Synthesis and application of organocatalysts in asymmetric epoxidation reactions aiming at the synthesis of bioactive compounds

Tendo em vista a importância e o crescimento do emprego da organocatálise como uma ferramenta na síntese orgânica, neste trabalho foi sintetizada uma nova classe de organocatalisadores derivados da prolina que foi aplicada em reações de epoxidação de duplas ligações conjugadas deficientes de elétrons. Adicionalmente a metodologia desenvolvida foi empregada na síntese de compostos bioativos. Inicialmente, obtivemos dois tipos de organocatalisadores inéditos mostrados no esquema abaixo. Eles foram sintetizados a partir de um derivado da prolina, aminoácido barato e comercial, em duas ou três etapas sintéticas com bons rendimentos globais. Os organocatalisadores 1a-e foram empregados na epoxidação de aldeídos α,β-insaturados, sendo que os melhores resultados foram obtidos com o catalisador 1d. Os epoxi-aldeídos 4a-h foram obtidos com bons rendimentos, relações diastereoisoméricas e excessos enantioméricos. Cabe ressaltar que nesta metodologia foi possível empregar condições brandas e solventes não agressivos ao meio ambiente (água e etanol). Os amino-álcoois 2a-e foram utilizados como catalisadores na epoxidação de chalconas levando a formação das epoxi-cetonas 11a-j com bons rendimentos e excessos enantioméricos. Os melhores resultados foram obtidos com o catalisador 2b. A metodologia desenvolvida para epoxidação de enais foi empregada na síntese de epoxi-α-aciloxicarboxamidas através de uma reação one pot sequencial de epoxidação/reação de Passerini. Os compostos 15a-f obtidos são inéditos e tiveram sua atividade avaliada frente à inibição das catepsinas K, V e L, mostrando porcentagens inibitórias boas para dois compostos. Ainda, a metodologia de epoxidação organocatalisada de aldeídos α,β-insaturados foi utilizada na síntese assimétrica de dois estereoisômeros do 3,4-epoxi-6,9-eneicosadieno (16), possível componente do feromônio sexual da mariposa Thyrinteina arnobia, inseto-praga de eucalipto e outras plantas nativas brasileiras.Given the importance and growth of organocatalysis as an important tool in organic synthesis, in this work a new class of organocatalysts derived from proline was synthesized and applied in epoxidation reactions of electron deficient conjugated double bonds. Additionally, the methodology was employed in the synthesis of bioactive compounds. Initially, the new organocatalysts were prepared as shown in the scheme below. They were synthesized from proline, an inexpensive and commercially available amino acid, in two or three steps with good overall yields. The organocatalysts 1a-e were employed in the epoxidation of α,β-unsaturated aldehydes. The best results were obtained with catalyst 1d, furnishing the epoxy-aldehydes 4a-h in good yields, diastereoisomeric ratio and enantiomeric excesses. It is worthy to note that this methodology could employ mild conditions and environmental friendly solvents (water and ethanol). The amino-alcohols 2a-e were used as catalysts in the epoxidation of chalcones leading to formation of the epoxy-ketones 11a-j with good yields and enantiomeric excesses. The best results were obtained using the catalyst 2b. The developed methodology for epoxidation of enals was further employed in the synthesis of α-epoxy-aciloxycarboxamides through a one pot Tandem epoxidation/Passerini reaction. Compounds 15a-f are novel and had their activity evaluated from the inhibition of cathepsins K, V and L, showing interesting inhibitory percentages for two compounds. This methodology was also applied in the asymmetric synthesis of two stereoisomers of 3,4-epoxy-6,9-eneicosadiene (16), possible sex pheromone component of the moth Thyrinteina arnobia, a serious pest of eucalyptus and other native plants in Brazil