Alguns estudos sobre reduções de B-enaminocetonas. Sintese de y-aminoalcoois eB-aminoacetonas : ensaios sobre a utilização de fermento de pão (Saccharomyces cerevisiae)

O trabalho apresenta alguns estudos sobre a síntese de b-aminocetonas e g-aminoálcoois. A redução de b-enaminocetonas com boro-hidreto de sódio, utilizando ácido acético como solvente, num processo inédito até então, levou à obtenção de g-aminoálcoois em bons rendimentos (70-98%) com excessos diastereoméricos também muito bons observando-se a formação preferencial do isômero syn (75-95%), obtendo-se assim g- aminoálcoois inéditos (1 b,c, d e e). Para a determinação do excesso diastereomérico promoveu-se a ciclização destes g-aminoálcoois com formol em éter etílico em rendimentos quantitativos, o que permitiu a obtenção de derivados 3,4,6-tri-substituídos de tetraidro-1,3-oxazinas, também inéditos na sua maioria ( 4b,c, d e f). Os compostos 4-(N-benzilaamino)-pentan-2-ol, 1b e 3-benzilamino-4,6-dimetil- tetraidro-1,3-oxazinas 4b, inéditos e que apresentaram aparente atividade anestésica, estão sendo alvo de estudos no Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas, sob a orientação da Profa. Dra. Maria Edwirges Hoffmann. Estudos complementares sobre a conformação de g-aminoálcoois e tetraidro-1,3- oxazinas , foram realizados usando-se métodos computacionais do pacote de programas MOPAC 6 . Embora tentativas iniciais de interromper a redução das b-enaminocetonas fornecessem a b-aminocetona correspondente, o rendimento deste processo foi muito pequeno, fornecendo urna mistura de produtos de dificil separação. Este fato, conduziu à utilização do método de planejamento fatorial na tentativa de obtenção de condições seletivas de redução das b-enaminocetonas visando a produção da b-aminocetona. A utilização do método de planejamento fatorial no processo de redução de 4-(N- fenilamino )-3-penteno-2-ona com NaBH4 , utilizando-se como solven-te uma mistura de ácido acético e H2CCl2, permitiu uma melhora no processo, passando-se a obter 4-(N-fenilamino)- pentano-2-ona como único produto, em aproximadamente 36%, rendimento este que embora relativamente pequeno, mostra a aplicabilidade do método de planejamento fatorial em processos de Síntese Orgânica. Como método de nestas moléculas, procurou-se investigar a possibilidade de utilização de processos fermentativos com Saccharomyces cerevisiae (fermento de pão). Procurou-se inicialmente estabelecer condições ótimas de redução de b-dicetonas, estudando-se o comportamento do processo frente a alterações de tempo, relação entre massa de fermento adicionada por milimol de substrato, temperatura, e outras alterações como imobilização em crisotila e adição de compostos de cobre (II). A adição de óxido de cobre mostrou-se eficiente no sentido de acelerar a velocidade de redução destas dicetonas, passando-se a obter em apenas 1 dia o mesmo resultado antes obtido em 2 dias no laboratório, ou em até 6 dias conforme citado na literatura. O cetoálcool (S)-(+)-4-hidroxi-pentano-2-ona (ee> 90%) assim obtido foi então utilizado como precursor na síntese de b-aminocetonas através da reação de substituição com a amina em benzeno, catalizada por meio ácido, observando-se porém racemização durante o processo.This work presents some studies on the synthesis of b-amino-ketones and g-amino-alcohols. The reduction of b-enamino-ketones with sodium boro-hydride employing acetic acid as solvent in a new process resulted in g- amino-alcohols at good yields (70 to 98%) with very good diastereomeric surpluses, a preferential generation of the syn isomer (75-95%) being observed. Some of these compounds were not previously described (1b, c, d, e). So as to be able to ascertain the diastereomeric surplus, the g- amino-alcohols were cyclized with formaldehyde in ethyl ether in quantitative yield, giving 3,4,6-tri-substituted derivatives of tetra-hydro-1,3-oxa-zines, which were also in the majority, not previously described (4b, c, d and f). Research on 4-(N-benzilamine )-pentan-2-ol, 1b, and 3-benzilamine-4,6-dimethyl- tetrahidro-1,3-oxazine, 4b, which were not previously descri - bed and exhibited apparent anesthetic activity is being performed at the Institute of Biology of the Campinas State University under the responsibility of Prof. Dr. Maria Edwirges Hoffinann. Complementary studies regarding the confonnation of the g-amino-alcohols and the tetra-hydro-1,3-oxazines were undertaken by using computing methods belonging to the MOPAC 6 Programme Package. Although inicial trials to interrupt the reduction of b-enamino-ketones furnished the corresponding b-amino-ketone, the yields of this process were low and a mixture of products, very hard to separate, resulted. This fact led to the use of a factorial planning method in an effort to obtain selective b-enamino-ketone reduction conditions aiming at the production of the b-amino-ketone. The utilization of a factorial planning method in the reduction process of 4-(N-phenylamino)-3-penteno-2-one with NaBH4, using a mixture of acetic acid and H2CCl2 as a solvent, improved the process, giving 4-(N-phenylamino )-pentan-2-one as product in aproximately 52%; this yield, although small, points out to the applicability of the factorial planning method in Organic Synthesis. As an method to introduce chiral centres in these molecules, research was undertaken regarding the possibility of making use of fermentation processes by means of Saccharomyces cerevisiae (baker's yeast). Firstly, optimal b- diketone reduction conditions were established by studying the behavior of the process as functions of time changes, ratio between yeast mass added per milimol of substract, temperature and other alterations such as immobilization in chrysotile and addition of copper compounds. The addition of copper oxide proved to be efficient in speeding up the reduction of these diketones thus obtaining in 1 day results obtained earlier in 2 days in the laboratory or, even in 6 days as mentioned in the specialized literature. The keto-alcohol (S)-(+)-4-hydroxi-pentano-2-ona (ee > 90%) thus obtained was then employed as a precursor in the synthesis of b-amino-ketones through reduction with amine in benzene catalysed by an acid medium, however racemization was observed during the process