Synthesis of 5-monobromocavernicolin and 3-bromoverongiaquinol : addition of carbon nucleophiles to cyclic oxonum ions under solvent-free conditions

Orientador: Ronaldo Aloise PilliDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaResumo: A dissertação foi dividida em duas partes, a primeira trata da síntese de produtos naturais isolados de esponjas marinhas e a segunda parte trata de reações de adição de nucleófilos à íons oxônios cíclicos na ausência de solvente. A 5-monobromocavernicolina, isolada pela primeira vez em 1984 da esponja marinha Aplysina cavernicola por Pietra e colaboradores, foi recentemente isolada por Berlinck e colaboradores a partir da esponja Aplysina fulva, este foi o primeiro composto em forma quase racêmica (6% ee) isolado de um organismo marinho. O composto 3-bromoverongiaquinol também foi isolado a partir da esponja marinha Aplysina cavernicola, estudos biológicos mostraram que ambos os compostos apresentam atividade bactericida. Na síntese da 5-monobromocavernicolina realizou-se a reação de adição do tipo 1,2 do enolato de lítio de BSA à 1,4-benzoquinona obtendo-se o produto em 56%. Em seguida, realizou-se uma reação de bromoção na presença de bromo molecular, a purificação desta reação em coluna cromatográfica de sílica gel promoveu a eliminação de HBr fornecendo assim o produto 3-bromoverongiaquinol em 50% de rendimento global a partir da 1,4-benzoquinona, rendimento superior aos já relatados na literatura (2,5 e 6,3%). O bruto da reação de bromoção foi ciclizado em meio básico resultando na 5-monobromocavernicolina. Anéis tetraidropirânicos e tetraidrofurânicos com substituintes na posição 2 do anel estão presentes em muitos produtos naturais biologicamente ativos. Realizou-se as reações de adição de nucleófilos de carbono à íons oxônios cíclicos na presença de 20 mol% de tricloreto de índio em sistemas sem solvente, o que é ambientalmente favorável. Observou-se que quanto maior o valor de p a do nucleófilo melhores são os rendimentos e mais rápidas são as reaçõesAbstract: This dissertation is divided in two parts. The first part presents the synthesis of natural products isolated from marine sponges. The second part presents investigations on the addition of carbon nucleophiles to cyclic N-acyliminium and oxonium ions under solvent-free conditions. The natural product 5-monobromocavernicolin was isolated for the first time from the marine sponge Aplysina cavernicola by Pietra and collaborators in 1984. The same compound was recently isolated by Berlinck and collaborators from the sponge Aplysina fulva. 5-monobromocavernicolin was the first compound isolated from a marine organism in a quasi-racemic form (6% ee). The compound 3-bromoverongiaquinol was also isolated from the marine sponge Aplysina cavernícola and biological studies showed that both compounds presents bactericidal activity. In the present investigation, the synthesis of 5-monobromocavernicolin was carried out by 1 ,2 addition of the BSA lithium enolate to 1,4-benzoquinone, to give the product in 56% yield. A bromation reaction was carried out with bromine and the purification of the corresponding product by silica gel column chromatography promoted elimination of HBr, provinding 3-bromoverongiaquinol in 50% of global yield from 1,4-benzoquinone. It's worth to mention that this yield is superior compared to those already reported in the literature (2,5 e 6,3%). The crude product of the bromation reaction was then cyclized in alkaline medium resulting in the formation of 5-monobromocavernicolin. The second part of this dissertation describes the preparation of tetrahydrofurans and tetrahydropyrans with substituents adjacent to the ring oxygen atom. Related compounds are frequently found in several biologically active natural products. The addition reaction of carbon nucleophiles to oxonium ions were investigated in the presence of InCl3 (20 mol%) and under solvent free conditions, an environmentally friendly procedure. It was observed that nucleophiles with higher p a values promote faster addition reaction in higher yieldsMestradoQuimica OrganicaMestre em Químic