A tripanossomíase sul-americana, também conhecida como Doença de Chagas é uma enfermidade endêmica da América Latina.A doença é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi, cuja transmissão em seres humanos e outros mamíferos ocorrem, principalmente, através das fezes do inseto \"barbeiro\" (triatoma infestans) infectado.Desde a descoberta já foram realizadas inúmeras tentativas de tratamento sem obter quimioterapia eficaz. Hoje o tratamento é realizado pelo uso do fármaco nitroheterocíclico benznidazol. Porém esse composto só é utilizado na fase aguda da doença e tem sua eficácia variada de acordo com a área geográfica, provavelmente como consequência de variação de cepas do parasita e apresenta graves efeitos colaterais. Uma ferramenta interessante em Química Medicinal é o uso do bioisosterismo para a síntese de moléculas análogas, que por possuírem propriedades biológicas relacionáveis geralmente atuam no mesmo alvo farmacológico como agonistas ou antagonistas. Por outro lado, as reações relacionadas às condensações de cicloadição 1,3 dipolar catalisadas por Cu(I), envolvendo estratégias de \"click chemistry\" tem como pontos positivos o fato de geralmente não formarem subprodutos, serem de fácil execução e apresentarem rendimentos elevados. Partindo de dois compostos comerciais (benzilamina e cloreto de cloro acetila) efetuou-se a síntese de uma biblioteca de vinte e três compostos análogos ao benznidazol através de uma rota sintética curta e de fácil execução. Foram realizados ensaios de atividade tripanocida envolvendo a cepa Tulahuen de T.cruzi, bem como ensaios de citotoxicidade. / The South American trypanosomiasis, also known as Chagas\' disease is an endemic disease in Latin America. The disease is caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, whose transmission in humans and other mammals occur primarily through the faeces of the insect \"barbeiro\" (triatoma infestans) infection. Since the discovery already been carried out many attempts to obtain effective chemotherapy treatment. Today\'s treatment is accomplished through the use of the drug nitro-heterocyclic benznidazole. However this compound is only used in the acute phase of the disease and its effectiveness is varied in accordance with the geographical area, probably as a consequence of the variation of strains of the parasite and presents serious side effects. An interesting tool in medicinal chemistry is the use of bioisosterism for the synthesis of analogous molecules, which possess biological properties relatable generally act on the same target as pharmacological agonists or antagonists. Moreover, the reactions related to condensations of 1.3 dipolar cycloaddition catalyzed by Cu(I), involving strategies \"click chemistry\" has the strengths of the fact usually do not form byproducts, being easy to perform and present high yields. Starting from two commercial compounds benzylamine and chloro acetyl chloride) we performed the synthesis of a library of twenty-three analog compounds to benznidazole via a synthetic route short and easy to perform. Tests of trypanocidal activity involving Tulahuen strain of T. cruzi, and cytotoxicity assays.

No presente trabalho foram desenvolvidas duas rotas sintéticas: uma para a preparação de uma série de seleno-carboidratos quirais, derivados da D-xilose e D-galactose, e outra aplicada à obtenção de glicoconjugados e dissacarídeos, onde as duas unidades básicas encontram-se ligadas por um átomo de selênio. Através de estratégias sintéticas simples e eficientes, obteve-se uma série de compostos heterocíclicos com elevado potencial para aplicação biológica. Para a síntese dos derivados xilofuranosídeos, a D-xilose 1 foi inicialmente convertida no diol 3, passando por um intermediário bis-acetonídeo 2. Tosilação seletiva da hidroxila primária, seguida da reação com nucleófilos de selênio resultou na síntese dos seleno-carboidratos 5a-j. Adicionalmente, o composto 5a foi convertido no derivado metilglicosilado 6, mediante desproteção do acetonídeo e reação com metanol em meio ácido. A reação do tosilato 4 com Li2Se2 e Li2Se resultou na formação do disseleneto 7 e do seleneto 8. Posteriormente, uma série de seleno-carboidratos funcionalizados foi preparada pela clivagem redutiva de 7 e reação do selenolato formado com eletrófilos selecionados. A expansão do escopo do trabalho para síntese de derivados galactopiranosídeos contendo selênio seguiu estratégia à anterior. Assim, a D-galactose 12 foi convertida ao bis-acetonídeo e em seguida, a hidroxila primária foi convertida no correspondente tosilato 13 e mesilato 14. Foi utilizado o mesilato 14 para fornecer os seleno-carboidratos 15a-e e 16. Ainda, o disseleneto 17 foi preparado a partir do tosilato 13, e quando clivado com NaBH4, o selenolato gerado reagiu com eletrófilos selecionados, levando a seleno-piranosídeos funcionalizados. Entre os compostos preparados, o disseleneto 7 reduziu significativamente a atividade in vitro da enzima δ-aminolevulinato desidratase, enquanto o fenilseleneto 5a levou à aumento da atividade enzimática, o que aponta para uma atividade antioxidante promissora. Na segunda parte do trabalho, a reatividade dos seleno-carboidratos foi explorada na síntese de glicoconjugados 22 a partir da abertura regiosseletiva de N-Boc aziridinas quirais 23 (A). Numa segunda estratégia utilizou-se β-amino-disselenetos 24 como fonte de selenolato que reagiu com o tosilato 4 com menor eficiência (B). Adicionalmente, foi