Studies towards the asymmetric synthesis of (+)-Napalilactone. Synthesis pf pyrazolidinones and pyrazolones from Morita-Baylis-Hilman adducts

Esse trabalho é composto de dois capítulos. No primeiro relatamos nossos esforços visando descrever a primeira síntese total da (+)-Napalilactona, um nor-sesquiterpeno clorado extraído do coral Lemnalia africana. Essa substância marinha possui quatro centros estereogênicos consecutivos em sua estrutura, dois deles quaternários, sendo que um destes centros quaternários pertence também a um anel espiro. A estratégia sintética utilizou a (S)-Carvona como material de partida, de modo que foi possível, através do centro pré-existente no monoterpeno de partida, gerar o primeiro centro existente no produto natural. A partir deste centro, utilizando metodologias já bem estabelecidas na literatura, foi possível induzir a formação de dois dos três centros restantes, de modo que 78% do esqueleto carbônico do produto natural foi construído em um total de 10 etapas, com um rendimento global de 3%. Na segunda parte desse trabalho relatamos os resultados obtidos em um estudo metodológico envolvendo a reação entre a aminoguanidinina, um bis-nucleófilo polinitrogenado, e adutos de Morita-Baylis-Hillman (MBH) sililados e acetilados. Frente aos adutos de MBH sililados, as reações com a aminoguanidina conduziram, através de um processo tandem, à formação de uma mistura diastereoisomérica de pirazolidinonas sililadas em excelentes rendimentos, sendo que o diastereoisomero syn é o favorecido em todos os casos. A diastereosseletividade dessa reação variou de 2:1 a 7:1 (syn:anti). Quando investigamos o comportamento da aminoguanidina frente aos adutos de MBH acetilados, utilizando como solvente a acetonitrila, as reações com a aminoguanidina conduziram, também através de um processo tandem, à formação exclusiva de pirazolidinonas benzilidênicas, quando um aduto oriundo de um aldeído alifático ou oriundo de um aldeído aromático substituído com grupos doadores de elétrons foram utilizados. No entanto, frente a adutos oriundos de aldeídos aromáticos com grupos retiradores de elétrons, foi observada uma tendência à formação de pirazolonas, que são regioisomeros das pirazolidinonas previamente obtidas. Estes dados indicaram que, sob estas condições, a natureza do grupo substituinte rege a seletividade destas reações. Mais tarde, observou-se que, ao submetermos as pirazolidinonas a uma solução de 2 equivalentes de K2CO3 em metanol, estas poderiam ser completamente convertidas às respectivas pirazolonas. Mostrando a influência da natureza do solvente nestas transformações químicas.This work is composed by two chapters. In the first one we disclosed our efforts towards the first total synthesis of (+)-Napalilactone, a chlorinated nor-sesquiterpene isolated from the coral Lemnalia africana. This marine natural compound has four consecutive stereogenic centers in their structure, two of them quaternaries. One of these quaternary centers belonging to a spiro ring. Our synthetic strategy started from commercially available (S)-carvone. The asymmetric center presented in this monoterpene was used to induce the first stereogenic center exhibited by the natural product. This task was accomplished by employing a sequence of well-established synthetic metodologies. This stereogenic center has induced the formation of two of the remaining three estereogenic centers. So that 78% of the carbon skeleton of the natural product has been built in a total of 10 steps with an overall yield of 3%. In the second part of this work we described the results of a methodological study envolving the reaction between aminoguanidinine, a polynitrogenated bis-nucleophile, and silylated and acetylated Morita-Baylis-Hillman adducts (MBH). The reaction of aminoguanidine with silylated MBH adducts gave, through a tandem process, a diastereoisomeric mixture of silylated pyrazolidinones in excellent yields, in which the syn diastereoisomer is favored in all cases. The diastereoselectivity of theses reactions ranged from 2:1 to 7:1 (syn:anti). When we investigated the reaction of aminoguanidine with acetylated aliphatic and eletron rich aromatic MBH adducts, using acetonitrile as solvent, the reaction afforded exclusively benzylidenic pyrazolidinones. However, when we investigated the reaction with acetylated eletron-poor aromatic MBH adducts, we observed the formation almost exclusively of pyrazolones, which are regioisomers of the previously obtained pyrazolidinones. These data indicated that under these conditions, the nature of the substituent group governed the selectivity of these reactions. Later, it was observed that by subjecting the pyrazolidinones to a solution of 2 equivalents of K2CO3 in methanol, they were completely converted to the corresponding pyrazolones, showing the influence of the nature of the solvent in these chemical transformations