UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E EXATAS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

QMC 883 - SEMINÁRIOS EM QUÍMICA II

QUÍMICA DE N-HIDROXIAMIDOXIMAS, N-

AMINOAMIDOXIMAS E HIDRAZIDINAS.

Aluno: Marcio Marçal Lobo

Santa Maria, abril de 2012

2

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

- Alguns aspectos interessantes;

- Estrutura e conformação.

2. OBJETIVOS

3. DESENVOLVIMENTO

- N-hidroxiamidoximas: Síntese a aplicações;

- N-aminoamidoximas: Síntese e aplicações;

- Hidrazidinas: Síntese e aplicações.

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

3

1. INTRODUÇÃO

Fórmula geral R-C=N-X(NH-Y)

R = Alquil, aril, heteroaril

Figura 1: Estrutura dos compostos alvo deste seminário.

R NH

NX

Y

R NH

N

OH

OH

N-hidroxiamidoxima

X e Y= OH

R NH

N

NH2

OH

N-aminoamidoxima

X= OH Y= NH2

R NH

N

NH2

NH2

Hidrazidina

X e Y= NH2

4

INTRODUÇÃO 1898 – Ley e col. sintetizaram N-hidroxiamidoximas

Estes compostos são similares às amidoximas e amidrazonas.

R1 Cl

NOH

+R2

HN

OH

-HCl

R1 N

NOH

21 3

OH

R2

Figura 2: Síntese proposta por Ley e col.

Figura 3: Estrutura de uma amidoxima e de uma amidrazona

R NH2

NNH2

R NH2

NOH

Amidoxima Amidrazona

5

Ikizler e col. 2000

INTRODUÇÃO

NHOH

N

HN

CO2Et

NOH

HN

HN

CO2Et

NHOH

N

HN

EtO2C

NHOH

N

HN

CO2Et

Isômero E Isômero Z

Figura 5: Tautômeros e isômeros de N-aminoamidoximas

6

Tautômeros e confôrmeros. Clemente e col.

INTRODUÇÃO

NH

NO

H

OH

tautomerismo

N

HNO

H

OH

NH

NO

H

OH

NH

N

OH

OH

N

HNO

H

O

H

I-a I-b

I-Z I-E I-c

Figura 4: Tautômeros e confôrmeros de N-hidroxiamidoximas

7

2. OBJETIVOS

Este seminário tem por objetivos:

Salientas as metodologias sintéticas usuais utilizadas na formação de N-hidroxiamidoximas, N-aminoamidoximas e hidrazidinas;

Demonstrar a sua aplicação na síntese de seus derivados heterocíclicos;

Comentar, brevemente, suas aplicações químicas e biológicas.

8

3. DESENVOLVIMENTO

N-hidroxiamidoximas: Síntese

NH2OH

+

Cl

NOH

NH2

NOH

NO

NHOH

NOH

NHOH

NOH

9

Algumas condições reacionais relatadas

R1 X

NOH

+R2 N

H

OHR1 N

NOH

OH

R2

DESENVOLVIMENTO

R1 N

H

OH+ N OR2

R2

N

NOH

R1

OH

10

Mecanismos de síntese de N-hidroxiamidoximas:

