Síntese e potencialidades de aplicação de novos derivados porfirínicos

A presente dissertação colige os resultados obtidos em estudos de funcionalização de porfirinas, nomeadamente de derivados da 5,10,15,20- tetrafenilporfirina. Nestes estudos foram estabelecidas novas rotas sintéticas para a preparação de moléculas adequadamente funcionalizadas e com possíveis aplicações em química medicinal ou em sistemas supramoleculares. Esta dissertação encontra-se dividida em quatro partes: Após uma breve introdução às porfirinas, descrita na primeira parte, segue-se uma segunda parte centrada em reacções em dominó envolvendo 2-aminomeso- tetra-arilporfirinas, meso-(p-aminofenil)porfirinas e éteres enólicos cíclicos. Os resultados obtidos demonstram que porfirinas reagem como heterodienos com dienófilos ricos em electrões tais como os éteres enólicos cíclicos 3,4-di-hidro-2H-pirano e 2,3-di-hidrofurano na presença de triflato de lantânio. Os produtos formados são pirido[2,3-b] porfirinas e meso-quinolin-6- ilporfirinas com dois grupos hidroxilos terminais. A terceira parte desta dissertação é dedicada a estudos de funcionalização da posição β-pirrólica da 5,10,15,20-tetrafenilporfirina com um éter coroa segundo reacções de metátese, reacções de Heck e reacções de ciclo-adição 1,3- dipolar. Nas reacções de ciclo-adição obtiveram-se apenas produtos resultantes do acoplamento de porfirinas ao aminoácido. Para culminar estes estudos usou-se a 2-formil-5,10,15,20-tetra-arilporfirina e diversos aminoácidos como precursores de iletos de azometino porfirínicos. Segundo esta abordagem, verificou-se que a cadeia lateral do aminoácido influencia o tipo de produto formado, tendo-se obtido novas clorinas, β-imidoporfirinas e porfirinas funcionalizadas na posição β-pirrólica com grupos amino. A estrutura dos compostos sintetizados foi estabelecida recorrendo a Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN de 1H, 13C, COSY, HSQC, HMBC e NOESY), Espectrometria de Massa em MALDI, UV-Vis e, em alguns casos, Difractometria de raios-X. Já na quarta parte desta dissertação, o leitor é introduzido ao conceito de química supramolecular e à utilização de meso-(p-carboxifenil)porfirinas em sistemas auto-organizados. É descrita a formação de agregados J distintos a partir dos isómeros 5,10-bis-(4-carboxifenil)-15,20-difenilporfirina e 5,15-bis-(4- carboxifenil)-10,20-difenilporfirina e comprova-se que o tipo de arquitectura e a extensão deste sistema são impostas pela estrutura do cromóforo. A avaliação da formação destes sistemas foi efectuada recorrendo a técnicas de UV-vis, Fluorescência, CD, RLS e FLIM.

Avanços metodológicos na síntese de novos derivados de flavonas

As estirilflavonas poli-hidroxiladas são compostos heterocíclicos de natureza polifenólica que suscitam interesse devido à atividade biológica que possuem atuando, por exemplo, como antioxidantes. O desenvolvimento de novas rotas de síntese de estirilflavonas constitui um desafio e é neste contexto que se têm efetuado vários estudos sobre a aplicação de reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio, como a reação de Heck, na preparação deste tipo de compostos. Nesta dissertação reporta-se a síntese de (E)-8-estirilflavonas através da reação de Heck de 8-iodoflavonas com derivados de estireno com rendimentos excelentes, descrevendo-se um estudo no qual se optimizaram as condições experimentais desta reação. Adicionalmente, descrevem-se duas tentativas de desmetilação da (E)-8-[2-(4-metoxifenil)vinil]-4’,5,7-trimetoxiflavona. As 8- iodoflavonas foram preparadas com elevada regiosseletividade através da ciclização oxidativa/iodação das (E)-2’-hidroxicalconas correspondentes por aplicação do sistema de reagentes I2/DMSO. A propósito, descreve-se um estudo de ciclização oxidativa/iodação da (E)-2’-hidroxi-4,4’,6’- trimetoxicalcona, no qual se testou a aplicação do sistema de reagentes I2/DMSO na síntese de iodoflavonas em reações one-pot. As (E)-2’- hidroxicalconas foram sintetizadas através da condensação aldólica catalisada por base entre a 2’-hidroxi-4’,6’-dimetoxiacetofenona, previamente preparada, e derivados de benzaldeído. A caraterização estrutural da maioria dos compostos obtidos neste trabalho foi efetuada com base em estudos de espetroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN), nomeadamente de 1H e 13C, e, sempre que possível, em estudos bidimensionais de correlação espetroscópica heteronuclear (HSQC e HMBC), bem como em estudos de espetrometria de massa (EM).

