A finalidade deste trabalho é o estudo de reações de carbânions de sulfóxidos funcionalizados com reagentes sulfenilantes, pelo emprego de dois métodos: fase homogênea e transferência de fases. A revisão bibliográfica apresentada demonstra que trata-se de reações novas e que, entretanto, outras reações de carbânions de sulfóxidos funcionalizados, tais como alquilações, acilações, condensações com compostos carbonílicos e adições de Michael, já tinham sido descritas. Por outro lado, poucas reações de sulfinil carbânions tinham sido efetuadas pelo emprego do método de transferência de fases. As reações de sulfenilação em fase homogênea de α-sulfinil cetonas aromáticas (Ia-d), e cíclicas (II), α-sulfinil ésteres (IIIa,b) e tioéster (IV) foram efetuadas pelo emprego de NaH/DMSO e de dimetildissulfeto ou metanotiossulfonato de metila (MeSO2SMe). Com exceção do composto (IIIb) que não reagiu, em todos os casos foram obtidos compostos monossulfenilados ainda não descritos na literatura. Os rendimentos variavam entre 25-90%, na ordem: Ib > Ia > IVa > Ic > Id > IIIa > II. As reações de sulfenilação em transferência de fases foram efetuadas pelo emprego de dois procedimentos distintos: o de extração do íon-par (A) e o sistema Sólido-líquido (B). Os compostos Ia, IIIa e IVb foram submetidos à sulfenilação pelo procedimento A, em que usou-se NaOH/CH2Cl2/Bu4NHSO4 e MeSO2SMe. Enquanto Ia e IIIa renderam produtos monossulfenilados em baixos rendimentos, IVb não reagiu. As reações de sulfenilação pelo procedimento B, usando-se K2CO3/ΦH/TEBA e MeSO2SMe foram efetuadas com os compostos Ia-d, IIIa e IVb e mostraram-se mais satisfatórias do que pelo procedimento A, pois todos reagiram, rendendo produtos monossulfenilados. O rendimento do composto IIIa era apenas de 20% , mas os rendimentos dos outros derivados variavam entre 40-67%. Observou-se, através da análise de RMN-1H, em todos os derivados sulfenilados, a presença de dois diastereoisômeros em quantidades iguais. Entretanto, substituindo-se o TEBA por um sal de quinínio quirálico, no caso de duas sulfinil cetonas (Ia e Ic) os compostos sulfenilados correspondentes mostraram uma relação diastereomérica de 4:1. O trabalho apresenta também os resultados de decomposição térmica de sulfinil cetonas monossulfeniladas, efetuado com a finalidade de investigar a aplicabilidade sintética destes compostos. A obtenção de α-cetotioésteres é interpretada como uma reação de Pummerer não catalisada e se constitui em um método alternativo de preparação destes compostos. A decomposição térmica de sulfinil cetonas não sulfeniladas, efetuada para fins de comparação, mostrou-se mais complexa e de difícil interpretação. / The scope of this work consists of a study of reactions of carbanions of functionalyzed sulfoxides with sulfenylating reagents, employing two methods: in the homogeneous phase and by the phase transfer. The literature review, which is presented, shows that although these reactions are new, some other reactions of the carbanions of the functionalyzed sulfoxides, such as alkylations, acylations, condensations with carbonyl compounds and Michael addition, have been already reported. Furthermore, a small number of reactions of sulfinyl carbanions by phase transfer method has been described. The sulfenylation reaction, in the homogeneous phase of the α-sulfinyl aromatic (Ia-d) and cyclic (II) ketones, α-sulfinyl esters (IIIa,b) and thioesters (IVa,b) were performed employing NAH/DMSO and dimethyldissulfide or methyl methanethiosulfonate (MeSO2SMe). Except for the compound (IIb), which showed to be unreactive, in all other cases the monosulfenylated derivatives, not reported previously in the literature, were obtained. The yields of these compounds of 25-90% follow the order: Ib > Ia > IVa > Ic > Id > IIIa > II. The sulfenylation reactions by the phase transfer method were performed employing two different procedures: ion-pair extraction (A) and solid-liquid system (8). The procedure (A) was applied to the compounds Ia, IIIa and IVb, using NaOH/CH2Cl2/Bu4NHSO4 and MeS02SMe. While Ia and IIIa yielded the monosulfenylated derivatives in good yields, IVb remained unchanged. The sulfenylation reactions by procedure (B), using K2CO3/ΦH/TEBA and MeSO2SMe, carried out with the compounds Ia-d, IIIa and IVb, showed to be more satisfactory than by procedure (A), as all compounds afforded the monosulfenylated derivatives. The yield of compound IIIa was only of 20%, but those for other compounds were of 40-67%. The 1H-NMR analysis of the sulfenylated derivatives showed the presence of two diastereomers in equal quantities. It was possible, by replacement of TEBA by a quiral quininium salt, for the case of two sulfinyl ketones (Ia and Ic), to obtain the corresponding sulfenylated derivatives of diastereomeric ratio 4:1. This work presents also, having in application, the thermal decomposition monosulfenylated sulfinyl ketones. The mind the synthetic reaction of the obtention of the α-ketothioesters is interpreted as a non catalyzed Pummerer reaction and may be considered as an alternative method for preparation of these compounds. The thermal decomposition of the non-sulfenylated sulfinyl ketones performed for comparison, showed to be more complex and hardly to be interpreted.