desenvolvida uma estratégia para a síntese de dissacarídeos conectados por um átomo de selênio, mediante reação de um selenolato glicosídico com outra unidade glicosídica adequadamente funcionalizada. / In the present work two different synthetic routes for the synthesis of seleno-carbohydrates were developed starting from the readily available carbohydrates D-xylose and D-galactose. Furthermore, we developed a strategy for the synthesis of glycoconjugates and disaccharides, with the two basic units linked by a selenium atom. Through simple and efficient synthetic strategies, we obtained a series of heterocyclic compounds with high potential for biological application. For the synthesis of xilofuranosides derivatives, D-xylose 1 was initially converted into diol 3, through an intermediate bis-acetonide 2. Selective tosylation of the primary hydroxyl, followed by reaction with selenium nucleophiles resulted in the synthesis of seleno-carbohydrate 5a-j. Additionally, the compound 5a was converted into methylglycosyl derivatived 6 by deprotection of the acetonide and reaction with methanol in acidic medium. The reaction of tosylate 4 with Li2Se2 and Li2Se resulted in the formation of the diselenide and selenide 7 and 8. Subsequently, a series of functionalized seleno-carbohydrates were prepared by reductive cleavage of 7 and reaction of the resulting selenide anion with selected electrophiles. In order to expand the scope of the work, the synthesis of galacto-pyranosides containing selenium was pursued, according to the previous strategy. Thus, D-galactose 12 was converted to bis-acetonide and then the primary hydroxyl was converted into the corresponding tosylate and mesylate 13 and 14. Mesylate 14 was used to provide the seleno-carbohydrate 15a-e and 16. Moreover, the diselenide 17 was prepared from tosylate 13, and when cleaved with NaBH4, the resulting selenide anion was trapped with selected electrophiles, leading to functionalized seleno-pyranosides. Among the compounds prepared, the diselenide 7 significantly reduced the in vitro activity of the enzyme δ-aminolevulinate dehydratase, while the phenylselenide 5a increased enzyme activity, which points to a promising antioxidant activity. In the second part of the work, the reactivity of seleno-carbohydrates has been exploited in the synthesis of glycoconjugates 22 from the regioselective opening of chiral N-Boc aziridines 23 (A). In a second strategy β-amino-diselenides 24 were used as a source of the selenium nucleophile, reacting with tosylate 4 with lower efficiency (B). Additionally, we developed a strategy for the synthesis of disaccharides linked by a selenium atom by a reaction glycosylselenolate with another functionalized glycosyl unit.

Submitted by Ramon Santana (ramon.souza@ufpe.br) on 2015-03-05T12:53:18Z No. of bitstreams: 2 tese - 25-03-13.pdf: 2653654 bytes, checksum: bede8978fec54acad5daaad33d93837e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T12:53:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese - 25-03-13.pdf: 2653654 bytes, checksum: bede8978fec54acad5daaad33d93837e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Infecções bacterianas têm aumentado drasticamente nos últimos anos, afetando milhões de pessoas em todo mundo, resultando em elevadas taxas de morbidade e mortalidade, especialmente nos países em desenvolvimento. A resistência microbiana resulta na busca de novos agentes antimicrobianos, mais potentes e menos tóxicos. O avanço nas pesquisas de novas substâncias terapeuticamente úteis para cura ou controle dessas enfermidades tem resultado na produção de novos fármacos com largo espectro de ação biológica. Derivados tiazolidínicos e tiazólicos, têm se destacado por apresentarem propriedades bioativas. A literatura refere-se aos compostos tiazolidínicos e tiazólicos como heterociclos potencialmente ativos, com ação antimicrobiana e antiproliferativa. Com este potencial, e por apresentarem, aplicação em síntese orgânica, derivados da tiazolidina-2,4-diona, da 4-tioxo-tiazolidina-2-ona e tiazólicos foram obtidos por substituição de hidrogênios do anel heterocíclico através da reação de alquilação com cloretos de benzila, tionação com reativo de Lawesson e condensação com aldeídos aromáticos nas posições 3, 4 e 5 respectivamente. Os derivados tiazólicos foram produzidos por reação de ciclização da tiouréia com haletos de acetofenonas substituídas, em meio ácido com pH ajustado. As reações seguintes ocorreram por condensação de benzaldeídos substituídos com o grupo amina da posição 2 do anel tiazólico. Após a purificação, os derivados apresentaram rendimentos variados entre 20 e 94% e foram caracterizados por métodos espectroscópicos convencionais como RMN1H, RMN13C, IV e Análise elementar, revelando consistência com as estruturas esperadas. Os derivados 5-arilideno-4-tioxo-tiazolidina-2-ona (IIIa-f) apresentaram relevante atividade antimicrobiana em comparação com as séries da 5-(arilideno substituído)-tiazolidina-2,4-diona (IVa-f), 3-benzil-substituído-tiazolidina-2,4-diona (Va-b) e 5-arilideno-3-benzil-tiazolidina-2,4-diona (VIa-g) sintetizadas. Isto demonstrou a importância do bioisosterismo na síntese orgânica. Apesar de não realizadas as curvas com IC50, dos derivados tiazólicos, alguns revelaram importante ação inibitória celular (citotoxicidade) para células proliferativas derivadas de carcinomas humanos como: HEP-2 (epidermóide de laringe) HT29 (de cólon), MCF- 7 (de mama) e NCI H-292 (de pulmão).

