Síntese de Enamidas, Selenoésteres e Tioésteres α,β-Insaturados via Cátions Vinílicos Estabilizados por Heteroátomos

Abstract

A presente tese está centrada no desenvolvimento de metodologias baseadas no conceito de estabilização de cátions vinílicos por átomos de nitrogênio, selênio e enxofre. Nos estudos envolvendo a síntese de enamidas, cujo grupo funcional apresenta muitas possibilidades de funcionalização, foi analisada a ativação de inamidas com um ácido de Brönsted forte, neste caso ácido tríflico. Dessa maneira, foi gerado o intermediário cetenimínio, o qual é altamente eletrofílico e reage com diferentes reagentes organometálicos do tipo dialquilzinco e trialquilalumínio, formando diversas enamidas α,β-dissubstituídas. Os 27 exemplos inéditos de produtos sintetizados foram obtidos em bons rendimentos e excelente diastereosseletividade para o isômero Z (r.d. > 20:1). Além disso, experimentos de RMN auxiliaram na elucidação do mecanismo e no entendimento da alta seletividade apresentada pela reação. Posteriormente, o conceito de estabilização foi expandido para o átomo selênio. Para isso, diversos selenoacetilenos foram ativados com quantidades catalíticas de ácido tríflico (TfOH), formando o respectivo cátion vinílico estabilizado por Se. Esse intermediário reage com sulfóxidos arílicos, mediante um rearranjo de Claisen, para a formação dos selenoésteres α-arilados. Dessa maneira, 33 exemplos inéditos foram obtidos em rendimentos moderados a bons. Por fim, foram realizados cálculos computacionais de DFT, que corroboram com a hipótese de estabilização promovida pelo átomo de selênio. De maneira complementar, no último estudo dessa tese foi avaliada a estabilização conferida pelo átomo de enxofre, no qual foram utilizados tioacetilenos propargílicos para a síntese de tioésteres α,β-insaturados. A transformação estudada ocorre pela ativação da tripla ligação com uma espécie eletrofílica de selênio, seguida de um ataque nucleofílico intramolecular do átomo de oxigênio, formando os tioésteres de interesse através de um rearranjo de Meyer-Schuster. Neste trabalho, foram sintetizados 32 compostos inéditos em bons rendimentos, mas sem seletividade para a formação dos diastereoisômeros. Estudos teóricos auxiliaram na elucidação do mecanismo, bem como sobre a influência do enxofre nessa reação.

This thesis is centered on the development of methodologies based on the concept of stabilization of vinyl cations by nitrogen, selenium and sulfur atoms. In studies involving the synthesis of enamides, whose functional group shows many possibilities for functionalization, the activation of ynamides with a strong Brönsted acid, in this case triflic acid. In this way, the intermediate keteniminium was generated, which is highly electrophilic and reacts with different organometallic reagents such as dialkylzinc and trialkylalumin, forming several α,β-dissubstituted enamides. The 27 unpublished examples of synthesized products were obtained in good yields and excellent diastereoselectivity for the Z isomer (r.d.> 20: 1). In addition, NMR experiments helped to elucidate the mechanism and to understand the high selectivity presented by the reaction. Later, the concept of stabilization was expanded to the selenium atom. For that, several selenoacetylenes were activated with catalytic amounts of triflic acid (TfOH), forming the respective vinyl cation stabilized by Se. This intermediate reacts with aryl sulfoxides, through a Claisen rearrangement, for the formation of α-arylated selenoesters. In this way, 33 unpublished examples were obtained in moderate to good yields. Finally, computational DFT calculations were performed, which corroborate the hypothesis of stabilization promoted by the selenium atom. Complementarily, in the last study of this thesis the stabilization conferred by the sulfur atom was evaluated, in which propargyl thioacetylenes were used for the synthesis of α,β-unsaturated thioesters. The studied transformation occurs by activating the triple bond with an electrophilic selenium species, followed by an intramolecular nucleophilic attack of the oxygen atom, forming the thioesters of interest through a Meyer-Schuster rearrangement. In this work, 32 new compounds were synthesized in good yields, but without selectivity for the formation of diastereoisomers. Theoretical studies helped to elucidate the mechanism, as well as the influence of sulfur in this reaction.