A presente tese contém as reações de sulfenilação ainda não descritas na literatura de compostos α-sulfonil carboxílicos, tais como ácidos, ésteres e γ-butirolactona. Dois métodos distintos são elaborados: 1) em meio homogêneo, no caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos; 2) em catálise de transferência de fase, na sulfenilação dos ésteres α-sulfonil carboxílicos e da γ-butirolactona. A apresentação e discussão dos resultados é precedida por duas revisões bibliográficas. A primeira trata das reações de sulfenilação em meio homogêneo de compostos carboxílicos e de sulfonas. A segunda apresenta as reações em catálise de transferência de fase, destacando as condições experimentais e os aspectos mecanísticos das reações. Devido ao fato de serem escassos na literatura os exemplos de reações de carbânions com agentes sulfenilantes em CTF, foram por nós apresentadas as reações de alquilação. As reações de sulfenilação dos ácidos α-sulfonil carboxílicos em meio homogêneo, empregando NaH/DMSO e dimetildissulfeto, conduziram às sulfonas α-sulfeniladas, com desprendimento de CO2(g). O estudo mecanístico destas reações indicou dois caminhos diferentes, dependendo da estrutura dos ácidos α-sulfonil carboxílicos estudados. No caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos α-alquil substituídos, ocorre inicialmente a formação do diânion, que em seguida é sulfenilado e finalmente, no work-up, descarboxilado e protonado. (Ver arquivo). No caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos &#945-aril substituídos, a descarboxilação ocorre logo após a adição de base, com a formação de carbânion, o qual ataca o agente sulfenilante. (Ver arquivo). A sulfenilação pelo método de transferência de fase, utilizando-se K2CO3/benzeno como base, BTEAC como catalisador e metanotiossulfonato de metila como agente sulfenilante, não se mostrou satisfatória no caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos, mas sim no caso dos ésteres correspondentes. Os ésteres α-sulfonil carboxílicos, tanto α-alquil como α-aril substituídos, renderam os produtos sulfenilados em bons rendimentos. Entretanto, o passo reacional seguinte, hidrólise alcalina, com a finalidade de se obter as sulfonas α-sulfeniladas, somente foi bem sucedida no caso dos ésteres sulfenilados α-alquil substituídos, sendo que no caso dos ésteres sulfenilados α-aril substituídos foram obtidos produtos secundários. (Ver arquivo). É apresentada uma comparação entre os rendimentos e os tempos de reação destes dois métodos distintos, ou seja, sulfenilação em meio homogêneo dos ácidos α-sulfonil carboxílicos e sulfenilação em transferência de fase dos ésteres α-sulfonil carboxílicos correspondentes, seguida de hidrólise, e mostrada a vantagem deste último na obtenção das sulfonas α-sulfeniladas. Foi observado que tanto na sulfenilação dos ácidos α-sulfonil carboxílicos em meio homogêneo como também na dos correspondentes ésteres em CTF a reação é influenciada pelos fatores estéricos. Além do interesse sintético na obtenção de sulfonas alifáticas α-sulfeniladas, é também apresentada a importância dos ésteres α-sulfonil carboxílicos alifáticos e aromáticos como precursores de α-ceto ésteres, compostos de interesse biológico, sendo esta conversão efetuada através da decomposição térmica. No estudo de sulfenilação da α-sulfonil γ-butirolactona foi verificado que, ao contrário dos ésteres α-sulfonil carboxílicos, a reação pelo emprego de K2CO3 ocorre sem o auxílico do catalisador, sendo o rendimento do produto sulfenilado semelhante ao da reação em meio homogêneo pelo emprego de NaH/DMSO. Este fato, indicativo de que a reação de sulfenilação da α-sulfonil γ-butirolactona ocorre na interface, foi explicado em termos da maior reatividade do carbânion correspondente. As tentativas de decomposição térmica e em meio ácido da α-sulfonil γ-butirolactona α-sulfenilada não conduziram à α-ceto lactona desejada, de interesse biológico, e a falta de reatividade é interpretada em termos mecanísticos. (Ver arquivo). O estudo acima apresentado mostrou que as reações de sulfenilação de compostos carboxílicos ativados pelo grupo sulfonila ocorrem através de carbânions formados de duas maneiras diferentes: 1) ataque de base sobre o carbono ativado, seja em meio homogêneo ou em CTF; 2) descarboxilação do sal sódico do ácido carboxílico, que ocorre em meio homogêneo. No decorrer do presente estudo foram sintetizados vinte e cinco compostos ainda não descritos na literatura, entre eles: cinco ésteres α-sulfonil carboxílicos, dois ácidos α-sulfonil carboxílicos, uma α-sulfonil lactona, cinco sulfonas α-sulfeniladas, uma α-sulfonil lactona α-sulfenilada e onze ésteres α-sulfonil carboxílicos a-sulfenilados. / This thesis presents new sulfenylation reactions of some α-sulfonyl carboxylic compounds, such as carboxylic acids, esters ad γ-butyrolactone. Two different methods have been developed: 1) in the homogeneous media for the α-sulfonyl carboxylic acids and 2) in phase transfer catalysis for the corresponding esters and γ-butyrolactone. The literature data on the sulfenylation reactions in homogeneous media for carboxylic compounds and sulfones are presented. As there are few examples in the literature for the sulfenylation reactions in PTC, the data for the alkylation reactions were collected. The reactions of α-sulfonyl carboxylic acids with NaH/DMSO and methyl disulfide let to the corresponding α-sulfenylated sulfones with evolution of CO2(g). The mechanistic studies showed that this reaction may occur through two different routes, A and B, in dependence on the substrate structure. (See file). A new procedure of sulfenylation by phase transfer method was elaborated in the case of α-sulfonyl carboxylic esters, employing K2CO3/benzene as base and methyl methanethiolsulfonate as sulfenylating agent to give the corresponding α-sulfenylated products. The latter, only in the case of the α-alkylsubstituted derivatives, afforded by alkaline hydrolysis α-sulfenylated sulfones. (See file). The comparison on the efficiency of these two different methods for obtention of α-sulfenylated sulfones showed that the phase transfer procedure, followed by hydrolysis, is more advantageous. α-Sulfenylated sulfonyl esters, α-alkyl as well as α-aryl substituted, showed to be also intermediates, through thermal decomposition, of the corresponding α-keto esters, of biological interest. The sulfenylation studies of α-sulfonyl-γ-butyrolactone, contrary to the sulfenylation of α-sulfonyl esters, showed that the reaction may occur also in the absence of the catalyst. This difference in reactivity, which is indicative of an interfacial reaction, has been attributed to the increased reactivity of the α-sulfonyly-γ-butyrolactone carbanion. The attempts of thermal or acid decomposition of the α-sulfenylated α-sulfonyl-γ-butyrolactone to yield the corresponding α-keto derivative failed. (See file). Resuming, the sulfenylation reactions of the carboxylic compounds, activated by the α-sulfonyl group, may occur through carbanions, which are originated either by attack of base on the α-carbon atom or from decarboxylation of the carboxylates. In the course of the present study twenty five new compounds were prepared, including five α-sulfonyl carboxylic esters, two α-sulfonyl carboxylic acids, one α-sulfonyl lactone, five α-sulfenylated sulfones, one α-sulfenylated α-sulfonyl lactone and eleven α-sulfenylated α-sulfonyl carboxylic esters.