O objetivo sintético do presente trabalho é a síntese, caracterização e aplicação do polímero conjugado inédito de baixa Egap, poli(9,9-n-dioctil-2,7-fluorenilenovinilenoalt- 4,7-dibenzotiadiazol-2,5-tiofeno) (PF-BTB). A rota sintética proposta envolve 10 passos, dentre os quais destacam-se reações como a de Wittig e acoplamentos de paládio (Stille e Heck). A caracterização da molécula envolveu as técnicas de RMN de 1H, espectroscopias de infravermelho, UV-VIS e fluorescência, voltametria cíclica, análises térmicas (TGA e DSC) e cromatografia por permeação em gel. A primeira aplicação do polímero se deu na construção de um nariz eletrônico capaz de identificar com ótima precisão três variedades de tabaco (Burley, Flue Cured e Oriental), além de oito diferentes marcas comerciais de cigarro. Esses estudos, além da aplicação prática, serviram para mostrar a eficiência de um tipo novo de sensor para narizes eletrônicos, composto por um mesmo polímero condutor dopado com diferentes porfirinas, denominado sensor híbrido. Por fim, filmes finos do polímero PF-BTB, depositados sobre eletrodos de ouro, tiveram suas propriedades magnetorresistivas testadas em diferentes condições, apresentando valores maiores que 40%, o que é considerado muito alto para esse tipo de fenômeno em filmes poliméricos. / The aim of this work is the synthesis, characterization and application of a novel low Egap conjugated polymer, poly(9,9-n-octyl-2,7-fluorenevinylene-alt-4,7- benzothiadiazole-2,5-thiophene) (PF-BTB). The synthetic pathway comprises 10 steps, involving reaction such as Wittig\'s and palladium cross-couplings (Heck\'s and Stille\'s). The molecule was characterized by the following techniques: 1H NMR, spectroscopic analyses (FTIR, UV-VIS and fluorescence spectroscopy), cyclic voltammetry, thermal analyses (TGA and DSC) and gel permeation chromatography. The polymer was first used to build an electronic nose, which successfully identified three tobacco types (Burley, Flue Cured and Oriental) with high accuracy. The same system could also identify eight different cigarette brands. Besides this practical application, the experiments were designed to show the power of a new sensor type, composed by a single conductive polymer doped with different porphyrins, a composite sensor. Finally, thin films of PF-BTB deposited onto gold electrodes had their magnetoresistive properties tested under different conditions. The material showed magnetoresistance values higher than 40%, which is considered outstanding for this kind of polymeric films.

O tumor sob hipóxia apresenta resistência a terapia antitumoral convencional por diferentes mecanismos. O uso de métodos diagnósticos moleculares não invasivos, como imagem por PET, permite a identificação de tumores sob hipóxia e auxilia no delineamento da estratégia terapêutica mais adequada. Atualmente, diversas pesquisas têm demonstrado alternativas ao tratamento de tumores sob hipóxia, explorando características como, potencial redutor do tumor e inibição de mecanismos de adaptação celular para a sobrevivência sob essa condição. Assim, neste trabalho foi realizada a síntese e avaliação in vivo de novo derivado 2-nitroimidazol, contendo o grupo hidrofílico zwiteriônico amôniometil-trifluoroborato (AMBF3), 18F-AmBF3-bu-2NI, com potencial para geração de imagens de tumores sob hipóxia. O composto AmBF3-bu-2NI foi facilmente preparado em 4 etapas sintéticas. A marcação com 18F foi realizada via reação de troca isotópica 18F-19F e 18F-AmBF3-bu-2NI foi obtido em 14,8 ± 0,4% de rendimento radioquímico (n = 3) com decaimento corrigido, 24,5 ± 5,2 GBq/?mol de atividade específica e >99% de pureza radioquímica. Estudos de imagem e biodistribuição ex vivo em camundongos, portando tumores HT-29, demonstraram que 18F-AmBF3-bu-2NI possui rápido clearance do sangue, com excreção pelas vias hepatobiliar e renal. No entanto, o tumor não foi visualizado em imagens de PET até 3 h pós-injeção devido à baixa captação tumoral (0,54 ± 0,13 e 0,19 ± 0,04% AI/g em 1 e 3 h pós-injeção, respectivamente), devido à não difusão de 18F-AmBF3-bu-2NI através da membrana celular. Adicionalmente, compostos quinazolinicos com potencial aplicação em diagnóstico foram também sintetizados contendo unidades biorredutives, nitro-benzil e nitro-imidazol, além de grupo fluoroetil, inicialmente contendo 19F (frio), como padrão analítico para a síntese do radiotraçador. Entretanto, devido a formação de produtos voláteis durante a radiossíntese da unidade 2-[18F]fluoroetil 4-metilbenzenosulfonato (34*), para incorporação no anel quinazolínico, a obtenção do radiotraçador e os correspondentes estudos de biodistribuição e imagem não foram realizados. Em paralelo ao trabalho anterior, foi realizada a síntese de um conjunto de 12 compostos aminotriazolil-quinazolínicos com potencial atividade antitumoral, via reação de cicloadição CuAAC. Inicialmente todos derivados quinazolínicos