DESENVOLVIMENTO

R

N

Cl

OH

1

NH2OH

2 R

N

NHOH

OH

Cl

H

I

R

N

NHOH

OH

H

ClII

-HCl

R

N

NHOH

OH

3

R

N

NH2

OH

4

NH2OH

R

N

NHOH

OH

H

I

NH2

R

N

NHOH

OH

II

NH3

-NH3

R

N

NHOH

OH

3

R

NO

NH2OH

5R

N

NHOH

O

H

Prototropismo

R

N

NHOH

OH

3

11

N-hidroxiamidoximas: Reações e aplicações

Reações com aldeídos

DESENVOLVIMENTO

12

Mecanismo

R1 N

NOH

OH

H

H R2

O -H

-H2O

N O

NOH

R2

R1

DESENVOLVIMENTO

R2 H

NO

OHR1

NHO

HI

R2 H

NOH

OHR1

NHO

II

R2 H

NOH

R1

NHO

III

13

DESENVOLVIMENTO

N-hidroxiamidoximas: Reações e aplicações

Redução por SO2

Mecanismo

NH

NOH

OHO

SO

NH

NOH

OS

O

O

H

NH

NOH

OS

OH

O

NH2

NOH

OS

O

O+

14

N-hidroxiamidoximas: Reações e aplicações

Oxidações

DESENVOLVIMENTO

15

R1 N

NO

O

K NO

ON

O

O

R1 N

NO

O

K

ON

O

NO O

R1 N

NO

O

K

O

H

R1 N

NOH

O

O

H

R1 N

NOH

O

Mecanismo DESENVOLVIMENTO

R1 NH

NO

O

H

H

IO

O

O

O K

R1 N

NO

O

I

O

OH

HO

O

H

K

R1 N

NO

O

K

+ IO3 + H2O

16

Aplicação bioquímicasDESENVOLVIMENTO

Tratamento da hipertensão

Antidepressivo, hipotensor

Inibidor da ribonucleotídeo

redutase

Inibidor da agregação plaquetária

Oxidante

Melhoram a biodisponibilidade do

medicamento (Leishmaniose)

Prevenção neuroinflamatórias e de

doenças autoimunes

Fungicida

Atividade pesticida

Agentes imunomoduladores

17

DESENVOLVIMENTO

Outras aplicações

Complexação com sais de Cu (II)

- Inicialmente isolou-se o composto [1]Cl e lavou-se com acetonitrila;

- Após, foi isolado um sólido branco identificado como [CuI(CH3CN)4]ClO4

- Seguido do isolamento de cristais verdes do composto [1]ClO4

18

DESENVOLVIMENTO

N-aminoamidoximas: Síntese

NH2NH2

+

Cl

NOH

NH2

NOH

NO

NHNH2

NOH

19

DESENVOLVIMENTO

R1 X

NOH

+R2 N

H

NH2R1 N

NOH

NH2

R2

20

Outras metodologias de sínteseDESENVOLVIMENTO

21

MecanismoDESENVOLVIMENTO

R OEt

NNHCO2Et

+ NH2OH R

N

NH

NHCO2Et

OEt

OH

R NOH

HNNHCO2Et

- EtOH

EtO NH

O

NH2 +R

N

NH2

OH

R

N

NH

OH

NH3

NHEtO2C

-NH3

22

DESENVOLVIMENTO

N-aminoamidoximas: Reações e aplicações

Reações com aldeídos

40 - 93%

23

Mecanismo

DESENVOLVIMENTO

N

O

N N

HN NH2

OH

O

Ar

H R

OH

+N

O

N N

HN N

OH

O

Ar

OHR

H

H- H2O

N

O

N

O

Ar

N N

N RHO

HSO4

-H

H

- H2SO4

- H2ON

O

N

O

Ar

N N

HN RN

O

N N

HN N

OH

O

Ar

HR

24

DESENVOLVIMENTO

N-aminoamidoximas: Reações e aplicações

Heterociclização intramolecular em meio básico

25

Mecanismo

DESENVOLVIMENTO

EtO

O

NH

N

R

N

OHH

HN N

NEtOO OH

R - EtOH

HN N

NOH

R

O

26

DESENVOLVIMENTO

N-aminoamidoximas: Reações e aplicações

Complexação com sais de Cu (II), Co (II) e Ni (II)

