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http://hdl.handle.net/11422/27311
| Type: | Tese |
| Title: | Síntese de intermediários chaves na produção de gliflozinas e canabinóides sintéticos, e sua possível transferência em reatores de fluxo contínuo |
| Author(s)/Inventor(s): | Aguillón, Anderson Rodríguez |
| Advisor: | Souza, Rodrigo Octavio Mendonca Alves de |
| Co-advisor: | Miranda, Leandro Soter de Mariz e |
| Abstract: | Na literatura, a transferência de metodologias em reatores de batelada para processo em fluxo contínuo permitiu tanto a intensificação quanto a otimização de etapas importantes na produção de compostos bioativos. O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar e implementar, sob condições de fluxo contínuo, potenciais rotas sintéticas para a preparação de precursores importantes na síntese de hipoglicemiantes pertencentes à família das gliflozinas e para a preparação de intermediários terpênicos de canabinóides bioativos. O estudo foi dividido em dois capítulos. No primeiro capítulo, foi avaliada a síntese de um C- -glicopiranosídeo e sua possível aplicação na síntese da canagliflozina (1). O estudo compreendeu três etapas importantes: 1) a obtenção em fluxo contínuo do cloreto de benzila (50) como reagente de proteção; 2) a síntese, em batelada, das gliconas O-protegidas com grupo benzila (Bn) e trimetilsilano (TMS), 16 e 17, derivados da gluconolactona (46) e 3) a aplicação dos intermediários glicosilados na formação estereosseletiva da canagliflozina (1), utilizando as estratégias descritas no estado da técnica. Este estudo forneceu informações sobre a possibilidade do uso de TCCA como reagente de cloração seletivo do tolueno na posição benzílica para obtenção de 44 em reatores de batelada e fluxo contínuo. Além disso, estuduo-se a otimização de processos em batelada na formação dos intermediários 16 e 17, e sua aplicação na obtenção da canagliflozina como C- -glicopiranosídeo modelo (1). Porém, não foi possível realizar a síntese da canagliflozina (1) e sua avaliação em reatores de fluxo contínuo nas condições aqui testadas. No segundo capítulo, foi realizada a preparação do (±)-p-menta-2,8-dien-1-ol (67) a partir da foto-oxidação do (R)-limoneno (106) mediada por oxigênio singlete (1O2) na presença de um fotossenbilizador. O estudo compreendeu duas etapas importantes: 1) a triagem de fotossensibilizadores para a foto-oxidação de 106 na batelada; e 2) a transferência e intensificação da a síntese de 67 em batelada para condições de fluxo contínuo empregando diferentes fotorreatores customizados. Na fase de triagem de fotossensibilizadores, foi observado que o uso de tetrafenilporfirina (TPP, de 118) permitiu obter conversões quantitativas seletividades por volta de 48 % empregando concentrações de substrato de até 0,1 M. Na segunda fase do presente estudo, foram utilizados quatro tipo de fotorreatores customizados. Sob condições otimizadas, o uso de sistemas de saturação de oxigênio in-line permitiu diminuir os tempos de reação em até 16 vezes, reduzir a carga de fotossensibilizador 20 vezes e aumentar a produtividade do processo até 100 vezes quando comparado com o processo em batelada. Além disso, o uso de um fotorreator a baixa temperatura permitiu aumentar o nível de regiosseletividade para a obtenção do intermediário terpênico em 18 % a seletividade da reação, porém, com taxaas de conversão menores. |
| Abstract: | Continuous flow process has allowed both the intensification and the optimization of important steps in the production of bioactive compounds. The main goal of this work was to evaluate and adapt, under continuous flow conditions, potential synthetic routes for the preparation of important precursors in the synthesis of hypoglycemic agents belonging to the family of gliflozins and, for the preparation of terpenic intermediates of bioactive cannabinoids. The study has two chapters. In the first chapter, the synthesis of C-β-glycopyranoside was performed and its possible application in the production of canagliflozin (1). The study comprised three important steps: 1) obtaining benzyl chloride (50) in a continuous flow as a protective reagent; 2) the batch synthesis of O-protected glycones with benzyl group (Bn) and trimethylsilane (TMS), 16 and 17, derivatives of δ–gluconolactone (46) and 3) the application of glycosylated intermediates in the stereoselective formation of canagliflozin (1). In the first study, a photochemical process was adapted and optimized to obtain the benzyl chloride (44) and its application as a protecting group. This study provided information on the possibility of using TCCA as a selective chlorination reagent for toluene in the benzyl position to obtain 50 in batch and continuous flow reactors. Also, we study the optimization of batch processes in the formation of intermediates 16 and 17, and its application in obtaining canagliflozin as a model. However, the synthesis of canagliflozin (1) and its evaluation in continuous flow reactors was not possible to be performed under the conditions tested here. In the second chapter, we have investigated the synthesis of p-mentha-2,8-dien-1-ol (67) as a cannabinoid precursor by photochemical oxidation of (R)-limonene (106) with singlet oxygen (1O2) in the presence of a photosensitizer. The study includes the adaptation and optimization of a methodology for the photo-oxidation of (R) -limonene in batch reactors and, the implementation of home-made engineered set-ups, coupled to an in-line oxygen saturation system, in continuous flow conditions. The study began with the screening of photosensitizers for the photo-oxidation of 106 in the batch reactors. The use of tetrafenilporphyrin (TPP, of 118) allowed obtaining selective quantitative conversions of around 48% using substrate concentrations of up to 0.1 M. On the optimized conditions, we performed the 67 syntheses in continuous flow conditions using different customized photoreactors. We used four types of customized photoreactors. The application continuous flow reactor allowed the reduction of photosensitizer load in up to 20 times and, increase process productivity up to 100 times when compared to batch processes. Also, the use of a low-temperature photoreactor allowed to increase the level of regioselectivity to obtain the terpene intermediate by 18%, the selectivity of the reaction, however, with lower conversion rates. |
| Keywords: | Gliflozinas Canabinóides Fotorreatores Oxigênio singlet |
| Subject CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Química |
| Production unit: | Instituto de Química |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | 2020 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por eng |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Citation: | AGUILLÓN, Anderson Rodríguez. Síntese de intermediários chaves na produção de gliflozinas e canabinóides sintéticos, e sua possível transferência em reatores de fluxo contínuo. 2020. 244 f. Tese (Doutorado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Ciência de Alimentos, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020. |
| Appears in Collections: | Química |
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