Síntese de Organocatalisadores/Ligandos Quirais de Base Tiazolidina para Catálise Assimétrica

Abstract

Um dos tópicos de investigação mais estudados na síntese assimétrica é a formação de ligações carbono-carbono utilizando organocatalisadores/ligandos quirais, pois a obtenção de compostos enantiomericamente puros é de extrema importância. As reações assimétricas de Henry e a alquilação enantiosseletiva de aldeídos são reações nas quais se formam ligações C-C, obtendo-se álcoois secundários quirais através da reação de aldeídos com compostos organometálicos. Os álcoois secundários quirais obtidos são precursores na síntese de diversos compostos biologicamente ativos como por exemplo fármacos e agroquímicos, entre outros. Este trabalho centrou-se no design e síntese de novos ligandos quirais, tendo-se escolhido como reagentes de partida compostos naturais quirais e acessíveis como é o caso da L-cisteína e outros aminoácidos. Foram efetuadas mudanças estruturais que levaram a vários organocatalisadores/ligandos com base tiazolidínica. Este tipo de compostos tem sido estudado em reações de catálise, sendo igualmente muito utilizados na área da saúde devido às suas boas características farmacológicas.Neste projeto, foram desenvolvidos novos organocatalisadores/ligandos quirais com funcionalidades adequadas à utilização em reações de catálise assimétrica, nomeadamente em reações de Henry e de alquilação enantiosseletiva de aldeídos.A primeira parte deste trabalho consistiu na síntese de organocatalisadores/ligandos quirais do tipo tiazolidina, por condensação da L-cisteína com formaldeído. A tiazolidina preparada foi reagida com derivados dos aminoácidos L-fenilalanina, L-valina e L-histidina. Os compostos sintetizados foram obtidos com rendimentos moderados a elevados. A última parte deste trabalho envolveu a utilização dos organocatalisados/ligandos sintetizados em reações assimétricas de Henry e em reações de alquilação enantiosseletiva de aldeídos. Em ambas as reações se obtiveram excelentes conversões e seletividades moderadas.

One of the most studied research topics in asymmetric synthesis is the formation of carbon-carbon bonds using chiral organocatalysts/ligands, since enantiomerically pure compounds is extremely important. The asymmetric Henry reactions and the enantioselective alkylation of aldehydes are reactions in which C-C bonds are formed, originating chiral secondary alcohols through the reaction of aldehydes with organometallic compounds. The chiral secondary alcohols obtained are precursors in the synthesis of biologically active compounds, such as pharmaceuticals and agrochemicals, among others.This work focused on the design and synthesis of new chiral ligands, using chiral and accessible natural compounds such as L-cysteine and other amino acids as starting reagents. Structural changes were made that led to several thiazolidine based organocatalysts/ligands. This type of compounds has been studied in catalysis reactions, and they are also widely used in the health area due to their good pharmacological characteristics.In this project, new organocatalysts/chiral ligands with functionalities suitable for use in asymmetric catalysis reactions were developed, namely in Henry reactions and enantioselective alkylation of aldehydes.The first part of this work consisted of the synthesis of organocatalysts/chiral thiazolidine-type ligands, by condensation of L-cysteine with formaldehyde. The prepared thiazolidine was reacted with derivatives of the amino acids L-phenylalanine, L-valine and L-histidine. The synthesized compounds were obtained in moderate to high yields.The last part of this work involved the use of the synthesized organocatalysts/ligands in asymmetric Henry reactions and in enantioselective aldehyde alkylation reactions. In both reactions excellent conversions and moderate selectivity were obtained.