Ácido tartárico como molécula de partida para a síntese de moléculas quirais

Abstract

O ácido tartárico é um produto natural muito abundante em ambas as formas enantioméricas, L e D, sendo por isso muito usado em síntese orgânica para vários fins, sendo um deles a síntese assimétrica de outros produtos naturais. Na última década têm-se desenvolvido muitos estudos na formação de novos 1,2-diacetais, já que estes são uma alternativa eficaz para a protecção selectiva de dióis e para o controlo da reactividade de várias reacções através do seu protocolo de memória quiral. O objectivo deste trabalho passava por demonstrar que os 1,2-diacetais do ácido tartárico podem ser submetidos a reacções de alquilação ou aldólicas de forma estereoselectiva, sendo o início deste trabalho continuação de uma investigação já iniciada no grupo. Realizou-se a síntese assimétrica de alguns produtos naturais e/ou análogos dos mesmos, o (+)-ácido piscídico e um análogo do ácido fuquinólico. Tentou-se também a síntese do (+)-ácido fukiic e da (-)-canadensolida, não tendo estas sido bem sucedidas. A (-)-canadensolida é um metabolito produzido pela Penicillium canadense, e mostra actividade contra a germinação de vários tipos de fungos. As sínteses existentes para este produto natural têm, na maioria das vezes, carbohidratos como matérias de partida e são necessários inúmeros passos. Neste trabalho, a síntese proposta para a (-)-canadensolida foi feita a partir do dioxolano, num total de sete passos. No entanto, uma das reacções intermédias não foi realizada com sucesso. O (+)-ácido piscídico, o ácido fukiic e o ácido fuquinólico estão presentes, entre outras, em extractos de plantas do género Cimicifuga que são usados na medicina tradicional chinesa como antipirético, analgésico e como agente na cicatrização de feridas, entre outras. Para a síntese do (+)-ácido piscídico e do (+)-ácido fukiic usou-se como composto de partida o tioéster 1,2-diacetal. Usando halogenetos diferentes na reacção de alquilação do primeiro passo, o (+)-ácido piscídico obteve-se num total de cinco passos, com um rendimento global de 33 %, a partir do ácido tartárico. A reacção de alquilação para a posterior obtenção do ácido fukiic não foi no entanto realizada com sucesso. Para este trabalho propõe-se ainda a síntese de um análogo do ácido fuquinólico, que foi obtido com sucesso após a reacção do éster metílico do ácido piscídico, com o álcool fenólico protegido com um grupo benzilo, com o cloreto do ácido cinâmico, com um rendimento global de 11 %, a partir do ácido tartárico.

Tartaric acid is a very abundant natural product in both enantiomeric forms, being widely used in organic synthesis for various purposes, one of them being the asymmetric synthesis of other natural products. In the last decade many studies have been developed concerning the formation of new 1,2-diacetals, since these are an efficient alternative for the selective protection of vicinal diols and for controlling the reactivity of various reactions through a chiral memory protocol. The purpose of this investigation was to demonstrate that 1,2-diacetals derived from tartaric acid can undergo stereoselective alkylation and aldol reactions. The initial work of this studied was a continuation of an investigation started in the laboratory. Thus, the asymmetric synthesis of the natural products (+)-piscidic acid and fukinolic acid, as well as their analogues, was achieved. The synthesis of (+)-fukiic acid and (-)-canadensolide was also pursued, unfortunately without success. (-)-Canadensolide is a metabolite produced by Penicillium canadense that shows activity against fungi germination. The synthesis described in the literature for this natural product use, in most of cases, carbohydrates as starting material and many steps are required. In this work, the synthesis proposed for (-)-canadensolide was constituted by a seven steps process and starts from dioxolane. However, an intermediate reaction was not performed successfully. (+)-Piscidic acid, fukiic acid and fukinolic acid are present in the extracts of plants of the genus Cimicifuga, used in Chinese traditional medicine as an antipyretic, analgesic and wound-healing agent, including others. For the synthesis of (+)-piscidic acid and the (+)-fukiic acid, thioester 1,2-diacetal of tartaric acid was used as a starting material. Using different halides in a key alkylation step, a total synthesis of (+)-piscidic acid was achieved in five steps with an overall yield of 33 %, from tartaric acid. However, the alkylation reaction regarding the synthesis of fukiic acid was not successful. The synthesis of a fukinolic acid analogue was also successful using the reaction of methyl ester of piscidic acid, with a benzyl protected phenol, with the cinnamic acid chloride with an overall yield of 11 %, from tartaric acid.