Preparação de y, -epóxi malonatos e aplicação na síntese de ciclopropano carboxamidas e y-arilmetil lactonas

Abstract

Neste trabalho foram desenvolvidos métodos simples e eficientes para a síntese estereosseletiva de ciclopropanos multifuncionalizados e ?-arilmetil lactonas, em ambos os casos, a partir de ?,?-epóxi malonatos. Estes epóxidos foram preparados pela epoxidação quimiosseletiva de malonatos alilados utilizando Oxone em um sistema bifásico sob condições básicas tamponadas, sendo isolados com rendimentos de 72 a 85%. Os ?,?-epóxi malonatos obtidos foram, então, utilizados para a síntese estereosseletiva de novos ciclopropanos multifuncionalizados por meio da reação com aminas, promovida por LiCl e sob condições suaves. Esta transformação do tipo dominó envolve inicialmente a ciclopropanação intramolecular via abertura do anel do epóxido a partir do enolato gerado na presença de uma base de Brønsted (amina) e catalisado pelo LiCl. As etapas subsequentes consistem de lactonização e aminólise do anel da lactona gerando as ciclopropano carboxamidas, as quais foram isoladas em bons rendimentos. Este método fornece elevada economia atômica, é extremamente modular, operacionalmente simples e tolera uma variedade de grupos funcionais. O uso de materiais facilmente disponíveis e a utilização de um solvente sustentável (metanol ou etanol) à temperatura ambiente tornam este processo dominó altamente eficaz. A reatividade destes epóxidos foi também testada para preparação de ?-arilmetil lactonas de interesse farmacológico. Na primeira etapa da síntese, a hidrogenólise regiosseletiva dos ?,?-epóxi malonatos arilados catalisada por paládio, em THF, levou à formação dos respectivos ?-hidróxi malonatos sob condições brandas, em meio neutro e à temperatura ambiente em excelentes rendimentos. A segunda etapa envolve um método one-pot, assistido por micro-ondas, de lactonização seguida por descarboxilação dos ?-hidróxi malonatos para fornecer as ?-arilmetil lactonas com diferentes padrões de substituição no anel aromático. Algumas ?-arilmetil lactonas metóxi substituídas, as quais foram preparadas por esta metodologia de três etapas a partir de malonatos alilados em bons redimentos globais (42 a 59%), são de particular interesse devido a sua ocorrência como metabólitos da catequina, um produto natural encontrado no chá verde.<br>

Abstract : This work presents simple and efficient methods for the stereoselective synthesis of multifunctionalized cyclopropanes as well as ?-arylmethyl lactones from ?,?-epoxy malonates. The preparation of ?,?-epoxy malonates was achieved by a chemoselective epoxidation of allylated malonates using Oxone in a two-phase system under buffered basic conditions to give the expected epoxides in high isolated yields (72-85%). The ?,?-epoxy malonates were then treated with LiCl and a variety of amines under mild conditions for the stereoselective synthesis of novel cyclopropane carboxamides. This domino process involves the initial cyclopropanation via intramolecular ring-opening of ?,?-epoxy malonates through the cooperative catalysis of LiCl (acting as a Lewis acid) and a Brønsted base (a primary or, in selected cases, a secondary amine). The sequential events consisted of lactonization and aminolysis of the lactone ring that ultimately furnished cyclopropane carboxamides with different substitution patterns in good isolated yields (60-80%). This method proceeds with high atom economy, is remarkably modular, operationally simple and tolerates a variety of functional groups. The involvement of readily available starting materials, the broad scope, and the use of a sustainable solvent (methanol or ethanol) at ambient temperature make this domino process highly effective. The reactivity of the ?,?-epoxy malonates was also investigated with the aim of obtaining ?-arylmethyl lactones of pharmacological interest. In the first step of the synthesis, the palladium-catalyzed regioselective hydrogenolysis of ?-arylated ?,?-epoxy malonates in THF led to the formation of the corresponding ?-hydroxy malonates in excellent yields under neutral conditions at room temperature. The second step involved a microwave-assisted one-pot lactonization of the ?-hydroxy malonates followed by decarboxylation to furnish ?-arylmethyl lactones and analogues with different substitution patterns in the aromatic ring. Some methoxy-substituted ?-arylmethyl lactones, which were prepared by this three-step methodology from the allylated malonates in good overall yields, are of particular interest due to their occurrence as metabolites of catechin, a natural product found in green tea.