Síntese de espiro compostos via reações multicomponentes dominó Knoevenagel/Michael/ciclização organocatalisadas por líquidos iônicos

dc.contributor.advisor1Greco, Sandro José
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2382-9295
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5752788440118349
dc.contributor.authorWestphal, Regina
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5599800697537445
dc.contributor.referee1Silva, Fernando de Carvalho da
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2042-3778
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7183643963574044
dc.contributor.referee2Oliveira, Kleber Thiago de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-9131-4800
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3759761373942891
dc.contributor.referee3Cunha Neto, Alvaro
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-1814-6214
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7448379486432052
dc.contributor.referee4Kuster, Ricardo Machado
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000289615348
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4149814906786366
dc.date.accessioned2024-05-30T01:41:27Z
dc.date.available2024-05-30T01:41:27Z
dc.date.issued2023-03-14
dc.description.abstractSpiro compounds are organic substances formed by at least two rings connected by only one atom, called spiro-atom. These molecules are present in natural products isolated from several sources. In addition, they have a range of biological activities and, therefore, have attracted the attention of many researchers as a primary structure for the discovery of new drugs. However, the synthesis of spiro compounds is a major challenge for synthetic organic chemists, given their 3D structural properties, conformational rigidity and intrinsic complexity. In this sense, multicomponent organocatalyzed domino reactions have gained prominence in the literature for obtaining this class of compounds, given the numerous advantages of these processes, such as: generation of structurally diverse products, varied synthesis possibilities, highly convergent routes and better reaction efficiency. Furthermore, the use of ionic liquids as organocatalysts has emerged as an ecologically suitable alternative for many organic reactions. Therefore, in this work a Knoevenagel/Michael/cyclization domino multicomponent methodology, using ethanol as solvent and the ionic liquid 1- methylimidazolium chloride as catalyst was developed for the synthesis of spiro compounds. The reaction conditions considered ideal were determined from a methodological study varying solvent, catalyst, amount of catalyst, temperature, and heating mode. The generality of the methodology was evaluated by exploring the scope of the reaction, varying the starting materials (isatin, malononitrile, and barbituric acid). The synthesized spiro compounds were obtained with yields ranging from 36-98% and the X-ray structure of compound 139b, 139d and 139k were obtained. The asymmetric synthesis of compound 139a was also carried out, using chiral ionic liquids and a chiral phosphoric acid derivative as organocatalysts. However, unfortunately, low enantiomeric excess values were obtained (4-6% ee) by chiral HPLC. Finally, the in vitro antiproliferative activities of the spirocycles 139a-q against four types of human cancer cell lines including HCT116 (human colon carcinoma), PC3 (prostate carcinoma), HL60 (promyelocytic leukemia), and SNB19 (astrocytoma) were screened by MTTbased assay. It is noteworthy that spiro compound 139c inhibited the four cell lines tested with the lowest IC50 values: 52.81 µM for HCT116, 74.40 µM for PC3, 101 µM for SNB19, and 49.72 µM for HL60.
dc.description.resumoEspiro compostos são substâncias orgânicas formadas por pelo menos dois anéis ligados através de apenas um átomo, denominado espiro-átomo. Essas moléculas estão presentes em produtos naturais isolados de diversas fontes. Além disso, possuem uma gama de atividades biológicas e, por isso, têm atraído a atenção de muitos pesquisadores como estrutura primária para a descoberta de novos fármacos. Contudo, a síntese de espiro compostos é um grande desafio para os químicos orgânicos sintéticos, dadas as suas propriedades estruturais 3D, rigidez conformacional e complexidade intrínseca. Nesse sentido, reações multicomponentes dominó organocatalisadas têm ganhado destaque na literatura para a obtenção dessa classe de compostos, haja vista as inúmeras vantagens desses processos, como por exemplo: geração de produtos estruturalmente diversos, variadas possibilidades de síntese, rotas altamente convergentes e melhor eficiência reacional. Além disso, o uso de líquidos iônicos como organocatalisadores tem emergido como uma alternativa ecologicamente adequada para muitas reações orgânicas. Portanto, neste trabalho uma metodologia multicomponente dominó Knoevenagel/Michael/ciclização, utilizando etanol como solvente e o líquido iônico cloreto de 1-metilimidazólio como catalisador foi desenvolvida para a síntese de espiro compostos. As condições reacionais consideradas ideais foram determinadas a partir da realização de um estudo metodológico variando solvente, catalisador, quantidade de catalisador, temperatura e modo de aquecimento. A generalidade da metodologia pôde ser avaliada pela exploração do escopo da reação, variando os materiais de partida (isatina, malononitrila e ácido barbitúrico). Os espiro compostos sintetizados foram obtidos com rendimentos que variaram de 36-98% e a estrutura de raios-X dos compostos 139b, 139d e 139k foram obtidas. Também foi realizada a síntese assimétrica do composto 139a, utilizando líquidos iônicos quirais e um derivado de ácido fosfórico quiral como organocatalisadores. Contudo, infelizmente, baixos valores de excesso enantiomérico foram obtidos (4-6% ee) por CLAE Quiral. Finalmente, as atividades antiproliferativas in vitro dos espirociclos 139a-q contra quatro tipos de linhagens celulares de câncer humano, incluindo HCT116 (carcinoma de cólon humano), PC3 (carcinoma de próstata), HL60 (leucemia promielocítica) e SNB19 (astrocitoma) foram avaliadas por ensaio baseado em MTT. Vale ressaltar que o composto espiro 139c inibiu as quatro linhagens celulares testadas com os valores de IC50 mais baixos: 52,81 µM para HCT116, 74,40 µM para PC3, 101 µM para SNB19 e 49,72 µM para HL60.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16756
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectSíntese orgânica
dc.subjectLíquido iônico
dc.subjectReações multicomponentes
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqQuímica
dc.titleSíntese de espiro compostos via reações multicomponentes dominó Knoevenagel/Michael/ciclização organocatalisadas por líquidos iônicos
dc.title.alternativeSynthesis of spiro compounds via Knoevenagel/Michael/cyclization multicomponent domino reactions organocatalyzed by ionic liquids
dc.typedoctoralThesis

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