obtidos no trabalho para aplicação no diagnóstico foram testados em uma série de linhagens de células tumorais sob condições de normóxia e hipóxia (MDA-MB-231, SKBR3, BT474, PC3, MKN45, U251, U87, MIA PaCa-2, Skmel37, e A549, na concentração de 10 ?M), empregando cisplatina como referência. Neste estudo, apenas os derivados contendo grupo nitro-benzil-triazólico 61 e 63, apresentaram cerca de 50% de inibição de células MKN45 em normóxia e 40% em células SKBR3 sob hipóxia, respectivamente. Na sequência, os 12 derivados aminotriazolil-quinazolínicos foram submetidos a avaliação da citotoxicidade in vitro sob as linhagens de células tumorais de mama (MDA-MB-231, SKBR3, BT474, na concentração de 30 ?M), empregado os controles positivos Erlotinib e ii Lapatinib. Apenas o derivado contendo a função ftalimida 9, não substituído nas posições C-6 e C-7 do anel quinazolínico, apresentou cerca de 60% de inibição de células SKBR3 em hipóxia. Paralelamente, os derivados aminotriazolil-quinazolínicos foram submetidos à avaliação de triagem da atividade inibitória frente as quinases HER2, EGFR e PERK, na concentração de 10 ?M. Todavia, não houve inibição significativa nas enzimas avaliadas na concentração testada. Novos ensaios estão em andamento a fim de determinar a capacidade dos compostos atuarem como inibidores do crescimento de outras linhagens de células tumorais. / Tumor hypoxia is resistant to conventional antitumor therapy by different mechanisms. The use of non-invasive molecular diagnostic methods, such as PET imaging, allows the identification of tumors under hypoxia and assists in designing the most appropriate therapeutic strategy. Currently, several researches have provided alternative treatments for tumors under hypoxia, exploring some specific properties, such as tumor reducing potential and inhibition of adaptive mechanisms required for cell survival under hypoxia. Thus in this work, it was performed the synthesis and in vivo evaluation of new 2-nitroimidazole derivative, containing the zwitterionic hydrophilic group, ammonium methyl- trifluoroborate (AMBF3), 18F-AmBF3-bu-2NI, with potential for tumor imaging in hypoxia. The compound AmBF3-bu-2NI was easily prepared in four steps. 18F labeling was conducted via 18F-19F isotope exchange reaction, and 18F-AmBF3-bu-2NI was obtained in 14.8 ± 0.4% (n = 3) decay-corrected radiochemical yield with 24.5 ± 5.2 GBq/?mol specific activity and > 99% radiochemical purity. Imaging and biodistribution ex vivo studies in HT-29 tumor-bearing mice showed that 18F-AmBF3-bu-2NI cleared quickly from blood, and was excreted via the hepatobiliary and renal pathways. However, tumor PET images were not visualized until 3 h post-injection due to low tumor uptake (0.54 ± 0.13 and 0.19 ± 0.04%ID/g at 1 h and 3 h post-injection, respectively) due to non-diffusion of 18F-AmBF3-bu-2NI through the cell membrane. Additionally, quinazolinic compounds with potential diagnostic application were also synthesized containing biorreductive units, nitrobenzyl and nitroimidazole, as well as a fluoroethyl group, initially containing 19F (cold), as an analytical standard for the synthesis of the radiotracer. However, due to the formation of volatile products during the radiosynthesis of the 2-[18F] fluoroethyl 4-methylbenzenesulfonate (34*) unit, for incorporation into the quinazoline ring, the radiotracer preparation and its corresponding biodistribution and imaging studies were not performed. Concomitantly to the previous work, the synthesis of a set of 12 aminotriazolyl-quinazoline compounds with potential antitumor activity was performed, via the CuAAC cycloaddition reaction. Initially, all quinazolinic derivatives obtained in the work for application in the diagnosis were tested in a range of tumor cell lines under normoxia and hypoxia conditions (MDA-MB-231, SKBR3, BT474, PC3, MKN45, U251, U87, MIA PaCa-2, Skmel37, and A549, at 10 ?M), using cisplatin as a reference. In this study, only the derivatives bearing the nitrobenzyltriazole group 61 and 63 showed about 50% inhibition of MKN45 cells in normoxia and 40% in SKBR3 cells under hypoxia, respectively. In the sequence, the 12 aminotriazolyl-quinazoline derivatives were submitted to in vitro cytotoxicity evaluation using breast tumor cell lines (MDA-MB-231, SKBR3, BT474, at 30 ?M), in the presence of the reference drugs Erlotinib and Lapatinib. Only the derivative containing the phthalimide function 9, unsubstituted at C-6 and C-7 positions of the quinazoline ring, displayed about 60% inhibition on SKBR3 cells under hypoxia. Concomitantly, the inhibitory iv activity of these aminotriazolyl-quinazoline derivatives were also subjected to a screening evaluation against the HER2, EGFR and PERK kinases, 10 ?M. However, there was no significant inhibition of these enzymes at the tested concentration. New assays are ongoing to determine the inhibitory activity under other tumor cell lines.

