Author(s):
Santos, Clementina Maria Moreira dos 
Date: 2007
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/3180
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Química orgânica; Cetonas; Calconas; Xantonas; Epoxidação
Description
Esta dissertação é constituída por duas partes: na primeira parte reportam-se
estudos de epoxidação em cetonas α,β- e α,β,γ,δ-insaturadas, catalisados por
um complexo de salen Mn(III), conhecido como catalisador de Jacobsen; na
segunda parte desenvolvem-se novas rotas de síntese de 2,3-diarilxantonas
em que se recorre à reacção de Heck de cromonas bromadas com estirenos.
Os estudos de epoxidação apresentados na primeira parte desta dissertação
foram efectuados em três sistemas carbonílicos α,β- e α,β,γ,δ-insaturados: (E)-
calconas, (E,E)-cinamilidenoacetofenonas e (E)-2-estirilcromonas e utilizando
o peróxido de hidrogénio e o iodosilbenzeno como oxidantes.
As reacções de epoxidação de (E)-calconas originaram os respectivos transepóxidos
em bons rendimentos enquanto que nas (E)-2’-hidroxicalconas
isolaram-se os produtos de ciclização dos respectivos trans-epóxidos, as trans-
3-hidroxiflavanonas em rendimentos moderados.
As reacções de epoxidação de (E,E)-cinamilidenoacetofenonas
proporcionaram a formação dos respectivos γ,δ-trans-monoepóxidos e α,β:γ,δ-
trans,trans-diepóxidos. De referir que no caso da (E)-4-
nitrocinamilidenoacetofenona foi também possível isolar o α,β-transmonoepóxido.
Para as (E,E)-2’-hidroxicinamilidenoacetofenonas, além dos γ,δ-
trans-monoepóxidos, isolaram-se os produtos resultantes da ciclização de α,β-
trans-monoepóxidos, as (E)-2,3-trans-3-hidroxi-2-estiril-4-cromanonas. A
epoxidação de (E,E)-γ-metilcinamilidenoacetofenonas originou uma mistura
diasteriomérica dos γ,δ-trans-monoepóxidos, o que leva a considerar um
mecanismo radicalar para este tipo de reacção.
As reacções de epoxidação de (E)-2-estirilcromonas e (E)-5-hidroxi-2-
estirilcromonas originaram os respectivas α,β-epóxidos, tendo sido necessário
recorrer à técnica de HPLC para isolar os resultantes da epoxidação de (E)-5-
hidroxi-2-estirilcromonas.
Estudos de RMN e HPLC revelaram que apesar de ter sido utilizado um
catalisador quiral na reacção de epoxidação, este não conseguiu induzir
quiralidade em quaisquer dos produtos obtidos dos três tipos de compostos
estudados.
Na segunda parte desta dissertação aborda-se a síntese de novos derivados
de xantona, nomeadamente 2,3-diarilxantonas. Para o efeito foram
desenvolvidas duas rotas sintéticas. A primeira via de síntese utiliza como
reagente de partida a 3-bromo-2-metilcromona e a segunda envolve a
utilização de (E)-3-bromo-2-estirilcromonas.
A preparação de 3-bromo-2-metilcromonas envolveu; i) acetilação de 2’-
hidroxiacetofenonas seguida de transposição do grupo acetilo; ii) bromação
dos compostos cetónicos formados e ciclização do produto obtido, num passo
único, originando as 3-bromo-2-metilcromonas. O derivado não substituído foi
obtido em bom rendimento, os derivados 4’-benziloxilo e 6’-benziloxilo foram
obtidos em rendimentos moderados, nao tendo sido possível isolar a 4’,6’-
dibenziloxi-3-bromo-2-metilcromona.
A preparação de (E)-3-bromo-2-estirilcromonas foi efectuada recorrendo ao
método de Baker-Venkataraman, partindo de 2’-hidroxiacetofenonas e
derivados de ácidos cinâmicos, ambos adequadamente substituídos. Os
ésteres assim obtidos foram tratados com base originando as 3-hidroxi-1,4-
pentadieno-4-onas que foram sujeitas, num só passo, a condições de
bromação e ciclização do produto obtido, de forma a originar as pretendidas
(E)-3-bromo-2-estirilcromonas.
A síntese de 2,3-diarilxantonas partindo da 3-bromo-2-metilcromona envolveu
reacções de Heck com estirenos comerciais e catalisadas por reagentes de
paládio, obtendo-se (E)-2-metil-3-estirilcromonas. Por condensação aldólica
destas com benzaldeídos originaram (E,E)-2,3-diestirilcromonas, que após
refluxo em 1,2,4-triclorobenzeno dão origem às pretendidas 2,3-diarilxantonas.
A reacção de Heck de (E)-3-bromo-2-estirilcromonas e estirenos levou à
formação directa de 2,3-diarilxantonas. Esta transformação explica-se pela
formação de (E,E)-2,3-diestirilcromonas, seguida de processos de
electrociclização e oxidação. Foi também possível isolar neste tipo de reacção
2,3-diaril-3,4-di-hidroxantonas, intermediários semi-oxidados das xantonas
obtidas.
A última etapa deste trabalho consistiu na desalquilação das benziloxi- e
metoxi-2,3-diarilxantonas sintetizadas.