27

DESENVOLVIMENTO

Hidrazidinas: Síntese

28

DESENVOLVIMENTO

Hidrazidinas: Síntese

Sais de imínio-eter e hidrazinas

29

DESENVOLVIMENTO

R

NH2

OEtNH2NH2

Cl

R

NH2

OEt

Cl

HNNH2

- EtOH

R

NH2

NHNH2

NH2NH2

Cl

R

NH3

NHNH2

Cl

NNH2H

- NH4Cl

R NH

NNH2

NH2

Mecanismo

30

Hidrazidinas: Síntese

Isoniazida e aminoacetais

DESENVOLVIMENTO

Utilizada no tratamento da tuberculose

31

DESENVOLVIMENTO

Mecanismo

N

NHNH2

O

NMe2

EtO OEt+

- EtOH

N

NH

O

N

NMe2

H2N NH

O

N

N

NH

O

N

H

OEt

NMe2

- EtOH

N

NH

OHN N

NMe2

H

NH

O

N

- NHMe2

N

NH

OHN N

NH

O

N

HCl

N

NH

OHN N

NH

O

N

H

Cl

32

DESENVOLVIMENTO

Hidrazidinas: Síntese

Brometos de hidrazonoílas

33

DESENVOLVIMENTO

Mecanismo

R Br

N

HN

R1

N

H

NH

H

R2

R NH2

N

HN

R1

BrR NHNHR2

N

HN

R1

Br

H

HNR2

-HBr

R NHNHR2

N

HN

R1

34

DESENVOLVIMENTO

Hidrazidinas: Reações e aplicações

Reações com aldeídos

35

DESENVOLVIMENTO

Heterociclização utilizando-se MgO

36

DESENVOLVIMENTO

Reações com 1,3-dicarbonílicos: Síntese de pirazóis

37

DESENVOLVIMENTO

NH

N

HNNH2

NH2H2N

O O

NH

N

HNNH

NH2H2N

O

OH

NH

N

NN

NH2H2N

H

OHHO

NH

N

NN

NH2H2N

N

N

N

NH

N

N

O

N

N

N

N

N

N

O

Mecanismo

38

DESENVOLVIMENTO

Hidrazidinas: Reações e aplicações

Reações com ácidos carboxílicos e derivados:

39

DESENVOLVIMENTO

Reações com trietilortoformiato: Síntese de 4-aminotriazóis

40

DESENVOLVIMENTO

R N

HNNH2

NH2R1 OEt

OEtOEt

Mecanismo

- EtOH

R N

HNNH2

N

R1

OEtR N

HNNH2

N

H

OEt

R1

OEt- EtOH

N N

NNH2

R1OEt

H

R

N N

NNH2

R1

R- EtOH

41

Reações com 1,2-dicarbonílicos: síntese de 1,3,4-triazinas.

DESENVOLVIMENTO

42

R N

HNNH2

NH2

OMe

OPh

O

Mecanismo

R NH

NN

NH2

H

PhHO O

R N

NN

NH2

Ph

O

OMe

H

- H2O

N

N

N

NH2

O

OMe

Ph

R

H

- MeOHN

N

N

NH2

O

Ph

R

43

Reações com anidridos: Síntese de isoindolonas

44

Mecanismo

NH

NNH2

NH2 O

O

O

O

O

O

NHN

NHNH2

H

HO

O

O

NHN

NHNH2

N

HO O

O

N

NHH2N

N

O

O

N

NHH2N

- H2O

N

O

NHN

N

OH

H

N

O

NHN

N

45

Hidrazidinas: aplicações

Como agentes antituberculose

46

Hidrazidinas: aplicações

Como pigmentos ambientalmente pouco agressivos.

- Complexam com metais como Fe, Cu, Co, Ni, Zn – Síntese de corantes com aplicabilidade na indústria têxtil.

- Esses ligantes também podem coordenar metais como Cr e Co sem danificar as suas propriedades também aplicável a indústria têxtil.

47

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

De acordo com a literatura utilizada neste Seminário pode-se concluir Síntese branda Elevada reatividade frente à eletrófilos, principalmente

com derivados carbonílicos, como aldeídos, cetonas, derivados de ácidos carboxílicos e compostos dicarbonílicos,

Aplicação na síntese de esqueletos heterocíclicos altamente nitrogenados;

Também relatou-se a sua importante aplicabilidade em diversos setores da indústria como: têxtil (pigmentos e corantes), Farmacêutica (drogas), fibras adsorventes, entre outros.

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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1) Katritzky, A. R. et. al. Chem. Rev. 2012, 3, 1633; (2) Eloy, F.; Lenaers, R. Chem. Rev. 1962, 62, 155; (3) Szymczyk, M.; El-Shafei, A.; Freeman, H. S. Dyes Pigm. 2007,

72, 8; (4) Reeh, C.; Wundt, J.; Clement, B. J. Med. Chem. 2007, 50, 6730; (5) Aly, A. A.; Nour-El-Din, A. M. Arkivoc 2008, No. i, 153. (6) Ikizler, A. A.; Demirbas, A.; Abbasoglu, R. Turk. J. Chem. 2000,

24, 1. (7) Katritzky, A. R.; Khashab, N. M.; Bobrov, S.; Yoshioka, M. J. Org.

Chem. 2006, 71, 6753. (8) Katritzky, A. R.; Khashab, N. M.; Kirichenko, N.; Singh, A. J. Org.

Chem. 2006, 71, 9051. (9) Chakravorty, A. Coord. Chem. Rev. 1974, 13, 1. (10) Takahashi, M.; Tan, H.; Fukushima, K.; Yamazaki, H. Bull.

Chem. Soc. Jpn. 1977, 50 (4), 953.