Este trabalho relata um estudo da fotólise de 4-clorometil-6,8-dimetil-azuleno (1), 4-bromometil-6,8-dimetil-azuleno (2) e 4-clorometil-1-metil-7-isopropilazuleno (3), em solventes polares e apoiares. Os fotoprodutos foram analisados e identificados ou por cromatografia a gás, comparando-se com padrões autênticos, ou por espectrometria de massas. Em solventes polares, foram obtidos somente produtos provenientes de clivagem heterolítica da ligação C-halogênio, enquanto, em solventes apoiares foi observada somente a presença de fotoprodutos de origem radicalar. O produto majoritário na fotólise de 1 em solventes apoiares, em todas as condições experimentais, foi identificado como 1-cloro-4,6,8-trimetil-azuleno, um isômero do reagente, cuja formação não é afetada pela presença de doadores de hidrogênio. Entretanto, este isômero não foi observado em solventes polares, em nenhuma condição experimental. Resultados similares foram obtidos nas fotólises de 2 e de 3. Com base nestas observações, foi possível formular um mecanismo geral para a fotólise dos derivados de azuleno estudados. Em solventes apoiares ocorre clivagem homolítica, levando exclusivamente a produtos provenientes de reações radicalares. Em solventes polares, ao contrário dos mecanismos propostos na maioria dos trabalhos de literatura, ocorre clivagem heterolítica direta, sem o envolvimento de um par radicalar inicial que levaria à formação do carbocátion via transferência de elétron. Foram feitos, ainda, estudos de fotólise por pulso de laser utilizando-se soluções do derivado 1 em solventes apoiares e polares. Entretanto, em nenhuma condição experimental foi possível detectar absorção transiente. / This work reports a study on the photolysis of 4-chloromethyl-6,8-dimethylazulene (1), 4-bromomethyl-6,8-dimethylazulene (2) and 4-chloromethyl-1-methyl-7-isopropylazulene (3) in polar and apolar solvents. The obtained photoproducts were analyzed and identified by gas chromatography, in comparison to authentic standards or by mass spectrometric analysis. In polar solvents, only products formed by the heterolytic cleavage of the C-X (X = Cl and Br) bond are obtained, whilst, in apolar solvents, only photoproducts originated from radical reactions are observed. The major product in apolar solvents in the photolysis of 1, in all experimental conditions, was identified as 1-chloro-4,6,8-trimethylazulene, an isomer of the reagent, whose formation is not affected by the presence of hydrogen donors. However, this isomer is not observed in polar solvents in any experimental conditions. Similar results are obtained in the photolysis of 2 and 3. These observations allowed us to formulate a general mechanism for the photolysis of the azulene derivatives studied. In apolar solvents, homolytic bond cleavage occurs leading exclusively to the formation of products originated from radical reactions. However, in polar solvents direct heterolytic bond cleavage occurs, without the involvement of an initial radical par which would lead to carbocation formation by electron transfer, in oposition to the mechanism proposed in most of the literature works. Flash photolysis studies with 1 in apolar and polar solvents were also performed. However, it was not possible to detect any transient absorption in all experimental conditions used.

