Preparação de compostos N-heterocíclicos calcogenados através de catálise de espécies de iodo, por processos mais sustentáveis

Abstract

No presente trabalho foram desenvolvidas novas metodologias para a síntese de 3-S/Se-Imidazo[1,2-a]piridinas, 3-S/Se-indóis, 3-S/Se-imidazo[2,1-b]tiazol e 3-S/Se-imidazo[1,2-a]pirimidina por processos livres de solventes e sem metais de transição, conferindo-lhes um caráter ambientalmente adequado. Na primeira parte do trabalho, a preparação de diversos N-heterociclos calcogenados na posição C3, envolveu um meio reacional que dispunha de 10 mol% de NH4I como catalisador, ácido acético, como fonte protônica e um meio oxidante formado por uma mistura de DMSO/H2O na proporção de 2,5:2,5 equivalentes. Essa estratégia sintética envolveu ainda, a utilização de uma temperatura reacional de 110 ºC e de tempos que foram de 6 ou 14 horas. Dessa forma, foi possível a obtenção de uma série de 47 heterociclos calcogenados com rendimentos de até 98%. Na segunda etapa, o sistema catalítico KIO3/Glicerol foi empregado na reação de calcogenação de indóis com dicalcogenetos de diorganoíla. De maneira similar ao processo descrito na primeira parte, utilizou-se uma metodologia envolvendo reações sem solvente sob aquecimento convencional. As quantidades utilizadas foram de 10 mol% de KIO3 como catalisador e 4 equivalentes de glicerol como aditivo, a uma temperatura de 100 ºC por um tempo reacional de 6 horas. Uma série de 3-calcogenil-indóis foi obtida com rendimentos de até 99%. Cabe salientar ainda que em ambos os trabalhos foram realizados estudos complementares para proposição de mecanismos plausíveis para as transformações químicas efetuadas. Assim, foi possível o desenvolvimento de duas novas metodologias alternativas para a calcogenação de heterociclos nitrogenados, de maneira robusta com características de sustentabilidade ambiental.<br>

Abstract : In the present work, new methodologies for the synthesis of 3-S/Se-Imidazo[1,2-a]pyridines, 3-S/Se-indoles, 3-S/Se-imidazo[2,1-b]thiazoles e 3-S/Se-imidazo[1,2-a]pyrimidines using solvent-free processes were developed, with an environmentally friendly character. In the first part of the work, the preparation of several chalcogenated N-heterocycles compounds at the C3 position was performed in a reactional medium containing 10 mol% NH4I as catalyst, acetic acid as proton source, and an oxidant medium composed by a mixture of DMSO/H2O with a proportion of 2,5:2,5 equivalents. This synthetic strategy required, also, the utilization of a reactional temperature of 110 ºC and reaction times that varied from 6 to 14 hours. In this manner, it was possible to obtain a series of 47 chalcogenated heterocycles with yields of up to 98%. In the second part, the catalytic system KIO3/Glycerol was employed in the chalcogenation reaction of indoles using diorganoyl dichalcogenides. In a similar manner to the process described in the first part, a solvent free methodology was employed, using conventional heating. The quantities used were 10 mol% of KIO3 as catalyst and 4 equivalents of glycerol as additive, with a temperature of 100 ºC for a reaction time of 6 hours. A series of 3-chalcogenyl-indoles was obtained with yields up to 99%. It?s important to say that, in both works, complementary studies were carried out in order to make propositions of plausible reaction mechanisms. In this manner, it was possible to develop two new methodologies for the chalcogenation of nitrogenated heretocycles, which were robust and with characteristics of environmental sustainability.