Sintese de derivados 3 - substituídos de coumarinas

Este trabalho descreve a síntese de novos derivados de coumarinas 3-substituídas por grupos arilo, etenilarilo e etenil-organometálicos, através de novas metodologias via reacções de Heck e de metátese (Grubbs), com controlo da regioquímica e com significativos rendimentos reaccionais. A aplicação destas metodologias permitiu a síntese dos derivados, 3-fenilcoumarina (131), 3-(4-bromofenil)coumarina, (132), 3-(4-iodofenil)­coumarina (134), 3-(4-nitrofenil)coumarina (136), 3-(4-etilfenil)coumarina (133), 4-(coumarin-3-il)benzaldeído (135), 3-(4-metoxifenil)coumarina (137), (E)-3-acrilato-[4-(coumarin-3-il)fenil] de metilo (138), 6,7-metileno­dioxi-[3-(E)-2'-feniletenil]coumarina (145), 6,7-dimetoxi-[-(E)-2'-fenil­etenil]coumarina (146), 6,7-dimetoxi-[3-(E)-2'-(6'-nitrofenil)etenil]coumarina (147), 4-[2-(E)-(6,7-dimetoxicoumarin-3-il)etenil]benzaldeído (148) e 6,7-dimetoxi-[3-(E)-2'-ferroceniletenil]coumarina (149), dos quais os últimos nove, são compostos novos, identificados e caracterizados pela primeira vez. A deslocalização do sistema de electrões  conjugados, induzida pelos diversos substituintes das coumarinas, foi igualmente avaliada através da espectroscopia de UV/Vis. De referir que parte deste trabalho foi publicado como: "New Methodology for the Synthesis of 3-Substituted Coumarins via Pd-Catalyzed Site-Se/ective Cross-Coupling Reactions”, Sérgio Martins, Paula S. Branco, María C. de la Torre, Miguel A. Sierra e António Pereira, Synlett, 2010 (https://www.thieme-connect.com/ejournals/abstract/ synlett/doi/1 O.1 OS5/s-0030-1259014). ABSTRACT: This work describes the synthesis of new 3-aryl, ethenylaryl and ethenyl-organometallics coumarin derivatives, using a new methodology via Heck and metathesis (Grubbs) reactions, with regiochemistry control and significant reaction yields. The application of these methodologies allowed the synthesis of derivatives, 3-phenylcoumarin (131), 3-(4-bromophenyl)coumarin (132), 3-(4-iodophenyl)coumarin (134), 3-(4-nitrophenyl)coumarin (136), 3-(4-ethylphenyl)coumarin {133), 4-(coumarin-3-yl)benzaldehyde {135), 3-(4-methoxiphenyl)coumarin (137), (E)-ethyl 3-[4(coumarin-3-yl)phenyl]­acrylate (138), 6,7-methylenedioxy-[3-(E)-2'-phenylethenyl]coumarin (145), 6,7-dimethoxy-[-(E)-2'-phenylethenyl]coumarin (146), 6,7-dimethoxy-[3-(E)­-2'-(6'-nitrophenyl)ethenyl]coumarin (147), 4-[2-(E)-(6,7-dimethoxy­coumarin-3-yl)ethenyl]benzaldehyde {148) e 6,7-dimethoxy-[3-(E)-2'-(ferro­ cene)ethenyl]coumarin (149), the last nine of these are new compounds, identified and characterized for the first time. The delocalization of conjugated -electron system, induced by different substituents of coumarins, was also assessed by spectroscopy UV/Vis. Part of this work was published at: "New Methodology for the Synthesis of 3-Substituted Coumarins via Pd-Catalyzed Site-Selective Cross-Coupling Reactions", Sérgio Martins, Paula S. Branco, María C. de la Torre, Miguel A. Sierra e António Pereira, Synlett, 2010 (https://www.thieme­connect.com/ejournaIs/abstract/synlett/doi/1O.1 055/s-0030-1259014).

Synthesis of profluorescent isoindoline nitroxides via palladium-catalysed Heck alkenylation

The synthesis of a new structural class of isoindoline nitroxides (aminoxyls), accessible via the palladium-catalysed Heck reaction, is presented. Reaction of the aryl bromoamine, 5-bromo-1,1,3,3-tetramethylisoindoline (4) or dibromoamine, 5,6-dibromo-1,1,3,3-tetramethylisoindoline (5) or the analogous bromonitroxides 6 and 7 with methyl acrylate gives the acrylate substituted tetramethylisoindoline amines 8 and 10 and nitroxides 12 and 14. Similarly, the reaction of the aryl bromides and dibromides 4–7 with methyl 4-vinylbenzoate gives the carboxystyryl substituted tetramethylisoindoline amines 9 and 11 and the analogous nitroxides 13 and 15. The carboxystyryl tetramethylisoindoline nitroxides demonstrate strongly suppressed fluorescence, which is revealed upon removal of the free radical by reduction or radical coupling.