As cianobactérias apresentam distribuição variada e podem ocorrer desde as regiões frias do ártico até os trópicos, em corpos dágua doce e no ambiente marinho. Algumas espécies de cianobactérias produzem compostos com conhecida toxidade, podendo causar efeitos deletérios em seres humanos e animais. Entre estes compostos estão os com atividade neurotóxica devido aos mais variados mecanismos de ação. O objetivo geral deste projeto é a obtenção por via sintética de algumas neurotoxinas e variantes, entre elas a β-N-metil-L-alanina (L-BMAA), anatoxina-a e anatoxina-a(s), bem como algumas aplicações. Para a L-BMAA, foi buscada a determinação de rotas sintéticas viáveis para a obtenção deste aminoácido modificado sob a forma racêmica e enantiomericamente pura, além de um possível produto cíclico que pode ser gerado naturalmente a partir da L-BMAA. Algumas rotas estratégicas foram determinadas com êxito para a síntese destes compostos. Entre as aplicações dos produtos obtidos podem ser citados: (i) a determinação de um método analítico para a determinação deste aminoácido por RMN de 1H; (ii) um método analítico por LC-MS utilizando D3-L-BMAA como padrão interno e (iii) a indicação de um possível mecanismo de neurotoxidade ligado a neurodegeneração via um intermediário produzido naturalmente do equilíbrio entre L-BMAA e íons bicarbonato. Duas rotas sintéticas estratégicas foram traçadas para a anatoxina-a. Na primeira, que não foi bem sucedida, partiu-se de um biciclo já formado e em sua etapa chave deveria ocorrer à expansão de um anel tropânico que conduziria ao biciclo 1:2:4. Na segunda, tentou-se a síntese a partir de uma molécula extremamente simples, o 1,5- ciclooctadieno, e após cinco passos reacionais obteve-se a síntese total da anatoxina-a sob a forma racêmica. A etapa mais importante para essa rota foi a ciclização utilizando-se paládio divalente. Entre as possíveis aplicações dos produtos obtidos sugere-se: (i) o desenvolvimento de um método analítico por LC-MS utilizando D3-anatoxina-a como padrão interno e (ii) ensaios biológicos com os análogos para se determinar potencial agonista, antagonista ou agonista parcial de receptores nicotínicos para esses compostos. A anatoxina-a(s) apresentou um grande desafio para a sua síntese total. Por se tratar de um organofosforado com uma parte alquílica heterocíclica, buscou-se primeiramente a sua síntese parcial. Assim, foi possivel a síntese da guanidina cíclica sob a forma racêmica e quiral, além da obtenção de alguns compostos análogos inéditos. Para a síntese da N-hidroxiguanidina cíclica traçou-se duas diferentes rotas, uma enantioseletiva, partindo do aminoácido asparagina, e outra racêmica, com a utilização de álcool benzílico como material de partida. No entanto, apesar da produção de intermediários e análogos, não foi possível a obtenção do produto final. Entre as aplicações dos produtos sintéticos obtidos estão: (i) o desenvolvimento e validação de um método analítico para a quantificação indireta de anatoxina-a(s) utilizando a N-hidroxiguanidina cíclica como padrão e (ii) a utilização destes intermediários sintéticos em ensaios para se determinar os mecanismos de ação tóxicos, especialmente como inibidores de colinesterases. / Cyanobacteria are aquatic and photosynthetic organisms that can be present in cold areas, such as the Arctic, as well as in tropical waters, in both marine and freshwater environment. They are important species for aquatic life and terrestrial ecosystems since they are on the base of the food web. However, some cyanobacterial species can produce toxic secondary metabolites that have deleterious effects for animals and human. These toxic metabolites are also called cyanotoxins and show different mechanisms of action ranging from hepatotoxic to neurotoxic effects. The aim of this study is the organic synthesis of some common neurotoxins, including some analogues, such as β-N-methyl-L-alanine (L-BMAA), anatoxin-a and anatoxin-a(s). Moreover, focus was given for some possible application of these compounds, especially as analytical standards for water monitoring. Some synthetic routes were carried out in order to produce L-BMAA in both racemic and enantiomerically pure forms. Also, it was synthesized a possible cyclic analogue that may be formed in vivo from L-BMAA. The racemate and the pure L-BMAA were successfully obtained. Some possible application of these compounds were suggested: (i) the development of an analytical method based on 1H NMR analyses for the determination of L-BMAA in environmental and biological samples; (ii) the development of an analytical method based on LC-MS for the determination of L-BMAA, using D3-L-BMAA as an internal standard, in different matrices and (iii) the indication of a cyclic derivative formed in vivo that can be involved in the neurotoxicity of L-BMAA. Two strategies were planned in order to produce anatoxin-a. The first one was not successful and was started by using the bicyclic precursor. The crucial step was the expansion of tropanic ring to produce the 1:2:4 byciclic anatoxin-a precursor. The second strategy was initiated with the 1,5 cyclicoctadiene and after five reaction steps anatoxin-a was finally synthesized in its racemic form. The most important step for this route was the use of palladium. Similar applications were suggested for anatoxin-a: (i) the development of an analytical method based on LC-MS for the determination of anatoxin-a using D3-anatoxin-a as an internal standard in different matrices and (ii) the screening of anatoxin-a and analogues in bioassays based on nicotinic receptors in order to determine their agonistic and antagonistic mechanism of action. The total synthesis of anatoxin-a(s) is still a challenge. This cyanotoxin is a natural organophosphate with an alkylic heterocyclic chain. Therefore, the first step was the production of the cyclic guanidine in both racemic and enantiomerically pure forms. Some cyclic guanidine derivatives were prepared via asparagine and/or benzilic alcohol. However, anatoxin-a(s) was not achieved. The use of the cyclic guanidine can be recommended for: (i) the development of an analytical method based on LC-MS for the indirect determination of anatoxin-a(s) using its alkylic chain as a standard after sample alkalinization and (ii) the screening of anatoxin-a(s) derivatives in cholinesterase assays to determine their toxicity and mechanisms of action.