A presente tese contém as reações de sulfenilação ainda não descritas na literatura de compostos α-sulfonil carboxílicos, tais como ácidos, ésteres e γ-butirolactona. Dois métodos distintos são elaborados: 1) em meio homogêneo, no caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos; 2) em catálise de transferência de fase, na sulfenilação dos ésteres α-sulfonil carboxílicos e da γ-butirolactona. A apresentação e discussão dos resultados é precedida por duas revisões bibliográficas. A primeira trata das reações de sulfenilação em meio homogêneo de compostos carboxílicos e de sulfonas. A segunda apresenta as reações em catálise de transferência de fase, destacando as condições experimentais e os aspectos mecanísticos das reações. Devido ao fato de serem escassos na literatura os exemplos de reações de carbânions com agentes sulfenilantes em CTF, foram por nós apresentadas as reações de alquilação. As reações de sulfenilação dos ácidos α-sulfonil carboxílicos em meio homogêneo, empregando NaH/DMSO e dimetildissulfeto, conduziram às sulfonas α-sulfeniladas, com desprendimento de CO2(g). O estudo mecanístico destas reações indicou dois caminhos diferentes, dependendo da estrutura dos ácidos α-sulfonil carboxílicos estudados. No caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos α-alquil substituídos, ocorre inicialmente a formação do diânion, que em seguida é sulfenilado e finalmente, no work-up, descarboxilado e protonado. (Ver arquivo). No caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos &#945-aril substituídos, a descarboxilação ocorre logo após a adição de base, com a formação de carbânion, o qual ataca o agente sulfenilante. (Ver arquivo). A sulfenilação pelo método de transferência de fase, utilizando-se K2CO3/benzeno como base, BTEAC como catalisador e metanotiossulfonato de metila como agente sulfenilante, não se mostrou satisfatória no caso dos ácidos α-sulfonil carboxílicos, mas sim no caso dos ésteres correspondentes. Os ésteres α-sulfonil carboxílicos, tanto α-alquil como α-aril substituídos, renderam os produtos sulfenilados em bons rendimentos. Entretanto, o passo reacional seguinte, hidrólise alcalina, com a finalidade de se obter as sulfonas α-sulfeniladas, somente foi bem sucedida no caso dos ésteres sulfenilados α-alquil substituídos, sendo que no caso dos ésteres sulfenilados α-aril substituídos foram obtidos produtos secundários. (Ver arquivo). É apresentada uma comparação entre os rendimentos e os tempos de reação destes dois métodos distintos, ou seja, sulfenilação em meio homogêneo dos ácidos α-sulfonil carboxílicos e sulfenilação em transferência de fase dos ésteres α-sulfonil carboxílicos correspondentes, seguida de hidrólise, e mostrada a vantagem deste último na obtenção das sulfonas α-sulfeniladas. Foi observado que tanto na sulfenilação dos ácidos α-sulfonil carboxílicos em meio homogêneo como também na dos correspondentes ésteres em CTF a reação é influenciada pelos fatores estéricos. Além do interesse sintético na obtenção de sulfonas alifáticas α-sulfeniladas, é também apresentada a importância dos ésteres α-sulfonil carboxílicos alifáticos e aromáticos como precursores de α-ceto ésteres, compostos de interesse biológico, sendo esta conversão efetuada através da decomposição térmica. No estudo de sulfenilação da α-sulfonil γ-butirolactona foi verificado que, ao contrário dos ésteres α-sulfonil carboxílicos, a reação pelo emprego de K2CO3 ocorre sem o auxílico do catalisador, sendo o rendimento do produto sulfenilado semelhante ao da reação em meio homogêneo pelo emprego de NaH/DMSO. Este fato, indicativo de que a reação de sulfenilação da α-sulfonil γ-butirolactona ocorre na interface, foi explicado em termos da maior reatividade do carbânion correspondente. As tentativas de decomposição térmica e em meio ácido da α-sulfonil γ-butirolactona α-sulfenilada não conduziram à α-ceto lactona desejada, de interesse biológico, e a falta de reatividade é interpretada em termos mecanísticos. (Ver arquivo). O estudo acima apresentado mostrou que as reações de sulfenilação de compostos carboxílicos ativados pelo grupo sulfonila ocorrem através de carbânions formados de duas maneiras diferentes: 1) ataque de base sobre o carbono ativado, seja em meio homogêneo ou em CTF; 2) descarboxilação do sal sódico do ácido carboxílico, que ocorre em meio homogêneo. No decorrer do presente estudo foram sintetizados vinte e cinco compostos ainda não descritos na literatura, entre eles: cinco ésteres α-sulfonil carboxílicos, dois ácidos α-sulfonil carboxílicos, uma α-sulfonil lactona, cinco sulfonas α-sulfeniladas, uma α-sulfonil lactona α-sulfenilada e onze ésteres α-sulfonil carboxílicos a-sulfenilados. / This thesis presents new sulfenylation reactions of some α-sulfonyl carboxylic compounds, such as carboxylic acids, esters ad γ-butyrolactone. Two different methods have been developed: 1) in the homogeneous media for the α-sulfonyl carboxylic acids and 2) in phase transfer catalysis for the corresponding esters and γ-butyrolactone. The literature data on the sulfenylation reactions in homogeneous media for carboxylic compounds and sulfones are presented. As there are few examples in the literature for the sulfenylation reactions in PTC, the data for the alkylation reactions were collected. The reactions of α-sulfonyl carboxylic acids with NaH/DMSO