New sustainable processes catalyzed by acids with interest in pharmaceutical chemistry

Dissertação de mestrado em Química Farmacêutica Industrial, apresentada à Faculdade de Farmácia da Universidade de Coimbra.O principal objectivo deste trabalho foi avaliar o poder catalítico de Starbon®400-SO3H na Reacção de Ritter em moléculas esteróides. A crescente importância da Química Verde e a aplicação dos seus princípios na produção e desenvolvimento de novos processos químicos mais eficientes, sustentáveis e ambientalmente aceitáveis têm sido tema de investigação, tanto no meio académico como na indústria farmacêutica. Entre as várias estratégias delineadas na procura de mais eficácia a via que mais se destaca é a Catálise. Neste contexto, Starbon®400-SO3H posiciona-se como um catalisador ambientalmente aceitável por ser completamente orgânico e não tóxico. Os compostos esteróides estão vastamente distribuídos na natureza e que são utilizados como substratos funcionalizáveis na síntese de muitas moléculas biologicamente activas, pelo que centenas de esteróides têm sido isolados a partir de fontes naturais e vários milhares foram obtidos sinteticamente, mantendo-se nos nossos dias, uma intensa investigação com o fim de isolar e identificar novos compostos esteróides com novas actividades biológicas. Tendo em conta as considerações anteriores, foi estudada a actividade catalítica do Starbon®400-SO3H em transformações envolvendo epóxidos esteróides como substratos, uma vez que esta função está presente num grande número de esteróides biologicamente activos. A reacção de Ritter de 5β,6β-epóxidos de esteróides com nitrilos, catalisada por Starbon®400- SO3H, permitiu a obtenção de derivados N-acilamino álcoois vicinais, com elevados rendimentos, e alta estereo- e regiosselectividade. Na reacção com 5α,6α-epóxidos esteróides há produção de estereoisómeros. Quando se usou 1,4-dioxano como solvente obteve-se o derivado oxazolínico como produto de reacção.The aim of this work was to evaluate the catalytic power of Starbon®400-SO3H in the Ritter reaction in steroid molecules. The growing importance of Green Chemistry and the application of its principles in the production and development of new, more efficient, sustainable and environmentally acceptable chemical processes have been the subject of research both in academia and in the pharmaceutical industry. Among the several strategies outlined in the pursuit of effectiveness, the one that stands out the most is Catalysis. In this context, Starbon®400-SO3H appeared as an environmentally acceptable catalyst due to its entirely organic composition and nontoxicity. Steroid compounds are widely distributed in nature and are used as functionalized substrates in the synthesis of many biologically active molecules. Hundreds of steroids have been isolated from natural sources and several thousands have been obtained synthetically. There is an intensive ongoing research to isolate and identify novel steroid compounds with new biological activities. In view of the foregoing, we studied the catalytic activity of Starbon®400-SO3H in transformations involving epoxysteroids as substrates, as this function is present in a large number of biologically active steroids. The Ritter reaction in 5β,6β-epoxysteroids with nitriles catalyzed by Starbon®400-SO3H afforded vic-N-acylamino-hydroxy products, in high yields and with high stereo- and regioselectivity. The reaction with 5α,6α-epoxysteroids afforded a mixture of stereoisomers. When 1,4-dioxane was used as a solvent, the reaction yielded the oxazoline derivative as the final product