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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora : Patto, Daniela da Cunha Souza
Título: Estudo da Reação de Arilação de Heck de Enecarbamatos, Enamidas e Enoléteres Endocíclicos Utilizando Sais de Diazônio
Ano: 2003
Orientador: Prof. Dr. Carlos Roque Duarte Correia
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: Reação de Heck, Enecarbamatos, Sais de arenodiazônio
Resumo: A arilação de Heck de enecarbamatos, enamidas e enoléteres com sais de diazônio foi investigada de forma sistemática objetivando futuras aplicações sintéticas. A aplicação de sais de diazônio nesta reação oferece diversas vantagens sobre a Heck tradicional, tais como condições suaves de reação e livres de fosfinas, além do curto tempo de reação. Nosso interesse nesta reação deriva da importância biológica e farmacológica das diversas classes de heterocíclos e alcalóides de potencial aplicação terapêutica. Submetemos enecarbamatos de 5 membros a reação de Heck com diferentes sais de diazônio, contendo grupos doadores de elétrons, grupos retiradores de elétrons (R=OMe, H, Cl, F, NO2, CO2Me), ou mesmo sem substituintes. Com R=OMe o rendimento da reação foi de 86% com R=H o rendimento foi de 80%, porém grupos retiradores de elétrons causam decréscimo acentuado no rendimento da reação, de 80 para até 8 %. Nas arilações de enamidas e os enoléteres endocíclicos observamos a mesma tendência reacional. Os rendimentos da reação das enamidas se mantiveram entre 75 e 90% para R=OMe, H ou mesmo Cl, porém caíram para 40% quando R=F. Novamente, não observamos reação com sais de diazonio contendo R=NO2 e CO2Me. Enoléteres endocíclicos reagiram bem com sais de diazônio contendo grupos doadores de elétrons (95-98% para R=OMe e H), porém não observamos reação quando R=Cl, NO2 e CO2Me. Enecarbamatos endoclícicos de 6 membros, também foram avaliados quanto a arilação de Heck, porém diferentemente dos enecarbamatos de 5 membros levaram a misturas de três regioisômeros. Diversas condições reacionais foram testadas procurando controlar a isomerização da ligação dupla, com relativo sucesso. Enoléteres de 6 membros tiveram comportamento análogo aos enecarbamatos. Os enecarbamatos de 7 membros apresentaram um comportamento semelhante aos de 5 membros, fornecendo basicamente um único produto de reação. Os rendimentos variaram entre 72-97% dependendo da natureza do sal de diazônio. Através deste estudo ficou demonstrado que reação de arilação de Heck de enecarbamatos, enamidas e enoléteres endocíclicos com sais de tetrafluoroborato diazônio é um processo sintético viável e com grande potencial.Com exceção dos sistemas de 6 membros, a reação de arilação fornece basicamente um único produto em rendimentos de moderados a excelentes, dependendo da natureza do substituinte no sal de diazônio empregado. Os resultados alcançados neste estudo permitiram também comparar melhor a reação de arilação de Heck empregando sais de diazônio com as arilações tradicionais empregando haletos de arila e triflatos de arila. Observa-se fortes indicações de que a arilação de Heck de olefinas ricas em eletrons envolve um mecanismo iônico, com a participação de um intermediário paládio cationico estabilizado parcialmente pelo solvente da reação e pelo substituinte do anel aromático do sal de diazônio empregado.
Abstract: The Heck arylation of olefins with aryltriflates and arylhalides is a well-established synthetic methodology for C-C bond formation. The Heck arylation employing diazonium salts (Heck-Matsuda reaction) is a much less explored methodology but offers a number of advantages over the traditional Heck protocol. These advantages comprise its mildness, shorter reaction times, and phosphine-free conditions. Despite several applications of the Heck reaction to the synthesis of a number of biologically important heterocycles and alkaloids by our research a systematic investigation of this reaction was still needed. Therefore, we decided to carry out a study to probe the scope of the Heck arylation with aryldiazonium tetrafluoroborates employing endocyclic enecarbamates, enamides e enol ethers as olefin partners. We also tested several different reaction variables in order to find optimum reaction conditions. First, a series of endocyclic enecarbamates, enamides and enolethers of varying ring size were synthesized and submitted to the Heck-Matsuda arylation. Also examined were: the stoichiometry of reaction, the eletronic characteristic of the substituents on the diazonium salt, the catalyst, the amount of catalyst used, the temperatura, the solvente and the use of additives. For the five-membered enecarbamate, we noticed that yields of the Heck reaction depend on the nature of the aryldiazonium salt. Yields are usually good to hight (60-86%) with electron-donating substituents on aryldiazonium salt (R=OMe, H, Me), whereas electron-withdrawing groups (R=Cl, F) led to a decrease in yields (8-40%). For enamides yields ranged from good to excellent (75-90%) when R=OMe, Me, H or Cl. Strong electron-withdrawing groups such as fluor led to a sharp decrease in yields (40%). No reaction was observed when R=NO2 or CO2Me. Endocyclic enolethers reacted smoothly with aryldiazonium salts bearing electron-donating substituents (95-98% for R=OMe, H). However no reaction was observed when R=Cl, NO2 or CO2Me. Six-membered endocyclic enecarbamates were equally reactive but contrary to five membered enecarbamates they provided mixtures of regioisomer in variable ratios. Several reaction conditions had been tested in an attempt to control the isomerization of the double bond, with only moderate success. The use of paladacycle, at 110C , gave the arylated enecarbamate as the major Heck adduct. Six-membered enolethers were as reactive as six-membered enecarbamates toward arylation. Seven-membered enecarbamates behaved similarly to five-membered enecarbamates. Heck arylation with diazonium salts afforded essencially a single regioisomer in good to excelente yields (72-97%). Heck arylation of the electron rich enecarbamates, enamides and enolethers with aryldiazonium salts is an effective arylation protocol with great synthetic potencial. With exception of six-membered system, Heck arylations produced a single regioisomeric adduct in good to excellent yields. Enecarbamates are more sensitive to electronic nature of the substituent on the aryldiazonuim salts, whereas the less electron-rich enamides and enol ethers seem less sensitive to such effects. The results obtained in this study had also allowed a better comparison between Heck arylation with diazonium salts and Heck arylation with halides and trifates. We observed strong indications that the Heck arylation with electron-rich olefins involves a ionic mechanism, with the participation of a cationic palladium intermediate, partially stabilized for the solvent.
Arquivo (Texto Completo): vtls000297155.pdf ( tamanho: 4,31 MB )

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