and methyl disulfide let to the corresponding α-sulfenylated sulfones with evolution of CO2(g). The mechanistic studies showed that this reaction may occur through two different routes, A and B, in dependence on the substrate structure. (See file). A new procedure of sulfenylation by phase transfer method was elaborated in the case of α-sulfonyl carboxylic esters, employing K2CO3/benzene as base and methyl methanethiolsulfonate as sulfenylating agent to give the corresponding α-sulfenylated products. The latter, only in the case of the α-alkylsubstituted derivatives, afforded by alkaline hydrolysis α-sulfenylated sulfones. (See file). The comparison on the efficiency of these two different methods for obtention of α-sulfenylated sulfones showed that the phase transfer procedure, followed by hydrolysis, is more advantageous. α-Sulfenylated sulfonyl esters, α-alkyl as well as α-aryl substituted, showed to be also intermediates, through thermal decomposition, of the corresponding α-keto esters, of biological interest. The sulfenylation studies of α-sulfonyl-γ-butyrolactone, contrary to the sulfenylation of α-sulfonyl esters, showed that the reaction may occur also in the absence of the catalyst. This difference in reactivity, which is indicative of an interfacial reaction, has been attributed to the increased reactivity of the α-sulfonyly-γ-butyrolactone carbanion. The attempts of thermal or acid decomposition of the α-sulfenylated α-sulfonyl-γ-butyrolactone to yield the corresponding α-keto derivative failed. (See file). Resuming, the sulfenylation reactions of the carboxylic compounds, activated by the α-sulfonyl group, may occur through carbanions, which are originated either by attack of base on the α-carbon atom or from decarboxylation of the carboxylates. In the course of the present study twenty five new compounds were prepared, including five α-sulfonyl carboxylic esters, two α-sulfonyl carboxylic acids, one α-sulfonyl lactone, five α-sulfenylated sulfones, one α-sulfenylated α-sulfonyl lactone and eleven α-sulfenylated α-sulfonyl carboxylic esters.

A finalidade deste trabalho é o estudo de reações de carbânions de sulfóxidos funcionalizados com reagentes sulfenilantes, pelo emprego de dois métodos: fase homogênea e transferência de fases. A revisão bibliográfica apresentada demonstra que trata-se de reações novas e que, entretanto, outras reações de carbânions de sulfóxidos funcionalizados, tais como alquilações, acilações, condensações com compostos carbonílicos e adições de Michael, já tinham sido descritas. Por outro lado, poucas reações de sulfinil carbânions tinham sido efetuadas pelo emprego do método de transferência de fases. As reações de sulfenilação em fase homogênea de α-sulfinil cetonas aromáticas (Ia-d), e cíclicas (II), α-sulfinil ésteres (IIIa,b) e tioéster (IV) foram efetuadas pelo emprego de NaH/DMSO e de dimetildissulfeto ou metanotiossulfonato de metila (MeSO2SMe). Com exceção do composto (IIIb) que não reagiu, em todos os casos foram obtidos compostos monossulfenilados ainda não descritos na literatura. Os rendimentos variavam entre 25-90%, na ordem: Ib > Ia > IVa > Ic > Id > IIIa > II. As reações de sulfenilação em transferência de fases foram efetuadas pelo emprego de dois procedimentos distintos: o de extração do íon-par (A) e o sistema Sólido-líquido (B). Os compostos Ia, IIIa e IVb foram submetidos à sulfenilação pelo procedimento A, em que usou-se NaOH/CH2Cl2/Bu4NHSO4 e MeSO2SMe. Enquanto Ia e IIIa renderam produtos monossulfenilados em baixos rendimentos, IVb não reagiu. As reações de sulfenilação pelo procedimento B, usando-se K2CO3/ΦH/TEBA e MeSO2SMe foram efetuadas com os compostos Ia-d, IIIa e IVb e mostraram-se mais satisfatórias do que pelo procedimento A, pois todos reagiram, rendendo produtos monossulfenilados. O rendimento do composto IIIa era apenas de 20% , mas os rendimentos dos outros derivados variavam entre 40-67%. Observou-se, através da análise de RMN-1H, em todos os derivados sulfenilados, a presença de dois diastereoisômeros em quantidades iguais. Entretanto, substituindo-se o TEBA por um sal de quinínio quirálico, no caso de duas sulfinil cetonas (Ia e Ic) os compostos sulfenilados correspondentes mostraram uma relação diastereomérica de 4:1. O trabalho apresenta também os resultados de decomposição térmica de sulfinil cetonas monossulfeniladas, efetuado com a finalidade de investigar a aplicabilidade sintética destes compostos. A obtenção de α-cetotioésteres é interpretada como uma reação de Pummerer não catalisada e se constitui em um método alternativo de preparação destes compostos. A decomposição térmica de sulfinil cetonas não sulfeniladas, efetuada para fins de comparação, mostrou-se mais complexa e de difícil interpretação. / The scope of this work consists of a study of reactions of carbanions of functionalyzed sulfoxides with sulfenylating reagents, employing two methods: in the homogeneous phase and by the phase transfer. The literature review, which is presented, shows that although these reactions are new, some other reactions of the carbanions of the functionalyzed sulfoxides, such as alkylations, acylations, condensations with carbonyl compounds and Michael addition, have been already reported. Furthermore, a small number of reactions of sulfinyl carbanions by phase transfer method has been described. The