetosulfoxônios. No primeiro capítulo é apresentado o emprego das diazocetonas α,β-insaturadas como novos aceptores em reações de aza-Michael. A adição conjugada de aminas primárias e secundárias foi explorada, assim como o uso de aminas quirais para avaliar a versão assimétrica da reação. Além da formação desses adutos, também foram investigadas estratégias para a construção de heterocíclicos nitrogenados a partir destes ou via protocolos \"one-pot\" (partindo das diazocetonas α,β-insaturadas) levando à formação de 2- e 3-pirrolidinonas. Por fim, foi avaliada a aplicação da metodologia desenvolvida na síntese do produto natural Barmumicina. O segundo capítulo se dispôs a investigar o emprego dos ilídeos β-cetosulfoxônios como substitutos de compostos diazocarbonílicos em reações de inserção. Num primeiro momento, avaliaram-se reações de inserção S-H intermolecular, visando a construção do fragmento β-cetotioéter. Alguns estudos competitivos e mecanísticos, bem como estratégias assimétricas também compõem o escopo. Num segundo momento, os ilídeos foram empregados em reações de inserção N-H intramolecular, no qual, a partir de sulfoxônios derivados de aminoácidos, vislumbrou-se a formação de 3-azetidinonas. / This thesis is divided into two chapters which are related to the chemistry of α,β-unsaturated diazoketones and β-ketosulfoxonium ylides. The first chapter presents the utility of α,β-unsaturated diazoketones as new aza-Michael acceptors. Conjugate addition of primary and secondary amines was explored, as well as the use of chiral amines to evaluate the asymmetric version of the reaction. In addition to the formation of these adducts, it was also investigated some strategies for the synthesis of 2- and 3-pyrrolidinones via the \"one-pot\" protocols (starting directly from the α,β-unsaturated diazoketones). Finally, the synthesis of the natural product Barmumicyn was evaluated from this methodology. The second chapter aimed to investigate the use of β-ketosulfoxonium ylides as diazocarbonyl compounds substitutes in insertion reactions. At first, the intermolecular S-H insertion reaction was studied aiming the construction of the β-ketothioether fragment. Some competitive and mechanistic studies, as well as asymmetric versions are also part of the scope. Secondly, some ylides were also employed in intramolecular N-H insertion reactions (from sulfoxonium amino acid derivatives) aiming the formation of 3-azetidinones.

O trabalho de tese é dividido em dois capítulos e visou explorar a química das diazocetonas α,β-insaturadas bem como dos ilídeos β-cetosulfoxônios. No primeiro capítulo é apresentado o emprego das diazocetonas α,β-insaturadas como novos aceptores em reações de aza-Michael. A adição conjugada de aminas primárias e secundárias foi explorada, assim como o uso de aminas quirais para avaliar a versão assimétrica da reação. Além da formação desses adutos, também foram investigadas estratégias para a construção de heterocíclicos nitrogenados a partir destes ou via protocolos \"one-pot\" (partindo das diazocetonas α,β-insaturadas) levando à formação de 2- e 3-pirrolidinonas. Por fim, foi avaliada a aplicação da metodologia desenvolvida na síntese do produto natural Barmumicina. O segundo capítulo se dispôs a investigar o emprego dos ilídeos β-cetosulfoxônios como substitutos de compostos diazocarbonílicos em reações de inserção. Num primeiro momento, avaliaram-se reações de inserção S-H intermolecular, visando a construção do fragmento β-cetotioéter. Alguns estudos competitivos e mecanísticos, bem como estratégias assimétricas também compõem o escopo. Num segundo momento, os ilídeos foram empregados em reações de inserção N-H intramolecular, no qual, a partir de sulfoxônios derivados de aminoácidos, vislumbrou-se a formação de 3-azetidinonas. / This thesis is divided into two chapters which are related to the chemistry of α,β-unsaturated diazoketones and β-ketosulfoxonium ylides. The first chapter presents the utility of α,β-unsaturated diazoketones as new aza-Michael acceptors. Conjugate addition of primary and secondary amines was explored, as well as the use of chiral amines to evaluate the asymmetric version of the reaction. In addition to the formation of these adducts, it was also investigated some strategies for the synthesis of 2- and 3-pyrrolidinones via the \"one-pot\" protocols (starting directly from the α,β-unsaturated diazoketones). Finally, the synthesis of the natural product Barmumicyn was evaluated from this methodology. The second chapter aimed to investigate the use of β-ketosulfoxonium ylides as diazocarbonyl compounds substitutes in insertion reactions. At first, the intermolecular S-H insertion reaction was studied aiming the construction of the β-ketothioether fragment. Some competitive and mechanistic studies, as well as asymmetric versions are also part of the scope. Secondly, some ylides were also employed in intramolecular N-H insertion reactions (from sulfoxonium amino acid derivatives) aiming the formation of 3-azetidinones.