In the first section this thesis includes the reactivity of various oxygen-containing benzofused cyclic alkenes with HTIB (Hydroxy(tosyloxy)iodobenzene). Instead of getting ring contraction products, 2H-chromene resulted in 4H-chromenes together with trans-addition products. Only cis-addition products were isolated from 4-methyl-2H-chromene. Ring contraction was observed in dihydrobenzoxepines and 2,2-dimethyl-2H-chromenes giving functionalized chromanes and benzofurans, respectively. In the second part, the ring contraction of 1,2-dihydronaphthalenes using HTIB was expanded to substrates bearing oxygen and nitrogen substituents in the aromatic ring. The N-protecting groups Fmoc and Bz are stable under the reaction conditions giving indanes in 64-77% yield. The Ts-protected substrate gave only addition products. Acetoxy and benzoyloxy alkenes afforded indanes in 60-71% yield. A new and efficient method for the oxidative rearrangement (ring contraction and expansion) of alkenes using in situ generated iodine(III) is described in the third section. The protocol uses inexpensive and stable chemicals (PhI, mCPBA and TsOH) furnishing rearrangement products in yields comparable to those obtained using commercially available iodine(III). Additionally, a new route for the one step transformation of 4-methyl-1,2-dihydronaphthalene into 1-methyl-2-tetralone using mCPBA and TsOH was developed. In the last section is presented the reactivity of chiral iodine(III) with 1,2-dihydronaphthalenes. The hypervalent iodine species is generated in situ from chiral aryl iodide, which is prepared in one high yield step from inexpensive starting materials. Protected (Ac, Bz and Fmoc) amine alkenes gave indanes in 60-75% and 58-64% ee. In the same way, oxygenated substrates afforded acetal in 41-61% yield and 54-78% ee. Ring contraction products were obtained in 77-88% yield and 34-40% ee when 1-methyl and aryl substituted alkenes were utilized. / A primeira parte desta tese inclui a reatividade de vários alquenos benzofundidos cíclicos contendo oxigênio com HTIB (Hidróxi(tosilóxi)iodobenzeno). Em vez de obter os produtos de contração de anel, 2H-cromeno resultou em 4H-cromenos, juntamente com produtos trans-adição. Apenas produtos de adição de cis foram isolados a partir de 4-metil-2H-cromeno. Contração do anel foi observada em di-hidrobenzoxepinas e 2,2-dimetil-2H-cromenos dando cromanos funcionalizados e benzofuranos, respectivamente. Na segunda parte, a contração de anel de 1,2-di-hidronaftalenos usando HTIB foi expandida para substratos contendo substituintes de oxigênio e de nitrogênio no anel aromático. Os grupos N-protetores Fmoc e Bz são estáveis sob as condições de reação fornecendo indanos em 64-77% de rendimento. O substrato protegido com Ts deu apenas os produtos de adição. Acetóxi e benzoilóxi alquenos geraram indanos em 60-71% de rendimento. Um método novo e eficiente para o rearranjo oxidativo (contração e expansão do anel) de alquenos utilizando iodo(III) gerado in situ é descrito na terceira parte. O protocolo utiliza reagentes baratos e estáveis (PhI, mCPBA e TsOH) fornecendo produtos de rearranjo com rendimentos comparáveis aos obtidos utilizando iodo(III) disponível comercialmente. Além disso, um método para a transformação em uma etapa de 4-metil-1,2-di-hidronaftaleno em 1-metil-2-tetralona utilizando mCPBA e TsOH foi desenvolvido. Na última parte é apresentada a reatividade de iodo(III) quiral com 1,2-di-hidronaftalenos. A espécie de iodo hipervalente é gerada in situ a partir de iodeto de arila quiral, o qual é preparado em uma etapa em rendimento elevado a partir de materiais de partida baratos. Amino alquenos protegidos (Ac, Bz e Fmoc) deram indanos em 60-75% de rendimento e 58-64% ee. Da mesma forma, os substratos oxigenados proporcionram acetais em 41-61% de rendimento e 54-78% de ee. Produtos de contração de anel foram obtidos em 77-88% de rendimento e 34-40% de ee quando alquenos 1-metil e aril substituídos foram utilizados.