sulfenylation reaction, in the homogeneous phase of the α-sulfinyl aromatic (Ia-d) and cyclic (II) ketones, α-sulfinyl esters (IIIa,b) and thioesters (IVa,b) were performed employing NAH/DMSO and dimethyldissulfide or methyl methanethiosulfonate (MeSO2SMe). Except for the compound (IIb), which showed to be unreactive, in all other cases the monosulfenylated derivatives, not reported previously in the literature, were obtained. The yields of these compounds of 25-90% follow the order: Ib > Ia > IVa > Ic > Id > IIIa > II. The sulfenylation reactions by the phase transfer method were performed employing two different procedures: ion-pair extraction (A) and solid-liquid system (8). The procedure (A) was applied to the compounds Ia, IIIa and IVb, using NaOH/CH2Cl2/Bu4NHSO4 and MeS02SMe. While Ia and IIIa yielded the monosulfenylated derivatives in good yields, IVb remained unchanged. The sulfenylation reactions by procedure (B), using K2CO3/ΦH/TEBA and MeSO2SMe, carried out with the compounds Ia-d, IIIa and IVb, showed to be more satisfactory than by procedure (A), as all compounds afforded the monosulfenylated derivatives. The yield of compound IIIa was only of 20%, but those for other compounds were of 40-67%. The 1H-NMR analysis of the sulfenylated derivatives showed the presence of two diastereomers in equal quantities. It was possible, by replacement of TEBA by a quiral quininium salt, for the case of two sulfinyl ketones (Ia and Ic), to obtain the corresponding sulfenylated derivatives of diastereomeric ratio 4:1. This work presents also, having in application, the thermal decomposition monosulfenylated sulfinyl ketones. The mind the synthetic reaction of the obtention of the α-ketothioesters is interpreted as a non catalyzed Pummerer reaction and may be considered as an alternative method for preparation of these compounds. The thermal decomposition of the non-sulfenylated sulfinyl ketones performed for comparison, showed to be more complex and hardly to be interpreted.

A presente tese apresenta: 1. Revisão bibliográfica de reações de sulfenilação de compostos carbonílicos, nitrilas, compostos de fósforo e de enxofre. 2. Um estudo comparativo de sulfenilações de sulfonas benzílicas orto-, meta- e para-substituídas. São sintetizadas e caracterizadas oito sulfonas benzílicas monossulfeniladas e seis sulfonas benzílicas dissulfeniladas, todas inéditas. 3. Reações de decomposição térmica de sulfonas benzílicas orto- e meta-substituídas, conduzindo aos benzaldeídos orto- e meta-substituídos. 4. Reações de deuteração de α-metiltio Sulfonas benzílicas orto- e meta-substituídas, com obtenção de oito α-deutério sulfonas correspondentes inéditas. 5. Reações da decomposição térmica de sulfonas deuteradas orto- e meta-substituídas, conduzindo aos benzaldeídos deuterados correspondentes, com elevado índice de deuteração, sendo alguns deles inédito. / This thesis is presents: 1. A literature review on the sulfenylation reactions of carbonyl compounds, nitriles, as well as sulfur and phosphorus compounds. 2. A comparative study of the sulfenylation of ortho--, meta- e para-substituted benzyl sulfones is reported. Eight monosulfenylated and six disulfenylated new benzyl sulfones have been sinthesized. 3. Pyrolysis of ortho- and meta-substituted benzyl sulfones, leading to the corresponding benzaldehydes. 4. Deuteration reactions of α-methylthio ortho- and meta-substituted benzyl sulfones, leading to eight new α-deuterated corresponding sulfones. 5. Pyrolysis of deuterated ortho- and meta-substituted benzyl sulfones, yielding the corresponding 1-deuterio benzaldehydes of high isotopic purity, some of them not described in the literature.

A presente tese apresenta: 1. Revisão bibliográfica de reações de sulfenilação de compostos carbonílicos, nitrilas, compostos de fósforo e de enxofre. 2. Um estudo comparativo de sulfenilações de sulfonas benzílicas orto-, meta- e para-substituídas. São sintetizadas e caracterizadas oito sulfonas benzílicas monossulfeniladas e seis sulfonas benzílicas dissulfeniladas, todas inéditas. 3. Reações de decomposição térmica de sulfonas benzílicas orto- e meta-substituídas, conduzindo aos benzaldeídos orto- e meta-substituídos. 4. Reações de deuteração de α-metiltio Sulfonas benzílicas orto- e meta-substituídas, com obtenção de oito α-deutério sulfonas correspondentes inéditas. 5. Reações da decomposição térmica de sulfonas deuteradas orto- e meta-substituídas, conduzindo aos benzaldeídos deuterados correspondentes, com elevado índice de deuteração, sendo alguns deles inédito. / This thesis is presents: 1. A literature review on the sulfenylation reactions of carbonyl compounds, nitriles, as well as sulfur and phosphorus compounds. 2. A comparative study of the sulfenylation of ortho--, meta- e para-substituted benzyl sulfones is reported. Eight monosulfenylated and six disulfenylated new benzyl sulfones have been sinthesized. 3. Pyrolysis of ortho- and meta-substituted benzyl sulfones, leading to the corresponding benzaldehydes. 4. Deuteration reactions of α-methylthio ortho- and meta-substituted benzyl sulfones, leading to eight new α-deuterated corresponding sulfones. 5. Pyrolysis of deuterated ortho- and meta-substituted benzyl sulfones, yielding the corresponding 1-deuterio benzaldehydes of high isotopic purity, some of them not described in the literature.

