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SÍNTESIS CONVERGENTE Y APLICACIONES DE NUEVAS FAMILIAS

DE PIRROLIDINAS E INDOLES

TESIS DOCTORAL

Yosu Ion Vara Salazar

Donostia, 2008

AUTORIZACION DEL/LA DIRECTOR/A DE TESIS

PARA SU PRESENTACION

Dr. Fernando Pedro Cossío Mora como Director de la Tesis Doctoral: Síntesis

convergente y aplicaciones de nuevas familias de pirrolidinas e indoles, realizada en el

Departamento Química Orgánica I, Facultad de Química, Universidad del País Vasco,

San Sebastián por el Doctorando Don. Yosu Ion Vara Salazar autorizo la presentación

de la citada Tesis Doctoral, dado que reúne las condiciones necesarias para su defensa.

En a de de

EL DIRECTOR DE LA TESIS

Fdo.: Fernando Pedro Cossío Mora.

CONFORMIDAD DEL

DEPARTAMENTO/INSTITUTO

El Consejo del Departamento/Instituto de Química Orgánica I, Facultad de Química,

Universidad del País Vasco, San Sebastián en reunión celebrada el día de

de ha acordado dar la conformidad a la admisión a trámite de presentación

de la Tesis Doctoral titulada: Síntesis convergente y aplicaciones de nuevas familias de

pirrolidinas e indoles, dirigida por el Dr. Fernando Pedro Cossío Mora y presentada por

Don. Yosu Ion Vara Salazar ante este Departamento/Instituto.

En a de de

Vº Bº DIRECTOR/A DEL DEPARTAMENTO/ SECRETARIO/A DEL DEPARTAMENTO/ INSTITUTO INSTITUTO Fdo.: Claudio Palomo Nicolau. Fdo.: Mª Antonia Mielgo Vicente.

ACTA DE GRADO DE DOCTOR

ACTA DE DEFENSA DE TESIS DOCTORAL

DOCTORANDO DON. Yosu Ion Vara Salazar.

TITULO DE LA TESIS: Síntesis convergente y aplicaciones de nuevas familias de

pirrolidinas e indoles.

El Tribunal designado por la Subcomisión de Doctorado de la UPV/EHU para calificar

la Tesis Doctoral arriba indicada y reunido en el día de la fecha, una vez efectuada la

defensa por el doctorando y contestadas las objeciones y/o sugerencias que se le han

formulado, ha otorgado por___________________la calificación de: unanimidad ó mayoría

En a de de

EL/LA PRESIDENTE/A, EL/LA SECRETARIO/A,

Fdo.: Fdo.:

Dr/a: ____________________ Dr/a: ______________________

VOCAL 1º, VOCAL 2º, VOCAL 3º,

Fdo.: Fdo.: Fdo.:

Dr/a: Dr/a: Dr/a:

EL/LA DOCTORANDO/A,

Fdo.:

Agradecimientos. i

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido realizado en el Departamento de Química Orgánica I de

Euskal Herriko Unibertsitatea-Universidad del País Vasco, en su sección de Donostia,

bajo la dirección del Profesor Fernando P. Cossío a quien agradezco enormemente la

posibilidad que me ha brindado de dirigir mi carrera hacia la investigación y entender

con su conocimiento lo que es la pasión por la Química Orgánica y la satisfacción ante

un trabajo bien hecho. Su ayuda ha sido fundamental para poder presentar esta

memoria. Además, debo destacar la necesaria financiación económica de la mano de

Ministerio de Educación.

Seguidamente quisiera agradecer a la Doctora Ana Arrieta por ayudarme a

conseguir la fuente de financiación y por la confianza mostrada en mí durante estos años

y a la Doctora Begoña Lecea por su ayuda tan necesaria con el papeleo en los

comienzos de este proyecto. Sin embargo, todo esto no hubiera sido posible si la

Doctora Mirari Ayerbe no me hubiera animado a comenzar esta aventura en el

laboratorio, ese empujón tan necesario es el que explica todo mi trabajo y resultados.

No hubiera podido presentar esta memoria sin el trabajo en equipo con todos mis

compañeros. Eneko, Aizpea y Eider, gracias por toda vuestra ayuda, por todo lo que he

aprendido a lo largo de estos cinco años a vuestro lado, por los buenos momentos y por

vuestro apoyo y comprensión sobre todo en esta última etapa. Dorleta, por poner el

toque de humor que todos necesitamos. Tamara, por esos ratos de desahogo tan

necesarios y el trabajo conjunto que hemos llevado a cabo. Sergio, por todo lo que me

has ayudado con la caracterización de los productos de mi Tesis. A todos ellos gracias

por lo que juntos hemos conseguido y conseguiremos.

Por la ilusión y ganas con las que han comenzado en este mundo de la química,

no me puedo olvidar de Leire, Maialen y Egoitz.

Agradecimientos. ii

Quisiera agradecer al resto de químicos orgánicos de la facultad, por la ayuda

científica y por lo vivido en las comidas, cenas y congresos. En especial, a Pedro por

todos los momentos juntos a lo largo de diez años en la facultad. Para todos ha sido y es

un punto no sólo de diversión sino también de apoyo. También agradezco a Abel esas

tardes de cañas en “el Santi” y los buenos momentos vividos en su estancia en San

Sebastián.

Debo también una parte de mi Tesis a los técnicos de Laboratorio, técnicos de

RMN y todos los compañeros del resto de departamentos que me han ayudado y

facilitado el trabajo en todo este tiempo. No me olvido de Maite, no sólo por acordarse

de mi sueldo a fin de mes y ayudarme con la documentación, sino por lo buena persona

que es.

A todos mis amigos, por los momentos de diversión de todos estos años que

tanto recordamos y los que nos quedan. Ya sabéis que no hace falta decir mucho para

entender todo lo que os aprecio.

A mi familia. A mi padre por crear esta familia y dar siempre todo por mí. A mi

madre por enseñarme que cada día se puede ser mejor persona y alegrarme los días con

su sonrisa. A mi tío Luis por ser otro padre para mí y gran amigo. A mis “niñas” Gema

y Nerea, por el cariño y dulzura con el que siempre me han tratado y por lo bien que me

hacen sentir.

Por último a Laura, porque me ha dado y me da todo lo necesario para ser feliz,

por el apoyo incondicional mostrado en el tiempo que hemos compartido juntos y

porque al verla todas las mañanas me transmite toda la fuerza para poder conseguir los

objetivos de mi vida.

Computer Resources The SGI/IZO-SGIker UPV/EHU (supported by the National Program for the Promotion of Human Resources within the National Plan of Scientific Research, Development and Inno- vations, Fondo Social Europeo and MCyT) is greatfully acknowledged for generous allocation of computational resources in Spain.cv

Abreviaturas y acrónimos. iii

ABREVIATURAS Y ACRÓNIMOS

Ac Acetilo

Ad Adhesión

ADN Ácido desoxirribonucleico

AN2 Adición nucleófila bimolecular

Aq Acuoso

Ar Arilo (grupo)

arom Protones aromáticos (RMN)

B16M Células de melanoma B16

BCECF-AM 2',7'-bis-(2-carboxietil)-5-(6)carboxifluoresceína acetoximetil éster

Bn Bencilo (grupo)

Boc tert-Butoxicarbonilo (grupo)

Bu Butilo (grupo)

CAM Moléculas de adhesión celular

Cap. Capítulo

cat. Catalizador

CC Cromatografía en columna

col. Colaboradores

Colh Mesofase columnar hexagonal

Colob Mesofase columnar oblicua

Colr Mesofase columnar rectangular

COSY Espectroscopia de correlación

COX Enzima ciclooxigenasa

CT26 Células tumorales de carcinoma de colon CT26

d Doblete (RMN)

DBU Diazabicicloundeceno

dd Doble doblete (RMN)

de Exceso diastereomérico

DEPC Fosforocianidato de dietilo

DFT Teoría del Funcional de la Densidad

DIAD Azodicarboxilato de diisopropilo

DIPEA N,N-Diisopropiletilamina

Abreviaturas y acrónimos. iv

DMAP Dimetilaminopiridina

DME

DMEM

1,2-Dimetoxietano

Medio de Eagle modificado por Dulbecco

DMF N,N-Dimetilformamida

DMP 2,2-Dimetoxipropano

DMSO Dimetilsulfóxido

DSC Calorimetría diferencial de barrido

E1 Eliminación unimolecular

e.e Exceso enantiomérico

EIA Inmunoensayo enzimático

Entr. Entrada (tablas)

Equiv Equivalente

ESH Endotelio sinusoidal hepático

Et Etilo (grupo)

Et3N Trietilamina

EWG Grupo electronatrayente

exp. Experimento

G Generación (dendrímeros)

Glu Glutamato

h Hora

HOMO Orbital ocupado de mayor energía

HPLC Cromatografía líquida de alta resolución

HSQC Heterocorrelación nuclear de cuanto simple

Hx Hexano

Hz Herzio iBu iso-Butilo (grupo)

ICAM-1 Molécula de adhesión intercelular-1

Ile Isoleucina

iNOS Enzima óxido nítrico sintetasa

INT Intermedio de reacción iPr iso-Propilo (grupo)

IR Espectroscopía de infrarrojo

J Constante de acoplamiento (RMN)

Abreviaturas y acrónimos. v

kcal Kilocaloría

kJ Kilojulio

LD Mesofase columnar lamelar

Leu Leucina

LFA-1 Antígeno asociado a la función linfocitaria-1

LUMO Orbital desocupado de menor energía

Lys Lisina

M Metal

m Multiplete (RMN)

MC-B16M Medio condicionado del melanoma B16

Me Metilo (grupo)

MIDAS Sitio de union dependiente de metal

Min Minuto

Ms Mesilo (grupo)

µw Microondas

n Vector director

N Mesofase nemática

N* Mesofase colestérica o nemática quiral

ND Mesofase nemática discótica

p Paso de hélice

PBL Células leucocitarias PBL

P.F. Punto de fusión

Pag. Página

PAMAM Poliamidoamina

PGE2 Prostaglandina E2

Ph Fenilo (grupo)

PMA Acetato de forbolmiristato

pp. Páginas

ppm Partes por millón (RMN)

Pro Prolina

Psi Pound / Square inch (1psi = 0.0681 atm.)

Pyr Piridina

QUINAP 1-(2-fenilfosfino-1-naftil)isoquinolina

Abreviaturas y acrónimos. vi

Rdto. Rendimiento

React. Reactivo (tabla)

Ref Referencia

RMN Espectroscopía de resonancia magnética nuclear

s Singlete (RMN)

sa Singlete ancho (RMN)

Sm Mesofase esmética

SmC Mesofase esmética de tipo C

SmC* Mesofase esmética de tipo C quiral

SN2 Sustitución nucleófila bimolecular

st as Vibración de tensión asimétrica (IR)

st si Vibración de tensión simétrica (IR)

t Triplete (RMN)

t.a. Temperatura ambiente tBu tert-Butilo (grupo)

TCIA Ácido tricloroisocianúrico

TEA Trietilamina

TEMPO Óxido de tetrametilpiperidinilo

TFA Ácido trifluoroacético

THF Tetrahidrofurano

THR Treonina

TLC Cromatografía en capa fina

TMS Trimetilsilano

TOF Teoría de orbitales frontera

TPP Trifenilfosfina

TS Estado de transición

VCAM-1 Molécula de adhesión celular vascular-1

VEGF Factor de crecimiento del endotelio vascular

VLA-4 Antígeno de aparición tardía-4

Vol Volumen

W Vatio

Índice. vii

SÍNTESIS CONVERGENTE Y APLICACIONES DE NUEVAS

FAMILIAS DE PIRROLIDINAS E INDOLES

ÍNDICE GENERAL

OBJETIVOS. 1

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN. LAS CICLOADICIONES Y

CONDENSACIONES [3+2]. 5

1.1 Reacciones 1,3-dipolares. 7

1.1.1 Aspectos generales. 7

1.1.2 Selectividad de la reacción 1,3 dipolar. 10

1.2 Formación de indoles por acoplamiento entre 1,3-dienófilos y 1,2-

dielectrófilos. 18

1.2.1 Síntesis de indoles de Fischer. 19

1.2.2 Síntesis de indoles de Larock. 20

1.2.3 Reacción de ciclación intramolecular de Heck. 21

1.2.4 Reacción de Bischler. 22

CAPÍTULO 2. SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS NO NATURALES COMO

INHIBIDORES DE LA INTERACCIÓN LFA-1/ICAM-1. 25

2.1 Introducción. 27

2.1.1 Metástasis cancerosa. 27

2.1.2 Mecanismo de la metástasis. 28

2.1.3 Moléculas de adhesión celular. 31

2.1.4 Interacción entre la integrina LFA-1 y la inmunoglobulina ICAM-1. 36

Índice. viii

2.2 Características de ICAM-1 y LFA-1. 40

2.3 Diseño de inhibidores peptídicos. 43

2.3.1 Diseño de la estructura de los inhibidores sintéticos. 43

2.3.2 Búsqueda del compuesto cabeza de serie. 45

2.3.3 Modificación del compuesto cabeza de serie. 47

2.4 Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 50

2.4.1 Síntesis de prolinas sustituidas. 50

2.4.2 Síntesis de dipéptidos. 53

2.4.3 Síntesis de tripéptidos. 57

2.5 Evaluación biológica. 68

2.5.1 Dendrímeros como potenciadores de la solubilidad. 68

2.5.2 Ensayos de solubilidad. 71

2.5.3 Ensayos in vitro. 74

2.5.4 Ensayos in vivo. 76

2.6 Conclusiones. 79

CAPÍTULO 3. REGIOQUÍMICA DE LA REACCIÓN ENTRE AMINAS

AROMÁTICAS Y α-BROMOCETONAS ASISTIDA POR RADIACIÓN

MICROONDAS. 81


3.1.1 Métodos de síntesis de indoles. 83

3.1.2 Síntesis asistida por microondas. 87

3.2 Estudio del mecanismo de la reacción de Bischler-Möhlau. 97

3.2.1 Mecanismo de la reacción. 97

3.2.2 Estudio computacional de la reacción de Bischler-Möhlau. 99

3.3 Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 107

3.3.1 Reacción de Bischler-Möhlau con anilinas primarias. 107

3.3.2 Reacción de Bischler-Möhlau con anilinas secundarias y terciarias. 121

3.3.3 Reacción de Bischler-Möhlau con anilinas fenilendiaminas y

aminopiridinas. 125

3.4 Diseño y síntesis de indoles análogos trans-estilbenos. 129

3.4.1 Introducción. 129

3.4.2 Diseño de los análogos del resveratrol. 135

Índice. ix

3.4.3 Síntesis de análogos del resveratrol. 138

3.5 Ensayos biológicos. 143

3.5.1 Ensayos de adhesión de células del B16M incubadas con peróxido de

hidrógeno a sustratos de VCAM-1 inmovilizada. 143

3.5.2 Ensayos de adhesión de células del melanoma B16 a cultivos

primarios de células del endotelio sinusoidal hepático (ESH) tratadas con

medios condicionados del melanoma B16 (MC-B16M). 145

3.5.3 Determinación por inmunoensayo enzimático (EIA) de PGE2 en los

sobrenadantes de células del ESH tratadas con VEGF. 147


CAPÍTULO 4. DISEÑO Y SÍNTESIS DE CRISTALES LÍQUIDOS BASADOS

EN ARIL-1H-INDOLES. 151


4.1.1 Clasificación de los cristales líquidos. 154

4.1.2 Polímeros con propiedades de cristal líquido. 159

4.1.3 Tipos de mesofases. 160

4.1.4 Estructura molecular. 65

4.1.5 Aplicaciones de los cristales líquidos. 167

4.2 Diseño de los cristales líquidos 169

4.3 Síntesis de los cristales líquidos. 170

4.3.1 Síntesis de 1H-indoles con sustituyentes idénticos. 170

4.3.2 Síntesis de 1H-indoles con sustituyentes distintos. 173

4.4 Resultados de los estudios de las propiedades mesomorfas. 177


CAPÍTULO 5. SECCIÓN EXPERIMENTAL. 185

5.1 Técnicas analíticas y reactivos. 187

5.2 Síntesis de inhibidores peptídicos. 189

5.2.1 Procedimiento general para la preparación de iminas. 189

5.2.2 Síntesis del nitroalqueno quiral. 190

Índice. x

5.2.3 Procedimiento general para las cicloadiciones térmicas [3+2] entre las

iminas y los nitroalquenos. 194

5.2.4 Hidrólisis de los ésteres metílicos. 200

5.2.5 Acoplamiento peptídico. 201

5.2.6 Desprotección para la obtención de dipéptidos. 202

5.2.7 Reacción de N-amidación. 203

5.2.8 Desprotección para la obtención de tripéptidos. 204

5.2.9 Reacción intramolecular del grupo amino al éster metílico. 205

5.3 Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y a-bromocetonas. 248

5.3.1 Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con anilinas

primarias. 248


secundarias. 249


terciarias. 251

5.3.4 Procedimiento general de síntesis de 2-quinoxalinas sustituidas. 254

5.3.5 Procedimiento general de síntesis de 2-imidazo[1,2-a]piridinas. 255

5.3.6 Procedimiento general de síntesis de 2-imidazo[1,2-a]pirimidinas. 256

5.3.7 Síntesis de análogos al resveratrol basados en aril-indoles. 256

5.4 Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles. 312

5.4.1 Síntesis de la 2-Bromo-1-(4-hidroxi)acetofenona. 312

5.4.2 Procedimiento general para la formación del cloruro de ácido. 312

5.4.3 Procedimiento general para la etapa de acoplamiento. 313

5.4.4 Síntesis de los alquiloxibenzoatos de metilo. 313

5.4.5 Síntesis de los ácidos alcoxibenzoicos. 314

5.4.6 Procedimiento general de síntesis de indoles. 315

5.4.7 Procedimiento general para la desprotección de grupos metoxilo. 316

5.4.8 Procedimiento general para el acoplamiento de indoles. 316

Objetivos. 1

OBJETIVOS

Objetivos. 3

OBJETIVOS.

Los objetivos de la presente Tesis están encaminados hacia el diseño

computacional y síntesis química de dos familias de compuestos heterocíclicos: las

pirrolidinas y los indoles. La primera línea de investigación que se propone en este

trabajo se basa en la síntesis de pirrolidinas altamente funcionalizadas con el fin de

estudiar las aplicaciones de las mismas en la obtención de compuestos biológicamente

activos. Para ello, se realizará el estudio de las cicloadiciones [3+2] entre iluros de

azometino y nitroalquenos. La segunda línea de investigación consistirá en el estudio

computacional y experimental de la reacción de Bischler (o Bischler-Möhlau) entre

aminas aromáticas y α-bromocetonas con un doble objetivo: a) el conocer el mecanismo

y la regioselectividad de esta reacción y b) sintetizar arilindoles altamente

funcionalizados con interés tanto biológico como en ciencia de materiales.

Los objetivos de la presente Tesis Doctoral se pueden enumerar de la siguiente

manera:

1. Estudio sintético de la reacción de cicloadición [3+2] entre el nitroalqueno

derivado de la L-isoleucina e iluros de azometino metalados, cuyo resultado

serán diversas nitroprolinas altamente sustituidas y relativamente rígidas

(Esquema 1).

Esquema 1. Reacción de cicloadición [3+2] entre el nitroalqueno quiral derivado

de la L-isoleucina e iluros de azometino.

2. Síntesis de una librería de dipéptidos y tripétidos no naturales capaces de inhibir

la interacción entre la integrina LFA-1 y su ligando ICAM-1, a partir del análisis

de las características geométricas y electrónicas de ambas proteínas (Esquema2).

N

R

OCH3

O

OBn

O2N

+

NH

O2NBnO

OCH3

O

[3+2]

R

Objetivos. 4

Esquema 2. Esquema general de la síntesis de dipéptidos y tripéptidos no

naturales.

3. Estudio de solubilización de los dipéptidos y tripétidos mencionados, mediante

el empleo como agente solubilizante de diversas generaciones del dendrímero

comercial PAMAM.

4. Estudio computacional y experimental de la reacción de Bischler (o Bischler-

Möhlau) entre aminas aromáticas y α-bromocetonas (Esquema 3). Optimización

de la reacción mediante el uso de radiación microondas.

Esquema 3. Reacción de Bischler.

5. Síntesis de arilindoles análogos al resveratrol y su estudio como agentes

anticancerígenos.

6. Diseño y síntesis de arilindoles con posibles propiedades de cristal líquido.

NH2

O2N

COO

R

BnOH

NH

O2N

R

O

BnO

HN OCH3( )n

O

N

O2N

R

O

BnO

HN COO

( )n

NH3

O

NH2

O2N

R

O

BnO

HN COO

( )n

NH2

R

O R3

R2X

RNH

R3

R2

RNH

R2

R3

-HX, -H2O

Capítulo 1. Introducción a las cicloadiciones [3+2].

5

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN.

LAS CICLOADICIONES

Y CONDENSACIONES [3+2]

Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].

7

A lo largo de esta Tesis, se van a exponer el diseño, la síntesis y las aplicaciones

de dos familias de compuestos heterocíclicos como son las pirrolidinas y los indoles.

Ambas familias se pueden obtener formalmente mediante reacciones de cicloadición o

condensación [3+2] (Esquema1.1).

N

N1,3 Dinucleófilo 1,2 Dielectrófilo

1,3 Dipolo

1,3 Dipolarófilo

BANN

Retro [3+2]

Esquema 1.1. Formas generales de la reacción de cicloadición [3+2].

La síntesis de pirrolidinas se realiza a través de una reacción 1,3-dipolar,

mientras que la obtención de indoles se lleva a cabo mediante una reacción de

condensación entre un 1,3 dinucleófilo y un 1,2 dielectrófilo. Ambas reacciones

generales se comentan con más detalle a continuación.

1.1 Reacciones 1,3-dipolares.

1.1.1 Aspectos generales.

Las reacciones 1,3-dipolares constituyen uno de los métodos más eficaces y

generales para la síntesis de heterociclos de cinco miembros1. Al componente que

1 (a) Synthetic Applications of 1,3-dipolar Cycloaddition Chemistry Toward Heterocycles and Natural

Products; Padwa, A.; Pearson, W. H., Eds.; Wiley: Hoboken, N. J., 2003. (b) Cinquini, M.; Cozzi, F. en

Stereoselective Synthesis; Helmchen, G.; Hoffmann, R.W.; Mulzer, J.; Schaumann, E., Eds.; Georg

Thieme: Stuttgart 1996; Vol. 5, pp 2953-2987. (c) Wade, P. A. en Comprehensive Organic Synthesis;

Trost, B.M.; Fleming, I.; Eds.; Pergamon: Oxford, 1991; Vol. 4, pp 1111-1168. (d) Huisgen. R. Angew.

Chem., Int. Ed. 1963, 2, 565.

Reacciones 1,3-dipolares.

8

aporta los 4 electrones π se le llama 1,3-dipolo y está formado por tres átomos, siendo al

menos el central un heteroátomo. El componente que aporta los 2 electrones π es el

dipolarófilo. Esta reacción consiste en un proceso [4πs+2πs] térmicamente permitido de

acuerdo con las reglas de Woodward y Hoffmann2 (Esquema 1.2).

a b

cd

e

a

cd

e

b

Esquema 1.2. Forma general de la reacción 1,3-dipolar.

Dependiendo de la naturaleza química de los reactivos podemos obtener

diferentes versiones de esta reacción3. Cualquier compuesto orgánico que presente un

enlace múltiple podría actuar de dipolarófilo, aunque los más utilizados sean los

alquenos y alquinos. Sin embargo, en la literatura existen numerosos casos en los que el

dipolarófilo tiene algún heteroátomo4. Asimismo, en nuestro laboratorio se ha extendido

esta reacción a iminas y nitroalquenos5.

2 (a) Woodward, R. B.; Hoffmann, R. en The Conservation of the Orbital Symmetry; Velag CEIME:

Weinheim, 1970. (b) Woodward, R. B.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 395. 3 (a) Grigg, R. Chem. Soc. Rev. 1987, 16, 89. (b) Lowin, J.W. en 1,3-Dipolar Cycloaddition Chemistry;

Padwa, A., Ed; J. Wiley & Sons: New York, 1984; Vol.1, pp 653-732. (c) Tsuge, O.; Kanemasa, S. en

Advances in Heterocyclic Chemistry; Katritzky, A.R., Ed.; Academic Press: San Diego, 1989; Vol. 45, pp

232-349. (d) Vedejs, E. en Advances in Cycloaddition; Curran, D.P., Ed.; Jai Press: Greenwich, 1988;

Vol.1, pp 33-51. 4 (a) Viso, A.; Fernandez de la Pradilla, R.; García, A.; Guerrero-Strachan, C.; Alonso, M.; Tortosa, M,;

Flores, A.; Martinez-Ripoll, M.; Fonseca, I.; André, I.; Rodríguez, A. Chem. Eur. J. 2003, 9, 2867. (b)

Lerestif, J. M.; Toupet, L.; Sinbandhit, S.; Tonnard, F.; Bazureau, J. P.; Hamelin, J. Tetrahedron 1997,

18, 6351. (c) Viso, A.; Fernandez de la Pradilla, R.; Guerrero-Strachan, C.; Alonso, M.; Martinez-Ripoll,

M.; André, I. J. Org. Chem. 1997, 62, 2316. 5 (a) Ayerbe, M.; Arrieta, A.; Cossío, F.P.; Linden, A. J. Org. Chem. 1998, 63, 1795. (b) Vivanco, S.;

Lecea, B.; Arrieta, A.; Prieto, P.; Morao, I.; Linden, A.; Cossío, F.P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6078

(c) Erkizia, E.; Cossío, F.P. Experimental study of the reactivity of azomethyne ylides with unusual

dipolarophiles; comunicación en la XXIX Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Química,

Madrid, 2003. (d) Erkizia, E; Aldaba, E.; Vara, Y.; Arrieta, A.; Gornitzka, H., Cossío, F.P.; ARKIVOC

2005, 10, 189-199.


9

Existe una gran diversidad6 de 1,3-dipolos, dividiéndose en los de tipo

propargilo y en los de tipo alilo3.

Los iluros de azometino pertenecen al grupo de 1,3-dipolar de tipo alilo. Estos

compuestos están formados por un átomo central de nitrógeno y dos átomos de carbono

terminales, que son los que formarán los nuevos enlaces (Figura 1.1).

N

Figura 1.1. Iluro de azometino.

Debido a su naturaleza inestable, los iluros de azometino se preparan

habitualmente in situ, existiendo para ello un gran número de metodologías7. Se pueden

preparar mediante la apertura térmica conrotatoria8 o fotolítica disrotatoria9 de anillos

de aziridina convenientemente sustituidos o la isomerización térmica de una imina

derivada de un α-aminoéster10 que contenga un hidrógeno enolizable, con el fin de dar

un NH-iluro de azometino. Además, también se pueden generar utilizando una base y la

sal de un metal, dándose como producto un iluro de azometino metalado11,12.

6 Huisgen, R. J. Org. Chem. 1976, 41, 403. 7 Kanemasa, S, “Effect of External Reagents” in Synthetic Applications of 1,3-Dipolar Cycloadditon

Chemistry Toward Heterocycles and Natural Products, Padwa, A.; Pearson, W. H., ed.; Wiley: Hoboken,

NJ, 2003; pp 757-778. y referencias citadas. 8 (a) Huisgen, R.; Mader, H. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 1777. (b) Huisgen, R.; Scheer, W.; Mader, H.;

Brunn, E. Angew. Chem. Int. Ed. 1969, 8, 604. 9 (a) Hermann, H.; Huisgen, R.; Mader, H. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 1779. (b) Huisgen, R.; Scheer,

W.; Madre, H. Angew. Chem. Int. Ed. 1967, 1753. 10 (a) Lerestif, J. M.; Bazureau, J. P.; Hamelin, J. Synlett 1995, 647. (b) Grigg, R. Bull. Soc. Chim. Belg.

1984, 93, 593. (c) Grigg, R.; Gunaratne, H.Q. N. Tet. Lett. 1983, 24, 4457. (d) Grigg, R.; Kemp, J. J.

Chem. Soc., Chem. Comun. 1978, 109. 11 (a) Kanemasa, S.; Tsuge, O. en Advances in Cycloaddition Chemistry; Curran, D. P., Ed., Jai Press:

Greenwich, CT, 1993; Vol. 3, pp 99-159. (b) Kanemasa, S.; Tatsuksawa, A.; Wada, E. J. Org. Chem.

1991, 56, 2875. (c) Kanemasa, S.; Yamamoto, H. Tet. Lett. 1990, 91, 3633. (d) Tsuge, O.; Kanemasa, S.;

Yoshioka, M. J. Org. Chem. 1988, 53, 1384.


10

La reacción entre iluros de azometino metalados y alquenos π-deficientes ha

suscitado un interés enorme, ya que dan las correspondientes pirrolidinas, bajo

condiciones suaves y, frecuentemente, con buen rendimiento13. Estas pirrolidinas

poseen gran interés en química sintética y médica.

NM O

NH O

Esquema 1.3. Reacción 1,3-dipolar entre un alqueno y un iluro de azometino metalado

estabilizado.

1.1.2 Selectividad de la reacción 1,3 dipolar.

En las reacciones 1,3 dipolares se forman dos nuevos enlaces carbono-carbono y

cuatro nuevos centros estereogénicos, por lo que en principio se podrían obtener hasta

32 posibles isómeros. La regioselectividad, la diastereoselectividad endo/exo y la

selectividad diastereofacial son los factores decisivos para el control de la

estereoquímica absoluta del anillo que se forma.

Regioselectividad.

Cuando los reactivos no son especies simétricas, hay dos posibles orientaciones

para la cicloadición, que darán lugar a dos regioisómeros. Según la clasificación de

Sustmann14, teniendo en cuenta la teoría de orbitales frontera15, las cicloadiciones [3+2]

pueden tener lugar según tres tipos de interacción entre los orbitales frontera del dipolo 12 (a) Grigg, R.; Montgomery, J.; Somasunderan, A. Tetrahedron 1992, 48, 10431. (b) Amornraksa, K.;

Barr, D.; Donegan, G.; Grigg, R.; Ratananukul, P.; Sridharan, V. Tetrahedron 1989, 45, 4649. (c) Barr,

D. A.; Grigg, R.; Gunaratne, H. Q. N.; Kemp, J.; McMeekin, P.; Sridharan, V. Tetrahedron 1988, 44,

557. 13 Kanemasa, S.; Tsuge, O. en Advances in Cycloaddition; Curran, D.P., Ed.; Jai Press: Greenwich, 1993;

Vol.3, pp 99-159. 14 (a) Sustmann, R.; Trill, H. Angew. Chem. Int. Ed. 1972, 11, 838. (b) Sustmann, R. Tetrahedron Lett.

1971, 29, 2717. 15 (a) Dejar, M. J. S. en The Molecular Orbital Theory of Organic Chemistry, McGraw-Hill; New Cork,

1969. (b) Fukui, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1966, 39, 498. (c) Fukui, K. Tetrahedron Lett. 1965, 2009.


11

y del dipolarófilo (Figura 1.2). En los de tipo I, la interacción dominante tiene lugar

entre el HOMO del dipolo y el LUMO del dipolarófilo. Por consiguiente, este tipo de

interacciones se favorecen con grupos electrodonores en el dipolo y electroaceptores en

el dipolarófilo. En los de tipo III se da la situación contraria y en la de tipo II las

interacciones HOMO-LUMO son comparables para ambos reactivos.

En el caso de la reacción entre iluros de azometino con grupos carboxilo en α y

nitroalquenos, las reacciones 1,3-dipolares correspondientes serán de tipo I dado el

carácter electroatrayente del grupo nitro.

E

Tipo I

Dipolo Dipolarófilo

Tipo III


Tipo II


LUMO

HOMO

Figura 1.2. Tipos de cicloadiciones según la teoría de orbitales frontera.

La regioquímica de la reacción 1,3-dipolar viene determinada por los

coeficientes atómicos en los orbitales frontera del dipolo y del dipolarófilo. Sin

embargo, puede darse el caso en el que los efectos estéricos o del disolvente16

compliquen esa aproximación. Asimismo, en las cicloadiciones [3+2] donde se utilizan

sales de Ti(IV) se ha observado una inversión en la regioselectividad de la reacción17,

debido a la complejación entre el metal del iluro de azometino y el heteroátomo del

dipolarófilo.

16 Cossío, F. P.; Morao, I.; Jiao, H.; Schleyer, P. v. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 6737. 17 (a) Kanemasa, S.; Uchida, O.; Wada, E.; Yamamoto, H. Chem. Lett. 1990, 105. (b) Barr, D. A.; Grigg,

R.; Sridharan, V. Tetrahedron. Lett. 1989, 30, 4727.


12

Diastereoselectividad.

La estereoquímica de los cicloaductos viene determinada por el modo de

acercamiento entre los dos componentes de la reacción. En nuestro caso, el iluro de

azometino está estabilizado por un grupo carbonilo y, por efecto de la coordinación con

el metal, mantiene su geometría. El dipolarófilo también conservará su configuración si

reacciona de modo suprafacial, por lo que en presencia de metales diferentes al Ti(IV)

se pueden postular dos modos de aproximación que darán lugar a los dos únicos

diastereómeros posibles:

• Aproximación endo: El grupo electronatrayente del dipolarófilo (EWG) y los

sustituyentes del dipolo se orientan hacia la misma cara del anillo en formación.

Los sustituyentes de las posiciones 4 y 5 del cicloaducto así obtenido estarán en

cis (Esquema 1.4).

EWG

R NOR'

OMNH

EWG

R CO2R'

4

5cis

Esquema 1.4. Aproximación endo.

• Aproximación exo: El grupo electronatrayente del dipolarófilo y los

sustituyentes del dipolo se orientan hacia caras contrarias del anillo en

formación. Los sustituyentes de las posiciones 4 y 5 del cicloaducto obtenido

estarán en trans (Esquema 1.5).

EWG

R NOR'

OMNH

EWG

R CO2R'

4

5trans

Esquema 1.5. Aproximación exo.


13

Töke18 y col. y nuestro grupo19 han encontrado que la estereoquímica de la

cicloadición entre algunos iluros de azometino metalados y nitroolefinas arílicas se

puede invertir, llegando a la conclusión de que la coordinación con litio promueve la

formación preferente de aductos endo, mientras que las sales de plata favorecen la

formación de cicloaductos exo como estereoisómeros mayoritarios. Por lo tanto, se

puede afirmar que la selectividad endo/exo en las reacciones 1,3-dipolares está

controlada principalmente por la estructura de los reactivos y por el catalizador.

Selectividad diastereofacial.

Cuando uno de los reactivos contiene algún centro quiral, la aproximación por

una de las caras puede estar desfavorecida obteniéndose así una reacción

diastereoselectiva.

La inducción de quiralidad en esta reacción se ha abordado desde las tres vías

posibles20:

i) Inducción desde el iluro de azometino.

El primer intento de inducción de quiralidad en esta reacción fue llevado a cabo

por Padwa y col.21 mediante iluros de azometino quirales, aunque con no muy buenos

resultados. Posteriormente se ha ido mejorando el método aunque con reactivos de

cadena abierta generalmente se obtienen bajos excesos diastereoméricos22.

Recientemente se ha llegado a un 95% de excesos diastereoméricos con complejos de

18 (a) Nyerges, M.; Rudas, M.; Tóth, G.; Herényi, B.; Bitter, I.; Kádas, I.; Töke, L. Tetrahedron 1995, 51,

13321. (b) Nyerges, M.; Balázs, L.; Bitter, I.; Kádas, I.; Kövesdi, I.; Töke, L. Tetrahedron 1995, 51,

6783. 19 Ayerbe, M.; Arrieta, A.; Cossío, F. P.; Linden, A. J. Org. Chem. 1998, 63, 1795. 20 Pueden verse muchos ejemplos en : a) Gothelf, K.V.; Jørgesen, K.A. Chem. Rev. 1998, 98, 863. b)

Pellisier. E.; Tetrahedron, 2007, 63, 5235 21 Padwa, A.; Chen, Y.Y.; Chiacchio, U.; Dent, W. Tetrahedron, 1985, 41, 3529. 22 Grigg, R.; Montgomery, J.; Somasunderam, A. Tetrahedron, 1992, 48, 10431.


14

tricarbonil cromo (III)23. Cuando se usan compuestos cíclicos quirales los resultados son

en general mejores24 (Esquema 1.6).

N

H

CO2CH3Cr(CO)3

CH3

1) LiBr, TEA, 5min, 25 ºC

2) CH2=CHCO2CH3, THF, 15h, 25 ºC

NH

H3COOC

CO2CH3

de >95%

(ref. 23)

CH3

Cr(CO)3

N

Ph CH2OCH3

CH2Si(CH3)3NCH2C O2N

Ar

AgF, CH3CN

t.a N

O2N Ar

Ph CH2OCH3

de = 60%

(ref. 21)

Esquema 1.6. Ejemplos de cicloadiciones [3+2] asimétricas con 1,3-dipolos.

ii) Inducción desde el dipolarófilo.

Hay muchos más ejemplos de esta versión en la literatura y los excesos

diastereoméricos son mayores del 98% en algunos casos. Los tipos de dipolarófilos

quirales que se han utilizado son muy diversos, desde ésteres α,β-insaturados con centro

estereogénico unido al carbono β25, derivados de alcoholes quirales26 o aminas α,β-

insaturadas27 hasta nitroolefinas quirales28 (Esquema 1.7).

23 Schnell. B.; Bernardelli, G.; Kündig, E.P. Synlett 1999, 348. 24 (a) Deprez, P.; Rouden, J.; Husson, H.P. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 1189. (b) Jones, R.C.F.; Howard,

K.J.; Snaith, J.S. Tetrahedron Lett. 1996, 37, 1707. 25 (a) Pätzel, M.; Galley, G. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 5707. (b) Galley, G.; Liebscher, J.; Pätzel, M. J.

Org. Chem. 1995, 60, 5005. (c) Annunziatta, R.; Cinquini, M.; Cozzi, F.; Raimondi, L.; Pilati, T.

Tetrahedron: Asymmetry 1991, 2, 1329. 26 Barr, D.A.; Dorrity, M.J.; Grigg, R.; Hargreaves, S.; Malone, J.F.; Montgomery, J.; Redpath, J.;

Stevenson, P.; Thornton-Pett, M. Tetrahedron, 1995, 51, 273. 27 (a) Waldmann, H.; Bläser, E.; Jansen, M.; Letschert, H.P. Angew. Chem. Int. Ed. 1994, 33, 683. (b)

Fray, A.H.; Meyers, A.I. J. Org. Chem. 1996, 61, 3362. (c) Kotian, P. L.; Lin, T.-H.; El-Kattan, Y.;

Chand, P. Org. Process Res. Dev. 2005, 9, 193. 28 Borrachero, P.; Cabrera, F.; Diánez, M.J.; Estrada, M.D.; Gómez-Guillén, M.; López-Castro, A.;

Moreno, J.M.; de Paz, J.L.; Pérez-Garrido, S. Tetrahedron Asymmetry 1999, 10, 77.


15

CO2EtPh N CO2EtAgOEt, DBU

THF, -78 ºC NH

PhEtO2C

CO2Et

de > 95%

(ref. 25b)

Ph N CO2CH3 N

OBzO2CLiBr, DBU

THF, -78 ºC NH

CO2CH3Ph

de > 98%

(ref. 27b)

ON

BzO2C

Ph N CO2CH3

AgOAc/Et3N

CH3CN, t.a. NH

CO2CH3Ph

de > 98%

(ref. 26)

OO

O

OO

OO

CO2CH3

OTBDMS

Ph N CO2CH3

LiBr, DBU

THF, -78 ºC NH

PhH3CO2C

CO2CH3

OTBDMS

de > 90%

(ref. 25c)

O

Esquema 1.7. Ejemplos de cicloadiciones [3+2] con dipolarófilos quirales.

iii) Catálisis asimétrica.

Grigg y col. fueron los primeros en publicar un ejemplo de cicloadición 1,3-

dipolar catalizada por metales29. En aquella ocasión lograron un exceso enantiomérico

del 96% utilizando una sal de cobalto(II). Desde entonces, se han estudiado diversas

cicloadiciones [3+2] asimétricas utilizando metales, como plata(I)30, cinc(II)31,

cobre(I)32, rutenio33 o niquel(II)34 como catalizadores, obteniendo muy buenos

resultados.

29 Allway, P.; Grigg, R. Tetrahedron. Lett. 1991, 32, 5817. 30 (a) Chen, C.; Li, X.; Schreiber, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10174. (b) Longmire, J. M.; Wang,

B.; Zhang, X. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13400. (c) Nájera, C.; Sansano, J. M. Angew. Chem. Int. Ed.

2005, 44, 6272. 31 Gothelf, A. S.; Gothelf, K. V.; Hazell, R. G.; Jorgensen, K. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 4236. 32 (a) Cabrera, S.; Gómez Arrayas, R.; Carretero, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16394. (b) Yan, X.-

X.; Peng, Q.; Zhang, Y.; Zhang, K.; Hong, W.; Hou, X.-L.; Wu, Y.-D. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45,

1979. (c) Gao,W.; Zhang, X.; Raghunath, M. Org. Lett. 2005, 7, 424.


16

N

Ar

R1

CO2Me

(ref. 30a)

(s) QUINAP, i-Pr2NEt

AgOAc

de >90%

CO2t-Bu

R2

R2

NH

R2

CO2MeArR1

R2

N

R

ArOCH3

O

CO2CH3 Cat.

Cat. = CoCl2HO

CH3

N(CH2)4

PhNH

H3CO2C

CO2CH3ArR

Ar = 2-naftiloAr = 4-MeOC6H4

ee = 96%ee = 96%

Ar = 2-naftiloAr = 4-MeOC6H4

(ref. 29)

N

Ar

CO2Me

(ref. 31)

Zn(OTf)2, Et3N

t-Bu-BOx

de = 100%

CO2R2

R1 NH

R2

CO2MeArR1

R2

N

OO

Nt-Bu t-Bu

Ot-BuO

Ot-BuO

Esquema 1.8. Ejemplos de cicloadiciones [3+2] asimétricas con catalizadores

quirales.

iv) Reacciones intramoleculares.

Las cicloadiciones 1,3-dipolares intramoleculares han sufrido un importante

avance desde su primera aparición hace 30 años35. En cuanto a la versión asimétrica de

este tipo de reacciones, han aparecido en la literatura varios ejemplos desde el año

200136 (Esquema 1.9).

33 Xu, H.-W.; Li, G.-Y.; Wong, M.-K.; Che, C.-M. Org. Lett. 2005, 7, 5349. 34 Shi, J.W.; Zhao, M.X.; Lei, Z.Y.; Shi, M. J. Org. Chem. 2008, 73, 305. 35 Coldham, I.; Hufton, R. Chem. Rev. 2005, 105, 2765. 36 (a) Cheng, Q.; Zhang, W.; Tagami, Y.; Oritani, T. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2001, 1, 452. (b) Pinho

e Melo, T. M. V. D.; Soares, M. I. L.; Rocha Gonsalves, A. M. d’A.; Paixao, J. A.; Beja, A. M.; Ramos

Silva, M.; da Veiga, L. A.; Pessoa, J. C. J. Org. Chem. 2002, 67, 4045. (c) Pedrosa, R.; Andres, C.; de las

Heras, L.; Nieto, J. Org. Lett. 2002, 4, 2513.


17

S N(ref. 36b)

O

COOH

21%

O

AC2O

HO

p-MeOC6H4S N

HO

p-MeOC6H4O

O N

de = 100%

(ref. 36a)

O

CHORNHCH2CO2Et

µw, 15 minO N

O

NCHCO2Et

H R

O N

NH

H

HCO2Et

R

de = 100%R = Me: 79%

R = Bn: 81%

O

Esquema 1.9. Ejemplos de versión asimétrica de cicloadiciones [3+2]

intramoleculares.

Formación de indoles por acoplamiento entre 1,3-dienófilos y 1,2-dielectrófilos.

18

1.2 Formación de indoles por acoplamiento entre 1,3-dienófilos y 1,2-

dielectrófilos.

La reacción de condensación [3+2] entre 1,3 dinucleófilos y 1,2 dielectrófilos es

un método muy usado para la síntesis de indoles. Dicha reacción se basa en la

desconexión simultánea de los enlaces de N1-C2 y de C3-C3a del anillo indólico.

Mediante esta aproximación general se puede obtener de forma convergente una amplia

gama de indoles dependiendo de los reactivos y de la metodología utilizada (Esquema

1.10).

NNH2

N

3a 3

21 N

H

O

NH

X

NH

X

O

NH

H

O

X

N

a)

b)

c)

d)

Esquema 1.10. Síntesis principal de indoles basada en la desconexión de los enlaces

N1-C2 y C3-C3a.


19

1.2.1 Síntesis de indoles de Fischer.

La conocida síntesis de indoles de Fischer37, 38 es una reacción de este tipo y se

da entre fenilhidrazinas y cetonas (Esquema 1.11). El mecanismo de esta reacción se

basa en un reordenamiento sigmatrópico [3.3] (Esquema 1.12).

+H

NH

NH2NH

R2

R1

O

R1

R2

Esquema 1.11. Síntesis de indoles de Fischer.

NH

NH2 +O CH3

H3C

NH

NH

H3CCH3

NH

NH

H3CCH3

Fenilhidrazona Enamina más estable

NH

NH

CH3

CH3

Proceso sigmatrópico

NH

CH3CH3

NH

H

Intermedio de alta energíaNH

CH3

NH2

CH3

NH

CH3

CH3

75%

-NH3

Esquema 1.12. El mecanismo comúnmente aceptado para la síntesis de 1H-indoles de

Fischer.

La síntesis de Fischer ha sido durante más de 100 años uno de los métodos más

importantes para la síntesis de intermedios indólicos de compuestos con actividad

biológica39. La síntesis de Sumatriptan40 (Fármaco de Glaxo cuya función es aliviar los

síntomas de las migrañas) y la Iodometacina41 (antiinflamatorio de Merck) son ejemplos

de esta reacción (Esquema 1.13).

37 (a)The Fischer Indole Synthesis. Sheldon, R. A.; Bekkum, H., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 2001. (b).

Humphrey, G., R.; Kuethe, J. T. Chem Rev. 2006, 106, 2875. 38 Fischer, E.; Jourdan, F. Ber. 1883, 16, 2241. 39 Robinson, B. The Fischer Indole Synthesis; Wiley-Interscience: NewYork, 1982. 40 Brodfuehrer, P. R.; Chen, B.-C.; Sattelberg, T. R.; Smith, P. R.;Reddy, J. P.; Stark, D. R.; Quinlan, S.

L.; Reid, J. G.; Thottathil, J.K.; Wang, S. J. J. Org. Chem. 1997, 62, 9192. 41 Karady, S.; Ly, M. G.; Pines, S. H.; Chemerda, J. M.; Sletzinger, M. Synthesis. 1973, 50.


20

(ref. 41)

4%, H2SO4(aq)/MeCN

SO2NHMe

NH

NH2

OSO2NHMe

NH

OH

2. NaI, DIPEA, NHMe2

1. MsCl, NEt3SO2NHMe

NH

NMe2

45% Sumatriptan

1 equiv H2SO4(aq)/MeCN,reflujo

MeO

N

CO2H

NNH2

O

MeO

Cl

O

Cl

OO

Me

65% Iodometacina

(ref. 40)

Esquema 1.13. Ejemplos de la reacción de Fischer.

1.2.2 Síntesis de indoles de Larock.

Otra clase de síntesis de indoles basada en esta aproximación es la reacción entre

ortoiodoanilinas y alquinos catalizada por metales de transición, conocida como la

síntesis de Larock42 (Esquema 1.14) y los métodos relacionados con ésta43, 44.

NH

I

R1

R3R2

Pd(OAc)2Base

N

R3

R2

R1

Esquema 1.14. Síntesis de Larock.

Esta reacción constituye un método muy atractivo de síntesis de una amplia

variedad de indoles 2,3 disustituidos mediante un proceso sencillo. Esta reacción ha

42 a) Larock, R. C.; Yum, E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6889. (b) Larock, R. C.; Yum, E. K.; Refuik,

M. D. J. Org. Chem. 1998, 63, 7652. 43 (a) Alonso, F.; Beletskaya, I. P.; Yus, M. Chem. Rev. 2004, 104, 3079. (b) Barluenga, J.; Valdés C.

Chem. Comm. 2005, 4891 44 (a) Sakamoto, T.; Kondo, Y.; Iwashita, S.; Nagano, T.; Yamanaka, H. Chem. Pharm. Bull. 1988, 36,

1305. (b) Castro, C. E.; Stephens, R. D. J. Org. Chem. 1963, 28, 2163. (b) Castro, C. E.; Haulin, R.,

Honward, V. K.; Malte, A.; Mojé, K. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 6464.


21

sido utilizada para preparar triptaminas N,N-disustituidas pudiéndose sintetizar

compuestos naturales como la Psicolicina45 a partir de dichas aminas (Esquema 1.15).

(ref. 45)NH

Psicolicina

OHN Me

Me

N

OMeN Me

Me

2 pasosTMS

Boc

Pd(OAc)2, PPh3

NEt4Cl, i-Pr2NEtDMF, 80ºC

OMeI

NBoc TMS

NMeMe

69%

Esquema 1.15. Ejemplo de la reacción de Larock.

1.2.3 Reacción de ciclación intramolecular de Heck. Alternativamente, complementando el método de Fischer, las cetonas se pueden

utilizar como electrófilos en esta clase de reacciones (Esquema 1.16).

+

I

NHO

R3

R2 N

R3

R2

R1

Pd(OAc)2

DMFR1

Esquema 1.16. Síntesis de indoles mediante el método de Heck.

Además de para la síntesis de indoles esta reacción se ha empleado en la síntesis

de carbazoles, oxoindoles, e indolinas46. El primer ejemplo encontrado en la literatura

fue el empleado por Chen y colaboradores47, en el que se hacían reaccionar o-

iodoanilinas con cetonas mediante una vía catalítica con paladio (Esquema 1.17).

45 Gathergood, N.; Scammells, P. J. Org. Lett. 2003, 5, 921. 46 Ver Link, J. T. The Intramolecular Heck Reaction. Org. React. 2002,60, 157. 47 Chen, C.; Lieberman, D. R.; Larsen, R. D.; Verhoeven, T. R.; Reider, P. J. J. Org. Chem. 1997, 62,

2676.


22

(ref. 47)NH

-Pd(0)I

NH2

NN

NN HI

R1R3

R2R1 R3

O R2

X

NH

R1

R2

R3Pd(OAc)2/DMF

X= I

X= PdI

Esquema 1.17. Ejemplo de la reacción de Heck.

1.2.4 Reacción de Bischler.

Otro método basado en la desconexión anterior consiste en síntesis de indoles de

Bischler48, o de Bischler-Möhlau49. Esta reacción ocurre entre una anilina sustituida y

una cetona α-halogenada (Esquema 1.18).

NHR

O R3

R2X

R1

RNR1

R3

R2

RNR1

R2

R3

Esquema 1.18. Síntesis de indoles de Bischler.

Muy recientemente, se ha demostrado que el resultado de la reacción entre

anilinas y bromocetonas se puede mejorar por la irradiación de microondas50 (Esquema

1.19).

48 (a) Bischler, A.; Brion, H. Chem. Ber. 1892, 25, 2860. (b) Bischler, A.; Firemann, P. Chem. Ber. 1893,

26, 1336. 49 Möhlau, R. Chem. Ber. 1881, 14, 173. 50 Sridharan, V.; Perumal, S., Avendaño, C.; Menéndez, J. C. Synlett, 2006, 91.


23

(ref. 50)NH2

O

R1

R2

Br

R3

NH

R3

R1

R21. t.a., 3h2. µw, 600 w. 1min.

1 paso 52-75%

Esquema 1.19. Ejemplo de la síntesis de Bischler.

Otros electrófilos convenientes en esta reacción pueden ser α-diazo-β-

cetoésteres51, α- hidroxicetonas52 y α-aminocetonas53 (Esquema 1.20).

(ref. 51)

N

NHMe

R1

CO2R2

CO2R2

O R1 N CO2R2

R1

XN2

X

Me

O

Me

X

Cat. Rh2(OAc)4

PhMe o CHCl3, ∆

AmberlystR 15

Tolueno, ∆

Esquema 1.20. Ejemplo de una reacción con otros electrófilos carbonílicos.

51 (a) Moody, C. J.; Swann, E. Synlett 1998, 135. (b) Bashford, K. E.; Cooper; A. L; Kane, P. D.; Moody,

Muthusamy, S.; C. J.; Swann, E. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2002, 1672. 52 (a) Richards, M. B. J. Chem. Soc. 1910, 97, 977. (b) Henry, J. R.; Dodd, J. H. Tetrahedron Lett. 1998,

39, 8763. 53 Julian, P. L.; Meyer, E. W., Magnani, A.; Cole, W.; J. Am. Chem. Soc. 1945, 67, 1203.

Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.

25

CAPÍTULO 2

SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS NO

NATURALES COMO INHIBIDORES DE

LA INTERACCIÓN LFA-1/ICAM-1


27

2.1 Introducción. En este capítulo se estudia el uso de cicloaductos resultantes de reacciones de

cicloadición [3+2] entre nitroalquenos e iluros de azometino metalados, con el fin de

inhibir las interacciones integrina-ligando y en particular, la interacción ICAM-1/LFA-1

prosiguiendo con las investigaciones iniciadas por la Doctora Aizpea Zubia1 en su Tesis

Doctoral. Dichas interacciones son conocidas en fenómenos de adhesión celular en

general y de la metástasis en particular. A continuación se comentan aspectos generales

de esta patología cancerosa.

2.1.1 Metástasis cancerosa. El cáncer es la segunda causa principal de muerte detrás de las enfermedades

cardiovasculares. Sin embargo, las muertes por estas últimas están disminuyendo,

mientras que las muertes por cáncer están aumentando. Se estima que a lo largo del

siglo XXI, el cáncer será la primera causa de muerte en los países desarrollados.

El cáncer se manifiesta como una población de células que, al sufrir una

acumulación de mutaciones, pierde el control de su crecimiento y diferenciación. Como

consecuencia, estas células proliferan formando, en un primer estadio, un tumor

primario en cualquier parte del cuerpo.

Existen tumores benignos (no cancerosos) y malignos (cancerosos). Los

primeros crecen como consecuencia de la división celular incontrolada, pero no invaden

tejidos adyacentes ni se diseminan. Sólo crecen hasta un determinado tamaño y

normalmente no crecen muy rápido. Además, no destruyen células normales y no

producen efectos secundarios graves, creciendo, por lo general, de una manera

ordenada. Los tumores malignos, en cambio, invaden y destruyen los tejidos adyacentes

y las células que los componen son capaces de diseminarse a través del torrente

sanguíneo o linfático para implantarse y seguir creciendo en tejidos y órganos distantes,

dando lugar a tumores secundarios. Este proceso de diseminación y reimplantación se

1 A. Zubia, Tesis Doctoral. “Formación de Enlaces carbono-carbono mediante Catálisis de Sales

Metálicas y de Dendrímeros. Aplicación a la Síntesis de Inhibidores de Interacciones Proteina-Proteina”,

Donostia, 2003.

Introducción 28

llama metástasis2. Aproximadamente, el 90 % de las muertes por cánceres no detectados

son debidas a la metástasis3. Además, el mecanismo de regulación de la metástasis es

específico de cada tipo tumoral y de cada órgano donde se produce4, de ahí que la

inhibición de la metástasis tenga un enorme interés terapéutico.

2.1.2 Mecanismo de la metástasis. La metástasis cancerosa comprende la siguiente serie de etapas:

desprendimiento, intravasación, diseminación, adhesión, extravasación y proliferación

(Figura 2.1).

Figura 2.1. El proceso metastásico.

2 Vile, R. G. Cancer Metastasis: From Mechanisms to Therapies; Vile, R. G., Ed.; Wiley: New York,

1995. 4. 3 (a) Hanahan, D.; Weinberg, R. A. Cell 2000, 100, 57. (b) Sport, M. B. Lancet 1996, 347, 1377. 4 (a) Nicolson, G. L. Cancer Metastasis Rev. 1988, 6, 143. (b) Fidler, I. J.; Poste, G. en Tumor Cell

Heterogenity: Origins and Implications. Owens, A. H.; Coffey, D. S.; Baylin, S. B., Eds.; Academic

Press: New Cork, 1982, pp 127-145.

Desprendimiento

Vena

Células endoteliales

Proliferación

Adhesión

Diseminación

Intravasación Extravasación


29

Las etapas de la metástasis son consecutivas, interdependientes y limitantes5. Si

una de las etapas falla se puede llegar a interrumpir el proceso entero6.

El origen de la metástasis se da con el desprendimiento de las células cancerosas

del tumor primario, con el fin de llegar al torrente sanguíneo. El tumor primario

promueve, mediante la síntesis y secreción de factores proangiogénicos, la

neovascularización o angiogénesis7, que es el proceso de formación de nuevos capilares

a partir de vasos sanguíneos o linfáticos ya existentes. El tumor primario aprovecha este

proceso para obtener el suministro de oxígeno y nutrientes que necesita para crecer.

Cuando las células cancerosas llegan al exterior de los vasos sanguíneos y/o

linfáticos8, sufren el proceso de intravasación, destruyendo las paredes endoteliales y

penetrando en el torrente circulatorio9, por acción de enzimas de degradación10.

Una vez en el torrente circulatorio, las células tumorales se diseminan por el

cuerpo, pero aún deberán sobrevivir no solo a las condiciones ambientales de la sangre

y/o del sistema linfático, sino también a la acción del sistema inmunológico11. No

obstante, las células cancerosas disponen de mecanismos para ello, como son el

ocultamiento por el simple empaquetamiento que sufren tras la acción hemostática de

las plaquetas y proteínas de coagulación12 o su propia agregación a otras células

tumorales13.

5 (a) Fidler, I. J. Nature Rev. Cancer 2003, 3, 1. (b) Bogenrieder, T.; Herlyn, M. Oncogen 2003, 22, 6524.

(d) Marcel, M.; de Baestseller, P.; Roy, F. M. Mechanism of Invasion and Metastasis. CRC Press: Boca

Ratón, FL, 1991, p 565. (e) Evans, C. W. The Metastatic Cell: Behaviour and Biochemistry. Chapman

and Hall: New Cork, 1991, p 555. (f) Weiss, L. Principles of Metastasis. New Cork, 1985. 6 (a) Fidler, I. J. Differentiation 2002, 70, 498. (b) Poste, G.; Fidler, I. J. Nature 1979, 283, 139. 7 Folkman, J. Cancer Res. 1986, 46, 467. 8 Fisher, B.; Fisher, E. R. Surg. Gynecol.Obstet. 1966, 122, 791. 9 (a) Chang, C.; Werb, Z. Trens Cell. Biol. 2001, 11, S37. (b) Liotta, L. A. Cancer Res. 1986, 46, 1. (c)

Fisher, E. R.; Fisher, B. Arch. Pathol. 1967, 83, 321. 10 (a) Grimshaw, M. J.; Hagemann, T.; Ayhan, A.; Gillett, C. E.; Binder, C.; Balkwill, F. R. Cancer Res.

2004, 64, 2461. (b) Liotta, L. A.; Kohn, E. C. Nature 2001, 411, 375. (c) Werb, Z. Cell 1997, 91, 439. 11 (a) Salsbury, A. J. Cancer Treatment Rev. 1975, 2, 55. (b) Zeidman, I. Cancer Res. 1961, 21, 38. 12 Gasic, G. J. Cancer Metastasis Rev. 1984, 3, 99. 13 Fidler, J. L. Nature 1973, 242, 148.

Introducción 30

La primera teoría acerca de la diseminación corporal de la metástasis fue

publicada en 1889 por Paget14 quien aseguraba que la metástasis cancerosa no es

aleatoria, es decir, ciertas células tumorales tienen afinidad específica por el entorno de

ciertos órganos. Según Ewing, la diseminación metastásica se producía únicamente por

factores mecánicos resultantes de la estructura anatómica del sistema circulatorio15,

tales como capilares más estrechos, flujos sanguíneos preferentes, etc. Según esta

explicación, la distribución de la metástasis solo estaría condicionada por las vías de

drenaje sanguíneo y/o linfático desde el tumor primario. En los años ochenta fue

documentada la naturaleza selectiva de la metástasis16.

Así pues, la regulación de la metástasis es específica de cada tipo tumoral y de

cada órgano donde se produce, por lo que no es conveniente hablar de un mecanismo

patogénico único en la metástasis, sino que es más aconsejable estudiar en cada órgano

los elementos microambientales, celulares y moleculares que regulan la metástasis de

cada tipo tumoral.

Después de la diseminación tiene lugar la adhesión. Esta etapa consiste en la

unión de las células cancerosas circulantes a las células endoteliales17,18. La interacción

inicial vendría dada por la adhesión entre las células tumorales circulantes y las células

endoteliales de los lechos microvasculares.

Una vez ancladas las células tumorales al endotelio del órgano de destino ocurre

la extravasación, que consiste en la invasión del tejido circundante desde la pared

vascular.

La última etapa del proceso metastásico consiste en la proliferación de las

células tumorales en el órgano huésped, formando un tumor secundario. La

micrometástasis inicial desarrolla una red vascular nueva19 y evita su destrucción por las

14 Paget, S. Lancet 1889, 1, 571. 15 Ewing, J. Neoplastic Diseases. Saunders, W. B. Ed.; Philadelphia, 1928. 16 (a) Hart, I. R.; Fidler, I. J. Cancer Res. 1980, 40, 2281. (b) Sugarbaker, E. V. Curr. Probl. Cancer

1979, 3, 1. 17 Nicolson, G. L. Biochem. Biophys. Acta 1988, 948, 175. 18 Honn, K. V.; Tang, D. G. Cancer and Metastasis Rev. 1992, 11, 353. 19 Folkman, J. Cancer Res. 1986, 46, 467.


31

defensas locales. Cuando el segundo tumor es estable, las células tumorales pueden

entrar nuevamente en el torrente circulatorio y producir metástasis adicionales6.

De las etapas que aparecen en la metástasis nos hemos centrado en el bloqueo de

la adhesión, ya que, según se ha comentado anteriormente, si se bloquea eficazmente la

etapa de adhesión, se podrá bloquear la generación de tumores secundarios, causa del

fallecimiento del paciente en la gran mayoría de los casos. A continuación, se explican

los tipos de moléculas de adhesión celular que existen y cuáles han sido elegidas para

este estudio.

2.1.3 Moléculas de adhesión celular.

La adhesión celular es un proceso fisiológico clave estrechamente relacionado

con otros cuatro procesos celulares importantes, como son la proliferación, la

migración, la diferenciación y la muerte20. Cualquier cambio en la adhesión celular

acarrea graves consecuencias en el comportamiento de la célula, pudiendo llegar a

inducir la muerte celular. Las investigaciones en este campo se centran sobre todo en las

interacciones de adhesión célula-célula y célula-matriz extracelular20,21 y se ha

descubierto que las moléculas de adhesión celular (Cell Adhesion Molecules, CAM),

que permiten estas interacciones, están implicadas en numerosas enfermedades, entre

ellas el cáncer y la metástasis cancerosa22. En esta última, participan en etapas clave

como el desprendimiento de células individuales del tumor principal (pérdida de la

adhesión entre las células del tumor) o la adhesión (formación de interacciones entre la

célula metastásica y la matriz extracelular), explicado en la sección anterior.

La mayoría de las moléculas de adhesión celular se agrupan en cuatro grandes

familias5b: cadherinas, inmunoglobulinas, integrinas y selectinas.

20 Thiery, J. P. C. R. Physique 2003, 4, 289. 21 (a) Plow, E. F.; Haas, T. A.; Zhang, L.; Loftus, J.; Smith, J. W. J. Biol. Chem. 2000, 275, 21785. (b)

Springer, T. A. Nature 1990, 346, 425. 22 (a) Hsu, M. Y.; Meier, F.; Herlyn, M. Differentiation 2002, 70, 522. (b) Cavallaro, U.; Chistofori, G.

Biochim. Biophys. Acta 2001, 1552, 39. (c) Johnson, J. P. Cancer Metastas. Rev. 1999, 18, 345. (d) Hart,

J. Cancer Surreys: Cell Adhesion and Cancer. 1995, Vol. 24.

Introducción 32

Cadherinas. Las cadherinas son una familia de proteínas de membrana, situadas en la

superficie celular, que participan en interacciones homofílicas entre una célula y sus

vecinas23.

Todas las cadherinas de este tipo comparten una misma estructura, que consiste

en un dominio citoplasmático largo, una región transmembrana, una región extracelular

con varios sitios de unión al catión Ca2+ y un sitio de adhesión al ligando situado cerca

de la región N-terminal.

Estudios experimentales han indicado que una pérdida de E-cadherina induce al

desprendimiento de las células tumorales del tumor primario y su posterior

diseminación por el torrente circulatorio, mientras que un aumento de la producción de

la E-cadherina en las células metastásicas favorece su proliferación en el órgano de

destino22.

Superfamilia de inmunoglobulinas.

Otro gran grupo de moléculas de adhesión celular está constituido por la

superfamilia de inmunoglobulinas y está compuesta por numerosos miembros24

estructuralmente muy parecidos. El dominio de inmunoglobulina se caracteriza por estar

formado por 90-100 aminoácidos dispuestos en dos placas unidas por un enlace

disulfuro y compuestas por hebras beta antiparalelas. Su distribución celular y función

es muy variada. Una de sus funciones más importantes es el reconocimiento célula-

célula.

Las proteínas de esta superfamilia que participan en la adhesión celular forman

parte de una familia de moléculas (Cell Adhesion Molecules, CAM). Éstas, están

divididas según la estructura, distribución y función de las moléculas que la

conforman20. Así, por ejemplo, N-CAM, O-CAM y P-CAM desarrollan su función

23 Saini, A. en Cancer Metastasis: From Mechanisms to Therapies; Vile, R. G., Ed.; Wiley: New York,

1995, pp 71-99. 24 (a) Venter, J. C. et al. Science 2001, 291, 1304. (b) Lander, E. S. et al. Nature 2001, 409, 860. (c)

Williams, A. F.; Barclay, A. N. Annu. Rev. Inmunol. 1988, 6, 381.


33

dentro del sistema nervioso25, e I-CAM y V-CAM están implicadas en la adhesión

celular entre células del endotelio y células que se encuentran en el torrente sanguíneo.

En cuanto al mecanismo de la adhesión, éste puede ser de tipo homofílico, cuando una

inmunoglobulina se une a otra del mismo tipo, o heterofílico, cuando la

inmunoglobulina se une a otra inmunoglobulina distinta o a otro tipo de receptor. Este

último caso es el de I-CAM y V-CAM, las cuales se unen a receptores, como son las

integrinas26.

Integrinas. Las integrinas son receptores de membrana heterodiméricos que median

interacciones célula-célula y célula-matriz, es decir, regulan la adhesión y la migración

celular. Son moléculas heterodiméricas de la superficie celular compuestas por dos

glicoproteínas, α y β, asociadas entre sí de manera no covalente27 (Figura 2.2, a). Una

subunidad β puede asociarse a subunidades α diferentes. La familia de integrinas se

puede dividir en varias subclases dependiendo de las distintas combinaciones de las

subunidades α y β (Figura 2.2, b). En la actualidad se conoce 24 heterodímeros α y

β diferentes28 (Figura 2.2, b). La interacción integrina-ligando depende habitualmente

de la presencia de cationes Ca2+ y Mg2+.

Las integrinas también están involucradas en la regulación de la actividad de las

enzimas proteolíticas que degradan la membrana basal27c. Dicha membrana es un

soporte extracelular de las células, compuesta por una mezcla de proteínas de matriz

extracelular, como lamininas, colágenos y glicoproteínas. Las células metastásicas

deben traspasar la membrana basal del tumor principal, de los tejidos endoteliales de

los vasos sanguíneos y del órgano huésped para formar los tumores secundarios29.

25 Mizuno, T. et al. Cell Neurosci. 2001, 18, 119. 26 Kreis, T.; Vale, T. Guidebook to the Extracelular Matrix Anchor, and Adhesion Proteins. Oxford

University Press: New Cork. 1999. 27 (a) Rüegg, C.; Mariotti, A. Cell. Mol. Life Sci. 2003, 60, 1135. (b) Gottschalk, K-E.; Kessler, H. Angew.

Chem. Int. Ed. 2002, 41, 3767. (c) Hood, J. D.; Cheresh, D. A. Nat. Rev. Cancer 2002, 2, 91. 28 (a) Hynes, R. O. Trends Cell Biol. 1999, 9, M33. (b) Hynes, R. O. Cell 1992, 69, 11. 29 Mignatti, P.; Rifkin, D. B. Physiol. Rev. 1993, 73, 161.

Introducción 34

M2+

M2+

M2+

NH3

S S

CO2

α

NH3

SS

CO2

β

Figura 2.2. a) Estructura general de las integrinas. b) Distintas posibles asociaciones

de las subunidades de integrina y su agrupación en subclases.

A

B

αE α1 α2 α10 αL αD αM αX α11

α4

α9

α7 α6 α3

β2

α5

αv

α8

αIIb

β7

β3

β5

β6

β7,8

β4

β1

Integrinas de los leucocitos

Integrinas con dominio I

Subfamilia “α4”

Integrinas RGD

Integrinas que se unen a la laminina


35

La adhesión celular es necesaria para la supervivencia de las células sanas30, es

decir, una pérdida del contacto de la célula con el substrato o una adhesión a un

substrato no específico, lleva consigo la muerte celular programada, o apoptosis31.

Se ha observado que durante la metástasis ocurren cambios en la expresión de

varias integrinas32, tal y como se puede apreciar en la Tabla 2.1. En concreto, en la

adhesión juega un papel destacado la integrina α Lβ2 (LFA-1).

Tabla 2.1. Cambios en la regulación de integrinas durante la metástasis y sus

consecuencias. ↑ ó ↓ designan un aumento o un descenso de la expresión en las células,

respectivamente.

Etapa del proceso metastásico Integrinas involucradas Consecuencias del cambio

Angiogénesis ↑ α1β1, α2β1, αvβ3 Se favorece la capacidad migratoria

Desprendimiento y movimiento a partir del tumor primario

↓ α2β1, α3β1

↑ αvβ3, α6β4

Menor afinidad por la lámina basal y aumento de capacidad migratoria

Interacción de células tumorales con plaquetas ↑ αIIbβ3

Formación de micro-trombos alrededor de la célula tumoral

Adhesión al endotelio vascular ↑ α4β1, αLβ2, αvβ3 Extravasación

Crecimiento tumoral ↓ α5β1 ↑ αvβ3

Aumento de la proliferación

En este capitulo nos vamos a centrar en la interacción entre la integrina LFA-1 y

la inmunoglobulina ICAM-1.

30 (a) Jin, H.; Varner, J. British J. Cancer 2004, 90, 561. (b) Bakre, M. M.; Zhu, Y.; Yin, H.; Burton, D.

W.; Terkeltaub, R.; Deftos, L .J.; Varner, J. A. Nat. Med. 2002, 8, 995. (c) Stupack, D. G.; Puente, X. S.;

Butsaboualoy, S.; Storgard, C. M.; Cheresh, D. A. J. Cell. Biol. 2001, 155, 459. (d) Meredith Jr., J. E.;

Fazeli, B.; Schwartz, M. A. Mol. Biol. Cell 1993, 4, 953. 31 Frisch, S. M.; Ruoslahti, E. Curr. Opin. Cell Biol. 1997, 9, 701. 32 (a) Jin, H.; Varner, J. Brit. J. Cancer 2004, 90, 561. (b) Velasco-Velázquez, M. A.; Molina-Guarneros,

J. A.; Mendoza-Patiño, N.; López, J. S.; Mandoki, J. J. Rev. Invest. Clin. 1999, 51, 183.

Introducción 36

Selectinas.

Las selectinas son una familia de moléculas de adhesión celular33 que están

expresadas en leucocitos y el endotelio, y controlan la unión inicial entre estas dos

clases de células durante la respuesta inmune. Al contrario que otros tipos de moléculas

de adhesión celular, las selectinas se unen a carbohidratos de las células. Las fuerzas de

unión resultantes son relativamente débiles, las cuales permiten a los leucocitos

moverse a lo largo de la pared venosa34. Al contrario que las integrinas y la superfamilia

de las inmonuglobulinas que controlan las interacciones célula-célula a lo largo de todo

el cuerpo, la función de las selectinas únicamente se da en el sistema vascular.

2.1.4 Interacción entre la integrina LFA-1 y la inmunoglobulina ICAM-1.

La inmunoglobulina ICAM-1 (molécula de adhesión intercelular-1) se expresa en

una gran variedad de células como linfocitos B, linfocitos T, fibroblastos, queratinocitos

y células endoteliales. Promueve la adhesión entre las células endoteliales y los

leucocitos tras una herida o estado de stress, mediante la adhesión con su receptor LFA-

1 (antígeno asociado a la función linfocitaria-1). Normalmente su nivel de expresión en

el endotelio es muy bajo, pero se regula rápidamente mediante citocinas pro-

inflamatorias como IL-1 y TNF35, aumentando la adhesión de los leucocitos a las

células endoteliales en lugares donde hay infección o herida. La expresión de ICAM-1 y

su consiguiente interacción con la integrina receptora LFA-1 regula un gran número de

respuestas celulares durante la inflamación36.

La unión de la integrina LFA-1 con el ligando ICAM-1 también está involucrada

en patologías como la metástasis de carcinoma gastrointestinal37, melanoma38,

33 Tender, T. F.; Steeber, D. A.; Chen, A.; Engel, P. Faseb J. 1995, 9, 866. 34 a) Lasky, L. A. Science, 1992, 258, 964. b) Bevilacqua, M. P.; Nelson, R. M. J. Clin. invest., 1993, 91,

379. 35 Van de Stolpe, A.; van der Saag, P.T. J. Mol. Med. 1996, 74, 13. 36 Grakoui, A.; Bromley, S.K.; Sumen, C.; Davis, M.M.; Shaw, A.S.; Allen, P.M.; Dustin, M.L. Science

1999, 285, 221. 37 (a) Gulubova, M.V. Histochem. J. 2002, 34, 67. (b) Yasoshima, T.; Denno, R.; Kawaguchi, S.; Sato,

N.; Okada, Y.; Ura, H.; Kikuchi, K.; Hirata, K. Jpn. J. Cancer Res. 1996, 87, 153.


37

linfoma39, cáncer de colon40, así como en enfermedades inflamatorias y autoinmunes

como la psoriasis41, artritis reumatoide42, isquemia43 o rechazos de transplantes44.

La evidencia del papel significativo de ICAM-1 en el cáncer se descubrió en

estudios de melanoma cutáneo45. En la búsqueda de moléculas cuya expresión varía

durante la progresión tumoral, se observó que ICAM-1 se expresaba en células de

potencial maligno, y que hay una correlación entre la expresión de ICAM-1 en

melanomas malignos y el potencial metastático de estos tumores.

La razón de esta relación no se conoce todavía, pero puede ser debida a la

presencia de formas solubles de ICAM-146, que al ser esparcidas por la célula tumoral

en el torrente circulatorio, facilitan que dicha célula escape al control de las células del

sistema inmune y aumente la probabilidad de metástasis. Se ha observado que la

proporción de ICAM-1 soluble aumenta en casos de inflamación, infección y cáncer. En

concreto, este aumento se observa en presencia de metástasis en el hígado de varios

tipos de tumores y con el avance de melanoma.

38 (a) Wang, H.H.; McIntosh, A.R.; Hasinoff, B.B.; MacNeil, B.; Rector, E.; Nance, D. M.; Orr, F.W.

Eur. J. Cancer 2002, 38, 1261. (b) Hakansson, A. J. Inter. Citok. Res. 1999, 19, 171. (c) Miele, M.E.;

Bennett, C.F.; Miller, B.E.; Welch, D.R. Exp. Cell Res. 1994, 214, 231. 39 (a) Soede, R.D.; Zeelenberg, I.S.; Wijnands, Y.M.; Kamp, M.; Roos, E. J. Immunol. 2001, 166, 4293.

(b) St-Pierre, Y.; Aoudjit, F.; Lalancette, M.; Potworowski, E.F. Leuk. Lymphoma 1999, 34, 53. (c)

Driessens, M.H.; van Hulten, P.; Zuurbier, A.; La Riviere, G.; Roos, E. J. Leukoc. Biol. 1996, 60, 758. (d)

Harning, R.; Myers, C.; Merluzzi, V.J. Clin. Exp. Metastasis 1993, 11, 337. 40 Fujisaki, T.; Tanaka, Y.; Fujii, K.; Mine, S.; Saito, K.; Yamada, S.; Yamashita, U.; Irimura, T.; Eto, S.

Cancer Res. 1999, 59, 4427. 41 Gottlieb, A.; Krueger, J.G.; Bright, R.; Ling, M.; Lebwohl, M.; Kang, S.; Feldman, S.; Spellman, M.;

Wittkowski, K.; Ochs, H.D.; Jardieu, P.; Bauer, R.; White, M.; Dedrick, R.; Garovoy, M. J. Am. Acad.

Dermatol. 2000, 42, 428. 42 Birner, U.; Issekutz, T.B.; Walter, U.; Issekutz, A.C. Int. Immunol. 2000, 12, 141. 43 Martin, X.; da Silva, M.; Virieux, S.R.; Hadj Aissa, A.; Buffet, R.; Tiollier, J.; Dubernard, J.M.

Transplant Proc. 2000, 32, 481. 44 Nakakura, E.K.; Shorthouse, R.A.; Zheng, B.; McCabe, S.M.; Jardieu, P.M.; Morris, R.E.

Transplantation 1996, 62, 547. 45 Rice, G.E.; Gimbrone, M.A.; Bevilacqua, M.P. Am. J. Pathol. 1988, 133, 204. 46 Sprenger, A.; Schardt, C.; Rotsch, M.; Zehrer, M.; Wolf, M.; Havemann, K.; Heymanns, J. J. Cancer

Res. Clin. Oncol. 1997, 123, 632.

Introducción 38

Por lo tanto, la inhibición de esta interacción integrina-ligando constituye una

diana terapéutica, ya que bloqueando la acción de estas moléculas se impide la adhesión

de las células cancerosas, interrumpiendo el proceso de metástasis.

Diversos grupos de investigadores han preparado inhibidores no naturales de la

interacción in vitro entre ICAM-1 y LFA-147(Figura 2.3).

HO

O

COOHO

HO

O

HO O

O

Kallen et al.47d

NN

O

O

Br

Cl

Cl

Kelly et al.47b

S

O

N

CF3O

O

Okasinski et al.47a

Br

O

NH

NH

O

OH

Gadek et al.47c

Na

O

OH

OH

Figura 2.3. Inhibidores de ICAM-1/LFA-1 preparados por distintos grupos.

47 (a) Pei, Z.; Xin, Z.; Liu, G.; Li, Y.; Reilly, E.B.; Lubbers, N.L.; Huth, J.R.; Link, J.T.; von Geldern,

T.W.; Cox, B.F.; Leitza, S.; Gao, Y.; Marsh, K.C.; de Vries, P.; Okasinski, G.F. J. Med. Chem. 2001, 44,

2913. (b) Last-Barney, K.; Davidson, W.; Cardozo, M.; Frye, L.L.; Grygon, C.A.; Hopkins, J.L.;

Jeanfavre, D.D.; Pav, S.; Qian, C.; Stevenson, J.M.; Tong, L.; Zindell, R.; Kelly, T.A. J. Am. Chem. Soc.

2001, 123, 5643. (c) Gadek, T.R.; Burdick, D.J.; McDowell, R.S.; Stanley, M.S.; Marsters, J.C., Jr.; Paris,

K.J.; Oare, D.A.; Reynolds, M.E.; Ladner, C.; Zioncheck, K.A.; Lee, W.P.; Gribling, P.; Dennis, M.S.;

Skelton, N.J.; Tumas, D.B.; Clark, K.R.; Keating, S.M.; Beresini, M.H.; Tilley, J.W.; Presta, L.G.;

Bodary, S.C. Science 2002, 295, 1086. (d) Kallen, J.; Welzenbach, K.; Ramage, P.; Geyl, D.; Kriwacki,

R.; Legge, G.; Cottens, S.; Weitz-Schmidt, G.; Hommel, U. J. Mol. Biol. 1999, 292, 1. e) Weitz-Smidt,

G.; Welzenbach, K.; Brinkamann, V.; Kamata, T.; Kallen, J.; Bruns, C.; Cottens, S.; Takada, Y.;

Hommel, U. Nat. Med., 2001, 7, 687. f) Shimaoka, M.; Springer, T. A. Nature Rev., 2003, 2, 703.


39

HO

O

O

O

HO

O

N

O

HN

OHOH

N

HO O

OH

O

Weitz-Schmidt et al.47e

S

NO2O

N

N

O

HN

OH

OCl

O

HNO

OHH2N

O

OH

OH Cl

Cl

HN

OO

OH

HN

OS

Shimaoka et al.47f

HN

O

Cl

Cl

O

HNOH

O

HN

O

OH

OH

OH Cl

Cl

O

HNO

OH

OMe

OMe

Figura 2.3. (Continuación) Inhibidores de ICAM-1/LFA-1 preparados por distintos grupos.

En este capítulo se muestra el diseño y la síntesis de nuevas moléculas no

naturales derivadas de nitroprolinas que mimeticen las características estructurales y

electrónicas de la zona de unión del ligando natural ICAM-1, para que sean capaces de

unirse a la integrina LFA-1 y por tanto inhibir la interacción ICAM-1/LFA-1.

Características de ICAM-1 y LFA-1. 40

2.2 Características de ICAM-1 y LFA-1.

En las interacciones LFA-1/ICAM-1 se conocen las unidades involucradas en la

interacción, así como el complejo formado entre ambas.

En el caso de la integrina LFA-1, formada por las subunidades αL y β2, se ha

resuelto por difracción de rayos X la estructura del dominio I de la subunidad αL,

responsable de la unión a ICAM-148. Este dominio I está formado por una placa β

central de 4 unidades, rodeada por 7 hélices α47d,49. En el centro del conjunto hay un

catión Mg2+ coordinado por diversos aminoácidos formando un dominio MIDAS (Metal

Ion-Dependent Adhesion Site). Este dominio MIDAS es el que se une a un glutamato

del dominio D1 de ICAM-1 (Figura 2.4). Estudios llevados a cabo por diversos

autores49 han revelado que la estructura tridimensional de dicho dominio puede variar

en función de la activación de la integrina.

La estructura de los dominios D1 y D2 de ICAM-1 ha sido también resuelta50

mediante difracción de rayos X (Figura 2.5), se ha observado que consiste en dos

barriles β unidos por un oligopéptido. El residuo de glutamato E34 se encuentra en un

loop que une dos láminas β del dominio D1. Es este glutamato el que se une al catión

del dominio MIDAS de αL.

48 Qu, A.; Leahy, D.J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1995, 92, 10277. 49 (a) Emsley, J.; Knight, C.G.; Farndale, R.W.; Barnes, M.J.; Liddington, R.C. Cell 2000, 101, 47. (b)

Legge, G.B.; Kriwacki, R.W.; Chung, J.; Hommel, U.; Ramage, P.; Case, D.A.; Dyson, H.J.; Wright, P.E.

J. Mol. Biol. 2000, 295, 1251. 50 (a) Bella, J.; Kolatkar, P.R.; Marlor, C.; Greve, J.M.; Rossmann, M.G. Proc. Natl. Acad. Sci. USA

1998, 95, 4140. (b) Casasnovas, J.M.; Stehle, T.; Liu, J.-H.; Wang, J.H.; Springer, T.A. Proc. Natl. Acad.

Sci. USA 1998, 95, 4134.


41

Figura 2.4. Dominio MIDAS de αL.La esfera azul representa el cation Mg 2+.

Recientemente, Springer et al.51 han publicado la estructura resuelta por

difracción de rayos X del dominio I de αL y los dominios 1 y 2 de ICAM-1. (Figura

2.5).

Dominio I de LFA-1

Dominio D2 de ICAM-1

Dominio D1 de ICAM-1

Figura 2.5. Diagrama del dominio I de LFA-1 unido a ICAM-1.

51 Shimaoka, M.; Xiao, T.; Liu, J.H.; Yang, Y.; Dong, Y.; Jun, C.D.; McCormak, A.; Zhang, R.;

Joachimiak, A.; Takagi, J.; Wang, J.H.; Springer, T.A. Cell 2003, 112, 99.

Características de ICAM-1 y LFA-1. 42

Además de dicha interacción, se ha descrito una interacción no prevista entre una

lisina de ICAM-1 (K39) y un glutamato de αL (E241) (Figura 2.6). Es asimismo

interesante constatar que, en torno al catión Mg2+ de αL hay un anillo de residuos

hidrofóbicos y un segundo anillo exterior formado por residuos más polares. La

estructura de esta secuencia de residuos ha sido tomada por nosotros como referencia

para guiar el diseño de inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.

Figura 2.6. Representación de tipo “libro abierto” de la superficie electrostática de los

residuos involucrados en la interacción entre el dominio I de αL de LFA-1 (abajo) y los

dominios D1 y D2 de ICAM-1 (arriba., La escala de colores correspondiente a la

distribución de cargas comprende desde –10 kJ/e- (rojo) hasta +10 kJ/e- (azul). La

posición de los residuos cruciales en la interacción está indicada con flechas negras.

Las interacciones electrostáticas del glutamato E34 con el catión Mg2+ y de la lisina

K39 con el glutamato E241 se indican mediante flechas rojas.


43

2.3 Diseño de inhibidores peptídicos.

2.3.1 Diseño de la estructura de los inhibidores sintéticos. Teniendo en cuenta los datos estructurales explicados en el apartado anterior, se

pensó que los inhibidores debían imitar las características estructurales y electrónicas de

la secuencia Ile33-Glu34-Thr35-Lys39- Leu54 del ligando ICAM-1.

Estudios preliminares de modelización llevados a cabo en nuestro grupo,

revelaron que la adhesión LFA-1/ICAM-1 puede ser inhibida mediante moléculas que

presenten la siguiente estructura general (Figura 2.7):

NH2

O2N

R3

O

O R1

HN COO

R2

Lys39

Glu34

Figura 2.7. Estructura general propuesta para el compuesto cabeza de serie. Los

átomos marcados en rojo y azul mimetizan los restos de Glu34 y Lys39 de ICAM-1,

respectivamente.

Además de los residuos hidrofóbicos y la relativa rigidez conformacional

impuesta por el anillo de pirrolidina, la parte marcada en rojo en la Figura 2.7, accesible

a través de un acoplamiento con β-alanina, reproduciría las características geométricas y

electrónicas del resto de Glu34 de ICAM-1. Por otra parte, el grupo amino está en una

situación similar a la que existe entre los restos de Lys39 de ICAM-1, que forma un

puente salino con el glutamato Glu241 de αL. Por consiguiente, se pensó que los

compuestos de la estructura representada en la Figura 2.7 presentan una razonable

probabilidad de dar lugar a estructuras capaces de inhibir eficazmente la interacción

LFA-1/ICAM-1.

Simulaciones llevadas a cabo en nuestro laboratorio sugirieron que era necesario

un grupo aromático en R2 y R3, es decir un entorno hidrofóbico, y R1 debe ser un grupo

alifático. Además, cálculos realizados por otros miembros del grupo mostraron que la

Diseño de inhibidores peptídicos. 44

orientación de los sustituyentes debía ser la que se muestra en la Figura 2.7 para que la

fuerza de unión con la integrina sea máxima.

Uno de los aspectos principales a tener en cuenta en el diseño de fármacos, junto

con la actividad, es su estabilidad metabólica. La vía de administración de fármacos más

sencilla y probablemente la más barata es la oral, pero en su trayecto por el sistema

digestivo estos compuestos pueden ser degradados si presentan enlaces peptídicos

hidrolizables por enzimas con actividad proteasa.

En la actualidad es posible encapsular compuestos en el interior de polímeros o

geles específicamente diseñados para que liberen el fármaco en el punto de destino. Sin

embargo, esta opción resulta muy cara para su aplicación generalizada, y es por ello que

se intenta buscar compuestos activos resistentes a la acción de las proteasas. En la

bibliografía se han descrito moléculas con un grupo metilo en posición α con respecto

al enlace peptídico, que presentan estabilidad frente a las proteasas52.

Por analogía, pensamos que incorporando un grupo metilo en la posición 2 del

anillo de pirrolidina de nuestros compuestos (Figura 2.8) podríamos crear moléculas

con mayor estabilidad metabólica que las mostradas anteriormente, aunque el efecto de

esta sustitución sobre la potencia del posible inhibidor debería evaluarse

experimentalmente.

NH2

O2N

R3

O

O R1

HN COO

R2

NH2

O2N

R3

O

O R1

HN COO

R2

Figura 2.8. (a) Dipéptidos no naturales sintetizados en el laboratorio. (b) Análogos α-

metilados

Para la síntesis de estos compuestos se tomó como base la metodología usada en

la síntesis estereocontrolada de prolinas no naturales altamente sustituidas, cuyo eje

52 (a) Kim, S.W.; Shin, Y.S.; Ro, S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1998, 8, 1665. (b) Goodman, M.; Ro, S.

Peptidomimetics for Drug Design en Burger’s Medicinal Chemistry and Drug Discovery, 5ª ed.; Wolff,

M.E., Ed.; John Wiley & Sons, 1995; Vol. 1, pp 830-861.

A B


45

central es la cicloadición [3+2] entre nitroalquenos e iluros de azometino metalados,

desarrollada en nuestro laboratorio53.

2.3.2 Búsqueda del compuesto cabeza de serie. Con el fin de comprobar que la estructura general propuesta para el compuesto

cabeza de serie era correcta, se realizó una comparación del potencial electrostático

generado de los residuos de ICAM-1 que interaccionan con LFA-1 (Ile-33, Glu-34, Thr-

35, Lys-39, Leu-54) y se comparó con el mismo cálculo de la molécula HC0303 (Figura

2.9). En ambos casos se usó el paquete Impact (Schrödinger), para minimizar la

estructura final, que se consiguió con 1000 pasos del logaritmo Steepest Descent, y

usando el método de disolvente implicito (ε = 80).

A continuación se prosiguió con la evaluación in vitro de alguno de los

compuestos sintetizados por la Doctora Aizpea Zubía1. Los ensayos biológicos fueron

realizados por los laboratorios de la empresa Dominion Pharmakine donde se realizaron

ensayos in vitro de adhesión para comprobar su capacidad de inhibir la interacción

LFA-1/ICAM-1. En dichos ensayos se midió el porcentaje de adhesión de células de

carcinoma de colon CT26 al endotelio sinusoidal hepático en presencia u ausencia de

inhibidores, obteniéndose los mejores resultados con la molécula HC0303 (Figura 2.10).

Los datos que se presentan en la Figura 2.10 corresponden al endotelio

sinusoidal hepático (ESH) activado con acetato de forbolmiristato (PMA, del inglés

phorbolmyristate acetate) y sin activar. Cuanto más alto sea el porcentaje de adhesión,

menor será la actividad del inhibidor. En un apartado posterior se explicará con más

detenimiento el procedimiento de los ensayos.

53 (a) Ayerbe, M.; Arrieta, A.; Cossío, F.P.; Linden, A. J. Org. Chem. 1998, 63, 1795. (b) Vivanco, S.;

Lecea, B.; Arrieta, A.; Prieto, P.; Morao, I.; Linden, A.; Cossío, F.P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6078.


Figura 2.9. A) Geometría de los residuos Ile33, Glu34, Thr35, Lys39, Leu54 del ligando

ICAM-1 (sólo se muestran las cadenas laterales). C) Geometría del compuesto

HC0303. B) Potencial electrostático proyectado sobre la densidad electrónica

calculado con el programa Spartan de los residuos Ile33, Glu34, Thr35, Lys39, Leu54 del

ligando ICAM-1 y (D) de la molécula HC0303 .

A la vista de los ensayos preliminares1, se pudo observar que la estructura

general propuesta (Figura 2.7) era válida para la inhibición de la interacción LFA-

1/ICAM-1, dado que inducía un grado de inhibición similar al obtenido con anticuerpos

monoclonales anti-LFA-1 específicos para este fin. Por consiguiente, se consideró al

compuesto HC0303 como cabeza de serie.

B

D

A

C

Lys39 Glu34 39

34

Ile33

Leu54

Thr35

33

54

35


47

Figura 2.10. Adhesión de células CT26-CC al ESH en presencia y ausencia de HC0303

y Anti-LFA-1.

2.3.3 Modificación del compuesto cabeza de serie.

Una vez encontrado el compuesto cabeza de serie1, el siguiente paso consistió en

refinar la estructura de dicho compuesto, manteniendo las características básicas del

diseño introduciendo algunas variaciones.

Como se ha comentado anteriormente, existen dos interacciones claves entre

LFA-1 e ICAM-1, la primera entre el residuo E34 de ICAM-1 y el catión del motivo

MIDAS de αL y la segunda entre K39 de ICAM-1 y E241 de αL. Dinámicas

moleculares llevadas a cabo en nuestro grupo (Figura 2.11) nos indicaron que el grupo

carboxílico de HC0303 interacciona muy bien con el catión del motivo MIDAS de αL

de LFA-1 (d1), mientras que la segunda interacción entre el grupo amino de la

pirrolidina y E241 de αL (d2) no es óptima, ya que ambos grupos se encuentran bastante

alejados54.

54 E. San Sebastian,. Tesis Doctoral. “Study of protein-protein interactions involved in cancer metastasis

and autoinmune diseases. Design of new antimetastatic molecules.”, Donostia, 2007.

NH

O2NBnO

O

HN

O

OH

HC0303


Figura 2.11. a) Geometría obtenida a partir de Dinámicas Moleculares del complejo

HC0303 con LFA-1. b) Detalle de la interacción de HC0303 con LFA-1.

En la Figura 2.12, se muestra la relación de distancias (d1 y d2) computadas a lo

largo de la dinámica para las interacciones mostradas en las Figura 2.11. Como se

observa, d1 tiene un valor adecuado y poco variable (4 Ǻ), mientras que d2 corresponde

a una distancia muy grande (12 Ǻ) y con importantes fluctuaciones durante la dinámica.

Estos resultados sugieren que mientras la primera interacción está teniendo lugar, la

segunda interacción no puede ser establecida. Todo ello nos impulsó a estudiar los

cambios estructurales que requiere la molécula para permitir una optimización

simultánea de ambas interacciones electrostáticas.

En esta Tesis, y con el fin de aumentar la capacidad antiadhesiva de los

compuestos y de mejorar esta segunda interacción, se propusieron dos tipos de

variaciones estructurales del compuesto HC0303. La primera consistió en alargar las

cadenas alifáticas que unen el grupo carboxílico con la pirrolidina para optimizar la

distancia a la que se debe colocar el carboxilato, para que la segunda interacción entre

el grupo amino de la pirrolidina y el glutamato αL (E241) sea más favorable. La

segunda consistió en insertar una cadena lateral con un grupo aminoterminal al grupo

amino de la pirrolidina con el mismo objetivo. Según nuestras predicciones, estas dos

familias de compuestos deberían optimizar las dos interacciones simultáneamente

(Figura 2.13).

d1

d2E241

Mg2+

_

+

_d1

d2

d1

d2E241

Mg2+

_

+

_

A B


49

Figura 2.12. Variación durante la Dinámica Molecular de las distancias entre el grupo

carboxílico de HC0303 con el catión del motivo MIDAS de αL de LFA-1 (negro) y el

grupo amino de la pirrolidina y el E241 de αL (rojo).

N

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 2-5NH3

O

NH2

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 3-5Lys39

Glu34

Lys39

Glu34

R= H, Me

R= H, Mer(N-C)

r(N-C)

n r(N-C) (A)

2345

7.408.649.9211.18

n r(N-C) (A)

2345

8.8610.2111.3312.67

Figura 2.13. Estructura general propuesta para los compuestos a sintetizar. Los átomos

marcados en rojo y azul mimetizan los residuos de Glu34 y Lys39 de ICAM-1,

respectivamente. En los paneles de la derecha se muestran las distancias interatómicas

N-C estimadas (Ǻ).

Interacción del grupo amino de la pirrolidina y E241 de α L

Interacción del grupo carboxílico de HC0303 con el catión del motivo MIDAS de αL de LFA-1

Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 50

2.4 Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1.

2.4.1 Síntesis de prolinas sustituidas.

Una de las etapas clave en esta ruta convergente es la cicloadición [3+2] entre

nitroalquenos homoquirales e iluros de azometino metalados. En estudios referentes al

mecanismo y estereocontrol de esta reacción llevadas a cabo en nuestro grupo55 se

observó que los nitroalquenos derivados de la L-isoleucina presentan un regio- y

estereocontrol total cuando se utiliza acetato de plata como catalizador, obteniéndose un

único producto de los 32 posibles.

En primer lugar se prepararon tanto las iminas como el nitroalqueno. Las iminas

3a,b se obtuvieron mediante condensación del benzaldehido comercial 1 con los

clorhidratos del éster metílico de glicina 2a y de alanina 2b según métodos conocidos

(Esquema 2.1). Estas iminas no se pudieron caracterizar completamente dada su

inestabilidad y se utilizaron directamente sin purificar.

H

O

ClH3NOCH3

O

R

+Et3N, MgSO4

CH2Cl2, 16h, t.a.N

ROCH3

O

R= H, Me1 2a, 2b 3a, 3b

Esquema 2.1. Etapa de formación de las iminas 3a, 3b.

El nitroalqueno 5 se preparó a partir del aminoácido L-isoleucina, tal y como se

muestra a continuación56 (Esquema 2.2 y Esquema 2.3). La ruta sintética comenzó con

la transformación del grupo amino del aminoácido a alcohol, con retención de

configuración. A continuación, se protegió el grupo ácido mediante esterificación y el

hidroxilo con bencilo mediante una reacción de Williamson. Posteriormente se redujo el

grupo éster a alcohol utilizando LiAlH4. Finalmente se oxidó el alcohol primario a

aldehído. En esta última etapa no se empleó el clásico método de Swern, sino que se

utilizó otro desarrollado por De Lucca y col. 57, puesto que el tiempo de reacción se 55 S. Vivanco, Tesis Doctoral. “Estudios sobre el Mecanismo de la Cicloadición [3+2] entre Iluros de

Azometino y Nitroalquenos. Aplicación a la Síntesis de Desintegrinas no Naturales”, Donostia, 2002. 56 Li, W. R.; Ewing, W. R.; Harris, B. D.; Joullié, M. M. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7659. 57 De Luca, L.; Giacomelli, G.; Porcheddu, A. Org. Lett., 2001, 19, 3041.


51

reducía de 3h a 15 min., la reacción transcurría a -10 ºC, en vez de los -78ºC necesarios

con el método de Swern y no se necesitaba atmósfera de argon, obteniéndose

rendimientos similares a los del método de Swern.

OOC

NH3

O

HOOH

O

H3COOH

O

H3COOBn

HOOBn

O

HOBn

L-isoleucina

i ii iii

iii iv v

4 Esquema 2.2. Síntesis del aldehído quiral. Reactivos y condiciones: i: H2SO4 1N,

NaNO2, 24h, 0ºC. ii: DMP, TsOH . 2H2O, MeOH, 24h, 45ºC. iii: NaH, THF, BnBr, 72h,

t. a. iv: LiAlH4, Et2O, 3h, t. a. v: TCIA, TEMPO, CH2Cl2, 15min, -10 ºC.

Una vez preparado el aldehído 4 se procedió a la síntesis del nitroalqueno 5

derivado de la L-isoleucina. Para ello, se empleó una metodología desarrollada en

nuestro grupo (Esquema 2.3). La reacción de Henry del aldehído con nitrometano se

llevó a cabo a temperatura ambiente y en presencia de cantidades catalíticas de

trietilamina. El análisis de 1H-RMN del crudo de reacción obtenido reveló la presencia

de dos nitroalcoholes diastereómeros, syn y anti, pero no se prestó mayor atención a

este dato, ya que en la etapa posterior de eliminación el nuevo centro estereogénico iba

a desaparecer.

O

HOBn OBn

O2NOH

OBn

O2Ni ii

4 5

Esquema 2.3. Síntesis del nitroalqueno quiral derivado de la L-isoleucina. Reactivos y

condiciones: i: CH3NO2, Et3N, 16h, t. a. ii: MsCl, DIPEA, CH2Cl2, 2h, -78ºC.

La reacción de McMurry se llevó a cabo a -78ºC bajo atmósfera de argón en

presencia de cloruro de metanosulfonilo como agente activante del grupo hidroxilo y


diisopropiletilamina como base. Se empleó esta amina en lugar de la trietilamina58 por

la mayor selectividad observada, dado que se consiguió el alqueno E como único

producto.

Una vez sintetizados el nitroalqueno 5 y las iminas 3a,b, se llevaron a cabo las

cicloadiciones a temperatura ambiente utilizando acetato de plata (0.15 eq.) como fuente

de iluro de azometino metalado, trietilamina (1 eq.) como base y acetonitrilo como

disolvente (Tabla 2.2).

Tabla 2.2. Etapa de cicloadicción.

N

ROCH3

O

OBn

O2N

+AgOAc, Et3N

CH3CN, 5h, t.a. NH

O2NR

O

OCH3

BnO

R= H, Me

+

endo-anti 6a-b endo-syn 6a-b

NH

O2NR

O

OCH3

BnOHH

3a, 3b

5

Producto Entr. Reactivos R Endo-anti:endo-syn Rdto(%)a

1 3a endo-anti 6a H > 98:2 82

2 3b endo-anti 6b Me > 98:2 85

a Rendimiento del producto purificado después de cromatografía en columna.

En todos los casos se obtuvo un total estereocontrol en la cicloadición, dando

lugar a los ésteres de prolina endo-anti1 con un exceso diastereomérico superior al 98%

y con rendimientos superiores al 80 %. Los cicloaductos así obtenidos fueron

purificados mediante cromatografía en columna a presión.

58 a) Palomo, C.; Aizpurua, J.M.; Cossío, F. P.; García, J.M.; López, M. C.; Oiarbide, M. J.Org. Chem.

1990, 55, 2070. b) Ayerbe, M.; Cossío, F.P. Tetrahedron Lett. 1995, 25, 4447.


53

2.4.2 Síntesis de dipéptidos.

Una vez sintetizados los anillos de pirrolidina altamente sustituidos, el siguiente

paso consistió en añadir al cicloaducto un extremo carboxilato como atractor

electrostático encargado de mimetizar al glutamato E34 presente en la parte activa de

ICAM-1. Como es habitual en la síntesis de péptidos, se alternaron reacciones de

desprotección y acoplamiento (Esquema 2.4) para que la cadena peptídica creciera de

forma controlada. Se introdujeron cadenas alifáticas de distintos tamaños usando

distintos clorohidratos de ésteres metílicos comerciales.

NH

O2NR

O

OCH3

BnO

1.Desprotección

3.DesprotecciónR= H, Me

NH2

O2NR

O

BnO

HN COO

( )n

n = 1-5

2.Acoplamiento

Esquema 2.4. Síntesis de dipéptidos a partir de cicloaductos.

La primera etapa de desprotección consistió en la hidrólisis del éster metílico

para obtener el ácido libre. Para ello, se disolvieron los cicloaductos endo-anti 6a-b en

dimetoxietano y a esta disolución se le añadió LiOH 1M a 0ºC. Tras 3h se detuvo la

reacción mediante goteo de ácido cítrico 1M (pH ≈ 6), obteniéndose los ácidos

correspondientes con buen rendimiento (Tabla 2.3). Los crudos de reacción fueron

precipitados con éter obteniéndose sólidos blancos de gran pureza.

Tabla 2.3. Hidrólisis de los ésteres metílicos.

NH

O2NR

O

OCH3

BnO

NH2

O2N

COOR

BnO

LiOH aq, DME

3h, 0ºC

R= H, Meendo-anti 6a-b endo-anti 7a-b

Producto Entr. Reactivos R Rdto(%)a

1 endo-anti 6a Endo-anti 7a H 95

2 endo-anti 6b Endo-anti 7b Me 98



La siguiente etapa consistió en el acoplamiento entre los aminoácidos libres y

los clorhidratos de éster metílico de distinto tamaño (Tabla 2.4).

Se preparó una disolución con un equivalente de cada reactivo disuelto en DMF,

se enfrió a 0°C y se goteó el DEPC (1.2 eq.), activador del grupo carboxilo, disuelto en

DMF. A continuación se añadió la trietilamina (2.05 eq.), se dejó agitar la mezcla

durante 2h a 0°C y 16 h más a temperatura ambiente. Los dipéptidos endo-anti 8a-j así

sintetizados se purificaron mediante cromatografía en columna, obteniéndose en todos

los casos aceites amarillentos transparentes.

Tabla 2.4. Resultados del acoplamiento peptídico de los aminoácidos libres con

clorhidratos de ésteres metílicos.

NH2

O2N

COOR

BnO

+O

OCH3ClH3N ( )n

n = 1-5

DEPC, Et3N

DMF, 16h NH

O2NR

O

BnO

HN OCH3( )n

O

n = 1-5R= H, Meendo-anti 7a-b endo-anti 8a-j

Producto Entr.

Reactivos R n Rdto(%)a

1 endo-anti 7a endo-anti 8a H 1 80

2 endo-anti 7a endo-anti 8c H 2 84

3 endo-anti 7a endo-anti 8e H 3 100

4 endo-anti 7a endo-anti 8g H 4 95

5 endo-anti 7a endo-anti 8i H 5 98

6 endo-anti 7b endo-anti 8b CH3 1 73

7 endo-anti 7b endo-anti 8d CH3 2 78

8 endo-anti 7b endo-anti 8 f CH3 3 71

9 endo-anti 7b endo-anti 8h CH3 4 78

10 endo-anti 7b endo-anti 8j CH3 5 66



55

A continuación, para obtener los correspondientes ácidos libres se realizó la

hidrólisis alcalina del grupo metoxicarbonilo de los compuestos endo-anti 8e-j mediante

una metodología similar a la empleada para la desprotección de los ésteres de prolina: se

puso a reaccionar el éster inicial (1 eq.) en DME (5 ml) con LiOH 1M (3 ml) a 0°C. El

curso de la reacción se siguió por cromatografía de capa fina, y una vez completada se

detuvo mediante goteo de una disolución de ácido cítrico 1M (3 ml, pH≈6).

Tabla 2.5. Hidrólisis de los ésteres.

NH

O2NR

O

BnO

HN OCH3( )n

O

n = 3-5

NH2

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 3-5

LiOH Aq, DME

25 mín, t.a.

R= H, Meendo-anti 8e-j endo-anti 9e-j

Producto

Entr. Reactivos R n Rdto(%)a

1 endo-anti 8e endo-anti 9e H 3 68

2 endo-anti 8g endo-anti 9g H 4 70

3 endo-anti 8i endo-anti 9i H 5 57

4 endo-anti 8f endo-anti 9f CH3 3 71

5 endo-anti 8h endo-anti 9h CH3 4 75

6 endo-anti 8j endo-anti 9j CH3 5 77


Para la asignación inequívoca de todas las señales del espectro de 1H-RMN de

los productos obtenidos se realizó un experimento bidimensional COSY del compuesto

endo-anti 9i (Figura 2.14).


NH2

O2NO

O

HN CO2

H3

H4

H5

H6

Ha,Hb

Hc

Hd,He

Hf,Hg

Hh,Hi

Hj,Hk

Hl,Hm

Hn,Ho

H2

ppm (t2)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

ppm (t1

Figura 2.14. Espectro de RMN bidimensional del compuesto endo-anti 9i.

Las señales a identificar son las de los protones, H3, H4, H5 del anillo de

pirrolidina y H6 y Ha–Ho de los sustituyentes (Figura 2.15). Conocidas las señales de H-

4 (doble doblete, 5.37 ppm) y del protón de la amida que está dentro de la zona

aromática se deducen el resto de las señales mediante los acoplamientos del

experimento bidimensional realizado (Figura 2.14). Observando las señales de 1H-RMN

se dedujo que está molécula en estado neutro coexistía con su forma zwitteriónica.

NH

H4


57

NH2

O2NO

O

HN CO2

H3

H4

H5

H6

Ha,Hb

Hc

Hd,He

Hf,Hg

Hh,Hi

Hj,Hk

Hl,Hm

Hn,Ho

H2

H4H6

Hc

Hd

HeH3H2

Hf, Hg

Hn, Ho

Hl, HmHh, Hi

Hj Hk

Ha, HbH5

NH2+

ppm (f1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

Figura 2.15. Dipéptido endo-anti 9i y la asignación de las señales de 1H-RMN (CDCl3).

Mediante esta metodología se obtuvo una serie de compuestos en la que el grupo

carboxilato se encuentra a distintas distancias de núcleo de pirrolidina y más alejados a

dicho núcleo que en la molécula cabeza de serie. Con estos compuestos comprobaremos

cuál es la distancia óptima a la que se tiene que colocar dicho carboxilato.

2.4.3 Síntesis de tripéptidos.

Una vez sintetizados los dipeptidos y con el fin de mejorar la segunda

interacción entre el grupo amino de nuestro compuesto y el glutamato αL (E241) LFA-

1, se decidió a llevar a cabo una nueva síntesis en la que los productos finales eran

tripéptidos con un grupo amino-terminal alejado de la pirrolidina utilizando dipéptidos

con un grupo metilo en la posición 2 del anillo de pirrolidina sintetizados anteriormente

como productos de partida. La obtención de los tripéptidos a partir de los cicloaductos

endo-anti 6b, 8b,d,f,h y se realizó en dos etapas.


N

O2NMe

O

BnO

HN COO( )n

n = 1-4NH3

O

1.N-amidación

NH

O2NMe

O

BnO

HN OCH3( )n

O

n = 1-4

2.Desprotección

Esquema 2.5. Síntesis de tripéptidos a partir de cicloaductos endo-anti 6b, 8b,d,f,h.

La primera etapa consiste en la formación de la amida a partir de las pirrolidinas

y anhídrido N-ftaloglicínico. Para ello, se disolvió 1 mmol de los cicloaductos endo-anti

6b, 8b,d,f,h en diclorometano y a esta disolución se le añadieron 10 mmoles de ácido

trifluoroacético. Tras 5h los disolventes fueron evaporados bajo presión reducida. La sal

así obtenida fue disuelta en DMF seca bajo atmósfera de argón en presencia de 1.6

mmoles de Et3N y se le añadieron 3 mmoles de anhídrido N-ftaloglicínico. La mezcla

fue agitada a temperatura ambiente durante 48h. Transcurrido ese tiempo, la fase

orgánica se trató sucesivamente con una disolución acuosa de HCl 1N, con una

disolución acuosa saturada de NaHCO3 , con H20 (5 ml), y con una disolución acuosa

saturada de NaCl (5 ml). La fase orgánica se secó sobre Na2SO4 y se evaporó bajo

presión reducida. Los productos fueron purificados mediante cromatografía en columna

a presión obteniéndose sólidos de alta pureza (Esquema 2.6, Tabla 2.6).

a) TFA, CH2Cl2, 5h

b) Et3N, DMF,48h

Anh.N-ftaloglicínico

N

O2NMe

O

BnO

NO

NH

O2NMe

O

BnO

OO

OMe OMe

37%

endo-anti 6b endo-anti 10j

Esquema 2.6. Etapa de N-amidación.


59

Tabla 2.6. Etapa de N-amidación

N

O2NMe

O

BnO

HN OMe( )n

O

n = 1-4N

ONH

O2NMe

O

BnO

HN OMe( )n

O

n = 1-4OO

endo-anti 8b,d,f,h endo-anti 10b,d,f,h

a) TFA, CH2Cl2, 5h

b) Et3N, DMF,48h


Producto Entr.

Reactivos n Rdto(%)a

1 endo-anti 8b endo-anti 10b 1 40

2 endo-anti 8d endo-anti 10d 2 31

3 endo-anti 8f endo-anti 10f 3 58

4 endo-anti 8h endo-anti 10h 4 40


Para la asignación de todas las señales del espectro de 1H-RMN de las prolinas

obtenidas se realizó de nuevo un experimento bidimensional COSY de los compuestos

endo-anti 10b (Figura 2.16).

Las señales a identificar son las de los protones H3, H4, H5 del anillo de pirrolidina

y H6 y Ha–Hi de los sustituyentes. Conocidas las señales de H-4 (multiplete, 5.61 ppm)

y del protón de la amida (singlete ancho, 6.74 ppm) se deducen el resto de las señales

mediante los acoplamientos del experimento bidimensional realizado (Figura 2.16).


N

O2NO

O

HN

H3

H4

H5

H6

Ha,Hb

Hc

Hd,He

Hf,Hg

Hh,HiONO O

O

OMe

ppm (t2)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0ppm (t1

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

Figura 2.16. Compuesto endo-anti 10b , espectro de RMN bidimensional del compuesto

y la asignación de las señales de 1H-RMN (CDCl3).

NH

H4

H4 Ha, HbH5

H6 Hc Hd

HeH3Hf, Hg

NHCO

Hh, Hi


61

La segunda etapa consistió en la desprotección del grupo amino seguida de la

hidrólisis alcalina del grupo metoxicarbonilo, mediante una metodología similar a la

empleada para la desprotección de los ésteres de prolina, para obtener los

correspondientes tripéptidos deseados. Para ello, los correspondientes derivados

ftalimídicos fueron disueltos en EtOH absoluto y después se le añadió la hidrazina. La

disolución fue agitada a reflujo durante 24h. Una vez enfriada, apareció un precipitado

que fue eliminado por filtración. El filtrado resultante fue concentrado bajo presión

reducida y el residuo obtenido fue disuelto en dimetoxietano. La mezcla fue enfriada en

un baño de agua/hielo, a continuación se goteó una disolución acuosa de hidróxido de

litio 1M y se agitó a temperatura ambiente durante 3 h. La mezcla de reacción se enfrió

con un baño de agua/hielo y se añadió una disolución acuosa de ácido cítrico 1M (pH

≈6) para detener la reacción. Se extrajo con CH2Cl2 y las fracciones orgánicas unidas se

secaron sobre Na2SO4 anhidro y el disolvente se evaporó a presión reducida. Los crudos

así obtenidos se trituraron con Et2O para dar sólidos blancos que se caracterizaron

completamente.

Tabla 2.7. Etapa de obtención del tripèptido.

N

O2NMe

O

BnO

HN OMe( )n

O

n = 2-4N

O

OO

N

O2NMe

O

BnO

HN COO( )n

n = 2-4NH3

O

1.EtOH, Hidrazina,

2.LiOH Aq, DME, 25 mín, t.a.

∆, 24h

endo-anti 10d,f,h endo-anti 11d,f,h

Producto Entr.

Reactivos n Rdto(%)a

1 endo-anti 10d endo-anti 11d 2 72

2 endo-anti 10f endo-anti 11f 3 80

3 endo-anti 10h endo-anti 11h 4 83


A continuación, se llevo a cabo la desprotección del derivado ftalimídico del éster

de la prolina. Después de hacer reaccionar dicho compuesto con la hidrazina a reflujo en

etanol se registró el espectro de 1H-RMN del crudo de la reacción y se observó que en


dicho espectro no aparecía la señal del metoxilo del éster. Este resultado indicaba que al

desproteger el grupo amino se había dado un ataque intramolecular de éste al éster

dando lugar al compuesto endo-anti 11j.

N

O2NBnO

ONH

ON

O2NMe

O

BnO

NO

OO

OMe EtOH, Hidrazina, ∆, 24h

67%

endo-anti 10j endo-anti 11j

Esquema 2.7. Ataque intramolecular del grupo amino al éster dando lugar al

compuesto endo-anti 11j.

Para la asignación inequívoca de todas las señales del espectro de 1H-RMN del

compuesto obtenido se realizó un experimento bidimensional COSY dicho compuesto

endo-anti 11j (Figura 2.17).

Las señales a identificar son las de los protones H3, H4, H5 del anillo de pirrolidina

y H6 y Ha–Hi de los sustituyentes. Conocidas las señales de H-4 (triplete, 5.73 ppm) y

del protón de la amida (doblete ancho, 6.74 ppm) se deducen el resto de las señales

mediante los acoplamientos del experimento bidimensional realizado (Figura 2.17).


63

N

O2NO

ONH

O

H3

H4

H5

H6

Ha,Hb

Hc

Hd,He

Hf,Hg

ppm (t2)1.02.03.04.05.06.07.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

ppm (t1

H4 Ha, HbH5

H6 Hc Hd

HeH3NHCO

Hh, Hi

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

Figura 2.17. Compuesto endo-anti 11j, espectro de RMN bidimensional del compuesto

endo-anti 11j y la asignación de las señales de 1H-RMN.

NH

H4


Para verificar este resultado se hizo una revisión en la literatura59 y se observó que

cuando el cicloaducto es el derivado de la prolina se da dicha reacción intramolecular.

NH O

OMe NH2NH2.H2O

PhPhSO2

N

O

O

NH

PhPhSO2

NH

OMeOH,55ºC,80h

Esquema 2.8. Ejemplo de la literatura de la reacción intramolecular.

La esteroquímica de los productos sintetizados fue confirmada mediante

difracción de rayos X del compuesto endo-anti 6b (Figura 2.18). La asignación de los

centros estereogénicos de los demás compuestos se hizo por comparación del espectro

de 1H-RMN del compuesto endo-anti 6b. No parece muy probable que ocurra un

cambio de configuración durante las etapas de hidrólisis, acoplamiento y N-amidación,

por lo que asignamos la configuración endo-anti a los productos sintetizados.

Figura 2.18. A) Diagrama ORTEP del producto endo-anti-6b. B) Fotografía del cristal

del compuesto endo-anti-6b.

59 Blaney, P.; Grigg, R.; Rankovic, Z.; Thornton-Pett, M.; Xu, J.; Tetrahedron, 2002, 58, 1719.

A B

NH

O2N

O

OCH3

BnO

endo-anti 6b


65

Mediante las dos metodologías aplicadas se obtuvieron los dipéptidos endo-anti 9

y tripéptidos endo-anti 11 (Figura 2.19), sintetizados para su posible aplicación como

inhibidores de la interacción entre ICAM-1 y LFA-1.

NH

O2NBnO

O

HN

O

OH

NH

O2NBnO

O

HN

O

OH NH

O2NBnO

O

HN

O

OH

NH

O2NBnO

O

HN

O

OH NH

O2NBnO

O

HN

O

OH

NH

O2NBnO

O

HN

O

OH

N

O2NBnO

O

HN

ONH2

OH

O

N

O2NBnO

O

HN

ONH2

OH

O

N

O2NBnO

O

HN

ONH2

O

OH

endo-anti 9e endo-anti 9g

endo-anti 9i endo-anti 9f

endo-anti 9h endo-anti 9j

endo-anti 11d endo-anti 11f

endo-anti 11h

Figura 2.19. Productos no naturales sintetizados para inhibir la interacción LFA-

1/ICAM-1.


En resumen, se puede afirmar que se ha logrado una metodología convergente,

versátil y con total regio- y estereocontrol para obtener dipéptidos y tripéptidos de

prolinas no naturales altamente sustituidas derivadas de la L-isoleucina. La síntesis total

de dichos compuestos consta de doce etapas para el caso de los dipéptidos y trece etapas

para el caso de los tripéptidos. Todas ellas han sido expuestas en este apartado y se

muestran, de manera resumida, en el Esquema 2.9. Asimismo, cabe señalar que esta

aproximación permite la síntesis de una librería de bastantes componentes, lo cual

puede ser interesante de cara a posteriores modificaciones, caso de que surgieran

complicaciones en etapas posteriores del desarrollo de estas moléculas para la obtención

de agentes antimetastásicos.


67

Esquema 2.9. Esquema general de la síntesis de los dipéptidos y tripeptidos no

naturales. Reactivos y condiciones: (a): H2SO4 1N, NaNO2, 24h, 0ºC. (b): DMP, TsOH.

2H2O, MeOH, 24h, 45ºC. (c): NaH, THF, BnBr, 72h, t. a. (d): LiAlH4, Et2O, 3h, t. a.

(e): TCIA, TEMPO, CH2Cl2, 15min, t.a. (f): CH3NO2, Et3N, 16h, t. a. (g): MsCl, DIPEA,

CH2Cl2, 2h, -78ºC. (h): Clorhidratos de los distintos ésteres metílicos, Et3N, MgSO4,

CH2Cl2, 16h, t. a. (i): AgOAc, Et3N, CH3CN, 5h, t. a. (j): LiOH 1M, DME, 3h, 0 ºC. (k):

Clorhidratos de los distintos ésteres metílicos, Et3N, MgSO4, CH2Cl2, 16h, t. a. (l):

LiOH 1M, DME, 25 min., 0 ºC. (m): TFA, CH2Cl2, 5h. (p): Et3N, CH2Cl2, 48h,

anhídrido N-ftaloglicínico. (n): EtOH, hidrazina, 24h, 78ºC (o): LiOH 1M, DME, 25

min.

OBn

O2N

(a), (b) (c), (d)

(e)

(f), (g)

(h)

(i), (j)

(k)

OOC

NH3

O

H3COOH

HOOBn

O

HOBn

L-isoleucina

N

ROCH3

O

H

O

NH2

O2N

COOR

BnOH

NH

O2NR

O

BnO

HN OCH3( )n

O

n = 1-5

(m), (n),(o),(p)

(l)

N

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 2-4NH3

O

NH2

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 3-5

Evaluación biológica 68

2.5 Evaluación biológica.

Los productos sintetizados que se muestran en la Figura 2.19, fueron enviados a

los laboratorios de la empresa Dominion Pharmakine donde se realizaron los ensayos in

vitro e in vivo de adhesión para comprobar su capacidad de inhibir la interacción LFA-

1/ICAM-1.

Dichos compuestos poseían problemas de solubilidad en agua. En los ensayos in

vitro se puede utilizar DMSO como disolvente, a diferencia de los in vivo, en los que el

DMSO se desaconseja debido a su alta toxicidad. Con el fin de solucionar este

problema, se empleó una metodología puesta a punto en nuestro laboratorio60 con otra

familia de moléculas que presentaban el mismo problema. Dicha metodología consistía

en introducir los inhibidores sintetizados en el interior hidrofóbico de dendrímeros

PAMAM para intentar solubilizarlos en agua. A continuación y con el fin de

comprender en qué consiste dicha metodología se exponen unas nociones básicas acerca

de los dendrímeros.

2.5.1 Dendrímeros como potenciadores de la solubilidad.

Los dendrímeros son macromoléculas globulares altamente ramificadas y

simétricas, donde los múltiples brazos emanan de un núcleo central61. La primera

tentativa de síntesis de dendrímeros surgió en 1978, gracias a Vögtle y col.62. Las

primeras moléculas que obtuvieron fueron una nueva clase de polímeros con estructura

dendrítica, conocidos como moléculas “cascada”. Posteriormente, otros grupos63

desarrollaron rutas sintéticas que permitieron sintetizar estructuras dendríticas más

largas y complejas, denominadas dendrímeros.

La estructura de los dendrímeros se puede dividir en tres partes (Figura 2.20): el

núcleo, los nudos y grupos funcionales terminales. El núcleo constituye el centro de la

60 Tesis Doctoral E. Aldaba “Nuevas aplicaciones de la cicloadiciones [3+2] en la preparación de

compuestos de interés en biomedicina y en ciencias de materiales.”, Donostia, 2006. 61 Gillies, E. R.; Fréchet, J. M. J. Drug Discov. Today. 2005, 10, 35. 62 Buhleier, E.; Wehner, W.; Vögtle, F. Synthesis 1978, 155. 63 (a) Boas, U.; Heegard, P. M. H. Chem. Soc. Rev. 2005, 1, 43. (b) Tomalia, D. A.; Baker, H.; Dewald, J.;

Hall, M.; Kallos, G.; Martin, S.; Roeck, J.; Ryder, J.; Smith, P. Polym. J. 1985, 17, 117.


69

molécula, del que salen las ramas (o brazos dendríticos). Los nudos son la parte del

dendrímero en el cual se separan dichos brazos. La superficie está constituida por los

grupos funcionales terminales de los brazos y según su naturaleza química confiere

determinadas propiedades físicas a todo el dendrímero, tales como polaridad,

solubilidad, etc. El tamaño de los dendrímeros se refleja en su grado de generación, que

se calcula contando el número de nudos existentes cuando se va desde el núcleo hasta la

periferia63a.

Figura 2.20. Estructura general de los dendrímeros.

La mayoría de las síntesis de dendrímeros se basan en la repetición alternante de

una reacción de crecimiento, o generación, y una de activación. Puesto que estas

reacciones tienen lugar en varios puntos de la misma molécula simultáneamente, las

reacciones deben de ser de alto rendimiento y limpias, es decir, no debe haber

reacciones laterales, ni subproductos, para que la construcción de moléculas grandes sea

posible. Existen diversas metodologías de síntesis64, aunque las dos más utilizadas son

la divergente62,63b, 65 y la convergente66.

64 Fischer, M.; Vögtle, F. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 884 y referencias citadas. 65 (a) Newkome, G. R.; Yao, Z.-Q.; Baker, G. R.; Gupta, V. K. J. Org. Chem. 1985, 50, 2003. (b)

Dekenwalter, R. G.; Kolc, J. F.; Lukasavage, W. J. USA Pat. 4289872 1981. 66 (a) Hawker, C. J.; Frechet, J. M. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7638. (b) Hawker, C. J.; Frechet, J. M.

J. J. Chem. Soc, Chem. Comun. 1990, 1010.


Los dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM) son dendrímeros utilizados

como potenciadores de la solubilidad67.

N N

HN

HN

O

O

O

O

NH

HN

NNH

NH

NN

N

HN

NH

H2N

H2N

HN

NH

NH

HN

O

O

O

O

O

O

O

O

H2N

NH2

NH2

NH2

NH2NH2

N N

HN

HN

O

O

O

O

NH

HN

NHO

HO

NN

N

HO

HO

OH

OH

OH

OH

O

O

O

O

O

O

O

O

Figura 2.21. a) Dendrímero PAMAM de generación completa G1. b) Dendrímero

PAMAM de media generación G0.5.

67 (a) Devarakonda, B.; Hill, R. A.; de Villiers, M. M. Int. J. Pharm. 2004, 284, 133. (b) Beeper, A. E.;

King, A. S. H.; Martin, J. C.; Twyman, L. J.; Wain, C. F. Tetrahedron. 2003, 59 , 3873. (c) Kolhe, P.;

Misra, E.; Kannan, R. M.; Kannan, S.; Lieh-Lai, M. Int. J. Pharm. 2003, 259, 143. (d) Milhem, O. M.;

Myles, C.; McKewon, N. B.; Attwood, D.; D’Emanuele, A. Int. J. Pharm. 2000, 197, 239.

B

A


71

Estos dendrímeros son nanosistemas poliméricos con propiedades singulares

caracterizados por su tamaño nanométrico, mínima dispersión de tamaño y estructura

superficial definida63b y son los dendrímeros más conocidos. A mayor generación

corresponde mayor peso molecular, mayor tamaño y mayor número de grupos

superficiales. El núcleo está compuesto por una estructura de etilendiamina y los brazos

dendríticos son una repetición de cadenas de amidoamina. En cuanto a la superficie,

ésta puede estar compuesta por grupos catiónicos (dendrímeros de generación completa)

o por grupos aniónicos (dendrímeros de media generación) (Figura 2.21). La presencia

de estos grupos superficiales posibilita la unión por coordinación con radionucleidos ya

sea por vía directa o a través de otros ligandos. Los mecanismos de ingreso de los

dendrímeros al interior de la célula se producen directamente por generación de

aberturas transitorias. Su síntesis se realiza por el método divergente. En cuanto a su

toxicidad, aspecto clave si se va a utilizar en sistemas biológicos, diversos estudios68

han demostrado que aunque los dendrímeros PAMAM de generación completa son

citotóxicos, los de media generación no presentan citotoxicidad significativa.

2.5.2 Ensayos de solubilidad. A continuación se muestran los ensayos de solubilidad que se llevaron a cabo

con las moléculas sintetizadas. Se utilizaron dendrímeros PAMAM de generación 3.5

(G3.5) ya que esta generación fue la que mejores resultados proporcionó cuando se puso

a punto la metodología. El PAMAM de generación 3.5 (G3.5) es un dendrímero

aniónico, con grupos terminales carboxilo. Dicho dendrímero es comercial y se vende

diluido en metanol. En cuanto a la preparación del complejo, añadimos nuestros

inhibidores a la disolución PAMAM/metanol comercial en una relación máxima de 4

mmoles de inhibidor por mmol de dendrímero. A continuación se agitó durante 10 min

y se eliminó el metanol por evaporación a alto vacío, obteniendo un aceite transparente

(Esquema 2.10 a,b). Se observó que a partir de 4 equivalentes de inhibidor la

solubilidad en agua disminuía.

68 (a) Jevprasesphant, R.; Penny, J.; Jalal, R.; Attwood, D.; McKewon, N. B.; D’Emanuele, A. Int. J.

Pharm. 2003, 252, 263. (b) El-Sayed, M.; Ginski, M.; Rhodes, C.; Ghandehari, H. J. Control. Release

2002, 81, 355. (c) Malik, N.; Wiwattanapatapee, R.; Klopsch, R.; Lorenz, K.; Frey, H.; Weener, J. W.;

Meijer, E. W.; Paulus, W.; Duncan, R. J. Controlled Release. 2000, 60, 133.


Con el fin de comprobar la solubilidad, se prepararon, por un lado, unos viales

control, que contenía 2 ml de agua a 37ºC (temperatura fisiológica) con 1 mg de cada

inhibidor y, por otro lado, otros viales con la misma cantidad de agua y 1 mg de cada

inhibidor disuelta en ¼ de equivalente de dendrímero. (Figura 2.22)

NH2

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 3-5

PAMAM G 3.5/ MeOH

t. a.1/4

NN

HN

ONN

HN

NH

N

O

O

HN

N

O

HN

N

NH

N

NH

N

NH

N

O O

O

O

HN

N

NH

HN

N

HN

N

O

O

O O

N

HNNNH

NNH

N

HN

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HN

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HN

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NHN

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O O

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O

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N

HN N

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HN

N

N

HN

N

HNN

HN

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OO

OO

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O

O

O

O

O

O

O

OO

O

O

O

OO

O

O

O

O

O

O

O

+Na-OOC

+Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOC COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOCCOO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOCCOO-Na+

+Na-OOC+Na-OOC

+Na-OOC+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na++Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na++Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na++Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

COO-Na+

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

NH2

O2NR

O

BnO

HN O( )n

O

n = 3,5

NH2

O2NR

O

BnO

HN O( )n

O

n = 3,5

NH2

O2NR

O

BnO

HN O( )n

O

n = 3,5

NH2

O2NR

O

BnO

HN O( )n

O

n = 3,5

Esquema 2.10(a). Formación de los complejos PAMAM/inhibidor endo-anti-9


73

N

O2NMe

O

BnO

HN COO( )n

n = 2-4NH3

O

1/4 PAMAM G 3.5/ MeOH

t. a.

NN

HN

ONN

HN

NH

N

O

O

HN

N

O

HN

N

NH

N

NH

N

NH

N

O O

O

O

HN

N

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N

HNNNH

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O

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O

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O

O

O

O

HN

N

NH

N

HN

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HN

N

HNN

NH

N

HN N

NH

N

HN

N

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N

NH

N

NH

N

NH

N

HNN

NH

N

HN

NNH

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N

NH

NHN

N

NHN

HN

N

NH

N

HN

N

HN

N

HN

N

HN

N

N

HN

N

HNN

HN

NO

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O

O

O

O

O

O

O

O

O

OO

O

O

O

OO

O

O

O

O

O

O

O

+Na-OOC

+Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOC COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOCCOO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOCCOO-Na+

+Na-OOC+Na-OOC

+Na-OOC+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na+

+Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na++Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na++Na-OOC

COO-Na+

COO-Na+

COO-Na++Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

COO-Na+

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

+Na-OOC

N

O2NMe

O

BnO

HN ( )n

O

n = 2,4NH3

O

O

N

O2NMe

O

BnO

HN ( )n

O

n = 2,4NH3

O

O

N

O2NMe

O

BnO

HN ( )n

O

n = 2,4NH3

O

O

N

O2NMe

O

BnO

HN ( )n

O

n = 2,4NH3

O

O

Esquema 2.10(b). Formación de los complejos PAMAM/inhibidor endo-anti-11.


Figura 2.22. Disolución del inhibidor en agua.

2.5.3 Ensayos in vitro.

Los complejos inhibidor-dendrímero así obtenidos fueron enviados a los

laboratorios de la empresa Dominion Pharmakine donde se realizaron los ensayos in

vitro de adhesión para comprobar su capacidad de inhibir la interacción LFA-1/ICAM-

1.

En un primer grupo de ensayos se midió el porcentaje de adhesión de células

tumorales de carcinoma de colon CT26 a células del endotelio sinusoidal hepático

(ESH). Para ello, se trabajó con células CT26 activadas con PMA (50nm), encargado de

estimular la expresión de LFA-1 en las células de CT26. De esta manera se imitó la

sobreexpresión de integrina y/o de ligando que se produce in vivo con el fin de aumentar

sus posibilidades de adhesión.

Los resultados se presentan de la siguiente manera (Figura 2.23): en el eje de

ordenadas se muestra el porcentaje de adhesión de células tumorales al endotelio

sinusoidal hepático. Cuanto mayor sea el valor en este eje, menor actividad presenta el

compuesto. En el eje de abscisas se representan el resultado de un ensayo de control sin

inhibidor y las medidas registradas con cada uno de los inhibidores probados.

+ PAMAM (4:1)

N

O2NMe

O

BnO

HN COO( )n

n = 2-4NH3

O

NH2

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 3-5


75

Figura 2.23. Ensayos de adhesión in vitro al endotelio sinusoidal hepático (ESH) de

células cancerosas de carcinoma de colon CT26 tratadas con los inhibidores

sintetizados.

La mayoría de los complejos inhibidor-dendrímero presentaban actividad (Figura

2.23), siendo el compuesto endo-anti-9i el que mayor actividad inhibitoria presentaba

(superior al 65%). Además, los compuesto endo-anti-11d, 11h (45%), presentaban

mayor actividad que el compuesto HCO3O3 (40%) que era el de mayor actividad de la

primera serie de moléculas sintetizadas en nuestro grupo anteriormente.

Además de estos ensayos, se llevaron a cabo otros ensayos in vitro en los que se

midió el porcentaje de adhesión de células leucocitarias PBL a substratos de ICAM-1

recombinante humana inmovilizada. Para ello, se trabajó con células de PBL activadas

con PMA (50nM), encargado de estimular la expresión de LFA-1 en las células de

PBL. De esta manera se imitó la sobreexpresión de integrina y/o de ligando que se

produce en las células tumorales con el fin de aumentar sus posibilidades de adhesión.

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Células de CT26 tratadas con PMA [2.5 µg/ 5 x 105 cél.]

*

** **

**

**

**

** ** **

% A

dhes

ión

de C

élul

as d

e C

T26

al E

SH

Células de CT26 no tratadas con PMA

1. endo-anti-9e/PAMAM G3,5 2. endo-anti-9f/PAMAM G3.5 3. endo-anti-9g/PAMAM G3.5 4. endo-anti-9h/PAMAM G3.5 5. endo-anti-9i/PAMAM G3.5

6. endo-anti-9j/PAMAM G3.5 7. endo-anti-11d/PAMAM G3.5 8. endo-anti-11f/PAMAM G3.5 9. endo-anti-11h/PAMAM G3.5 10. HC0303


Figura 2.24. Ensayos de adhesión in vitro de células cancerosas de leucocitarias PBLs

tratadas con los inhibidores endo-anti-9e-j a ICAM-1 inmovilizada.

Tal y como se puede apreciar en la Figura 2.24 todos los complejos inhibidor-

dendrímero presentaban actividad siendo otra vez el compuesto endo-anti-9i el que

mayor actividad inhibitoria presentaba (73%) siendo superior a la presentada por

HC0303 (50%).

Dado que los compuestos endo-anti-9i y endo-anti-11d eran los que mayor

actividad poseían se procedió a realizar los ensayos in vivo con dichas moléculas.

2.5.4 Ensayos in vivo.

Los ensayos in vivo también fueron realizados en los laboratorios de la empresa

Dominion Pharmakine. Los complejos inhibidor-dendrímero endo-anti-9i y endo-anti-

11d fueron probados in vivo y los resultados se muestran a continuación.

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7

Células PBLs tratadas [2.5 µg/ 5 x 105 cél.]

Células PBLs no tratadas

*

** *

***

**

**

**

**

Adh

esió

n de

Cél

ulas

PB

Ls a

ICA

M-1

In

mov

iliza

da.

1. endo-anti-9e/PAMAM G3,5 2. endo-anti-9f/PAMAM G3.5 3. endo-anti-9g/PAMAM G3.5 4. endo-anti-9h/PAMAM G3.5

5. endo-anti-9i/PAMAM G3.5 6. endo-anti-9j/PAMAM G3.5 7. HC0303


77

Figura 2.26. (A) Fotografías de tejido tumoral donde se observa la reducción en

el número y tamaño de tumores primarios en presencia y ausencia de los inhibidores

endo-anti-9i y 11d (2.5mg / Kg de ratón). (B) Volumen tumoral en ausencia y en

presencia de los inhibidores endo-anti-9i y 11d. (C) Expresión de Ki67 por área

tumoral en ausencia y en presencia de los inhibidores endo-anti-9i y 11d.

En la Figura 2.25 se muestran los resultados in vivo obtenidos. Por un lado se

estudió el efecto de los inhibidores en el número, tamaño y densidad de los tumores

primarios hallados en los tejidos. Por otro lado, se cuantificó la expresión de antígeno

ki67, el cual está directamente correlacionado con la malignidad de las células

cancerosas. Se puede observar que los complejos endo-anti-9i/PAMAM G3.5 y endo-

anti-11d/PAMAM G3.5 muestran actividad antiproliferativa in vivo reduciendo el

volumen del tumor primario en un 85% y 77% respectivamente y la expresión de Ki67

en un 38% en ambos casos.

Por último, teniendo en cuenta los datos biológicos de ambos compuestos, se

realizó un cálculo del potencial electrostático de las moléculas endo-anti-9i y endo-anti-

11d y se comparó con el mismo cálculo de los residuos de ICAM-1 que interaccionan

con LFA-1 (Figura 2.26). En ambos casos las estructuras utilizadas corresponden a las

Control Endo-anti 9i

0

200

400

600

800

1000

1200

631 ±124

97 ±47146 ±39

Tum

oral

Vol

ume

(mm

3 )

Control Endo-anti 9i

0

200

400

600

800

1000

1200

631 ±124

97 ±47146 ±39

0

200

400

600

800

1000

1200

0

200

400

600

800

1000

1200

631 ±124

97 ±47146 ±39

Tum

oral

Vol

ume

(mm

3 )Co26 CONTROL

Co26 endo-anti 9i

Co26 control

Co26 endo-anti11d

0

1

2

3

4

5

6

Control Endo-anti 9i Endo-anti 11d

Ki6

7 ex

pres

sion

/are

a* *

0

1

2

3

4

5

6

Control Endo-anti 9i Endo-anti 11d

Ki6

7 ex

pres

sion

/are

a* *

Endo-anti 11d

A B

C


geometrías minimizadas con el paquete Impact del software Schrödinger (1000 pasos

Steepest Descent), utilizando disolvente implícito (ε = 80).

Figura 2.26. A) Geometría de los residuos Ile33, Glu34, Thr35, Lys39, Leu54 del ligando

ICAM-1 (sólo se representan las cadenas laterales), C) de la molécula endo-anti 9i y E)

de la molécula endo-anti 11d. B) Potencial electrostático proyectado sobre la densidad

electrónica de los residuos Ile33, Glu34, Thr35, Lys39, Leu54 del ligando ICAM-1, D) de la

molécula endo-anti 9i y F) de la molécula endo-anti 11d.

Si comparamos la estructura y el potencial electroestático de la moléculas endo-

anti 9i y endo-anti 11d con los residuos del ligando ICAM-1 (Figura 2.26), se observa

que los nuevos inhibidores sintéticos imitan adecuadamente las características

estructurales y electrónicas de los residuos Ile33, Glu34, Thr35, Lys39, Leu54.

B D F

A C E

Lys39 Glu34

39 34

Ile33

Thr35

Leu54

33

54

35

9i 11d

9i 11d


79

2.6 Conclusiones.

De los datos referidos a la síntesis, caracterización y ensayos biológicos

mostrados en este capítulo cabe extraer las siguientes conclusiones:

1.- La cicloadición [3+2] entre nitroalquenos homoquirales derivados de la L-

isoleucina e iminas con sustituyentes aromáticos y en presencia de sales de plata

produce la formación de cicloaductos endo-anti con total estereocontrol y rendimientos

químicos de moderados a altos.

2.- La inclusión de las moléculas sintetizadas en dendrímero PAMAM resuelve el

problema de la insolubilidad en agua.

3.- Los nuevos dipéptidos y tripétidos no naturales endo-anti 9i, 11d, diseñados

para imitar los requisitos mínimos para la unión entre las macromoléculas naturales

LFA-1/ICAM-1 y mejorar la interacción entre el grupo amino del inhibidor y E241 de

αL de LFA-1, inhiben eficazmente la adhesión de células de carcinoma de colon CT26

en el endotelio sinusoidal hepático, así como la adhesión de células PBLs a ICAM-1

inmovilizada.

4.- Los complejos endo-anti 9i /PAMAM G3.5 y endo-anti 11d -/PAMAM G3.5

han mostrado actividad antiangeogénica in vivo. Una dosis de 2.5 mg/Kg, reduce el

volumen del tumor primario en un 85% y 77%, respectivamente, y la expresión de Ki67

en un 38% en ambos casos.

Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.

81

CAPÍTULO 3

REGIOQUÍMICA DE LA REACCIÓN

ENTRE AMINAS AROMÁTICAS Y

α-BROMOCETONAS ASISTIDA

POR RADIACIÓN MICROONDAS


83

3.1 Introducción.

En este capítulo se aborda el estudio computacional y experimental de la

regioselectividad de la reacción de Bischler (o Bischler-Möhlau) entre aminas

aromáticas y α-bromocetonas. Con el fin de realizar un estudio exhaustivo de dicha

reacción, se han variado las condiciones experimentales de ésta, obteniéndose distintos

resultados dependiendo de la amina utilizada, como se verá a lo largo del capítulo.

Además se comprobará cómo afecta en esta reacción el uso de microondas y la ausencia

de disolvente.

3.1.1 Métodos de síntesis de indoles.

Un indol es un compuesto heterocíclico aromático con estructura bicíclica que

consta de un anillo de benceno fusionado a un anillo pirrólico. El par de electrones no

enlazantes del nitrógeno forma parte del anillo y esto hace que los indoles tengan un

marcado comportamiento básico.

Figura 3.1. Estructura indólica.

Los 1H-indoles están entre las familias más importante de heterociclos1.

Además, estos compuestos bicíclicos se han incluido en la categoría de “estructuras

1 (a) Sundberg, R. J. Pyrroles and Their Benzoderivatives: Synthesis and Applications. In Comprehensive

Heterocyclic Chemistry; Katritzky, A. R.; Rees, C. W., Eds.; Pergamon: Oxford, U.K., 1984; 4, 313 (b)

Sundberg, R. J. In Comprehensive Heterocyclic Chemistry II; Katritzky, A. R.; Rees, C. W.; Scriven, E.

F. V.; Bird, C. W., Eds.; Pergamon Press: Oxford, U.K., 1992; 2, 207

Introducción. 84

privilegiadas”2 puesto que, según la definición propuesta por Evans3, los indoles

proporcionan un marco molecular capaz de proporcionar ligandos para diversos

receptores. Por lo tanto, hay un consenso en que los indoles representan probablemente

la más importante de todas las clases estructurales en la búsqueda de fármacos4. De

hecho, hay tantos compuestos que contienen este anillo que es casi imposible catalogar

su gama completa de actividad biológica. El anillo indólico se puede encontrar en

muchos compuestos orgánicos naturales tales como el triptófano (aminoácido que se

encuentra en muchas proteínas), triptófanos derivados (triptamina), alcaloides como

neurotransmisores de serotonina, melatonina y alucinógenos como la psicocilibina.

Otros compuestos indólicos forman parte de hormonas y de antiinflamatorios.

NH

HO

NH2

Serotonina(Neurotransmisor)

NH

OMeR

NCS

RapalexinasA (R=H) y B (R=OH)

(Antimicrobianos)

NH

CHO

Indol 3 carbinol( Modulador de estrógenos )

NH

MeO

NHAc

Melatonina(Regulador del sueño)

NH

NH2

COOHH

Triptófano

Figura 3.2. Compuestos orgánicos naturales que presentan el anillo indólico.

2 a) Horton, D. A.; Bourne, G. T.; Smythe, M. L. Chem. Rev. 2003, 103, 893. (b) Müller, D. Drug Discov.

Today. 2003, 8, 681. (c) Chemogenomics in Drug Discovery; Kubinyi, H.; Müller, G.; Wiley-VCH:

Weinheim, 2004. 3 Evans, B. E.; Rittle, K. E.; Bock, M. G.; DiPardo, R. M.; Freidinger, R. M.; Whitter, W. L.; Lundell, G.

F.; Verber, D. F.; Anderson, P. S.; Chang, R. S. L.; Lotti, V. J.; Cerino, D. H.; Chen, T. B.; Kling, P. J.;

Kunkel, K. A.; Springer, J. P.; Hirshfield, J. J. Med. Chem. 1998, 31, 2235. 4 Smith, A. L.; Stevenson, G. I.; Swain, C. J.; Castro, J. L. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 8317.


85

Muchos fármacos obtenidos mediante síntesis orgánica están formados por un

anillo indólico. A continuación se muestran alguno de ellos (Figura 3.3).

NH

N

ON

NOMe

H

Devazepide(Antagonista de CCK-A )

N

COOH

MeMeO

OCl

Indomethacin(antiinflamatorio no

esteroideo )

NH

NMe2SO2NHMe

Sumatriptan(Agonista del receptor de

Serotonin 5-HTID )

NH

N

N

O

NEtHN

MeO

Atevirdine(Inhibidor de la transcriptasa

reversa HIV-1)

N

NH2

F

Cl

Ro 60-0175(Agonista del receptor

5-HT2c)

NH

NH

O

O

NMe OMe

1H-Indol-2-il-2(1H)-quinolinona( Inhibidor de la quinasa

KDR )

Figura 3.3. Fármacos sintéticos compuestos con anillo indólico.

Entre los diversos métodos para la síntesis de 1H-indoles5, los que se basan en la

desconexión simultánea de los enlaces de N1-C2 y de C3-C3 tienen especial

importancia en términos de convergencia y de accesibilidad de los reactivos. Uno de los

métodos en los que ocurre la mencionada desconexión es la síntesis de indoles de

Bischler6, o de Bischler-Möhlau7. Esta reacción ocurre entre una ortoanilina no

sustituida y una α-cetona halogenada (Esquema 3.1).

5 (a) Humpherey, G. R.; Kuethe, J. T. Chem. Rev. 2006, 106, 2875. (b) Gribble, G. W. J. Chem. Soc.,

Perkin Trans. I. 2000, 1045. (c) Gilchrist, T. L. J. Chem. Soc., Perkin Trans. I. 1999, 2848. (d)

Gribble, G. W. Contemp. Org. Synth. 1994, 145. 6 (a) Bischler, A.; Brion, H. Chem. Ber. 1892, 25, 2860. (b) Bischler, A.; Firemann, P. Chem. Ber. 1893,

26, 1336. 7 Möhlau, R. Chem. Ber. 1881, 14, 173

Introducción. 86

NHR

O R3

R2X

R1

RNR1

R3

R2

RNR1

R2

R3

Esquema 3.1. Síntesis de indoles de Bischler.

Aunque los reactivos para esta reacción son comerciales o muy fáciles de

sintetizar, dos circunstancias han obstaculizado los progresos en esta reacción: primero,

los rendimientos de los indoles aislados son generalmente bajos, y en segundo lugar, la

regioquímica de la reacción no es obvia (Esquema 3.1). Muy recientemente, y durante la

elaboración del actual trabajo, se ha demostrado que el resultado de la reacción entre

anilinas y bromocetonas se puede mejorar por la irradiación de microondas8.

Dentro de este contexto y debido al trabajo previo antes mencionado, el objetivo

de este capítulo ha sido mejorar nuestro conocimiento de la reacción de Bischler o de

Bischler-Möhlau para entender la razón de su regioquímica y explorar el alcance de esta

reacción potencialmente interesante, que ha sido prácticamente ignorada en la reciente

literatura sobre indoles9.

Tendiendo en cuenta que se ha estudiado dicha reacción usando la irradiación de

microondas, a continuación se muestra una breve explicación acerca de esta técnica.

8 Sridharan, V.; Perumal, S., Avendaño, C.; Menéndez, J. C. Synlett 2006, 91 9 Napper, A. D.; Hixon, J.; McDonagh, T.; Keavey, K.; Pons, J.-F., Barker, J.; Yau, W. T.; Amouzegh, P.;

Flegg, A.; Hamelin, E.; Thomas, R. J.; Kates, M.; Jones, S.; Navia, M. A.; Saunders, J. O.; Distefano, P.

S.; Curtis, R. J. Med. Chem. 2005, 48, 8045.


87

3.1.2 Síntesis asistida por microondas.

El uso de la irradiación por microondas como fuente de calor es un

procedimiento alternativo de introducción de energía en los procesos de síntesis química

que está cobrando gran importancia en los últimos años. Las tradicionales técnicas de

calentamiento, como los baños de aceite, están siendo sustituidas por el uso de

irradiación por microondas. Se ha observado un aumento en el número de publicaciones

científicas que emplean esta radiación electromagnética como fuente de energía10

(Figura 3.4).

Además, se puede observar que esta técnica reduce los tiempos de reacción de

horas a minutos mejorando los rendimientos y la selectividad11.

Figura 3.4. Publicaciones en síntesis orgánica asistida por microondas (1986-2004).

10 a) Mingos, D. M. P.; Whittaker, A. G.; Microwave Dielectric Heating Effects in Chemical Synthesis, in

Chemistry under Extreme or non Classical Conditions, Ed. R. van Eldik and C. D. Hubbard, John Wiley

& Sons, New York, 1997, 479. b) Microwaves in Organic Synthesis, Ed. Loupy, A. Wiley-VCH,

Weinheim, 2002. c) Hayes, B. L; Microwave Synthesis: Chemistry at the Speed of Light, CEM

Publishing, Matthews, N. C., 2002. d) Varma, R. S. Microwave Technology-Chemical Synthesis

Applications, Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, J. Wiley & Sons, Inc., 2003. 11 Stuerga, D.; Gonon, K.; Lallemant, M. Tetrahedron, 1993, 49, 6229.

Introducción. 88

En el espectro electromagnético, la región microondas se encuentra entre la

radiación infrarroja y las ondas de radio, en un rango de frecuencias entre 0,3 GHz y

300 GHz y longitudes de onda entre 1 cm y 1 m.

3.1.2.1 Principios teóricos de la radiación microondas

Algunos sólidos o líquidos son capaces de transformar energía electromagnética

en calor al aplicarles calefacción dieléctrica con microondas. Este modo de conversión

de la energía in situ tiene muchos atractivos en química, ya que su magnitud depende de

las propiedades dieléctricas de las moléculas, por lo que se podrá producir un

calentamiento selectivo.

La radiación electromagnética está formada por una componente eléctrica y otra

magnética y es afectada por las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia con la

cual entra en contacto. Las componentes eléctrica y magnética son capaces de generar

calor gracias a dos mecanismos: polarización dipolar y conducción iónica.

En general, compuestos con constantes dieléctricas elevadas tienden a calentarse

rápidamente con microondas, mientras que sustancias menos polares o compuestos sin

momento dipolar absorberán poco. Esto sucede así porque las moléculas que presentan

un momento dipolar permanente se podrán orientar por rotación, de acuerdo al campo

eléctrico aplicado, total o parcialmente. Esta capacidad de orientarse depende de

propiedades dieléctricas como la permitividad del material, ε (que se expresa relativa al

vacío como εv) y la constante dieléctrica, ε’. El calentamiento del material se produce

por procesos de fricción12 que se producen entre las moléculas polares, cuya velocidad

rotacional se ve aumentada por causa de la radiación microondas. La fricción con

moléculas próximas debido a esta rotación provoca la generación de calor (Figura 3.5).

12 a) Gurevich, V. L.; Tagantsev, A. K., Adv. Phys., 1991, 40, 719. b) Tagantsev, A. K., App.

Phys. Lett., 2000, 76, 1182.


89

Figura 3.5. Mecanismo de polarización dipolar.

Además, existen procesos de conducción iónica, puesto que los iones tienden a

desplazarse debido al campo eléctrico. El calor se genera por fricción, dependiendo del

tamaño, carga y conductividad de los iones y sus interacciones con el medio.

Lógicamente, el efecto de la conducción iónica es mucho más acusado cuando tenemos

líquidos iónicos en el medio13.

Figura 3.6. Mecanismo de conducción iónica.

Cossío y col. han desarrollado un estudio del efecto que genera la radiación de

microondas14 sobre los estados de transición de una reacción llegando a la siguiente

expresión (Figura 3.7):

1313 Microwave Assisted Organic Synthesis. Ed. J. P. Tierney & P. Lidström. Blackwell Publishing, CRC

Press. 2005. 14 Cossío, F. P.; Rivacoba, A.; Lopez, X.; Díaz-Ortiz, A.; de la Hoz, A., enviado para su publicación.

- E

Introducción. 90

Figura 3.7. Efecto que genera la radiación de microondas sobre los estados de

transición de una reacción.

donde:

P: Potencia que se transmite al medio de reacción.

µ: Momento Dipolar del estado de transición.

E: Intensidad del campo eléctrico.

a3 : Volumen de la cavidad esférica del TS.

η: Viscosidad del medio.

Lo que se observa es que la potencia transmitida al medio de reacción es

proporcional al cuadrado del momento dipolar del estado de transición. Por lo tanto

cuanto más polares sean los estados de transición que participan en la reacción mayor

será la potencia transmitida.

aPdiss

Ε=

2

ηµ

π 3

0

2

321

o


91

3.1.2.2 Radiación microondas frente a calefacción térmica convencional.

La radiación microondas presenta muchas ventajas15 frente a los métodos de

calefacción tradicionales. Una de las principales ventajas es la disminución en los

tiempos de reacción, ya que la eficiencia de transmisión energética es mayor cuando

existe, al menos, una especie polar en el medio proveniente de las microondas.

Otra gran ventaja es la posibilidad de efectuar reacciones en condiciones más

enérgicas de presión y temperatura, observándose grandes aceleraciones en las

velocidades de reacción16.

El uso de la radiación de microondas suele llevar asociado una minimización de

reacciones secundarias, por lo que los rendimientos suelen ser más elevados que con los

métodos de calefacción tradicionales. Además existe la posibilidad de trabajar sin

disolvente, lo que supone una mejora en lo que a vertidos se refiere, siguiendo los

principios de la Química Verde17. Ésta propone alternativas de bajo impacto ambiental,

como el uso de disolventes alternativos o ausencia de éstos, el diseño de productos más

seguros, uso de reactivos que no contaminen, así como el uso de materias primas

alternativas, siempre basándose en el principio básico de que es mejor la prevención de

la contaminación que el tratamiento posterior de los residuos.

Otro punto a considerar es que los materiales interaccionan de distinta manera

con la radiación microondas dependiendo de la polaridad de éstos, por lo que podemos

llevar a cabo un calentamiento selectivo de las especies polares, que puede llevar

asociado cambios en la regioselectividad de los procesos. Estos efectos no térmicos han

llevado a muchos autores a postular el denominado efecto microondas18.

15 a) Kappe, O.; Larhed, M., Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 7666. b) Nüchter, M.; Ondruschka, B.;

Bonrath, W.; Gum, A., Green Chem., 2004, 6, 128. c) Lidström, P.; Tierney, J.; Wathey, B.; Westman, J.,

Tetrahedron, 2001, 57, 9225. 16 Baghurst, D. R.; Mingos, M. P., Chem. Soc. Rev., 1991, 20, 1. 17 a) Anastas, P. T.; Warner, J. C., Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, New

York, 1988. b) Anastas, P. T.; Williamson, T. C., Green Chemstry: Frontiers in Benign Chemical

Synthesis and Proceses, Oxford University Press, New York, 1988. 18 a) Jacob, J.; Chia, L. H.; Boey, F. Y., J. Mater. Sci., 1995, 30, 532. b) Berlan, F. J.; Giboreau, P.;

Lefeuvre, S.; Marchand, C., Tetrahedron Lett., 1991, 32, 2363. c) Langa, F.; de la Cruz, P.; de la Hoz, A.;

Díaz-Ortiz, A.; Díez-Barra, E., Cont. Org. Synt., 1997, 373.

Introducción. 92

Por último, si se realiza un estudio del gradiente de temperatura en el medio de

reacción en condiciones de microondas y se compara con el obtenido con los métodos

de calefacción tradicionales se puede observar que estos gradientes están invertidos19

(Figura 3.8).

Figura 3.8. Figura tomada de Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6250, en la que

se ven los gradientes de temperatura invertidos entre condiciones microondas y baño

de aceite.

En condiciones tradicionales el calor se transmite desde el exterior hacia el

interior por convección y conducción. Sin embargo, en condiciones de radiación

microondas el calor se origina por el contacto de las moléculas con dicha radiación en el

medio de reacción y este calor interno se transmite hacia el exterior (Figura 3.8).

La energía de microondas se disipa directamente sobre la muestra calentada, por

lo tanto el interior del objeto puede calentarse sin mediación de calefacción conductiva

y generalmente las temperaturas en el interior del objeto suelen ser superiores a las de la

superficie. Por esto la calefacción con microondas es una calefacción volumétrica ya

que se calienta el volumen del material y no la superficie. De ahí que sea ventajoso

emplear recipientes cilíndricos que tienen baja relación superficie/volumen, en vez de

recipientes esféricos en los cuales esta relación es grande.

19 C.O. Kappe, Angew. Chem. Int Ed., 2004, 43, 6250.


93

3.1.2.3 Reactores de microondas.

Todos los dispositivos de microondas tienen dos componentes principales: Un

generador de microondas (magnetrón) y un aplicador. La conexión de ambos

componentes convierte la energía eléctrica en microondas. El magnetrón consiste en un

cátodo calentado y un ánodo, separados en un alto vacío por una diferencia de potencial

elevada (4kV), colocado todo en un campo magnético axial. Los electrones se emiten

desde el cátodo y se aceleran hasta el ánodo mediante el potencial eléctrico entre ellos.

El campo magnético hace que los electrones sigan trayectorias curvas espirales

alejándose del cátodo.

El ánodo tiene un número par de cavidades (normalmente ocho), cada una de las

cuales se comporta como un circuito regulado. Cada cavidad actúa como un oscilador

eléctrico que resuena a una determinada frecuencia específica. En dichas cavidades, la

energía de los electrones se convierte en energía de radiofrecuencia. La eficacia

energética del magnetrón es del orden del 60 %.

El aplicador tiene la finalidad de asegurar la transferencia de la energía

electromagnética al material de la muestra. Su diseño depende de la naturaleza, forma y

dimensiones del material a tratar. Para materiales de gran volumen, el aplicador es una

cavidad de dimensiones grandes comparadas con las del material y la longitud de onda.

La forma del campo eléctrico formado por las ondas estáticas dentro de la cavidad

puede ser muy compleja. Algunas áreas pueden recibir una gran cantidad de energía y

otras casi ninguna. Para asegurar una distribución homogénea, a menudo se usa un

sistema de agitación para mover la zona de máxima potencia por toda la cavidad. Haya

muestra o no, las microondas se reflejan en las paredes produciendo una forma compleja

de ondas estáticas. Se debe asegurar la reproducibilidad del proceso al colocar la

muestra ya que si es pequeña, puede ocupar zonas de muy diferente densidad de campo.

La potencia de microondas que sale del magnetrón es constante y el horno se

controla conectando y desconectando cíclicamente el magnetrón. Cuando el material

absorbe mal la energía de microondas y se dispone de poca muestra el horno multimodo

(Figura 3.9, A) no es el más adecuado. En este caso debe utilizarse una cavidad

monomodo (Figura 3.9, B), ajustada a las características del material.

Introducción. 94

Figura 3.9. A) Reactor multimodo. B) Reactor monomodo.

En un horno monomodo la radiación se enfoca hacia la muestra a través de una

guía de ondas, aprovechándose de este modo más eficazmente la radiación (Figura

3.10). Se tiene además un control más preciso de la potencia. Un horno monomodo

permite colocar la muestra frente a un campo mucho mayor que el que se obtiene en un

horno multimodo. Los reactores monomodo de haz focalizado pueden ser modificados

para medir y controlar la temperatura de la reacción.

Antena

Guía de ondas

Muestra Magnetrón

Antena

Muestra

Magnetrón

A

B


95

Figura 3.10. Cavidad circular de un microondas monomodo. Figura tomada de la

página web de Cem. Ltd.

3.1.2.4 Química sostenible

Como se ha comentado en el apartado anterior, en los últimos años se ha

intentado diseñar técnicas sintéticas medioambientalmente benignas.

Uno de los grandes problemas de la química en la actualidad es la necesidad de

utilizar grandes cantidades de disolventes, especie inactiva en muchos procesos y cuya

función principal es la de homogeneneizar los crudos de reacción, pero con una

toxicidad y/o peligrosidad elevada, que aumenta la cantidad de residuos derivados de

dichos procesos.

Para solucionar dicho problema existen dos alternativas: utilizar disolventes de

toxicidad y peligrosidad escasa o nula, o bien diseñar procesos de tal forma que sea

innecesario el uso de disolventes. Gran parte de los problemas asociados al uso de

disolventes corresponden a su elevada presión de vapor, que combinada con su alta

inflamabilidad los convierte en sustancias de elevada peligrosidad.

Introducción. 96

Por tanto, la posibilidad de trabajar en ausencia de disolvente supone una

alternativa potencialmente interesante. En la actualidad una gran cantidad de productos

químicos se obtienen en estas condiciones20. Esta técnica produce un aumento de la

velocidad de reacción, que es dependiente de la concentración de los reactivos, y en este

caso es máxima. Además las condiciones de reacción son más suaves y no es necesaria

una energía adicional para calentar el disolvente. Como no se usa disolvente se puede

emplear temperaturas de reacción elevadas. Normalmente, la temperatura máxima de

reacción viene marcada por el punto de ebullición del disolvente, limitación inexistente

en estas técnicas. Además pueden llegar a observarse modificaciones en la selectividad.

Las interacciones débiles que pueden verse enmascaradas por efecto del disolvente, son

observables, en algunos casos, en ausencia del mismo. Por último los procesos de

extracción y purificación se mejoran considerablemente.

20 Tanaka, K.; Toda, F., Chem. Rev., 2000, 100, 1025.


97

3.2 Estudio del mecanismo de la reacción de Bischler-Möhlau.

La síntesis de Bischler-Möhlau se basa en una reacción entre una 1H-anilina no

sustituida y una α-cetona halogenada para dar como producto final 1H-arilindoles. En

este proceso la regioquímica de la reacción no es obvia, por lo que antes de empezar con

los estudios experimentales se hizo un estudio exhaustivo del mecanismo de la reacción.

3.2.1 Mecanismo de la reacción.

A pesar de su simplicidad formal, el mecanismo de la reacción de Bischler no

está claro porque la reacción puede tomar muchos caminos al mismo tiempo. Esta

reacción presenta dos posibles familias de mecanismos dependiendo de la etapa de

ciclación. En la primera familia, la α-halocetona 13a puede reaccionar con un

equivalente de la base o con la anilina 12a dando lugar a la producción de los

intermedios imínicos, cuya reacción de ciclación via SN2 [5-exo-tet] (Esquema 3.2,

pasos A, B) debe conducir a los NH-indoles-2 sustituidos 14a.

NH2Br

Ph

O

NH

Ph+NR3

12a 13a 14a

13

NR312

H2O

N

X

N

H

Ar

Ar

12

H2O

NR3

A

B

NAr

NR3

X

NH

Ar

14a

NR3

X NHR3

R3N Ar

OX

N

NR3

Ar

X

Esquema 3.2. Primer mecanismo posible de la reacción de Bischler-Möhlau.

Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 98

La segunda familia de mecanismos posibles consiste en la reacción inicial SN2

entre la anilina 12a y la α-halocetona 13a para dar lugar a las 2-aminocetonas seguida

de una reacción AN2 [5-exo-trig], dando lugar al 1H-indol 15a sustituido en la posición

3. Para la obtención del producto 14a, antes de la reacción de adición tiene que haber

una transformación del intermedio aminocetónico a los aldehídos correspondientes bajo

catálisis ácida o en condiciones neutras21. La posterior adición AN2 [5-exo-trig] al

aldehído da lugar a la obtención del NH indol 2-sustituido 14a (Esquema 3.3).

NH2X

Ar

O

NH

+NR3

12a 13a15a

Ar

NH

OAr

NR3

X NHR3

NH

H OHAr

X

NH

Ar

15a

D

NR3

X NHR3 +H2O

14a

NR3

X NHR3

C

NH

O

NH

H OH

X

Ar

Ar

NH

14a

Ar

Esquema 3.3. Segundo mecanismo posible de la reacción de Bischler-Möhlau.

21 (a) Nelson, K. L.; Seefeld, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1957, 80, 5957. (b) Nelson, K. L.; Robertson, J. C.;

Duvall, J. J. J. Am. Chem. Soc. 1962, 86, 684.


99

3.2.2 Estudio computacional de la reacción de Bischler-Möhlau.

Para comprobar cual es el camino que sigue la reacción se ha llevado a cabo un

estudio computacional de las dos familias de mecanismos expuestas en el apartado

anterior, encontrándose cuatro modelos de estados de transición posibles. Los cálculos

se han realizado con una base de cálculo B3LYP/6-31G(d)+∆ZPVE. A continuación se

muestran los 4 estados de transición encontrados (Esquema 3.4).

N

NH3

N

BrN

HTS1

TS2

-NH3

-Br-

16a

16b

17a

NH

O

16c

NH

H

17b

OH

TS3HNH3

NH3

Ph

Ph

Ph

Ph

Ph

NH

O

16d

NH

H

17c

OH

TS4HNH3

NH3

PhPh

Esquema 3.4. Estados de transición encontrados mediante cálculos

computacionales.

TS1 y TS2 corresponden a los estados de transición asociados a la sustitución

nucleofilica de segundo orden y TS3 y TS4 a los estados de transición asociada a la

adición nucleofilica sobre una cetona y sobre un aldehído, respectivamente (Esquema

3.4).


Figura 3.11. Incrementos de energía de los estados de transición encontrados.

Como se puede observar en la Figura 3.11, las energías de alteración de los

estados de transición asociados a la sustitución nucleofilica SN2 son mucho más grandes

que las asociadas a la adición nucleofilica AN2. Por lo tanto, la ciclación vía SN2 [5-exo-

tet] fue descartada. Es de esperar que la reacción transcurra preferentemente por un

estado de transición TS4, pudiendo transcurrir por un estado de transición TS3 en

menor medida. Por lo tanto el mecanismo que sigue está reacción es aquél que tiene

como etapa clave una reacción AN2 [5-exo-trig], dando como mayoritario el indol 2-

sustituido 14a pudiéndose obtener también en menor proporción el producto 3-

sustituido 15a. (Esquema 3.5).


101

NH2X

Ar

O

NH

+NR3

12a 13a15a

Ar

NH

OAr

NR3

X NHR3

NH

H OHAr

X

NH

Ar

15a

D

NR3

X NHR3+H2O

14a

12a + NR3

X NHR3

C

NH

O

NH

H OH

X

Ar

Ar

NH

14a

Ar

Reordenamiento

13a

O

R3N

Ar

XNR3

12a

X NHR3

Esquema 3.5. Mecanismo calculado para la reacción Bischler-Möhlau.

Para obtener el indol 2-sustituido 14a tiene que haber una etapa de

reordenamiento del intermedio aminocetónico para dar lugar al aldehído 16d. En la

literatura21 existe un mecanismo propuesto que aparece en el siguiente esquema.

16d

18 19 20

2122

PhNH2

PhH2N

O

PhNHPhH2N

OH

Ph

Ph-PhNH2

HO Ph

N PhH

HH

HO Ph

N PhH

H

-PhNH3+O Ph

N HH

O Ph

NHPh

H

H

H

Esquema 3.6. Mecanismo propuesto por Nelson et al.21


La exploración computacional de dicho mecanismo nos llevó a proponer el

mecanismo modificado siguiente:

PhNH2

PhH2N

O

PhNHPhH2N

OH

Ph

Ph-PhNH2

HO Ph

N PhH

HH

HO Ph

N PhH

H

-PhNH3+O Ph

N HH

O Ph

NHPh

H

H

H

TS5

16d

18 19 20

2122

H2NH

Ph

17c

17b

PhNH2

NH

Ph

O

N HPh

16c

H2NH

Ph

NH

15a

Ph

14a

-PhNH2

-PhNH2

Esquema 3.7. Mecanismo propuesto a partir de datos computacionales.

En este mecanismo en primer lugar se da la adición nucleofílica del segundo

equivalente de la anilina al intermedio catiónico 18. Una reacción intramolecular SN2 en

el intermedio 19 conduce al intermedio del oxirano protonado que conlleva al catión

estabilizado 21 cuya reacción E1 e isomerización cetoenólica conduce al aldehído 16d.

Se ha realizado un estudio computacional de dicho proceso, obteniéndose la energía de

los estados de transición y las barreras de activación de dicho proceso. Se puede

observar que el intermedio 21 es más estable que el intermedio aminoalcohólico 19

(Figura 3.12).


103

Figura 3.12. Energías y barrera de activación del proceso clave en la etapa de

reordenamiento. Estructuras completamente optimizadas (teoría del nivel de B3LYP/6-

31G*) asociadas a los transformación 19 → 21 (Esquema 3.7). Las distancias de

enlace se dan en Å y la energía de Gibbs (B3LYP/6-31G* AZPVE) en Kcal/mol.

Se ha explorado de forma intensa la energía potencial asociada a esta transición

particular y no se ha podido localizar y caracterizar el epóxido protonado 20, tanto en

fase gas como en disolución. En su lugar, todas nuestras tentativas han conducido a la

conversión directa de 19 → 21. Dicha transformación transcurre a través del estado de

transición TS5. En este estado de transición la salida de la anilina va seguida de la

formación del enlace O1-C2. El proceso es exotérmico debido a la estabilización del

centro C3. Así, la distancia en enlace C3-N5 en 21 es perceptiblemente más corta que lo

computada para 19 (Figura 3.12).

21 19


Otra vía posible para la formación de los 1H-indoles-2-sustituidos consiste en la

deshidratación del intermedio 19 para dar la imina intermedia 2322.La tautomerización

de esta imina al intermedio isomérico 25 y la posterior ciclación vía [5-exo-trig] da

lugar al intermedio 27, el cual, mediante la eliminación de un equivalente de anilina,

genera el 2-fenil-1H-indol 14a (Esquema 3.8). La exploración computacional de esta

vía mecanística para obtener el zwitterión 26 a partir del intermedio 25 no dio como

resultado un estado de transición energéticamente accesible, probablemente por el coste

energético asociado a la separación de carga y la menor electrofilia del residuo imínico

neutro. Sin embargo, la activación de la imina con un equivalente de HBr dio lugar al

estado de transición TS6.HBr (Figura 3.13), en el cual el enlace C1-H está ligeramente

relajado con respecto al precursor 25.HBr. Nuestros estudios también muestran que el

intermedio 27.HBr se puede obtener directamente al abstraer el bromo el protón del

posible intermedio catiónico cíclico, con lo que se recupera espontáneamente la

aromaticidad del grupo arilo indólico. La barrera de activación calculada para esta etapa

es comparable a las obtenidas para los procesos 16c,d→17b,c, vía TS3, 4 (Esquema

3.4) y significativamente menor que la asociada a 19→21 vía TS5 (Figura 3.12). Así

pues, podemos concluir que la formación de los 1H-indoles 2-substituidos, por lo menos

en presencia de un exceso de anilina, transcurre mediante el mecanismo mostrado en el

Esquema 3.8.

22 (a) Black, D. St C.; Bowyer, M. C.; Ivory, A. J.; Kim, M.; Kumar, N.; McConnell, D. B.; Popiolek, M.

Aust. J. Chem. 1994, 47, 1741. (b) Black, D. St C.; Rothnie, N. E.; Wong, L. C H. Aust. J. Chem. 1983,

36, 2407. (c) Black, D. St C.; Kumar, N.; Wong, L. C. H. Aust. J. Chem. 1986, 39, 15.


105

NHPhHN

HO Ph

NHPhN-H2O

Ph

NHPhHN

Ph

19' 23 24

NPhHN

Ph

25

H

NPh

HN

Ph

26

H

NHPh

HN

Ph

27

14a

TS6-PhNH2

Esquema.3.8. Formación de indoles 2-sustituidos a partir de intermedios imínicos.

Figura 3.13. Todas las estructuras optimizadas (nivel de teoría B3LYP/6-31G*)

asociadas con la transformación 25→27 (Esquema 3.8). Las distancias y ángulos de

enlace están dados en Å y grados. Las energías relativas de Gibbs han sido calculadas

con niveles de teoría B3LYP/6-31G*+∆ZPVE y están dadas en kcal/mol.

25.HBr 27.HBr


En resumen, la relación cinética 14:15 obtenida en la reacción de Bischler-

Möhlau surge de un complejo proceso que depende de las energías de activación

relativas asociadas al posible proceso [5-exo-trig] que tiene lugar. Es también

importante señalar el hecho de que las diferentes etapas descritas en los Esquemas 3.5-

3.8, implican intermedios de reacción y estructuras de transición de carácter muy polar.

Por lo tanto, el conjunto de la reacción constituye un candidato apropiado para el uso de

técnicas de aceleración asociada a microondas, incluso en la ausencia de disolventes que

tengan un alto valor tangente de pérdida.23,24

23 (a) Gabriel, C.; Gabriel, S. ; Grant, E. H. ; Halstead, B. S. J.; D. M .P. Chem. Soc. Rev. 1998, 27, 213.

(b) Mings, D. M. P. in Microwave-Assisted Organic Synthesis; Lindstrom, P. ;Therney, J. P. Eds.;

Blockweel Publishing, Oxford, 2004, chapter 1. 24 (a) Kappe, C. O.; Dallinger, D. Nat. Rev, Drug. Discov. 2006, 5, 51.(b) Watchey, B.; Therney, J.;

Lindstrom, P.; Westman, J. Drug Discov. Today. 2002, 7, 373. (c) Kappe, C. O.; Stadler, A. Microwaves

in Organic and Medicinal Chemistry; Wiley-VCH: Weinheim, 2005.


107

3.3 Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau.

A continuación se muestran los resultados experimentales de la reacción de

Bischler-Möhlau obtenidos en nuestro laboratorio.

