Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis reports the synthesis of various series of trifluoromethyl substituted nitrogenated heterocycles, such as pyrroles, pyrazoles, pyrimidines and 1,2,3-triazoles, exploiting the synthetic versatility of 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one in reactions with nitrogenated nucleophiles. In this way, synthesis of a novel series of 4-amino-3-trifluoromethyl-1H-N-substituted pyrroles was performed through two reaction steps. In the first stage is an addition reaction of primary or secondary amine in the 4-position of 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxy-3-penten-2-one furnishing 4-amino-5-bromo-1,1,1-trifluoropent-3-en-2-one. The second stage is a nucleophilic substitution of the bromine by a primary amine followed by an intramolecular cyclocondensation reaction resulting in the formation of pyrroles with yields from 50 to 98%.
Through the reaction of 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one with sodium azide, 5-azido-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one was obtained. This compound was subjected to cycloaddition reaction [3 + 2] with terminal alkynes, allowing the synthesis of a novel series of 1,1,1-trifluoro-4-methoxy-5-(4-alkyl/aryl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-pent-3-en-2-one (I) in good yields (74-90%). Through this reaction a wide range of bi-heterocycle compounds was obtained. For example, the reaction of compound I with 2-methylisothiourea sulfate gave a series of 4-(1H-1,2,3-triazol-1-yl)-methyl-6-trifluoromethyl pyrimidine (72-79%). In a second step, the SCH3 group of these pyrimidines was oxidized to SO2CH3 and subsequently substituted by primary and secondary amines to give a series of 2-aminopyrimidines derivatives in yields of 70-93%. Furthermore, the reaction with N1-substituted 2-methylisothiourea sulphates furnished two products: a 4-pyrimidinone and 1,4-dihydropyrimidine derivatives, depending on the reaction conditions employed. From the reaction of compound I with hydrazines and hydrazides a series of 4-[(4-alkyl/aryl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)methyl]-5-hydroxy-5-trifluoromethyl-4,5-dihydro-1H-pyrazole, in yields of 77-90%, was obtained.
The products obtained in this study were characterized by 1H- and 13C- NMR, mass spectrometry, high resolution mass spectrometry, elemental analysis, and X-ray diffraction.
Keywords: 5-bromo-1,1,1-trifluoro-4-methoxypent-3-en-2-one, 5-bromo-4-enaminoketone, 4-amino-3-trifluoromethyl-1H-pyrroles N-substituted, 1,2,3-triazole, pyrimidine, pyrazolines, bi-heterocycles. / Esta tese apresenta a síntese de várias séries de heterociclos nitrogenados trifluormetil substituidos, tais como pirróis, pirazóis, pirimidinas e 1,2,3-triazóis, explorando-se a versatilidade sintética de 5-bromo-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona em reações com nucleófilos nitrogenados. Dessa forma, a síntese de uma série inédita de 4-amino-3-trifluormetil-1H-pirróis N-substituídos foi realizada através de duas etapas reacionais. Na primeira etapa ocorre uma reação de adição de amina primária ou secundária na posição-4 da 5-bromo-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona para a formação de 4-amino-5-bromo-1,1,1-trifluorpent-3-en-2-ona. Na segunda etapa ocorre a substituição nucleofílica do bromo por uma amina primária e consequente ciclocondensação intramolecular para a formação dos pirróis com rendimentos entre 50 a 98%.
Através da reação da 5-bromo-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona com azida de sódio, obteve-se a 5-azido-1,1,1-trifluor-4-metoxipent-3-en-2-ona, a qual, pela reação de cicloadição [3+2] com alcinos terminais possibilitou a síntese de uma série inédita de 1,1,1-trifluor-4-metóxi-5-(4-alquil/aril-1H-1,2,3-triazol-1-il)-pent-3-en-2-ona (I), com bons rendimentos (74-90%). Por intermédio destes compostos foi obtida uma vasta gama de bi-heterociclos. Por exemplo, a reação do composto I com sulfato de 2-metilisotioureias possibilitou a obtenção da série de 4-(1H-1,2,3-triazol-1-il)metil-6-trifluormetil pirimidinas (72-79%). Em uma segunda etapa, o grupamento SCH3 destas pirimidinas foi oxidado a SO2CH3 e, posteriormente substituído por aminas primárias e secundárias, obtendo-se, assim, uma série de 2-aminopirimidinas derivadas com rendimentos de 70-93%. Além disso, a reação com os sulfatos de 2-metilisotioureia N1-substituídos levou a obtenção de dois produtos: uma 4-pirimidinona e uma 1,4-diidropirimidina, dependendo da condição reacional empregada. A partir da reação do composto I com hidrazinas e hidrazidas proporcionou a obtenção de uma série de 4-[(4-alquil/aril-1H-1,2,3-triazol-1-il)metil]-5-hidróxi-5-trifluormetil-4,5-diidro-1H-pirazol com rendimentos de 77-90%.
Os produtos obtidos neste trabalho foram caracterizados por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Carbono-13, Espectrometria de Massas, Espectrometria de Massas de Alta Resolução, Análise Elementar e Difratometria de Raio-X.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4275 |
| Date | 30 October 2015 |
| Creators | Aquino, Estefania da Costa |
| Contributors | Zanatta, Nilo, Frizzo, Clarissa Piccinin, Fantinel, Leonardo, Mostardeiro, Marco Aurelio |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Química, UFSM, BR, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100600000000, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 233dc1de-ab03-4f57-9b85-e40dc01a2d4f, 25499672-5f06-46f7-b231-41f22614e868, bf4338e5-e87c-4326-93b7-60f8f505f466, 079f4612-cd36-4354-af6f-25f7736dccd2, 1ec253ee-25dd-4b17-801e-c4bf7312a9d8 |
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