Alternation of chemoselective control in Stille-Heck and Heck-Stille reaction sequences

Sequential and one-pot Stille–Heck and Heck–Stille reaction processes have been invoked to give divergent access to polycyclic ring systems. Both reaction conditions and substrate structure are important in determining the nature of the reaction products formed. The Heck–Stille reactions have involved a reversal of the usual Heck regioselectivity and both cine- and ipso-substitutions have been observed in the Stille reaction.

Ce0.98Pd0.02O2-delta: Recyclable, ligand free palladium(II) catalyst for Heck reaction

Palladium substituted in cerium dioxide in the form of a solid solution, Ce-0.98 Pd-0.02 O-1.98 is a new heterogeneous catalyst which exhibits high activity and 100% trans-selectivity for the Heck reactions of aryl bromides including heteroaryls with olefins. The catalytic reactions work without any ligand. Nano-crystalline Ce-0.98 Pd-0.02 O-1.98 is prepared by solution combustion method and Pd is in +2 state. The catalyst can be separated, recovered and reused without significant loss in activity.

Reacciones intramoleculares de Heck y de carbolitiación tipo Parham. Estereoselectividad y aplicación a la síntesis de quinolinas y pirroloisoquinolinas

351 p.

Impact of carbon dioxide pressurization on liquid phase organic reactions: A case study on Heck and Diels-Alder reactions

Heck coupling reactions of methyl acrylate with various aryl bromides have been investigated using a Pd/TPP catalyst in toluene under pressurized CO2 conditions up to 13 MPa. Although CO2 is not a reactant, the pressurization of the reaction liquid phase with CO2 has positive and negative impacts on the rate of Heck coupling depending on the structures of the substrates examined. In the case of either 2-bromoacetophenone or 2-bromocinnamate, the conversion has a maximum at a CO2 pressure of about 3 MPa; for the former, it is much larger by a factor of 3 compared with that under ambient pressure. For 2-bromobenzene, in contrast, the conversion is minimized at a similar CO2 pressure, being half compared with that at ambient pressure

Impact of Carbon Dioxide Pressurization on Liquid Phase Organic Reactions: A Case Study on Heck and Diels–Alder Reactions

Heck coupling reactions of methyl acrylate with various aryl bromides have been investigated using a Pd/TPP catalyst in toluene under pressurized CO2 conditions up to 13 MPa. Although CO2 is not a reactant, the pressurization of the reaction liquid phase with CO2 has positive and negative impacts on the rate of Heck coupling depending on the structures of the substrates examined. In the case of either 2-bromoacetophenone or 2-bromocinnamate, the conversion has a maximum at a CO2 pressure of about 3 MPa;

Carbon dioxide pressure induced heterogeneous and homogeneous Heck and Sonogashira coupling reactions using fluorinated palladium complex catalysts

The Heck reaction of iodobenzene and methyl acrylate was investigated with CO2-philic Pd complex catalysts having fluorous ponytails and the organic base triethylamine (Et3N) in the presence of CO2 under solventless conditions at 80 degrees C. The catalysts are not soluble in the organic phase in the absence Of CO2 and the reaction occurs in a solid-liquid biphasic system. When the organic liquid mixture is pressurized by CO2, CO2 is dissolved into the organic phase and this promotes the dissolution of the I'd complex catalysts. As a result, the Heck reaction occurs homogeneously in the organic phase, which enhances the rate of reaction. This positive effect Of CO2 pressurization competes with the negative effect that the reacting species are diluted by an increasing amount of CO2 molecules dissolved. Thus, the maximum conversion appears at a CO2 pressure of around 4 MPa under the present reaction conditions. The catalysts are separated in the solid granules by depressurization and are recyclable without loss of activity after washing with n-hexane and/or water.

Bronsted guanidine acid-base ionic liquids: Novel reaction media for the palladium-catalyzed Heck reaction

Bronsted acid-base ionic liquids (GILs) based on guanidine and acetic acid are efficient reaction media for palladium-catalyzed Heck reactions. They offer the advantages of high activity and reusability. GIL2 plays multiple roles in the reaction: it could act as solvent, as a strong base to facilitate beta-hydride elimination, and as a ligand to stabilize activated Pd species.

Synthesis of fluorene-based oligomeric organoboron reagents via Kumada, Heck, and stille cross-coupling reactions

Boronic pinacol ester group is not reactive in Kumada, Heck and Stille coupling reaction conditions. Fluorene-based sophisticated organoboron compounds were synthesized by means of Palladium catalyzed Kumada, Heck and Stille cross-coupling reactions from halofluorenyl boronic esters.