Síntese de benzoilguanidinas a partir de benzoiltioureias utilizando hidroperóxido de terc-butila : abordagens clássica e "on-water" e estudos mecanísticos

O núcleo guanidino é um alvo sintético importante em química orgânica. Dentre as metodologias empregadas na síntese deste núcleo, a guanilação de tioureias é uma das vertentes mais versáteis. A oxidação de tioureias via peroxidação é uma estratégia pouco utilizada para este fim e envolve a transform...

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Access type:openAccess
Publication Date:2016
Main Author: Henrique Esteves
Advisor: Fernando César de Macedo Júnior .
Referee: Carla Cristina Perez, Silvio do Desterro Cunha
Document type: Master thesis
Language:por
Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química.
Online Access:http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000206374
Portuguese abstract:O núcleo guanidino é um alvo sintético importante em química orgânica. Dentre as metodologias empregadas na síntese deste núcleo, a guanilação de tioureias é uma das vertentes mais versáteis. A oxidação de tioureias via peroxidação é uma estratégia pouco utilizada para este fim e envolve a transformação do átomo de enxofre da tioureia em um grupo de saída eficiente para o ataque nucleofílico de uma amina. Este trabalho apresentou uma metodologia versátil e sustentável, one-pot e metal-free, para fornecer benzoilguanidinas substituídas a partir de benzoiltioureias utilizando hidroperóxido de terc-butila. Os produtos de guanilação foram obtidos por recristalização em bons rendimentos com alto nível de pureza. A presente metodologia também forneceu bons rendimentos para a síntese de guanidinas N-nitroarilsubstituídas não obtidas em metodologias prévias de guanilação. Uma variante ambientalmente sustentável utilizando o recém-concebido protocolo on-water foi testada, fornecendo as guanidinas em rendimentos baixos a moderados, com facilidade de separação dos produtos insolúveis do meio reacional por filtração, e utilizando carbonato de potássio como base inorgânica menos tóxica que a trietilamina. O mecanismo reacional foi determinado por espectrometria de massas e ressonância magnética nuclear e se mostrou como uma mistura de substituição dos derivados sulfônicos e adição/eliminação dos derivados sulfínicos das tioureias pela amina nucleofílica. Os parâmetros cinéticos indicaram que as taxas de formação e consumo de espécies intermediárias são constantes e próximas de zero.
English abstract:The guanidino core is an important synthetic target in organic chemistry. Amongst the methods used in the synthesis of this core, guanylation of thioureas is one of the most versatile protocols. The oxidation of thioureas via peroxidation is little used for this purpose and the strategy involves the transformation of sulphur atom of the thiourea in an efficient leaving group for nucleophilic attack by an amine. A versatile and sustainable methodology, one-pot and metal-free, to provide benzoylguanidines from benzoiltioureias utilising tert-butyl hydroperoxide was presented in this work. The guanylation products were obtained in good yields by recrystallization with high purity levels. This methodology also provided good yields for the synthesis of N- nitroarylsubstituted guanidines not obtained in previous guanylation methodologies. In addition, an environmentally sustainable variation using the newly designed on-water protocol was tested, providing the guanidines in low to moderate yields with ease of separation of the insoluble products from the reaction medium by filtration, using potassium carbonate as inorganic less toxic base than triethylamine. The reaction mechanism was determined by mass spectrometry and nuclear magnetic resonance and was found to be a mixture of substitution of sulphonic and addition/elimination of sulphinic acids of thiourea by the nucleophilic amine pathways. Kinetic data showed that formation and consumption rates of intermediate species are constant and near zero.