A presente tese trata de α-sulfonil carbânions, trazendo uma contribuição para a compreensão da sua estabilidade conformacional e reatividade frente a reagentes eletrofílicos. As reações investigadas foram as alquilações e sulfenilações de α-sulfonil tioésteres e as descarboxilações alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo. A apresentação e discussão dos resultados das reações de alquilação e sulfenilação é precedida por uma revisão bibliográfica que apresenta os trabalhos mais relevantes da literatura sobre as reações de α-sulfonil carbânions com diversos eletrófilos, envolvendo reações tais como: halogenação, alquilação, acilação, condensação e sulfenilação. Os estudos das reações de alquilação, por nós efetuados com dois diferentes α-sulfonil tioésteres, empregando o método em fase homogênea, indicaram que, no caso dos haletos de metila, etila e alila, foram obtidas misturas dos produtos mono- e di- alquilados, enquanto que no caso do brometo de benzila houve formação exclusiva de produtos monoalquilados (ver arquivo). Entretanto, a alquilação pelo emprego do método de catálise de transferência de fase (CTF), efetuada com o α-fenilsulfonil tioacetato de metila, conduziu exclusivamente aos produtos monoalquilados correspondentes, independentemente do reagente alquilante empregado (ver arquivo). Estes resultados mostraram a superioridade do método em transferência de fase sobre o em fase homogênea. Os estudos das reações de sulfenilação, efetuados com o α-fenilsulfonil tioacetato de metila e os seus derivados α-alquilsubstituídos, empregando o método CTF, conduziram exclusivamente aos produtos monossulfenilados (ver arquivo). Neste caso, o método em transferência de fase também se mostrou superior ao em fase homogênea, sendo os produtos monossulfenilados obtidos em maior rendimento. É sugerido um mecanismo para as reações de alquilação e sulfenilação de α-sulfonil tioésteres em CTF, empregando sistema sólido / líquido, o qual explica a ausência, nestas condições reacionais, dos produtos dialquilado e dissulfenilado. A apresentação e discussão dos resultados das reações de descarboxilação alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo é precedida por uma introdução que apresenta os estudos mais relevantes da literatura sobre as reações de descarboxilação de ácidos α-sulfonil carboxílicos na presença de eletrófilos, tais como hidrogênio, halogênio, carbono e enxofre. São de especial interesse os estudos envolvendo o curso estereoquímico da reação de descarboxilação protonativa de ácidos α-sulfonil carboxílicos opticamente ativos em meio alcalino, demonstrando a grande estabilidade do α-sulfonil carbânion, que retém a sua configuração original, sendo esta mantida mesmo após a protonação. Estas investigações se relacionam com os nossos estudos de descarboxilação alquilativa dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo, efetuados em continuação aos estudos anteriores de descarboxilações alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenil carboxílicos realizados no nosso laboratório. Os nossos resultados mostraram que é possível obter a sulfona tetrassubstituída pela reação do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico com iodeto de etila na presença de NaH / DMSO, desde que se expulse o CO2 formado na reação (ver arquivo). É apresentada a síntese do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico opticamente ativo, o qual foi obtido por vários passos reacionais, através da resolução do ácido α-fenilsulfenil-α-fenilpropanóico e a sua posterior oxidação. A configuração de ambos os compostos foi determinada pela análise de raios X, mostrando ser o isômero S. As sínteses destes ácidos foram efetuadas por dois métodos distintos, constituídos de 3 e 5 passos reacionais. Entretanto, não foi possível obter a sulfona tetrassubstituída opticamente ativa pela reação do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico opticamente ativo com iodeto de etila nas mesmas condições empregadas no caso do composto racêmico correspondente. Foi obtido um esclarecimento do processo da descarboxilação de ácidos α-sulfonil carboxílicos a partir de cálculos semi-empíricos que mostraram a existência de duas etapas intermediárias na descarboxilação dos respectivos carboxilatos, ou seja, uma em que o CO2 se liga ao carbânion (I) e outra, de mais baixa energia, em que ele se liga ao oxigênio sulfonílico (II) (ver arquivo). Foram fornecidas provas, através de experiências comparativas de alquilação e protonação, que para que o α-sulfonil carbânion mantenha a sua configuração, é necessário que o eletrófilo reaja com o carbânion antes da expulsão total de CO2, isto é, na fase em que ele se encontra ligado ao oxigênio sulfonílico (II). Este é o caso da descarboxilação protonativa, que mostrou ocorrer com retenção da configuração na experiência por nós realizada. A racemização que ocorre no caso da descarboxilação alquilativa foi atribuída à pequena janela de reação, que impede a aproximação do reagente alquilante. Foi por nós sugerido que a ligação do CO2 ao oxigênio sulfonílico seria responsável pela barreira rotacional que mantém a assimetria do α-sulfonil carbânion, tornando-o conformacionalmente estável. No decorrer do presente estudo foram sintetizados 11 compostos ainda não descritos na literatura, entre eles: três α-bromo tioésteres, cinco α-sulfonil tioésteres, quatro α-sulfonil tioésteres α-sulfenilados e uma sulfona tetrassubstituída. / This thesis gives a contribution to the chemistry of α-sulfonyl carbanions, such as the comprehension of its conformational stability and reactivity towards electrophilic reagents. The investigated reactions were alkylation and sulfenylation of α-sulfonyl thioesters and the decarboxylative alkylation of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids. The presentation of the results and the discussion of the alkylation and sulfenylation reactions are preceded by a bibliographic revision describing the most important reports in the literature concerning the reactions of α-sulfonyl carbanions with different electrophiles, such as: protonation, halogenation, alkylation, acylation, condensation and sulfenylation. Our studies of the alkylation reaction, carried out with two different α-sulfonyl thioesters, employing homogeneous media, indicated that in the case of methyl, ethyl and allyl halides, mixtures of mono- and dialkylated products were obtained. However, in the case of benzyl bromide, the corresponding monoalkylated compound was obtained as the only reaction product (see file). On the other hand, the alkylation of methyl α-phenylsulfonyl thioacetate by PTC method afforded, exclusively, the corresponding monoalkylated products. These results show the superiority of the PTC method over the homogeneous one (see file). The sulfenylation reactions carried out with methyl α-phenylsulfonyl