Metilsulfenilação de olefinas eletrofílicas
Ano de defesa: | 2021 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-graduação em Química
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Departamento: |
ICE – Instituto de Ciências Exatas
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12505 |
Resumo: | Compostos organossulfurados estão presentes em todos os organismos vivos, sendo essenciais a variados sistemas bioquímicos, onde importantes metabólitos primários, como o ácido lipóico e as coenzimas A e B, apresentam enxofre em suas estruturas moleculares. A metilsulfenilação é uma interessante maneira de acessar essa classe de compostos, visto que moléculas contendo grupos -SMe com atividade biológica são altamente desejadas. O reagente mais usual para esse tipo de reação é o metanotiol, que além de inflamável apresenta elevada toxicidade e dificuldade de manuseio. Nesse trabalho, a metodologia de metilsulfenilação anteriormente empregada pelo nosso grupo de pesquisas foi revisitada devido aos indícios experimentais de que o DMSO apresentava papel incongruente com a proposta mecanística inicial. Assim, foi desenvolvido um novo escopo, empregando acetato de sódio e sem o incremento do éster de metil-tio-metil (MTM), tendo como substratos os derivados de adutos de MBH: acil ésteres e acetatos de MBH. Os produtos metilsulfenilados foram acessados com boa tolerância de grupo e rendimentos de moderado à excelente, ratificando a necessidade de compreender o mecanismo reacional. A investigação procedeu através de diversos experimentos controle e por cálculos teóricos empregando a metodologia da teoria do funcional da densidade (do inglês, DFT). Os resultados analisados suportam fortemente a hipótese de que o éster de MTM atua como reagente de metilsulfenilação. A espécie de enxofre hipervalente e o ilídeo de sulfônio aparecem como intermediários chaves para um rearranjo do tipo Pummerer para a formação in situ do reagente. Além disso, o mecanismo da metilsulfenilação é provável de proceder por meio do ataque nucleofílico do éster de MTM, seguido de uma etapa entropicamente favorável, envolvendo o ataque de uma molécula de acetato à espécie positivamente carregada, liberando o produto. Esse trabalho foi capaz de elucidar a participação do éster de MTM na reação de metilsulfenilação. O reagente, que pode ser originado in situ ou empregado inicialmente, apresenta uma alternativa viável a utilização de metanotiol e contribui para a literatura científica envolvendo a formação de ligação C-S. |
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Nesse trabalho, a metodologia de metilsulfenilação anteriormente empregada pelo nosso grupo de pesquisas foi revisitada devido aos indícios experimentais de que o DMSO apresentava papel incongruente com a proposta mecanística inicial. Assim, foi desenvolvido um novo escopo, empregando acetato de sódio e sem o incremento do éster de metil-tio-metil (MTM), tendo como substratos os derivados de adutos de MBH: acil ésteres e acetatos de MBH. Os produtos metilsulfenilados foram acessados com boa tolerância de grupo e rendimentos de moderado à excelente, ratificando a necessidade de compreender o mecanismo reacional. A investigação procedeu através de diversos experimentos controle e por cálculos teóricos empregando a metodologia da teoria do funcional da densidade (do inglês, DFT). Os resultados analisados suportam fortemente a hipótese de que o éster de MTM atua como reagente de metilsulfenilação. A espécie de enxofre hipervalente e o ilídeo de sulfônio aparecem como intermediários chaves para um rearranjo do tipo Pummerer para a formação in situ do reagente. Além disso, o mecanismo da metilsulfenilação é provável de proceder por meio do ataque nucleofílico do éster de MTM, seguido de uma etapa entropicamente favorável, envolvendo o ataque de uma molécula de acetato à espécie positivamente carregada, liberando o produto. Esse trabalho foi capaz de elucidar a participação do éster de MTM na reação de metilsulfenilação. O reagente, que pode ser originado in situ ou empregado inicialmente, apresenta uma alternativa viável a utilização de metanotiol e contribui para a literatura científica envolvendo a formação de ligação C-S.Organosulfur compounds are present in all living organisms, being essential to various biochemical systems, where important primary metabolites, such as lipoic acid and coenzymes A and B, exhibits sulfur in their molecular structures. Methylthiolation is an interesting method to access this class of compounds, since molecules containing -SMe groups with biological activity are highly desired. Traditionally, the most used reagent for this type of reaction is methanethiol, which in addition to being flammable has high toxicity and is difficult to handle. In this work, the methylthiolation methodology previously employed by our research group was revisited due to experimental evidence that the DMSO had a contradictory role compared with the initial mechanistic proposal. Thus, a new scope was developed, using sodium acetate and without the addition of methylthiomethyl ester (MTM), with acyl esters and MBH acetates as substrates. The methylthiolated products were accessed with good group tolerance and moderate to excellent yields, confirming the importance to understand the reaction mechanism. The investigation proceeded through several control experiments, as well as by theoretical calculations employing Density Functional Theory (DFT). The results strongly support that a sulfurane and a sulfonium ylide appear as key intermediates and that a Pummerer type rearrangement is also crucial for the formation of the reagent. Furthermore, the methylthiolation mechanism is likely to proceed through the nucleophilic attack of the reagent, followed by an entropically favoured step involving the acetate attack to the positively charged species, then releasing the product. This work was able to elucidate the participation of the MTM ester in the methylthiolation reaction. The reagent, which can be in situ generated or initially added, presents a viable alternative to the use of methanethiol and contributes to the scientific literature involving the formation of the C-S bond.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAMetilsulfenilaçãoReagente de metilsulfenilaçãoPummererÉster de metiltio-metilMetilsulfenilação de olefinas eletrofílicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12505/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53ORIGINALbernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdfbernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdfapplication/pdf12040706https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12505/1/bernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdfad3a9593a5c038cc52938c91e720f330MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12505/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTbernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdf.txtbernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdf.txtExtracted texttext/plain148805https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12505/4/bernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdf.txt95ab897df0f67ec66e299d2337d72940MD54THUMBNAILbernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdf.jpgbernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1131https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12505/5/bernardobasbaumportinhodepugacarvalho.pdf.jpga5afc04b3a22cc88d28c7c9d4f22bdf5MD55ufjf/125052021-03-31 03:08:07.879oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2021-03-31T06:08:07Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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