Esta tese descreve a primeira síntese assimétrica do sesquiterpeno fenólico (+)-(1S, 3R)-mutisiantol, assim como de seu enantiômero não-natural. O (+)-mutisiantol foi obtido em 11 etapas a partir do 2-metil-anisol, em rendimento global de 14% e excesso enantiomérico de 90%. Estas sínteses permitiram determinar a configuração absoluta deste produto natural. A etapa-chave da síntese consistiu na hidrogenação assimétrica do 4,7-dimetil-6- metóxi-1,2-di-hidronaftaleno, utilizando-se catalisadores opticamente ativos de irídio, conhecidos como Ir-PHOX. Com esta reação foi possível obter tanto o (+)-(S)- quanto o ()- (R)-1,6-dimetil-7-metóxi-1,2,3,4-di-hidronafaleno em ótimos rendimentos e excessos enantioméricos. Uma outra etapa importante desta síntese foi a reação de contração de anel do 1,6- dimetil-7-metóxi-1,2-di-hidronaftaleno. Esta oxidação foi realizada através da reação do 1,2- di-hidronaftaleno com tálio(III) ou com iodo(III). Ambos oxidantes levaram exclusivamente ao trans-indano desejado em rendimentos que variaram de moderado a bom. Esta tese também descreve a preparação, em excelentes excessos enantioméricos, de uma série de 1-tetralóis opticamente ativos, através de dois tipos diferentes de biotransformações: a) a resolução cinética enzimática de 1-tetralóis mediada por CALB; e b) a biorredução de 1-tetralonas mediada por Daucus carota. / This thesis presents the first asymmetric synthesis of the phenolic sesquiterpene (+)- (1S, 3R)-mutisianthol, as well as its non-natural enantiomer. The (+)-mutisianthol was obtained in 11 steps from 2-methylanisole, with 14% overall yield and enantiomeric excess of 90%. This synthesis allowed to assign the absolute configuration of this natural product. The key-step was an asymmetric hydrogenation of 4,7-dimethyl-6-methoxy-1,2- dihydronaphthalene using optically active iridium catalysts, known as Ir-PHOX. This reaction led to the either (+)-(S) or ()-(R)-1,6-dimethyl-7-methoxy-1,2,3,4-dihydronaphthalene in good yields and enantiomeric excess. Another important step of the route was the ring contraction reaction of the 1,6- dimethyl-7-methoxy-1,2-dihydronaphthalene, which was performed using thallium(III) or iodine(III). Both oxidants led exclusively to the desired trans-indan in good to excellent yield. This thesis also describes the preparation of a series of optically active 1-tetralols in excellent enantiomeric excesses, using two different biotransformations: a) the kinetic enzymatic resolution of 1-tetralols mediated by CALB and b) the bioreduction of 1-tetralones mediated by Daucus carota.

A síntese do análogo de prostaglandina, n-heptil-4-(3-hidroxi-trans-1-octenil)-1,3-tiazolidina-2-tiona, foi realizada através das seguintes etapas: obtenção do anel ciclopentânico, N-alquilação do 4-(R)-etoxicarbonil-1,3-tiazolidina-2-tiona, obtenção do álcool do composto derivado N-alquilado, oxidação do álcool ao aldeído correspondente, introdução da cadeia-ω no anel ciclopentânico do análogo da prostaglandina e finalmente, a redução da enona ao álcool alílico correspondente. O produto final foi obtido sob a forma de uma mistura diastereoisomérica. A cisteína, utilizada como reagente de partida, é responsável pela formação do anel ciclopentânico da prostaglandina (intermediário chave da reação). Na etapa de introdução da cadeia-α à prostaglandina, por meio de uma N-Alquilação, foi necessário introduzir uma reação de redução do éster a álcool e posteriormente uma proteção do álcool, evitando assim possíveis competições CxN e OxN- Alquilação respectivamente. Após remoção do grupo protetor do álcool, este foi oxidado ao aldeído correspondente, empregando diferentes agentes oxidantes. Entre estes, o reagente de Swern foi escolhido para o trabalho, por que apresentou maior seletividade. A introdução da cadeia-ω no anel de cinco membros do análogo da prostaglandina, foi realizada via uma reação de Horner-Wadsworth-Emmons, utilizando-se uma fosforana estabilizada, para garantir a configuração E na dubla ligação formada no C13 - C14, geralmente encontrada nas prostaglandinas naturais. A prostaglandina obtida por esta rota será testada como agente broncodilatador ou inibidor de agregação plaquetária, no Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas (LASSBIO) / The synthesis of the prostaglandin analog, n-heptyl-4-(3-hydroxy-trans-1-octenyl)-1,3-thiazolidin-2-thione, was carried through the following steps: cyclopentane ring obtainment; N-alkylation of 4-(R)-ethoxycarbonyl-1,3-thiazolidin-2-tione; obtainment of the alcohol from the N-alkyl derivative compound; oxidation of the alcohol to the corresponding aldehyde; introduction of the ω-chain in the : cyclopentane ring of the prostaglandin analog; and finally, the reduction of the enone to the corresponding allyl alcohol. The final product was obtained as a distereomeric mixture. The cystein utilized as starting material; is responsible for the prostaglandin cyclopentane ring formation (the reaction key intermediate). The step of introduction the ω-chain in the cyclopentanone ring, by means of an N-alkylation, it was needed to reduce an intermediate esther, and the formed alcohol was further protected conveniently, thus avoiding possible CxN- and OxN-alkylation competition reactions, respectively. Afther removal of the protecting group from the alcohol, it was oxidized to the corresponding aldehyde employing different oxidizing agents. Among these, the Swern reagent was chosen for the work, because of its greater selectivity. The introduction of the ω-chain into the five membered ring of the prostaglandin analog was performed via a Horner-Wadsworth-Emmons reactions, using a stabilized phosphorane in order to guarantee the E configuration of the double bond formed on C13 - C14, commonly found in natural prostaglandins. The prostaglandins obtained in this way will have its possible biological activities assayed as bronchodilatory or platelet aggregations inhibition agent in the Laboratório de Avaliação e Síntese de Substâncias Bioativas (LASSBIO).