thioacetate and their α-alkylsubstituted derivatives employing PTC conditions, afforded only monosulfenylated α-sulfonyl thioesters as the only reaction products. Also in this case, the PTC method showed to be superior to give the monosulfenylated products in higher yields (see file). A mechanism for the alkylation and sulfenylation reactions in solid / liquid PTC system, which explains the absence of the dialkylated and disulfenylated products is suggested. The presentation and discussion of the results for the alkylative decarboxylation reactions of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids is preceded by a bibliographic introduction reporting the most important works in the literature concerning the decarboxylation of α-sulfonyl carboxylic acids in the presence of electrophiles such as hydrogen, halogens and sulfur. Specially important are the studies on the stereochemical course of the base-catalyzed protonative decarboxylation of optically active α-sulfonyl carboxylic acids, showing the high stability of the a-sulfonyl cabanion, which retains its original configuration even after protonation. There is a link between these investigations and our studies of the alkylative decarboxylation of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids, which are undertook in continuation to our investigations on the alkylative decarboxylation of α-phenylsulfonyl-α- phenyl carboxylic acids. Our results showed that it is possible to obtain the tetrasubstituted sulfone from the reaction of α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid with ethyl iodide, in the presence of NaH / DMSO as base, provided that the CO2, which is formed during the reaction, is expelled (see file). The synthesis of the optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid containing several reaction steps is presented, through the resolution of the α-phenylsulfenyl-α-phenylpropanoic acid, followed by its oxidation. The configurations of both acids were determined through X-rays analyses, and showed to be S. However, it was not possible to obtain the optically active tetrasubstituted sulfone from the reaction of optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid with ethyl iodide in the experimental conditions employed for the corresponding racemic acid. The insight for the decarboxylation process of the α-sulfonyl carboxylic acids was obtained from semi-empiric calculations that showed the existence of two intermediate steps in the decarboxylation of the corresponding carboxylates, one of which with CO2 bonded to the carbanion and another one, of lower energy, in which the CO2 is linked to the sulfonyl oxygen (see file). Proofs were provided, through the comparative experiments of alkylation and protonation for the optically active α-sulfonyl acid, that for retention of configuration of the α-sulfonyl carbanion it is necessary that the reaction of the carbanion with the electrophile takes place before the total expulsion of CO2, i.e., when it is linked to SO2. It was suggested that the CO2-OSO linkage could be responsible for the rotational barrier, which maintains the symmetry of the a-sulfonyl carbanion, which becomes conformationaly stable. Finally, eleven new compounds were prepared in the course of the present study such as: three α-bromo thioesters, five α-sulfonyl thioesters, four α-sulfenylated α-sulfonyl thioesters and one α-tetrasubstituted sulfone.

A presente tese trata de α-sulfonil carbânions, trazendo uma contribuição para a compreensão da sua estabilidade conformacional e reatividade frente a reagentes eletrofílicos. As reações investigadas foram as alquilações e sulfenilações de α-sulfonil tioésteres e as descarboxilações alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo. A apresentação e discussão dos resultados das reações de alquilação e sulfenilação é precedida por uma revisão bibliográfica que apresenta os trabalhos mais relevantes da literatura sobre as reações de α-sulfonil carbânions com diversos eletrófilos, envolvendo reações tais como: halogenação, alquilação, acilação, condensação e sulfenilação. Os estudos das reações de alquilação, por nós efetuados com dois diferentes α-sulfonil tioésteres, empregando o método em fase homogênea, indicaram que, no caso dos haletos de metila, etila e alila, foram obtidas misturas dos produtos mono- e di- alquilados, enquanto que no caso do brometo de benzila houve formação exclusiva de produtos monoalquilados (ver arquivo). Entretanto, a alquilação pelo emprego do método de catálise de transferência de fase (CTF), efetuada com o α-fenilsulfonil tioacetato de metila, conduziu exclusivamente aos produtos monoalquilados correspondentes, independentemente do reagente alquilante empregado (ver arquivo). Estes resultados mostraram a superioridade do método em transferência de fase sobre o em fase homogênea. Os estudos das reações de sulfenilação, efetuados com o α-fenilsulfonil tioacetato de metila e os seus derivados α-alquilsubstituídos, empregando o método CTF, conduziram exclusivamente aos produtos monossulfenilados (ver arquivo). Neste caso, o método em transferência de fase também se mostrou superior ao em fase homogênea, sendo os produtos monossulfenilados obtidos em maior rendimento. É sugerido um mecanismo para as reações de alquilação e sulfenilação de α-sulfonil tioésteres em CTF, empregando sistema sólido / líquido, o qual explica a ausência, nestas condições reacionais, dos produtos dialquilado e dissulfenilado. A apresentação e discussão dos resultados das reações de descarboxilação alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo é precedida por uma introdução que apresenta os estudos mais relevantes da literatura sobre as reações de descarboxilação de ácidos α-sulfonil carboxílicos na presença de eletrófilos, tais como hidrogênio, halogênio, carbono e enxofre. São de especial interesse os estudos envolvendo o curso estereoquímico da reação de descarboxilação protonativa de ácidos α-sulfonil carboxílicos opticamente ativos em meio alcalino, demonstrando a grande estabilidade do α-sulfonil carbânion, que retém a sua configuração original, sendo esta mantida mesmo após a protonação. Estas investigações se relacionam com os nossos estudos de descarboxilação alquilativa dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóicos racêmico e opticamente ativo, efetuados em continuação aos estudos anteriores de descarboxilações alquilativas dos ácidos α-fenilsulfonil-α-fenil carboxílicos realizados no nosso laboratório. Os nossos resultados mostraram que é possível obter a sulfona tetrassubstituída pela reação do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico com iodeto de etila na presença de NaH / DMSO, desde que se expulse o CO2 formado na reação (ver arquivo). É apresentada a síntese do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico opticamente