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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Schuch, Cristina Maria
Título: Estudos Sobre a Adição de Organozinco a Íons N-Acilimínio Cíclicos e Formação Diastereosseletiva de Centros Quaternários em Sistemas Pirrolidínicos
Ano: 2001
Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Aloise Pilli
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: Pirrolidinonas, Organozinco, Metátese, Íons N-acilimínio
Resumo: No Capítulo 1, estão descritos os resultados obtidos para a adição de reagentes organozinco a íons N-acilimínio e N-aciliminas cíclicas. Estudou-se a reatividade de dietilzinco e do reagente de Reformatsky em reações de a-amidoalquilação, promovidas por um ácido de Lewis, utilizando-se a-etoxicarbamatos e a-etoxilactamas. Também foi estudada a possibilidade de desenvolver uma versão assimétrica destas reações, utilizando para isso os ligantes quirais N-metil-efedrina, TADDOL e 1,2-bis-trifluorometanossulfonamida-cicloexano. Nos Capítulos 2 e 3, desenvolveu-se uma metodologia para a formação de centros quaternários a-nitrogenados, através da adição seqüencial de um reagente organolítio e de um segundo nucleófilo de carbono à carbonila de imidas quirais. A adição de alquillítio e de acetiletos de lítio à imidas derivadas do ácido tartárico levou ao isolamento de 2-hidróxi-lactamas que foram utilizadas como precursoras de íons N-acilimínio quirais para a adição de aliltributilestanho, promovida por BF3.OEt2. 2-Pirrolidinonas-5,5-dissubstituídas foram isoladas em rendimentos de 36-66% e excessos diastereoisoméricos da ordem de 33 a >95%. A redução das 2-hidróxi-lactamas com trietilsilano levou ao isolamento de 2-pirrolidinonas trans-5-substituídas em 50-66% rendimento e 80 a >95% e.d. A estereoquímica da adição do nucleófilo foi cis ao substituinte hidroxílico na posição a, em todos os casos estudados. Alguns compostos dialilados foram submetidos à condições de metátese de olefinas, empregando o catalisador de Grubbs para a síntese de sistemas indolizidínicos contendo um centro quatemário na junção do anel. Em condições de metátese de eninos um sistema pirrolizidínico altamente funcionalizado foi sintetizado. A adição de alquillítio à imidas derivadas do ácido málico, na presença de CeCI3, seguida da adição de um segundo nucleófilo de carbono na presença de BF3.OEt2, levou à síntese regio- e diastereosseletiva de 2-pirrolidinonas-5,5-dissubstituídas, em rendimentos de 50-66% e em excessos diastereoisoméricos de 76 a >95%. A redução com trietilsilano levou à síntese de 2-pirrolidinonas-3,5-trans-dissubstituídas em rendimentos de 51-63% e em 67 a >95% e.d. A estereoquímica da adição do nucleófilo foi cis ao substituinte hidroxílico ligado ao centro estereogênico na posição b. Esta metodologia foi aplicada à síntese do aminoácido não-proteinogênico trans-4-hidróxi-D-prolina e de precursores de aminoácidos a,a-dissubstituídos.
Abstract: The first chapter describes the addition of organozinc reagents to cyclic N-acyliminium ions and N-acylimines. The reactivities of diethylzinc and Reformatsky reagent were studied towards the a-amidoalkylation reaction of a-ethoxycarbamates and a-ethoxylactams, promoted by a Lewis acid. The asymmetric version of these reactions employing some chiral ligands as N-methyl ephedrine, TADDOL and 1,2-bis-trifluoromethanessulfonamide cyclohexane was investigated. The second and third chapters focus the creation of quatemary stereocenters through the sequential addition of an organometallic and a second carbon nucleophiles to carbonyl group of chiral imides. The addition of alkyllithium and lithium acetylides to imides derived from tartaric acid led to the isolation of 2-hydroxy lactams which were employed as the precursors of chiral N-acyliminium ion for the addition of allyltributyltin promoted by BF3.OEt2. 2-Pyrrolidinones-5,5-disubstituted were synthesized in 36-66% yields and 33 to >95% d.e. while the reduction products, trans-5-substituted 2-pyrrolidinones, were synthesized in 50 to 66% yields and 80 to >95% d.e. In all cases studied, the addition of nucleophiles to N-acyliminium ion occurred cis to the protected hydroxyl group attached to the stereocenter at the a position. Cyclization of an N-allyl-5-propargyl pyrrolidinone and N-allyl-5-allyl-5-substituted pyrrolidinones using Grubbs' catalyst led to the preparation of a dehydropyrrolizinone and some dehydroindolizinones containing a quatemary stereocenter. The addition of alkyllithium to imides derived from malic acid, in the presence of cerium trichloride, followed by the addition of a second carbon nucleophile to the transient N-acyliminium ion, led to the regio- and diastereoselective synthesis of 5,5-disubsituted 2-pyrrolidinones in 50 to 66% yields and 67 to >95% d.e. The reduction of the intermediate with triethylsilane/BF3.OEt2 led to the preparation of trans-3,5-disubstituted 2-pyrrolidinones in 51 to 63% yields and 67 to >95% d.e. The stereochemistry of the addition of the nucleophile occurred cis to the protected hydroxyl group attached to stereogenic center at the b position. The methodology developed was applied in the synthesis of unnatural amino acid trans-4-hydroxy-D-proline and some precursors of a,a-disubstituted amino acids.
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