Stereoselective synthesis of tioespiro[4,n]alkanones e reactivity of (E)-1-(3-benzylideno-2-methoxycyclohexenyl)-2,2,2- trifluoroethanone

Autor: Ketzer, Alex
Přispěvatelé: Bonacorso, Helio Gauze, Martins, Marcos Antonio Pinto, Bender, Caroline Raquel, Severo Filho, Wolmar Alípio, Wastowski, Arci Dirceu, Schumacher, Ricardo Frederico
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Fundação de Apoio à Tecnologia e Ciência - FATEC The present thesis initially describes a methodology for obtaining two series of diastereoisomers of 1-aryl-4-hydroxy-2-thiaspiro[4,5]alkan-6-ones (5a-k and 6a-k), totaling 22 novel compounds by sulfa-Michael addition reaction. For this purpose, 1,4-dihydroxy-2,5- dithiane was used under mild reaction conditions, such as ethanol as solvent and triethylamine as a base, were used, and yields of 52 to 98% could be obtained. The influence of the size of the spiro carbocyclic portion was evaluated, by using precursor (E)-2-arylidenecyclohexanones (3a-h) and (E)-2-arylidene-cyclopentanones (3i-k) as well as the impact of different substituted aryl groups such as, phenyl, 4-methoxyphenyl, 4-nitrophenyl, 4- fluorophenyl, 4-chlorophenyl, 4-methylphenyl, 1-naphthyl, 4-(N,N)dimethylphenyl on the stereoselectivity of the reactions. The resulting compounds were fully characterized from spectroscopic analyses such as ¹H and ¹³C NMR, HSQC, HMBC, X-ray diffraction as well as mass spectrometry. A preference for the formation of the diastereoisomer (1S,4S,5S) for the cyclohexyl derivatives (a-h) and (1S,4R,5S) for the cyclopentyl derivatives (i-k) was observed. As a derivation (application), fluorination reactions by nucleophilic substitution were also carried out employing DAST. Modest yields on the order of 6 - 38% were obtained using protocols established in the literature for fluorination of tetrahydrothiophenes. After ¹H, ¹³C and ¹9F NMR spectroscopic characterization, it was found that the reaction occurred in such a way as to maintain the chiral configuration of the starting material, this feature being confirmed by X-ray diffraction. Subsequently, this thesis studied the development of the synthesis and derivatization reactions of a new model of trifluoromethyl substituted vinyl ketone, which was obtained from the acetal acylation of (E)-2-benzylidene-cyclohexanone (2a) with trifluoroacetic anhydride. Thus the structural characterization of (E)-1-(3-benzylidene-2- methoxycyclohexenyl)-2,2,2-trifluoroethanone (10) was performed by ¹H and ¹³C NMR techniques, as well as by single crystal X-ray diffraction. Additionally, the reactivity of the three possible electrophilic centers of vinyl ketone 10 were assigned from the LUMO coefficients, obtained by theoretical TD-DFT calculations. Experimental tests were carried out from nucleophilic substitution and cyclo-condensation reactions, employing primary amines, aryl and alkyl amines (04 compounds up to 95% yield); 1,2 dinucleophiles such as phenyl hydrazine, semicarbazide and thiosemicarbazide (03 compounds, up to 68% yield); and 1,3 dinucleophiles like amidines, (03 compounds up to 68% yield). All these derivatives were characterized by melting point, ¹H- and ¹³C NMR spectroscopy and HRMS analyses. A presente tese descreve inicialmente uma metodologia para a obtenção de duas séries de diastereoisômeros de 1-aril-4-hidróxi-2-tioespiro[4,n]alcan-6-onas (5a-k e 6a-k), totalizando 22 compostos inéditos por reação de adição sulfa-Michael. Para essa finalidade foram utilizadas 1,4-dihidróxi-2,5-ditiana e condições reacionais brandas, como solvente o etanol e base a trietilamina, sendo possível obter rendimentos de 52 a 98%. A influência do tamanho da porção espiro carbocíclica foi avaliada através da utilização de precursor (E)-2-arilidenociclohexanona (3a-h) e (E)-2-arilideno-ciclopentanona (3i-k) bem como o impacto de diferentes grupos aril substituídos como, fenil, 4-metoxifenil, 4-nitrofenil, 4-fluorfenil, 4- clorofenil, 4-metilfenil, 1-naftil, 4-(N,N)dimetilfenil. Os compostos resultantes foram totalmente caracterizados a partir de análises espectroscópicas como RMN de ¹H, ¹³C, HSQC, HMBC difração de raios X, assim como espectrometria de massas. Foi observado uma preferência para a formação do diastereoisômero (1S,4S,5S) para os ciclohexil derivados (a-h) e (1S,4R,5S) para os ciclopentil derivados (i-k). Como derivatização (aplicação) foram realizadas reações de fluoração por substituição nucleofílica, empregando DAST. Rendimentos modestos da ordem de 6 – 38% foram obtidos usando protocolos estabelecidos na literatura para fluoração de tetraidrotiofenos. Após a caracterização espectroscópica por RMN de ¹H, ¹³C e ¹9F foi constatada que a reação ocorreu de forma a manter a configuração quiral do material de partida, essa característica sendo confirmada por difração de raios X. Posteriormente, esta tese estudou o desenvolvimento das reações de síntese e derivatização de um novo modelo de vinil cetona trifluormetil substituída, que foi obtida a partir da acilação do acetal de (E)-2- benzilideno-ciclohexanona (2a) com anidrido trifluoracético. Assim a caracterização estrutural de (E)-1-(3-benzilideno-2-metoxiciclohexenil)-2,2,2-trifluoretanona (10) foi realizada por técnicas de RMN ¹H e ¹³C, bem como por difração de raios X em mono cristal. Adicionalmente a reatividade dos três possíveis centros eletrofílicos da vinil cetona 10 foram atribuídos a partir dos coeficientes de LUMO, obtidos por cálculos teóricos de TD-DFT. Foram realizados testes experimentais a partir de reações de substituição nucleofílica e ciclocondensação, empregando aminas primárias, arílicas e alquílicas (04 compostos com rendimentos de até 95%); 1,2 dinucleófilos como fenil hidrazina, semicarbazida e tiosemicarbazida (03 compostos com rendimentos de até 68%); e 1,3 dinucleófilos, como amidinas (03 compostos com rendimentos de até 68%). Os quais foram caracterizados por análises de temperatura de fusão, espectroscopia de RMN de ¹H e ¹³C e HRMS.
Databáze: OpenAIRE
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