Estratégias para síntese em fluxo contínuo de novos heterociclos nitrogenados e espiroimidas

Autor(es)

Milene Macedo Hornink

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Conjunto das Químicas (IQ e FCF) (CQ/DBDCQ)
• Data de defesa: 2023-05-18

Membros da banca

Leandro Helgueira Andrade; Paulo Sergio de Carvalho; Alvaro Takeo Omori; Bruno Matos Paz

• Orientador: Leandro Helgueira Andrade

Resumo

Os heterociclos nitrogenados são ubíquos na natureza e estão presentes na estrutura de diversos medicamentos. A necessidade do design sustentável de compostos orgânicos, marcou as últimas décadas. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo abordar de duas maneiras catalíticas a preparação de novos heterociclos nitrogenados. Os derivados N-fenilalílicos e N-fenilacrílicos, precursores para os heterociclos, quando possível foram preparados a partir de blocos de construção renováveis, e a sua reatividade explorada em reações de adição/ciclização. Na primeira abordagem foi empregado processo foto-Fenton, este possibilitou a geração de radicais carbamoíla para construir os núcleos alvo (dihidroquinolin-2- onas e indolin-2-onas). A reação ocorreu dentro de 10 minutos, de modo eficiente, em fluxo contínuo, em seguida sua funcionalização à espiroimidas foi realizada, com elevados rendimentos (20-91%). Mais adiante, diversas indolinas foram preparadas a partir dos derivados acrílicos, os metil 2-((N-fenilpivalamido)metil)acrilatos e do radical carbamoíla gerado pelo processo sono-Fenton. As indolinas foram obtidas de maneira rápida, dentro de 1 minuto e em excelentes rendimentos (57-99%). Um protocolo one-pot, em fluxo contínuo foi planejado para a obtenção de novos indóis-N-fusionados sob irradiação ultrassônica, o que levou à preparação rápida de novas espiroimidas em altos rendimentos (22-85%). Expandindo os estudos de reatividade para os compostos N-fenilalílicos, verificou-se que os mesmos contendo duplas não ativadas, também eram aceptores do radical carbamoíla em reações de adição/ciclização. Desse modo, a síntese de indolinas a partir do radical carbamoíla gerado pelo fotocatalisador TBADT foi realizada com rendimentos de até 73%, em condições amenas. A segunda abordagem envolveu a utilização da enzima vanádio haloperoxidase em condições de fluxo contínuo para catálise de reações de adição/ciclização, através da geração de espécie eletrofílica de halogênio. Nesta abordagem, a prévia bioprospecção da enzima de interesse em algas encontradas na costa brasileira foi proposta. Um estudo de extração e purificação da enzima VBrPO, da alga Laurencia dendroidea foi realizado. A enzima pôde ser obtida de maneira parcialmente purificada e foi imobilizada em Purolite® gerando o catalisador VBrP-Pur, que foi empregado em batelada para a halogenação do fenol vermelho e do timol e mostrou a atividade catalítica desejada. (AU)

• Processo FAPESP: 18/07152-4 - Aplicação de haloperoxidase dependente de vanádio em sistema de fluxo contínuo visando reações seletivas
• Beneficiário: Milene Macedo Hornink
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto