Desenvolvimento de rota sintética da Rosiglitazona em processo batelada e microrreator capilar / Rosiglitazone synthetic route development in batch process and capillary microreactor

Para que os fármacos possam ser comercializados economicamente, a sua escala de produção deve ser aumentada para atender à demanda do mercado. Atualmente, a maior parte dos fármacos são sintetizados em processos batelada que possuem limitações quanto à eficiência de mistura, temperatura e pressão. O uso de microrreatores surge como alternativa na indústria químico-farmacêutica, aumentando a eficiência dos processos de maneira segura. Ferramentas utilizadas no segmento computacional multidisciplinar teórico, como o DFT (Density Functional Theory), podem prever e compreender o comportamento das reações químicas, podendo ter grande utilidade na síntese de novos fármacos economizando tempo, investimento e reduzindo a geração de resíduos. A diabetes mellitus é uma doença de caráter epidêmico, que a cada ano vem aumentando o número de casos. O emprego de fármacos derivados das glitazonas no tratamento de diabetes mellitus tipo 2 é recomendado devido ao excelente controle glicêmico que esta classe de fármacos oferece. Neste trabalho, foi sintetizada a Rosiglitazona, um fármaco derivado das glitazonas, que auxilia no tratamento da diabetes mellitus tipo 2, sendo estudadas duas rotas de síntese distintas, que foram otimizadas com o intuito de maximizar o rendimento de seus intermediários, obtendo a Rosiglitazona com pureza de cerca de 94%. Foi realizada, para os intermediários, aqui denominados, 1R, 2R2 e 3R2 a síntese one-pot e para os intermediários 1R, 2R1 e 3R2 foi realizada a transposição do processo usual em batelada para fluxo contínuo no microrreator, com rendimentos de até 93%. Com o auxílio da química quântica computacional, a reação de síntese do intermediário 1R, foi elucidada teoricamente e determinadas as grandezas termodinâmicas (ΔH‡, ΔG‡ e ΔS‡) no estado de transição, que foram comparadas com os valores experimentais, sendo constatada uma boa concordância, com desvio máximo de 14%

In order for drugs to be commercialized economically, their production scale must be increased to meet market demand. Currently, most drugs are synthesized in batch processes that have limitations in terms of mixing efficiency, temperature and pressure. The use of microreactors appears as an alternative in the chemical-pharmaceutical industry, increasing the efficiency of the synthesis processes in a safe way. Tools used in the theoretical multidisciplinary computational segment, such as DFT (Density Functional Theory), can predict and understand the behavior of chemical reactions, and can be very useful in the synthesis of new drugs, saving time, investment and reducing waste generation. Diabetes mellitus is an epidemic disease that has been increasing the number of cases every year. The use of drugs derived from glitazones in the treatment of type 2 diabetes mellitus is recommended due to the excellent glycemic control that this class of drugs offers. In this work, Rosiglitazone, a drug derived from glitazones, which helps in the treatment of type 2 diabetes mellitus, was synthesized. Two different synthetic routes were studied and optimized in order to maximize the yield of its intermediates, obtaining Rosiglitazone with purity of about 94%. One-pot synthesis was performed to 1R, 2R2 and 3R2 intermediates, and the transposition from the usual batch process to continuous flow in microreactor was performed to 1R, 2R1 and 3R2 intermediates, with yields of up to 93%. With the aid of computational quantum chemistry, the intermediate 1R synthesis reaction was theoretically elucidated and the thermodynamic properties were determined (ΔH‡, ΔG‡ and ΔS‡) in the transition state, which were compared with the experimental results, obtaining good agreement, with a maximum deviation of 14%

Desenvolvimento de rota sintética da Rosiglitazona em processo batelada e microrreator capilar / Rosiglitazone synthetic route development in batch process and capillary microreactor

Para que os fármacos possam ser comercializados economicamente, a sua escala de produção deve ser aumentada para atender à demanda do mercado. Atualmente, a maior parte dos fármacos são sintetizados em processos batelada que possuem limitações quanto à eficiência de mistura, temperatura e pressão. O uso de microrreatores surge como alternativa na indústria químico-farmacêutica, aumentando a eficiência dos processos de maneira segura. Ferramentas utilizadas no segmento computacional multidisciplinar teórico, como o DFT (Density Functional Theory), podem prever e compreender o comportamento das reações químicas, podendo ter grande utilidade na síntese de novos fármacos economizando tempo, investimento e reduzindo a geração de resíduos. A diabetes mellitus é uma doença de caráter epidêmico, que a cada ano vem aumentando o número de casos. O emprego de fármacos derivados das glitazonas no tratamento de diabetes mellitus tipo 2 é recomendado devido ao excelente controle glicêmico que esta classe de fármacos oferece. Neste trabalho, foi sintetizada a Rosiglitazona, um fármaco derivado das glitazonas, que auxilia no tratamento da diabetes mellitus tipo 2, sendo estudadas duas rotas de síntese distintas, que foram otimizadas com o intuito de maximizar o rendimento de seus intermediários, obtendo a Rosiglitazona com pureza de cerca de 94%. Foi realizada, para os intermediários, aqui denominados, 1R, 2R2 e 3R2 a síntese one-pot e para os intermediários 1R, 2R1 e 3R2 foi realizada a transposição do processo usual em batelada para fluxo contínuo no microrreator, com rendimentos de até 93%. Com o auxílio da química quântica computacional, a reação de síntese do intermediário 1R, foi elucidada teoricamente e determinadas as grandezas termodinâmicas (ΔH‡, ΔG‡ e ΔS‡) no estado de transição, que foram comparadas com os valores experimentais, sendo constatada uma boa concordância, com desvio máximo de 14%

In order for drugs to be commercialized economically, their production scale must be increased to meet market demand. Currently, most drugs are synthesized in batch processes that have limitations in terms of mixing efficiency, temperature and pressure. The use of microreactors appears as an alternative in the chemical-pharmaceutical industry, increasing the efficiency of the synthesis processes in a safe way. Tools used in the theoretical multidisciplinary computational segment, such as DFT (Density Functional Theory), can predict and understand the behavior of chemical reactions, and can be very useful in the synthesis of new drugs, saving time, investment and reducing waste generation. Diabetes mellitus is an epidemic disease that has been increasing the number of cases every year. The use of drugs derived from glitazones in the treatment of type 2 diabetes mellitus is recommended due to the excellent glycemic control that this class of drugs offers. In this work, Rosiglitazone, a drug derived from glitazones, which helps in the treatment of type 2 diabetes mellitus, was synthesized. Two different synthetic routes were studied and optimized in order to maximize the yield of its intermediates, obtaining Rosiglitazone with purity of about 94%. One-pot synthesis was performed to 1R, 2R2 and 3R2 intermediates, and the transposition from the usual batch process to continuous flow in microreactor was performed to 1R, 2R1 and 3R2 intermediates, with yields of up to 93%. With the aid of computational quantum chemistry, the intermediate 1R synthesis reaction was theoretically elucidated and the thermodynamic properties were determined (ΔH‡, ΔG‡ and ΔS‡) in the transition state, which were compared with the experimental results, obtaining good agreement, with a maximum deviation of 14%.

Los líquidos iónicos como prometedores catalizadores en síntesis orgánica: una contribución a la química sostenible / Ionic liquids as promising catalysts in organic synthesis: a contribution to sustainable chemistry / Líquidos iónicos como catalisadores promissores na síntese orgânica: um contributo para a química sustentável

Resumen Introducción. En todos los procesos químicos se requiere de un medio de reacción o solvente, y dichos solventes orgánicos son altamente volátiles por lo que son contaminantes de la atmósfera, y se requieren nuevos métodos, procesos y otro tipo de solventes que minimice dicha contaminación, y los líquidos iónicos están resultando ser una gran alternativa a dicho problema. Objetivo. Sintetizar líquidos iónicos a base del imidazol con aniones tanto inorgánicos como orgánicos y evaluar su potencial aplicación como catalizadores en reacciones importantes de síntesis orgánicas, como la síntesis asimétrica, específicamente la condensación aldolica. Materiales y métodos. El metil imidazol (99%), 1-bromobutano (97%), prolina (98%), KOH (97%), acetato de etilo, etanol, grado reactivo, fueron suministrados por Sigma Chemical Co. Se utilizó el metil imidazol; para la síntesis de líquido iónico base el bromuro de butil-metil-imidazol, [Bmim][Br]; los demás líquidos iónicos se obtienen por reacción de metátesis, para obtener el hidroxi de butil-metil-imidazol, [Bmim][OH], y el prolinato de butil-metil-imidazol, [Bmim][Pro]; estos líquidos fueron utilizados como catalizadores en la reacción de síntesis asimétrica como la condensación aldolica. Resultados. Se realizó una condensación aldolica clásica, p-nitrobenzalhedido con ciclohexanona para probar los líquidos iónicos sintetizados como catalizadores, y al comparar los resultados obtenidos con métodos convencionales se observan ventajas, como altos rendimientos y alta selectividad en menor tiempo de reacción. Conclusiones. En condiciones muy suaves de reacción, se logró reutilizar hasta 6 veces el líquido iónico como catalizador de la reacción sin perder las ventajas mencionadas, lo que lo hace un sistema sostenible.

Abstract Introduction. In all chemical processes, a reaction medium or solvent is required, and such organic solvents are highly volatile so they are pollutants to the atmosphere, and new methods, processes and other solvents are required to minimize the contamination, and Ionic liquids are proving to be a great alternative to such problem. Objective. Synthesize imidazole based ionic liquids with both inorganic and organic anions and evaluate their potential application as catalysts in important reactions of organic synthesis, such as asymmetric synthesis, specifically in asymmetric aldol reaction. Materials and Methods. Methyl imidazole (99%), 1-bromobutane (97%), proline (98%), KOH (97%), Ethyl acetate, ethanol, reagent grade were supplied by Sigma Chemical Co. It was used the methyl imidazol for the synthesis of the ionic liquid butyl methyl imidazole bromide, [Bmim] [Br], and the other ionic liquids were obtained by metathesis reaction from such ionic liquid, to obtain the butyl methyl imidazole hydroxy [Bmim] [OH], and the butyl methyl imidazole prolinate, [Bmim] [Pro]. These ionic liquids were used as catalysts in the asymmetric aldol reaction. Results. A classical aldol reaction, p-nitrobenzaldehyde with cyclohexanone was performed to test the ionic liquids synthesized as catalysts, and when comparing the results obtained with conventional methods, advantages were observed, such as high yields and high selectivity in less time reaction. Conclusions. Under very mild reaction conditions, it was possible to reuse up to 6 times the ionic liquid as a reaction catalyst without losing the mentioned advantages, which makes it a sustainable system.

Resumo Introdução. Todos os processos químicos requerem um meio de reação ou solvente, tais solventes orgânicos são altamente voláteis, é assim que são os poluentes principais da atmosfera, porem precisa-se de novos métodos, processos e outros solventes para minimizar a contaminação, por isso, os líquidos iónicos estão provando para ser uma ótima alternativa para esse problema. Objetivo. A sínteses dos líquidos iónicos com base em imidazol e usando ânions inorgânicos e orgânicos e avaliar sua potencial aplicação como catalisadores em reações importantes em síntese orgânica, tais como a síntese assimétrica, especificamente a condensação aldólica. Materiais e Métodos. O imidazol metil (99%), 1-bromobutano (97%), prolina (98%), KOH (97%), acetato de etila e etanol no grau de reagente, foram fornecidos pelo Sigma Chemical Co. O metila-imidazol foi utilizado para a síntese baseado no líquido iónico brometo de metil-butil-imidazo-, [BMIM] [Br], Os outros líquidos iónicos são obtidos por reação de metátese, para se obter o hidroxi de butil-metil-imidazol, [BMIM][OH], e prolinato de butil-metil-imidazol, [BMIM][Pro], estes líquidos foram usadas como catalisadores na reação de síntese assimétrica, como a condensação aldólica. Resultados. Foi realizada uma condensação aldólica clássica usando p-nitrobenzaldeído com a cicloexanona para testar os líquidos iónicos sintetizados como catalisador, ao comparar os resultados obtidos com os métodos convencionais darão vantagens, tais como rendimentos elevados e alta seletividade é observada no tempo de reação mais rápido. Conclusões. Nas condições muito suave de reação, foi possível reutilizar até 6 vezes o líquido iónico como catalisador da reação, sem perder as vantagens mencionadas, tornando-se um sistema sustentável.

Magnetita (Fe 3 O 4 ): Una estructura inorgánica con multiples aplicaciones en catálisis heterogénea / Magnetite (Fe 3 O 4 ): An inorganic structure with many applications for heterogeneous catalysis / Magnetita (Fe 3 O 4 ): Uma estrutura inorgânica com múltiplas aplicações em catálise heterogénea

Resumen Se describió la intervención del mineral magnetita como catalizador o como soporte catalitico, un material inorgánico con una estructura de espinela inversa (FeFe204), en el desarrollo de un número importante de reacciones quimicas de interes cientifico, tecnológico y ambiental. Debido a la necesidad actual de generar procesos quimicos eficientes y favorables ambientalmente, la magnetita se ha convertido en un material promisorio en los contextos de la quimica verde, la quimica fina y la catálisis heterogénea. Este óxido de hierro se ha estudiado en diversas reacciones: catalizador másico, soporte catalitico de metales y de óxidos metálicos, núcleo de catalizadores tipo core-shell, o modificado mediante el anclaje de organocatalizadores y complejos metálicos. Se discute el desempeno catalitico de estos sistemas basados en magnetita, en reacciones de catálisis asimetrica, ambiental, ácido-base, de óxido-reducción, de sintesis multicomponente y de acoplamiento C-C. Particularmente, dichos catalizadores han mostrado enorme importancia en ciertas reacciones de tipo Sonogashira, Sonogashira-Hagihara, Mannich, Ullman, Knoevenagel, Suzuki-Miyaura y Fenton heterogénea, entre otras. Finalmente, se detallaron algunos usos tecnológicos de la magnetita en el contexto nacional (Colombia) y se intentó localizar geográficamente los depósitos importantes.

Abstract This manuscript contains a review on the mediation of magnetite, an inorganic material with an inverse spinel structure (FeFe204), being used as either catalyst or catalytic support in many chemical reactions of scientific, technological and environmental interest. Because of current awareness on the efficient and environmentally friendly chemical processes, magnetite has become as a promising material in contexts such as green chemistry, fine chemistry, and heterogeneous catalysis. This iron oxide has been used in several reactions as bulk catalyst, catalytic support of either metals or metal oxides, core in catalysts type core-shell, or as solid modified by grafting with organocatalysts and metal complexes. The catalytic performance of these systems has been described in some chemical processes such as: asymmetric catalysis, environmental catalysis, acid-base catalysis, redox reactions, multicomponent synthesis reactions, and those of C-C coupling. Particularly, these catalysts have shown large importance in a variety of reactions: Sonogashira, Sonogashira-Hagihara, Mannich, Ullman, Knoevenagel, Suzuki-Miyaura, and the Fenton heterogeneous reaction, among others. Finally, some technological uses of magnetite in the national context (Colombia) are detailed, and localizing geographically the most important deposits of this mineral in the Colombian region was intended.

Resumo Foi descrita uma intervenção da mineral magnetita, um material inorgânico com estrutura de espinela inversa (FeFe204), como catalisador ou como suporte catalitico no desenvolvimento de um número importante de reações quimicas de interesse cientifico, tecnológico e ambiental. Devido à necessidade atual de gerar processos quimicos eficientes e favoráveis ambientalmente, a magnetita surge como um material promissório nos contextos da quimica verde, da quimica fina e da catálise heterogénea. Este óxido de ferro e objeto de estudo em diversas reações: catalizador mássico, suporte catalitico de metais e de óxidos metálicos, núcleo de catalizadores tipo core-shell, ou modificado mediante a ancoragem de organocatalizadores e complexos metálicos. E descrito o desempenho catalitico deste tipo de sistemas em algumas reacóes de catálise assimetrica, ambiental, ácido-base, de óxido-redução, de sintese multicomponente y de acoplamento C-C. Particularmente, ditos catalisadores tem mostrado enorme importáncia em certas reações do tipo Sonogashira, Sonogashira-Hagihara, Mannich, Ullman, Knoevenagel, Suzuki-Miyaura e a reação Fenton heterogénea, entre outras. Finalmente, são detalhados alguns usos tecnológicos da magnetita no contexto nacional (Colômbia) e realiza-se um esforço por localizar geograficamente os depósitos mais importantes do mineral no território colombiano.

Caracterização e avaliação de acilaçúcar sintético no comportamento da mosca-branca Bemisia Tabaci (Gennadius, 1886) biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae) em tomateiro / Characterization and evaluation of synthetic acylsugar on the behavior of the whitefly Bemisia tabaci (Gennadius, 1886) b biotype (hemiptera: aleyrodidae) in tomato plant

O cultivo de tomate é uma atividade de destaque no Brasil em termos de produção e consumo e os estados de Goiás, São Paulo e Minas Gerais são os principais produtores. Visando a desenvolver novos compostos com função inseticida, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de sintetizar acilaçúcares, aleloquímico presente nas folhas que conferem resistência natural ao tomateiro Lycopersicon pennellii e avaliar seus efeitos no comportamento da mosca-branca. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e cinco repetições. Os ensaios consistiram dos seguintes tratamentos: plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com água pura (testemunha); plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 01 (sintetizado a partir de sacarose); plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 02 (sintetizado a partir da glicose com cloreto de zinco como catalisador); plantas de tomate cv. Santa Clara pulverizadas com acilaçúcar 03 (sintetizado a partir da glicose com acetato de sódio como catalisador) e plantas de tomate Lycopersicon pennellii pulverizadas com água pura. A concentração do composto utilizada foi de 0,05 por cento. Os resultados obtidos mostraram que o acilaçúcar 03 reduz a oviposição do inseto no tomateiro. Todavia, se fazem necessários estudos mais detalhados para se avaliar melhor a ação desse composto sobre a mosca-branca.

Tomato plant growing is an important activity in Brazil both in production and in consumption, and the states of Goiás, São Paulo and Minas Gerais are the main producing states. In order to develop new products with insecticide activity, this work was developed with the aim synthesizing acylsugar, alelochemical present in the leaves that give natural resistance to the tomato plant Lycopersicon pennellii evaluating and its effects on the behavior of the whitefly. The layout used was a completely randomized design, with five treatments and five repetitions. The trials consisted of the following treatments: Santa Clara tomato plants cultivar sprayed with pure water (control); Santa Clara tomato plants cultivar sprayed with acylsugar 01 (synthesized starting from sucrose); Santa Clara plants of tomato cultivar sprayed with acylsugar 02 (synthesized starting from the glucose with chloride of zinc as catalyst); tomato plants Santa Clara cultivar sprayed with acylsugar 03 (synthesized starting from the glucose with acetate of sodium as catalyst) and tomato plants Lycopersicon pennellii splayed with pure water. The concentration of the composition used was of 0.05 percent. The results showed that the acylsugar 03 reduce the egg laying activity of the whitefly in the tomato plant. However, it seems necessary to deepen studies to evaluate the action of this product on the whitefly behavior.