ativo, o qual foi obtido por vários passos reacionais, através da resolução do ácido α-fenilsulfenil-α-fenilpropanóico e a sua posterior oxidação. A configuração de ambos os compostos foi determinada pela análise de raios X, mostrando ser o isômero S. As sínteses destes ácidos foram efetuadas por dois métodos distintos, constituídos de 3 e 5 passos reacionais. Entretanto, não foi possível obter a sulfona tetrassubstituída opticamente ativa pela reação do ácido α-fenilsulfonil-α-fenilpropanóico opticamente ativo com iodeto de etila nas mesmas condições empregadas no caso do composto racêmico correspondente. Foi obtido um esclarecimento do processo da descarboxilação de ácidos α-sulfonil carboxílicos a partir de cálculos semi-empíricos que mostraram a existência de duas etapas intermediárias na descarboxilação dos respectivos carboxilatos, ou seja, uma em que o CO2 se liga ao carbânion (I) e outra, de mais baixa energia, em que ele se liga ao oxigênio sulfonílico (II) (ver arquivo). Foram fornecidas provas, através de experiências comparativas de alquilação e protonação, que para que o α-sulfonil carbânion mantenha a sua configuração, é necessário que o eletrófilo reaja com o carbânion antes da expulsão total de CO2, isto é, na fase em que ele se encontra ligado ao oxigênio sulfonílico (II). Este é o caso da descarboxilação protonativa, que mostrou ocorrer com retenção da configuração na experiência por nós realizada. A racemização que ocorre no caso da descarboxilação alquilativa foi atribuída à pequena janela de reação, que impede a aproximação do reagente alquilante. Foi por nós sugerido que a ligação do CO2 ao oxigênio sulfonílico seria responsável pela barreira rotacional que mantém a assimetria do α-sulfonil carbânion, tornando-o conformacionalmente estável. No decorrer do presente estudo foram sintetizados 11 compostos ainda não descritos na literatura, entre eles: três α-bromo tioésteres, cinco α-sulfonil tioésteres, quatro α-sulfonil tioésteres α-sulfenilados e uma sulfona tetrassubstituída. / This thesis gives a contribution to the chemistry of α-sulfonyl carbanions, such as the comprehension of its conformational stability and reactivity towards electrophilic reagents. The investigated reactions were alkylation and sulfenylation of α-sulfonyl thioesters and the decarboxylative alkylation of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids. The presentation of the results and the discussion of the alkylation and sulfenylation reactions are preceded by a bibliographic revision describing the most important reports in the literature concerning the reactions of α-sulfonyl carbanions with different electrophiles, such as: protonation, halogenation, alkylation, acylation, condensation and sulfenylation. Our studies of the alkylation reaction, carried out with two different α-sulfonyl thioesters, employing homogeneous media, indicated that in the case of methyl, ethyl and allyl halides, mixtures of mono- and dialkylated products were obtained. However, in the case of benzyl bromide, the corresponding monoalkylated compound was obtained as the only reaction product (see file). On the other hand, the alkylation of methyl α-phenylsulfonyl thioacetate by PTC method afforded, exclusively, the corresponding monoalkylated products. These results show the superiority of the PTC method over the homogeneous one (see file). The sulfenylation reactions carried out with methyl α-phenylsulfonyl thioacetate and their α-alkylsubstituted derivatives employing PTC conditions, afforded only monosulfenylated α-sulfonyl thioesters as the only reaction products. Also in this case, the PTC method showed to be superior to give the monosulfenylated products in higher yields (see file). A mechanism for the alkylation and sulfenylation reactions in solid / liquid PTC system, which explains the absence of the dialkylated and disulfenylated products is suggested. The presentation and discussion of the results for the alkylative decarboxylation reactions of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids is preceded by a bibliographic introduction reporting the most important works in the literature concerning the decarboxylation of α-sulfonyl carboxylic acids in the presence of electrophiles such as hydrogen, halogens and sulfur. Specially important are the studies on the stereochemical course of the base-catalyzed protonative decarboxylation of optically active α-sulfonyl carboxylic acids, showing the high stability of the a-sulfonyl cabanion, which retains its original configuration even after protonation. There is a link between these investigations and our studies of the alkylative decarboxylation of racemic and optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acids, which are undertook in continuation to our investigations on the alkylative decarboxylation of α-phenylsulfonyl-α- phenyl carboxylic acids. Our results showed that it is possible to obtain the tetrasubstituted sulfone from the reaction of α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid with ethyl iodide, in the presence of NaH / DMSO as base, provided that the CO2, which is formed during the reaction, is expelled (see file). The synthesis of the optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid containing several reaction steps is presented, through the resolution of the α-phenylsulfenyl-α-phenylpropanoic acid, followed by its oxidation. The configurations of both acids were determined through X-rays analyses, and showed to be S. However, it was not possible to obtain the optically active tetrasubstituted sulfone from the reaction of optically active α-phenylsulfonyl-α-phenylpropanoic acid with ethyl iodide in the experimental conditions employed for the corresponding racemic acid. The insight for the decarboxylation process of the α-sulfonyl carboxylic acids was obtained from semi-empiric calculations that showed the existence of two intermediate steps in the decarboxylation of the corresponding carboxylates, one of which with CO2 bonded to the carbanion and another one, of lower energy, in which the CO2 is linked to the sulfonyl oxygen (see file). Proofs were provided, through the comparative experiments of alkylation and protonation for the optically active α-sulfonyl acid, that for retention of configuration of the α-sulfonyl carbanion it is necessary that the reaction of the carbanion with the electrophile takes place before the total expulsion of CO2, i.e., when it is linked to SO2. It was suggested that the CO2-OSO linkage could be responsible for the rotational barrier, which maintains the symmetry of the a-sulfonyl carbanion, which becomes conformationaly stable. Finally, eleven new compounds were prepared in the course of the present study such as: three α-bromo thioesters, five α-sulfonyl thioesters, four α-sulfenylated α-sulfonyl thioesters and one α-tetrasubstituted sulfone.