Metal-free synthesis of indanes by iodine(III)-mediated ring contraction of 1, 2-dihydronaphthalenes

A metal-free protocol was developed to synthesize indanes by ring contraction of 1, 2-dihydronaphthalenes promoted by PhI(OH)OTs (HTIB or Koser's reagent). This oxidative rearrangement can be performed in several solvents (MeOH, CH3CN, 2 , 2, 2-trifluoroethanol (TFE), 1 , 1, 1, 3, 3, 3-hexafluoroisopropanol (HFIP), and a 1:4 mixture of TFE:CH2Cl2) under mild conditions. The ring contraction diastereoselectively gives functionalized trans-1, 3-disubstituted indanes, which are difficult to obtain in synthetic organic chemistryUm protocolo livre de metais foi desenvolvido para sintetizar indanos através da contração de anel de 1, 2-di-hidronaftalenos promovida por PhI(OH)OTs (HTIB ou reagente de Koser). Este rearranjo oxidativo pode ser realizado em diversos solventes (MeOH, CH3CN, 2 , 2, 2-trifluoroetanol (TFE), 1 , 1, 1, 3, 3, 3-hexafluoroisopropanol (HFIP), e uma mistura 1:4 de TFE:CH2Cl2) em condições brandas. A contração de anel fornece indanos trans-1, 3-dissubstituídos diastereosseletivamente, os quais são difíceis de obter em química orgânica sintéticaFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)FAPES

Studies towards total synthesis of Raputindole D and electrophilic alkynylation of ketones and aldehydes using hypervalent iodine

Na primeira parte da tese foram abordadas diversas rotas sintéticas para a preparação dos fragmentos nordeste e sudoeste do alcaloide bisindólico Raputindol D, cuja síntese total nunca foi descrita. A proposta inicial era obter o fragmento nordeste em 13 etapas a partir do composto comercial 3-metil-4-nitrofenol, utilizando como etapas-chave uma reação de Diels-Alder, uma abertura redutiva de anel e uma contração de anel com iodo(III). Empregando uma reação de Diels-Alder regiosseletiva de um intermediário silil substituído, a construção de uma unidade tricíclica linear foi alcançada com a obtenção de um único regioisômero. Entretanto, todas as tentativas de abertura de anel do alqueno oxabicíclico resultaram apenas no regioisômero não desejado, apesar dos estudos prévios com compostos modelo terem revelado que essa proposta era viável. Assim, foi possível acessar um intermediário avançado em 13 etapas e 12% de rendimento global. O fragmento sudoeste foi obtido em 3 etapas a partir do 5-bromoindol comercial, em rendimento global de 47% e empregando como etapas principais uma reação de Sonogashira e uma reação de acoplamento com 1-hidróxibenziodoxolone. Na segunda parte da tese são apresentados os resultados referentes ao estudo da etapa-chave para a conexão dos fragmentos nordeste e sudoeste, através do desenvolvimento de uma nova metodologia de α-alquinilação eletrofílica de compostos carbonílicos aromáticos não-ativados com o iodo hipervalente TMS-EBX. Empregando tBuOK como base e TBAF como agente ativante, cetonas mono- e dialquiniladas foram obtidas em ótimos rendimentos. A utilização de aldeídos como substratos também se mostrou viável, o que permitiu acessar derivados de álcoois homopropargílicos em rendimentos moderados após a redução dos produtos com NaBH4 in situ. Finalmente, a aplicação da metodologia desenvolvida foi demonstrada através da preparação de um intermediário de alquinilação avançado. A atividade antiproliferativa desse composto foi investigada, mostrando-se apenas fracamente ativo com uma atividade mais pronunciada para células de carcinoma de ovário e leucemia.In the first part of the thesis several synthetic routes for the preparation of the northeast and southwest fragments of the bisindolic alkaloid Raputindole D, whose total synthesis has never been described, were approached. The initial proposal was to obtain the northeast fragment in 13 steps from the commercial compound 3-methyl-4-nitrophenol, using as key steps a Diels-Alder reaction, a reductive ring opening and a ring contraction with iodine(III). Employing a regioselective Diels-Alder reaction of a silyl substituted intermediate, the construction of a linear tricyclic unit was achieved with the obtainment of a single regioisomer. However, all attempts to ring opening of the oxabicyclic alkene only resulted in the undesired regioisomer, although previous studies with model compounds revealed that this proposal was feasible. Thus, it was possible to access an advanced intermediary in 13 steps and 12% overall yield. The southwest fragment was obtained in 3 steps from commercial 5- bromoindole in 47% overall yield and employing as main steps a Sonogashira reaction and a coupling with 1-hydroxybenziodoxolone. In the second part of the thesis are presented the results regarding the study of the key step for the connection of the northeast and southwest fragments, through the development of a new methodology for the electrophilic α-alkynylation of non-activated aromatic carbonyl compounds with the hypervalent iodine TMS- EBX. Employing t-BuOK as a base and TBAF as an activating agent, mono- and dialkynylated ketones were obtained in good yields. The use of aldehydes as substrates also proved to be possible, allowing to access homopropargylic alcohols derivatives in moderate yields after reduction in situ using NaBH4. Finally, the application of the developed methodology was demonstrated by the preparation of an advanced alkynylation intermediate. The antiproliferative activity of this compound was investigated, showing only weakly active with a more pronounced activity for ovarian carcinoma and leukemia cells