Selenilação direta de indóis catalisada por Ag(I)

Abstract

Resumo: A presente dissertação tem como objetivo apresentar os resultados relacionados ao desenvolvimento de uma nova metodologia para síntese de 3- fenilseleno-indóis a partir de derivados do (1H)-indol e de disselenetos de diarila utilizando diversos sais de prata Ag(I) como catalisadores. Diferentes parâmetros foram avaliados, sendo eles; a natureza do catalisador, carga de catalisador, solvente, tempo, temperatura, presença de aditivos, atmosfera reacional e estequiometria dos reagentes. A melhor condição reacional gerou o produto 3- fenilseleno-(1H)-indol com 82% de rendimento isolado (rendimento de 98% CGEM) utilizando Ag2SO4 (20 mol%) como catalisador e sulfóxido de dimetila (DMSO) como solvente sob aquecimento de 100 ºC durante 24 horas. O produto foi caracterizado por espectrometria de massas (EM) e ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e 13C, e os dados espectroscópicos e espectrométricos estão de acordo com as informações da literatura. Os rendimentos dos testes catalíticos foram determinados através da técnica de cromatografia gasosa acoplada com espectrometria de massas (CG-EM) utilizando antraceno como referência. Mediante aos resultados experimentais, um mecanismo foi proposto considerando a coordenação dos íons Ag(I) a um dos átomos de selênio do disseleneto de difenila, de maneira a aumentar a eletrofilicidade deste reagente frente a um ataque nucleofílico da posição 3 do heterociclo aromático (1H)-indol na ligação ?* Se-Se. Cálculos teóricos utilizando a Teoria do Funcional da Densidade em colaboração com o Prof. Dr. Renan Borsoi Campos foram realizados visando obter as energias envolvidas neste processo, empregando como reagentes modelo o (1H)-indol e disseleneto de difenila. Além disso, os efeitos dos substituintes no escopo da reação foram avaliados utilizando indóis substituídos e disselenetos de diarila. Observou-se que grupos retiradores de elétrons fornecem uma suave redução nos rendimentos isolados, e grupos doadores de elétrons produzem uma grande redução na formação dos produtos. Ademais, efeitos estéricos exibiram uma grande influência na metodologia, reduzindo os rendimentos das reações. Por outro lado, indóis N-substituídos com grupos alquila forneceram um aumento significativo nos rendimentos reacionais, possivelmente devido ao aumento da reatividade do derivado indólico frente a uma substituição eletrofílica aromática. Palavras-chave: Calcogenilação Direta; Organosselênio; (1H)-Indol; Teoria do Funcional da Densidade, Ag(I)

Abstract: This dissertation report aims to present the partial results related to the development of a new methodology for the synthesis of 3-phenylseleno-indoles, from (1H)-indole derivatives and diaryl diselenides using various salts of silver [Ag (I)] as catalysts. Different parameters were evaluated, like the nature of the catalyst, catalytic load, solvent, time, temperature, presence of additives, reaction atmosphere and stoichiometry of the reactants. The best reaction condition yielded 3-phenylseleno- (1H) -indole in 82% isolated yield (98% yield GC-MS) using Ag2SO4 (20 mol%) as catalyst and dimethyl sulfoxide (DMSO) as solvent under heating at 100°C for 24 hours. The product was characterized by mass spectrometry (MS) and 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR), and the spectroscopic and spectrometric data were compared with information in the literature. The yields of the catalytic tests were determined by the gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS) using anthracene as reference. By means of the experimental results, a mechanism was proposed considering the coordination of the Ag (I) ions to one of the selenium atoms of the diphenyl diselenide, in order to increase the electrophilicity of this reagent against a nucleophilic attack of the position 3 of the aromatic heterocycle (1H)-indole at the ?* Se-Se bond. Theoretical calculations using the Density Functional Theory (DFT) in collaboration with Prof. Dr. Renan Borsoi Campos were carried out in order to obtain the energies involved in this process, using as model reagents the (1H)-indole and diphenyl diselenide. In addition, the substituents effects on the reaction scope were evaluated using substituted indoles and diaryl diselenides. It has been observed that electron withdrawing groups provide a smooth reduction in the yields isolated, and electron donating groups produce a large reduction in the formation of the products. In addition, steric effects exhibited a great influence in the methodology, reducing the reaction yields. On the other hand, N-substituted indoles with alkyl groups provided a significant increase in reaction yields, possibly due to the increased reactivity of the indole derivative over an aromatic electrophilic substitution. Key-words: Direct Chalcogenylation; Organoselenium; (1H)-indole; Density Functional Theory, Ag(I)