Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/549
Title: Nuove metodologie di sintesi di composti eterociclici di interesse biologico con reazioni Pd-catalizzate
Other Titles: New routes to biologically interesting heterocycles by palladium-catalyzed reactions
Authors: De Salve, Ilse Maria Luce
Keywords: Heterocycles;Pd-catalysed reactions;Green Chemistry;Eterocicli;Reazioni Pd-catalizzate;Chimica ambientale;CHIM/06
Issue Date: 10-Sep-2008
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 19. ciclo
Abstract: 
Negli ultimi anni l’interesse nel campo della prevenzione e dell’abbattimento dell’inquinamento dovuto alle produzioni industriali ha avuto un forte incremento. Quindi è stata sviluppata una nuova disciplina della chimica detta “Green chemistry” riconosciuta come un nuovo approccio, fondato su basi scientifiche, per la prevenzione dell’inquinamento e la protezione dell’ambiente. In particolare essa si basa sullo sviluppo di
prodotti chimici e processi che riducono ed eliminano l’utilizzo e la produzione di prodotti chimici pericolosi per l’uomo e l’ambiente. In questo contesto nel corso della ricerca svolta per questa tesi di dottorato si è pensato di utilizzare reazioni chimiche palladio catalizzate per la sintesi di composti eterociclici di interesse biologico. Tale scelta è giustificata dalla grande versatilità propria delle reazioni palladio catalizzate, dalla possibilità di utilizzare le reazioni palladio catalizzate per sviluppare protocolli di sintesi tali che si possano ottenere più processi in una sola miscela di reazione, inoltre è nota la possibilità di sviluppare reazioni palladio-catalizzate in solventi alternativi come i sali fusi. I liquidi ionici, sia liquidi a temperatura ambiente (RTIL) che fusi (molten salts), rappresentano una interessante categoria di solventi che può
efficacemente sostituire quelli tradizionali di tipo molecolare: in virtù di alcune caratteristiche uniche, la bassissima tensione di vapore e la loro elevata stabilità termica, hanno ricevuto notevole attenzione da parte della comunità scientifica, soprattutto in relazione alla possibilità concreta di limitare la produzione di scarti della dell’industria chimica di sintesi. Sfruttando, inoltre la capacità dei liquidi ionici di stabilizzare nanoparticelle di metalli di transizione è stato possibile coniugare i vantaggi sopra riportati con la possibilità di sintetizzare molecole di interesse biologico. Nel corso della ricerca svolta per il dottorato è
stata sviluppata una metodologia di sintesi in Sali fusi di derivati di tipo cumarinico e chinolonico.
Parallelamente è stato fatto uno studio dettagliato sulla stereoselettività della reazione di Heck delle β,β- diarilacrilammidi. I risultati ottenuti ci hanno indotti a studiare la possibilità di sintetizzare derivati chinolonici
attraverso la formazione di legami C-N rame catalizzata, tenendo conto del basso costo tipico delle reazioni rame catalizzate.
Inoltre, recentemente ha assunto molta importanza la possibilità di applicare reazioni note o lo
sviluppare nuove metodologie che permettano la conversione di composti organici provenienti da fonti rinnovabili in prodotti ad alto valore aggiunto. In tale ambito nel corso della ricerca svolta per il dottorato sono stati prese in considerazione come fonti rinnovabili le acque di vegetazione provenienti dalla lavorazione del vino e l’olio che si ottiene in grande quantità dalle bacche della pianta “Anacardium occidentale” (CNSL).Il CNSL è costituito da 3-n-pentadecil-fenolo o cardanolo e da suoi derivati con insaturazioni sulla catena alchilica, che possono essere riconvertiti in 3-n-pentadecil-fenolo per semplice idrogenazione catalitica, in quantità minore dal cardolo (3-n-pentadecil-resorcinolo) e dal metil-cardolo
(2-metil-5-n-pentadecil-resorcinolo). Sono già noti derivati del cardanolo utilizzati come antiossidanti, lubrificanti, idrorepellenti ecc, quindi stata presa in considerazione la possibilità di poter ottenere derivati benzofuranici in quanto l’anello dell’ 1-benzofurano è presente in molte sostanze di origine naturale e presenta proprietà farmacologiche.
Nelle acque di vegetazione di reflui agroindustriali sono presenti anche composti polifenolici con struttura complessa ovvero flavoni, flavanoni e catechine. Quindi, è stata individuata la possibilità di sottoporre
questo tipo di substrati a reazioni note al fine di ottenere dei derivati da sottoporre a studi di attività biologica. Si è pensato di sottoporre la catechina ed il suo epimero (epicatechina) a reazioni palladio catalizzate in particolar modo alla reazione di Suzuki.

Over the last few years, industry focused its efforts on the development of new technologies for pollution prevention. Thus green chemistry has been recognized as a a new approach to scientifically based
environmental protection. Green chemistry “is the design of chemical products and processes which reduce or eliminate the use and the generation of hazardous substances in the design, manufacture and application of chemical products”. In the last decades, palladium-catalyzed reactions have become an
important and extremely flexible tool for practicing organic chemists. As palladium chemistry is generally tolerant of a wide range of functionalities, it is applicable to complex molecules. Thus, a large number of fine chemicals and biologically active ingredients have been prepared in fewer steps and with less wastes than classical methods. Even the design of heterocyclic synthesis has been deeply influenced and modified by the
growing utilization of palladium catalysis, as testified by the wide amount of studies on the palladiumcatalyzed synthesis and functionalization of heterocycles.
In this context, during my doctorate activity, we investigated the construction of heterocyclic rings and the production of derivatives of heterocyclic compounds of biological interest through palladium-catalyzed reactions. In some cases, these synthesis have been performed in environmentally friendly solvents and
organic compounds present in agroindustrial wastes have been used as starting materials to achieve their “chemical valorization”.
Then, using our background on the Heck reaction it appeared to us particularly interesting to investigate the possibility to develop domino vinylic substitution/cyclization processes to obtain functionalised coumarins and 2-quinolones in molten salts, new reaction media having interesting green properties (no detectable vapour pressure, possible recycling, thermal robustness).
At the same time, we explored in more detail the Heck reaction of β,β-diarylacrylamides and the results obtained prompted us to investigate the utilization of this chemistry for the preparation of 2-quinolone
derivatives through an intramolecular carbon-nitrogen bond forming step. Concerning the cyclization step, the economic attractiveness of copper-based methods and the growing interest in copper-catalyzed
syntheses stimulated us to develop a copper-catalyzed protocol.
As part of our studies devoted to the construction of the benzo[b]furan skeleton via palladium-catalyzed cyclization of acetylenic precursors, we explored the extension of our alkyne chemistry to the preparation of lipophilic benzo[b]furan derivatives from cardanol, a natural renewable phenolic lipid obtained by vacuum
distillation of the by-product of the cashew tree (Anacardium occidentale L.) industry.
Finally, using catechins and epicatechins as substrates, organic resource obtained from wastes of wine industrial production, we investigated the utilization of the Suzuki reaction to obtain the corresponding
arylated catechin derivatives.
In all the synthetic protocols developed in this work we have taken advantage of several green chemistry principles. In fact, using palladium-catalysis it has been possible to maximize the incorporation of atoms and realize one-pot or domino processes. Raw material of feedstock and alternative no-toxic solvents have been used.
Description: 
Dottorato di ricerca in Scienze ambientali
URI: http://hdl.handle.net/2067/549
Rights: If not otherwise stated, this document is distributed by the Tuscia University Open Archive under a Creative Commons 2.0 Attribution - Noncommercial - Noderivs License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/)
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