Rearranjos 3-aza-Cope : efeito dramático dos substituintes na velocidade da reacção

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Doutor em Química Especialidade de Química Orgânica pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecnologia

Os resultados obtidos nesta dissertação confirmaram experimentalmente o efeito dramático dos substituintes na temperatura a que os vários sistemas [3,3]-sigmatrópicos do tipo 3-aza-Cope ocorrem. Assim, a presença de um átomo de oxigénio directamente ligado ao átomo de azoto revelou-se fundamental no abaixamento da temperatura do rearranjo. A presença de grupos estereoquimicamente volumosos permitiu que, na obtenção do sistema de rearranjo O-alquil-N-propargil-N-(2-tosilvinil)-hidroxilamina, o isómero cis se formasse como produto de controlo cinético e o isómero trans como produto de controlo termodinâmico. Verificou-se então que o produto enamínico cis sofre rearranjo à temperatura ambiente dando origem a produtos alénicos, enquanto que a mesma reacção para o seu isómero trans necessita de aquecimento à temperatura de 70 oC. A substituição, no mesmo sistema derivado de hidroxilaminas, do grupo propargilo por um grupo alilo teve como consequência o aumento da temperatura do rearranjo para valores de 180 oC. Um efeito ainda mais notório na elevação da temperatura de rearranjo ocorreu quando se substituiu o átomo de oxigénio por azoto, que se traduziu na elevação da temperatura do rearranjo para valores de 259 oC. Quando os hetero-átomos ligados ao átomo de azoto do sistema foram finalmente substituídos por átomos de carbono, o rearranjo tornou-se muito lento, mesmo à temperatura de 259 oC. No decorrer deste trabalho foi possível obter sistemas susceptíveis de rearranjo [3,3]-sigmatrópico de derivado de hidrazina acíclica e de anilina, obtendo-se, após aquecimento a 180 oC, como produtos uma di-hidro-hidrazina e di-hidropiridinas respectivamente. Estudos com derivados de hidrazinas cíclicas (pirazolonas) permitiram a obtenção de seis diferentes isómeros de posição e de grupo funcional. Por isomerização promovida por base e por rearranjos promovidos termicamente foi possível obter todos os isómeros partindo da propargilação de pirazolonas de partida utilizando o método de Mitsunobu. Por aquecimento de O-dimetiltiocarbamato de N-hidroxi-imidazole a várias temperaturas (de 110 oC a 180 oC) em diversos solventes obteve-se, por rearranjo [3,3]- sigmatrópico, o derivado correspondente na posição 4 do anel imidazole. Este procedimento pode ser utilizado para obter o anel de imidazole substituído na posição 4 com enxofre.

Bolsa de Doutoramento SFRH / BD / 13790 / 2003