Adição de espécies radicalares a azometinas iminas e nitronas: síntese e aplicação de c-glicosil pirazolidinona e obtenção de aminas via LMCT

dc.contributor.advisor1Paixão, Márcio Weber
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3773908504964104
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0421-2831
dc.contributor.authorGonçalves, Renan de Oliveira
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5141145224355244
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-2061-8628
dc.contributor.refereeAssis, Francisco Fávaro de
dc.contributor.refereePastre, Julio Cezar
dc.contributor.refereeRaminelli, Cristiano
dc.contributor.refereeLüdtke, Diogo Seibert
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/0182263452298453
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/2428327858391101
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/3153931165773039
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/0831151849844477
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-2042-8915
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0001-9972-425X
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-6920-5456
dc.contributor.refereeorcidhttps://orcid.org/0000-0002-9135-4298
dc.date.accessioned2025-10-21T18:17:30Z
dc.date.issued2025-08-05
dc.description.abstractNitrogen compounds play a central role in several areas of applied chemistry, being present in agrochemicals, pharmaceuticals, food additives, and polymeric materials. Among the modern strategies for obtaining and modifying these structures, methodologies based on photocatalysis stand out, allowing the selective generation of radicals under visible light. In this context, this thesis describes the development of innovative synthetic approaches for the functionalization of nitrogenous species such as azomethine imines and nitrones, exploiting their capacity as nucleophilic radical acceptors in photoinduced reactions. In Project 1, a metal-free photocatalytic methodology was developed for the non-anomeric C-glycosylation of azomethine imines, using 4-glycosyl-1,4-dihydropyridines (DHPs) as radicais precursors and 4CzIPN as a photocatalyst in acetonitrile. The protocol resulted in the development of a new class of C-glycosyl pyrazolidinones under mild conditions, with broad scope and scalability. The derivatives obtained were subsequently modified, including acylation, acetonide deprotection, and reduction, demonstrating the synthetic potential of the methodology. Furthermore, the C-glycosylation methodology was adapted to continuous flow systems, enabling the efficient synthesis of a library of 30 compounds with greater savings in time, reagents, and solvents. The products obtained were subjected to antiplasmodial activity assays in collaboration with CIBFar-USP. Sixteen compounds demonstrated significant activity (IC50 < 10 µM) with low cytotoxicity and good selectivity. Structure-activity relationship analysis revealed that the presence of a phenyl at position 5 of the pyrazolidinone and the glycosidic moiety are determinants of bioactivity, consolidating these units as promising pharmacophoric fragments against Plasmodium falciparum. In Project 2, a novel strategy was developed for the alkylation of nitrones and subsequent reduction of hydroxylamine to amines using ligand-to-metal charge transfer (LMCT) catalysis with Fe(III) under visible light. The methodology employs carboxylic acids as a source of alkyl radicals and initially generates hydroxylamines in situ, which are reduced to amines without the use of stoichiometric metal reducing agents. Overall, the results obtained throughout this thesis demonstrate the potential of photochemical approaches in the development of sustainable and efficient methodologies for the selective functionalization of nitrogenous systems, in addition to contributing new perspectives for the discovery of bioactive compounds.eng
dc.description.resumoCompostos nitrogenados desempenham um papel central em diversas áreas da química aplicada, estando presentes em agroquímicos, fármacos, aditivos alimentares e materiais poliméricos. Dentre as estratégias modernas para a obtenção e modificação dessas estruturas, destacam-se metodologias baseadas na fotocatálise, que permitem a geração seletiva de radicais sob luz visível. Neste contexto, esta tese descreve o desenvolvimento de abordagens sintéticas inovadoras para a funcionalização de espécies nitrogenadas do tipo azometinas iminas e nitronas, explorando sua capacidade como aceptores de radicais nucleofílicos em reações fotoinduzidas. No Projeto 1, foi desenvolvida uma metodologia fotocatalítica livre de metais para a C-glicosilação não anomérica de azometinas iminas, utilizando 4-glicosil-1,4-di-idropiridinas (DHPs) como precursores radicais e 4CzIPN como fotocatalisador em acetonitrila. O protocolo resultou na obtenção de uma nova classe de C-glicosil pirazolidinonas, sob condições suaves, com amplo escopo e escalabilidade. Os derivados obtidos foram posteriormente modificados, incluindo acilação, desproteção dos acetonideos e redução, evidenciando o potencial sintético da metodologia. Além disso, a metodologia de C-glicosilação foi adaptada para sistemas de fluxo contínuo, viabilizando a síntese eficiente de uma biblioteca de 30 compostos com maior economia de tempo, reagentes e solventes. Os produtos obtidos foram submetidos a ensaios de atividade antiplasmodial em colaboração com o CIBFar-USP. Dezesseis compostos demonstraram atividade significativa (IC50 < 10 µM) com baixa citotoxicidade e bom índice de seletividade. A análise de relação estrutura-atividade revelou que a presença de uma fenila na posição 5 da pirazolidinona e a porção glicosídica são determinantes para a bioatividade, consolidando essas unidades como fragmentos farmacofóricos promissores contra Plasmodium falciparum. No Projeto 2, foi desenvolvida uma nova estratégia para a alquilação de nitronas e subsequente redução de hidroxilamina a aminas, utilizando catálise baseada em transferência de carga do ligante para o metal (LMCT) com Fe(III) sob luz visível. A metodologia emprega ácidos carboxílicos como fonte de radicais alquila e gera, inicialmente, hidroxilaminas in situ, que são reduzidas em aminas sem o uso de agentes redutores metálicos estequiométricos. De forma geral, os resultados obtidos ao longo desta tese demonstram o potencial das abordagens fotoquímicas no desenvolvimento de metodologias sustentáveis e eficientes para a funcionalização seletiva de sistemas nitrogenados, além de contribuírem com novas perspectivas para a descoberta de compostos bioativos.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipId88887.607018/2021-00
dc.identifier.citationGONÇALVES, Renan de Oliveira. Adição de espécies radicalares a azometinas iminas e nitronas: síntese e aplicação de c-glicosil pirazolidinona e obtenção de aminas via LMCT. 2025. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22938.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22938
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.relation.urihttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ob/d3ob00775h
dc.rightsAttribution-ShareAlike 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/
dc.subjectFotocatálisepor
dc.subjectGlicosídeospor
dc.subjectAzometina iminaspor
dc.subjectNitronaspor
dc.subjectLMCTpor
dc.subjectN-metilaminaspor
dc.subjectPhotocatalysiseng
dc.subjectGlycosideseng
dc.subjectAzomethine imineseng
dc.subjectNitroneseng
dc.subjectN-methylamineseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleAdição de espécies radicalares a azometinas iminas e nitronas: síntese e aplicação de c-glicosil pirazolidinona e obtenção de aminas via LMCTpor
dc.title.alternativeRadical addition to azomethine imines and nitrones: synthesis and application of c-glycosyl pyrazolidinones and amine formation via LMCTeng
dc.typeTese

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