Na caracterização estrutural dos compostos sintetizados recorreu-se a
técnicas analíticas actuais, em especial através de estudos de espectroscopia
de ressonância magnética nuclear (RMN) [espectros de 1H, de 13C e estudos
bidimensionais de correlação espectroscópica homo e heteronuclear e de
efeito nuclear de Overhauser (NOESY)]. Estes estudos foram também
essenciais no estabelecimento da estereoquímica presente na maioria dos
compostos sintetizados. Os novos produtos obtidos foram igualmente
caracterizados por espectrometria de massa recorrendo em alguns casos à
técnica de impacto electrónico noutros, à técnica de “electrospray” e sempre
que possível acompanhados de microanálise elementar ou espectrometria de
massa de alta resolução.
ABSTRACT: This dissertation is constituted by two parts: in the first one we report the
epoxidation studies of α,β-and α,β,γ,δ-unsaturated ketones, catalysed by the
well-known Jacobsen catalyst; in the second one novel routes of 2,3-
diarylxanthones were developed, in which we use the Heck reaction of
bromochromones with styrenes.
The epoxidation studies presented in the firs part of this dissertation were
accomplished in three α,β-unsaturated carbonylic systems: (E)-chalcones,
(E,E)-cinnamylideneacetophenones and (E)-2-styrylchromones using hydrogen
peroxide and iodosylbenzene as oxidants.
Good yields were obtained in the synthesis of chalcone trans-epoxides;
concerning the (E)-2’-hydroxychalcones, the cyclisation products of the
epoxides, trans-3-hydroxyflavanones, were obtained in moderated yields.
The epoxidation of (E,E)-cinnamylideneacetophenones leads to the formation
of the respective γ,δ-trans-monoepoxides and α,β:γ,δ-trans,trans-diepoxides. In
the case of the (E)-4-nitrocinnamylideneacetophenone it was also possible to
isolate the α,β-trans-monoepoxide. For (E,E)-2’-
hydroxycinnamylideneacetophenones besides the γ,δ-trans-monoepoxides it
was also possible to isolate the cyclisation products of the α,β-transmonoepoxides,
(E)-2,3-trans-3-hydroxy-2-styryl-4-chromanones. The
epoxidation of (E,E)-γ-methylcinnamylideneacetophenones gives a
diasteriomeric mixture of γ,δ-trans-monoepoxides which lead us to propose a
stepwise radicalar mechanism.
The epoxidation of (E)-2-styrylchromones and (E)-5-hydroxystyrylchromones
leads to the formation of the respective α,β-trans-epoxides, being necessary
the use of HPLC to separate those obtained from (E)-5-
hydroxystyrylchromones.
NMR and HPLC studies showned that no chirality were induced in the
epoxidation products of any of the studies, in spite of the use of chiral catalyst.
The second part of this dissertation is dedicated to the synthesis of novel
xantone derivatives, mainly 2,3-diarylxanthones. To achive the target, two
synthetic routes were developed: The first uses the 3-bromo-2-methylchromone
as starting material and the second one uses (E)-3-bromo-2-styrylchromones.
The preparation of 3-bromo-2-methylchromones was made through: i)
acetylation of 2’-hydroxyacetophenones followed by the transposition of the
acetyl group, ii) bromination of the formed ketonic compounds and cyclisation
in one step, giving the desired 3-bromo-2-methylchromones. The unsubstituted
derivative was obtained in good yield, the 4’-benzyloxy and 6’-benzyloxy
derivatives were obtained in moderate yields and it was not possible to isolate
4’,6’-dibenzyloxy-3-bromo-2-methylchromone.
(E)-3-Bromo-2-styrylchromones were obtained by the Baker-Venkataraman
method, starting with 2’-hydroxyacetophenones and cinnamic acid derivatives,
both appropriated substituted. The formed esters were treated with base giving
3-hydroxy-1,4-pentadiene-1-ones which were submitted to bromination and
cyclisation in one step in order to achive the desired (E)-3-bromo-2-
styrylchromones.
The synthesis of 2,3-diarylxanthones starting from the 3-bromo-2-
methylchromones involved a Heck reaction with commercial styrenes,
catalysed by palladium catalysts, to afford (E)-2-methyl-3-styrylchromones. The
aldol condensation of these products with benzaldehydes leads to (E,E)-2,3-
distyrylchromones, which after reflux in 1,2,4-trichlorobenzene gives the
desired 2,3-diarylxanthones.
A Heck reaction between (E)-3-bromo-2-styrylchromones and commercial
styrenes aforded directly the desired 2,3-diarylxanthones. This transformation
is explained by the formation of (E,E)-2,3-distyrylchromones followed by
electrocyclisation and oxidation processes. It was also possible to isolate in this
type of reaction 2,3-diaryl-3,4-di-hidroxanthones, semi-oxidized intermediates
of the obtained xanthones.
Finally the dealkylation of the benzyloxy- and methoxy-2,3-diarylxanthones
synthetized were performed in order to prepare hydroxy-2,3-diarylxanthones.
All the synthesised compounds were characterised using modern analytical
techniques, with special emphasis on exhaustive nuclear magnetic resonance
(NMR) spectroscopic studies [1H and 13C spectra, two dimensional
homonuclear and heteronuclear spectroscopy and NOESY]. All the new
compounds were also characterized by mass spectrometry, in some cases
using electronic impact and in others electrospray ionization technique and as
long as possible elemental analysis or high resolution mass spectrometry were
also carried on. Doutoramento em Química