3.3.1 Reacción de Bischler-Möhlau con anilinas primarias.

En primer lugar se hicieron reaccionar distintas anilinas primarias con diferentes

bromoacetofenonas usando N,N-dimetilanilina como base (Esquema 3.9).

NH

R8

R6R1

R3

R2

R4

R5

R7

NH2

R4

R1R2

R3 R8

R7

R6R5

OBr

NH

R1

R3

R2

R4

R7R8

R6

R5

R9

R9

R9N-N-dimetilanilina

Esquema 3.9. Reacción de Bischler-Möhlau.

Las anilinas usadas eran todas comerciales y la mayoría de las

bromoacetofenonas también. Sin embargo, la 2-bromo-3,5-dimetoxiacetofenona 13c no

era comercial y hubo que sintetizarla a partir de la 3,5-dimetoxiacetofenona en

presencia de bromuro cúprico a reflujo25 en acetato de etilo (Esquema 3.10).

H3CO

OCH3

OH3CO

OCH3

OBr

AcOEt, ∆, 4h

CuBr2

13c 82%

Esquema 3.10. Síntesis de la 2-bromo-3,5-dimetoxiacetofenona 13c.

Una vez obtenidos los reactivos se llevó a cabo la reacción de Bischler-Möhlau

mediante tres métodos distintos (Figura 3.14) .

25 a) Carrol L.,. Keneth Ostrum G. J.Org. Chem. 1964, 3459. b) King Diwu, Z.; Beachdel, C.; Klaubert,

D. H. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 4987. c) Brian, A., B.; Mathias, C., M.; Kenneth , D., T. J.Org. Chem.

2005, 70, 4338.


El primer método, bajo condiciones de microondas durante 10 minutos y sin

disolvente a 150 ºC con una potencia de 100 W (método A), segundo bajo condiciones

térmicas clásicas (método B) durante tres horas y usando xileno a reflujo (140 ºC) y

tercero en las condiciones semejantes a las de microondas pero de forma térmica, es

decir, se calentó la mezcla durante 10 minutos, sin disolvente a 150 ºC en un vial de

microondas pero de forma térmica con la ayuda de un baño de aceite (método C).

Figura 3.14. Métodos de la reacción de Bischler-Möhlau llevados a cabo nuestro

laboratorio.

M é todo A : Microondas10 min 150 º C, 100 W sin disolvente N,N - Dimetilanilina

M étodo B: Térmica180 min140 ºC (reflujo)xilenoN,N-Dimetilanilina

Mé todo C : T é rmica10 min 150 º C sin disolventeN,N - Dimetilanilina


109

En la Tabla 3.1 se muestran los resultados obtenidos al hacer reaccionar las

anilinas 12b-e con las α-bromoacetofenonas 13b-f (Esquema 3.11) mediante los tres

métodos y en la última columna se observa la proporción de isómeros en condiciones de

microondas y entre paréntesis la proporción en condiciones térmicas.

NH2R1

R4

R3

R2

O

R9Br

R5

R6R7

R8

+

12b: R1=R3=OMe; R2=R4=H12c: R2=R4=OMe; R1=R3=H12d: R3=OMe; R1=R2=R4=H12e: R2=OMe; R1=R3=R4=H

13b: R7=OMe; R5=R6=R8=R9=H13c: R6=R8=OMe; R5=R6=R9=H13d: R5=R7=OMe; R6=R8=R9=H13e: R5=R8=OMe; R6=R7=R9=H13f: R5=R6=R7=R8=H; R9=Me

a, b or c

R1

R4

R3

R2 NH

R9

R1

R4

R3

R2 NH

R9

R5 R6

R7

R8

R5

R6

R7R8

+

14b-j 15b-j

14,15b: R1=R3=R7=OMe; R2=R4=R5=R6=R8=R9=H14,15c: R2=R4=R7=OMe; R1=R3=R5=R6=R8=R9=H14,15d: R3=R6=R8=OMe; R1=R2=R4=R5=R7=R9=H14,15e: R2=R4=R5=R7=OMe; R1=R3=R6=R8=R9=H14,15f: R2=R4=R5=R8=OMe; R1=R3=R6=R7=R9=H14,15g: R1=R3=R6=R8=OMe; R2=R4=R5=R7=R9=H14,15h: R2=R4=R6=R8=OMe; R1=R3=R5=R7=R9=H14,15i: R2=R7=OMe; R1=R3=R4=R5=R6=R8=R9=H14,15j: R2=R4=OMe; R1=R3=R5=R6=R7=R8=H; R9=Me

Esquema 3.11. Reacción entre las anilinas 12b-e y las α-bromoacetofenonas 13b-f

mediante los tres métodos.


Tabla 3.1. Datos obtenidos en el laboratorio al realizar la reacción de Bischler-Möhlau

mediante los tres métodos propuestos.

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 % 14a % 14b % 14c 14: 15d

1 OMe H OMe H H H OMe H H 30 10 17 100:0 (100:0)

2 H OMe H OMe H H OMe H H 52 53 31 68:32 (77:23) 3 H H OMe H H OMe H OMe H 48 19 0 100:0 (100:0) 4 H OMe H OMe OMe H OMe H H 43 45 45 65:35 (82:18) 5 H OMe H OMe OMe H H OMe H 61 51 51 82:18 (100:0) 6 OMe H OMe H H OMe H OMe H 16 0 0 100:0 e 7 H OMe H OMe H OMe H OMe H 80 55 37 86:14 (90:10) 8 H OMe H H H H OMe H H 75 4 4 79:21 (50:50) 9 H OMe H OMe H H H H Me 28 43 37 40:60 (65:35)

a Método A: Microondas 10 min; 150 ºC sin disolvente; N,N-Dimetilanilina

b Método B: ∆, 180 min; reflujo con xileno (140ºC); N,N-Dimetilanilina

c Método C: ∆, 10 min; 150 ºC sin disolvente; N,N-Dimetilanilina

d Entre paréntesis se ven los resultados obtenidos con los métodos B y C.

e No se observa la formación de los productos en condiciones térmicas.

Asimismo, con la ayuda de un sensor de fibra óptica, se estudió el tiempo que

tardaba la reacción entre 12c y 13c en alcanzar los 150 ºC, observándose que se

necesitaba alrededor de 2.5 minutos con el método C, mientras que con irradiación de

microondas se alcanzaba a los 23 segundos (Gráfica 3.1).

De los resultados obtenidos cabe extraer varias conclusiones. Así, cuando los

grupos activantes están en posiciones óptimas, es decir, meta con respecto al grupo

amino, los tres métodos dan buenos rendimientos y resultados semejantes obteniéndose

como mayoritario el indol sustituido en la posición 2 (Tabla 3.2).


111

Gráfica 3.1. Temperatura interna durante los 3 primeros minutos de la reacción entre

12d y 13c.

NH2

Br

O

OMe

+PhNMe2

NH OMe

NH

MeO

+

12d 13c 14d 14d

MeO MeO MeOOMeOMe

OMe

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

t (s)

T (º

C) Calentamiento térmico

Microondas

Tabla 3.2. Resultados obtenidos con sustituyentes activantes en posiciones

óptimas.

OMe

MeO NH2

Br

O

OMe

OMe

+PhNMe2

NH

OMe

MeOOMe

MeO

NH

OMe

MeO

OMe

MeO

+

12c 13e 14f 15f

En algunos casos,

(Método) % 14f 14f:15f (A) µW, 150 ºC, 10 min 61 82:18 (B) ∆, 140 ºC, 180 min 51 100:0 (C) ∆, 150 ºC, 10 min 51 100:0


aunque los grupos metoxilo están en posiciones óptimas respecto a la amina los

rendimientos en condiciones de microondas son mucho mejores, siguiendo la misma

tendencia en cuanto a la regioquímica se refiere (Tabla 3.3).


óptimas.

NH2

Br

O

OMe

+PhNMe2

NH OMe

NH

MeO

+

12c 13c 14h 15h

OMeOMe

OMeOMe

MeO

OMe

MeO

OMe

MeO

(Método) % 14h 14h:15h (A) µW, 150 ºC, 10 min 80 86:14 (B) ∆, 140 ºC, 180 min 55 90:10 (C) ∆, 150 ºC, 10 min 37 90:10

Cuando los grupos metoxilo están en posición desfavorable respecto a la amina

se observa que los rendimientos son mucho mayores en condiciones de microondas

obteniéndose de forma mayoritaria el indol 2-sustituido. En la Tabla 3.4, se observa que

solo se obtiene el indol 2-sustituido y que con el método C la reacción no tiene lugar.


desfavorables.

NH2

Br

O

OMe

+PhNMe2

NH OMe

NH

MeO

+

12d 13c 14d 14d

MeO MeO MeOOMeOMe

OMe

(Método) % 14d 14d:15d(A)µW, 150 ºC, 10 min 48 100:0 (B) ∆, 140 ºC, 180 min 19 100:0 (C) ∆, 150 ºC, 10 min 0 --


113

Por último, cabe indicar que cuando la bromoacetofenona está sustituida en

posición alfa al carbonilo ya no se obtiene de forma mayoritaria el indol 2-sustituido

(Tabla 3.5), produciéndose un gran descenso en la regioselectividad.

Tabla 3.5. Resultados obtenidos con la bromoacetofenona sustituida en posición

alfa al carbonilo.

NH2

Br

O+PhNMe2

NH

NH

+

12c 13f 14j 15j

OMe

MeO

OMe

MeO

OMe

MeO

MeMe

Me

(Método) % 14j 14j:15j

(A) µW, 150 ºC, 10 min 28 40:60 (B) ∆, 140 ºC, 180 min 43 65:35 (C) ∆, 150 ºC, 10 min 37 65:35

Este hecho se puede explicar teniendo en cuenta el mecanismo mencionado en el

apartado anterior. Esto es debido a que en ambos casos la etapa de ciclación consiste en

una adición a una cetona y la energía de activación de los estados de transición es

similar. Por lo tanto se van a obtener mezclas de los 2 regioisomeros (Esquema 3.12).

NH

O

NH

H OH

TS4HNH3

NH3

PhPh

NH

O

NH

H OH

TS3HNH3

NH3Ph Ph

Esquema 3.12. Etapa de ciclación que se da cuando la bromoacetofenona está

sustituida en posición alfa al carbonilo.


Por otra parte, según el mecanismo indicado en el Esquema 3.8, la isomerización

de la imina interna debe de ser más fácil en presencia de un grupo distinto de hidrógeno,

aumentando así la proporción del indol 3-sustituido.

Para determinar la regioquímica de la reacción se empleó un estudio de RMN

mediante un experimento de HSQC. Dicho experimento proporciona correlaciones a

través de acoplamiento escalar a un enlace entre un protón y el carbono al que está

directamente unido. Por lo tanto, este método nos permite averiguar a qué protón está

unido cada carbono.

Se comenzó el estudio con el indol 14c y para la asignación de todas las señales

del espectro de 1H-RMN se realizó un experimento bidimensional COSY de dicho

compuesto (Figura 3.15).

Una vez asignadas las señales de dicha molécula se realizó el mismo estudio

para el indol 15c. Es decir, se hizo un experimento bidimensional COSY de dicho

compuesto y después se asignó cada señal del espectro de 1H-RMN (Figura 3.16).

De esta manera fuimos capaces de saber a qué desplazamiento químico

aparecían tanto H3 (6.80 ppm) como H2 (7.00 ppm).

Una vez localizadas dichas señales en el espectro de 1H-RMN se realizó el

experimento de HSQC de este par de moléculas para saber a qué desplazamiento

químico aparecían tanto el carbono unido a H3 como el unido a H2 (Figura 3.17).


115

NH

H7

OCH3

H5H3OCH3

H3CO

H8 H9

H8 H9

ppm (t2)6.256.506.757.007.257.507.758.00

6.25

6.50

6.75

7.00

7.25

7.50

7.75

8.00

ppm (t1

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

Figura 3.15. Asignación de las señales del espectro de 1H-RMN (CDCl3) del

indol 14c.

NH

H3

NHH3

H9 H8

H5 H7

-OCH3


H2

NH

H7

H5OCH3

H3CO

OCH3

H8

H9H9

H8

H2

ppm (t2)6.256.506.757.007.257.507.758.00

6.25

6.50

6.75

7.00

7.25

7.50

7.75

8.00ppm (t1

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

Figura 3.16. Asignación de las señales del espectro de 1H-RMN (CDCl3) del

indol 15c.

NH

NHH2

H9 H8H5 H7

NHH2

H9 H8H5 H7

-OCH3


117

Figura 3.17. HSQC de los indoles 14c (arriba), 15c (abajo).

pm (f2)4.004.505.005.506.006.507.007.50.00

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

100.0

105.0

110.0

115.0

120.0

125.0

130.0ppm (f1)

H2 NH

CH3CO

OCH3

OCH3

H2

C

pm (f2)4.004.505.005.506.006.507.007.508.0050

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

100.0

105.0

110.0

115.0

120.0

125.0

130.0

135.0

140.0

145.0ppm (f1)

H3

C

NH

C

H3CO

OCH3

OCH3

H3


Figura 3.18. HSQC de los indoles 14e (arriba), 15e (abajo).

pm (t2)4.004.505.005.506.006.507.007.50

55.0

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

100.0

105.0

110.0

115.0

120.0

125.0

ppm (t1)

H3 NH

C

H3CO

OCH3

OCH3

H3

H3CO

C

pm (t2)4.004.505.005.506.006.507.00

60.0

65.0

70.0

75.0

80.0

85.0

90.0

95.0

100.0

105.0

110.0

115.0

120.0

125.0

130.0ppm (t1)

H2 NH

CH3CO

OCH3

OCH3

H2

OCH3

C


119

A la vista del experimento se pudo deducir que el carbono unido a H3 resuena a

un desplazamiento químico de 95 ppm y el que está unido a H2 aparece a un

desplazamiento de 120 ppm. Se comparó estos desplazamientos con los encontrados en

la literatura26 para indoles 2-sustituidos26a y 3-sustituidos26b y dichos valores coincidían.

Para verificar que este hecho se cumplía en todos los casos se realizó de nuevo

todo el proceso con otro par de moléculas obteniéndose idéntico resultado (Figura 3.18).

En este caso el desplazamiento químico de H3 era de 6.80 ppm y el del carbono

unido a dicho protón era de 95 ppm y el de H2 era de 7.00 ppm y 120 ppm. Se observó

que dicha relación se mantenía en todos los casos.

Para validar el experimento de HSQC como método para poder determinar la

regioquímica de la reacción, se cristalizó la molécula 14e y mediante difracción de

rayos X se verificó la estructura exacta de dicha molécula (Figura 3.19).

14e

NHH3CO

OCH3

OCH3

OCH3

Figura 3.19. Estructura de la molécula 14e obtenida mediante difracción de

rayos X. Cristal obtenido de la molécula 14e en el laboratorio.

26 a) Liu, F.; Ma, D. J. Org. Chem. 2007, 72, 4844 . b) Zhiqiang; Z.; Zhizhi; H; Zhixiao; Y.; Peng, L.;

Haijun; C.; Yue; W.; Ren, H.; Tetrahedron. Lett. 2007, 48, 2415.


Este resultado concordaba con exactitud con lo obtenido mediante el

experimento de HSQC, por lo que para asignar la regioquímica de las demás moléculas

se utilizó la metodología de HSQC.

También se estudió el efecto de la base sobre la regioquímica de la reacción.

Como sistema modelo se eligió la reacción que tiene lugar entre 12c y 13b, para dar

lugar a 14c y 15c (Tabla 3.1, entrada 2). Los resultados se muestran en la Tabla 3.6. Se

observa que es posible ejercer un control sobre la regioselectividad de la reacción. Así,

bases fuertes como la trietilamina o la diisopropiletilamina (DIPEA), favorecen la

formación del producto 15c (Tabla 3.6, entradas 1-3), mientras que en presencia de

bases más débiles como la piridina o el nicotinato de metilo, el indol 14c es el

regioisómero más abundante (Tabla 3.6, entradas 4-6).

Tabla 3.6. Síntesis de los indoles 14 ,15c asistida por microondas y en presencia de

distintas bases.

NH2

O

Br

NH

NH

µW, 100 W150 ºC, 10 min

+ +

12c 14c 15c

MeO

OMe

OMe

OMe

MeO MeO

OMe

OMe

OMe

13b

Entrada Base 12c:13b:Base 14cb 15cb Rendimiento %c

1 Et3N 2:1:3 35 65 40 2 DIPEAa 2:1:3 35 65 45 3 DIPEA 1:1:3 0 100 36 4 Py 2:1:3 85 15 63 5 Py 1:1:3 50 50 20 6 Nicotinato de Metilo 2:1:3 78 22 22

a DIPEA: Diisopropiletilamina. b Proporción determinada por ºH-NMR sobre los crudos de reacción. c

Porcentaje del producto mayoritario.

Esta dependencia de la regioselectividad estaría en concordancia con el

mecanismo de isomerización de ambos intermedios asistido por activación del

nitrógeno, como se muestra en la Figura 3.13. Así, en presencia de una base fuerte dicha

asistencia estaría dificultada, aumentando la proporción del 3-aril-1H-indol 15c.


121

3.3.2 Reacción de Bischler-Möhlau con anilinas secundarias y terciarias.

El siguiente paso en nuestro estudio fue analizar la regioselectividad de la

reacción entre las N-alquilanilinas 12a,f-i y la α-bromoacetofenona 13a bajo

condiciones de microondas y sin disolvente (Tabla 3.7).

Tabla.3.7. Resultados con anilinas secundarias.

12a: R=H12f : R=Me12g: R=Et12h: R=i-Pr12i : R=t-Bu

15a: R=H15k: R=Me15l : R=Et15m: R=i-Pr15n : R=t-Bu

NHR

O

Br

Ph NH

PhN

Ph

R

µW, 100 W150 ºC, 10 min

+ +

14a13a

Entrada Reacción R % 14aa % 15a 1 12a+13a→14a+15a H 80 0 2 12f+13a→14a+15k Me 35 47 3 12g+13a→14a+15l Et 25 57 4 12h+13a→14a+15m i-Pr 30 34 5 12i+13a→14a+15n t-Bu 100 0

a Rendimientos de los productos aislados por cromatografía en columna.

De acuerdo con nuestros resultados, cuando la anilina 12a reacciona con la α-

bromoacetofenona 13a, sólo se obtiene, después de la etapa de reordenamiento, el 1-H-

indol 14a con buenos rendimientos bajo irradiación de microondas. En cambio, la

presencia de los grupos N-alquilo da lugar a la obtención de cantidades variables de 1-

alquil-3-fenilindoles 15k-m, sin que se produzca la etapa de reordenamiento. Existe una

excepción en la reacción. Cuando hacemos reaccionar la α-bromoacetofenona 13a con

la amina 12i, en la cual existe un grupo t-butilo, da lugar a la formación exclusiva del 2-

fenil-1H-indol 14a con rendimiento cuantitativo. Nuevamente la presencia de los 1-

alquil-3-fenil-1H-indoles es compatible con el mecanismo indicado en los Esquemas 3.3

y 3.8, ya que en el caso de las anilinas secundarias la formación de las iminas

intermedias no es posible.

Seguidamente, se estudió el comportamiento de la N,N-dimetilanilina 12j en

presencia de las α-bromocetonas 13a,b,f,g bajo condiciones de microondas, sin

disolvente y en idéntica proporción que en el experimento anterior (Tabla 3.8).


Tabla 3.8. Resultados obtenidos al hacer reaccionar la N,N-dimetilanilina 12j con las

α-bromocetonas 13,b,f,g.

NR1

O

Br

R2 NR2

N

R2

R1

µW, 100 W150 ºC, 10 min

+ +

12a,j 13a,b,f,g 14k,o-r

R1

R3R3

R3

15k,o-rR1

12a: R1=H12j : R1=Me

13a: R2=Ph; R3=H13b: R2=PMP; R3=H13f : R2=Ph; R3=Me13g: R2=CO2Et; R3=H

14,15k: R1=Me; R2=Ph; R3=H14,15o: R1=H; R2=CO2Et; R3=H14,15p: R1=Me; R2=CO2Et; R3=H14,15q: R1=Me; R2=PMP; R3=H14,15r: R1=Me; R2=Ph; R3=Me

Entrada Reacción R1 R2 R3 % 14a % 15a 1 12j+13a→14k+15k Me Ph H 0 53 2 12a+13g→14o+15o H CO2Et H 31 0 3 12j+13g→14p+15p Me CO2Et H 0 34 4 12j+13b→14q+15q Me PMPb H 0 60 5 12j+13f→14r+15r Me Ph Me 0 51


Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 3.8. Se encontró que en

presencia de la N,N-dimetilanilina 12j únicamente se obtienen los N-metilindoles 15k,o-

r. Por lo tanto, la regioquímica de la reacción de Bischler varía dependiendo del patrón

de substitución de la amina. Por ejemplo, la reacción entre la anilina 12a y la α-

bromoacetofenona 13a da lugar solamente al 2-fenil-1H-indol 14a (Tabla 3.7, entrada

1). Por el contrario, la irradiación de N,N-dimetilanilina 12j y la α-bromoacetofenona

13a resulta en la formación exclusiva del 1-metil-3-fenil-1H-indol 15k (Tabla 3.8,

entrada 1). Se observó el mismo resultado en la reacción del 3-bromo-2-oxopropanato

de etilo 13g y de las aminas 12a,j (Tabla 3.8, entradas 2 y 3). Finalmente, es interesante

observar que se obtuvo idéntico resultado con la 2-bromoprofenona 13f racémica y la

amina 12j dando lugar solamente al 1,2-dimetil-3-fenil-1H-indol 15r (Tabla 3.7, entrada

5), con un regiocontrol completo, al contrario de lo observado en la reacción entre 12c y

la α-bromoacetofenona 13f (Tabla 3.1).

Por último, se realizó una serie de experimentos en la que se analizó el resultado

de la reacción entre las N,N-dialquilaminas 12k-m y la α-bromoacetofenona 13a bajo

irradiación de microondas. Las aminas 12k y 12m no eran comerciales y hubo que


123

sintetizarlas siguiendo la metodología descrita por Hunter y colaboradores27. Para

sintetizar la amina 12k se preparó una mezcla de la N-metilanilina 12f, acetona y

acetonitrilo y se añadió cianoborohidruro sódico, hidróxido potásico y ácido acético.

Tras 2 horas de reacción, se trató la mezcla resultante, obteniéndose la correspondiente

amina 12k con un rendimiento del 63% (Esquema 3.14).

(63%)

HN O

+ CH3CN, NaCNBH3

AcOH, KOH

N

12k12f

Esquema 3.13. Síntesis de la amina 12k.

Para la síntesis de la amina 12m se utilizó el mismo método usando N-

tertbutilanilina como amina de partida. La N-tertbutilanilina 12i no era comercial por lo

que fue preparada siguiendo el método descrito por Canle y colaboradores28. En esta

reacción se hizo reaccionar n-butilitio con tertbutilamina bajo argon a -78 ºC. La mezcla

resultante se llevó a 0 ºC y se adicionó iodobenceno gota a gota. Tras 1hora de reacción

se obtuvo la N-tertbutilanilina 12i deseada con un rendimiento del 69% (Esquema 3.13).

12i

HN

H H

O+ CH3CN, NaCNBH3

AcOH, KOH

N

12m(72%)

Esquema 3.14. Síntesis de la amina 12m.

Una vez obtenidas las N, N-dialquilaminas 12k-m, se llevó a cabo la reacción de

éstas con la α-bromoacetofenona 13a bajo irradiación de microondas (Tabla 3.9).

Tabla 3.9. Resultados obtenidos al hacer reaccionar las N,N-dialquilaminas

12k-m con la α-bromoacetofenona 13a.

27 a) Hunter, D. H.; Racok, J. S.; Rey, A.W.; Zea-Ponce, Y. J. Org. Chem.,1988, 53, 1280. b) Totah, R.

A.; Hanzlik, R. P.; Biochemistry. 2004, 43, 7907. 28 Canle, M., L.; Demirtas, I.; Freire, A.; Maskill, H.; I. Mishima, M. Eur. J. Org. Chem. 2004, 5031.


12k: R1=Me; R2=i-Pr12l : R1=Et; R2=i-Pr12m: R1=Me; R2=t-Bu

15k: R1=Me15l : R1=Et

15m: R2=i-Pr15n : R2=t-Bu

NR1

O

Br

Ph N N

Ph

R2

µW, 100 W150 ºC, 10 min

+ +

12k-m 15k,l

R2

Ph

15m

R1

13a

Entrada Reacción R1 R2 Rendimientoa (%) 1 12k+13a→15k+15m Me i-Pr 16 (15k) + 30 (15m) 2 12l+13a→15l+15m Et i-Pr 23 (15l) + 12 (15m) 3 12m+13a→15k Me t-Bu 44 (15k)


Se observó que en el caso de las aminas 12k,l se obtuvieron distribuciones

similares de los 1-alquil-3-fenil-H-indoles posibles 15k-m. En cambio, cuando la amina

12m fue irradiada en presencia de 13a solamente se obtuvo el 1-metil-3-fenil-1H-indol

15k. Estos resultados indican que las anilinas trisustituidas son mucho más

regioselectivas puesto que se obtienen solamente los indoles 15 sin que tenga lugar la

etapa de reordenamiento. Esto sugiere que las N,N-dialquilanilinas no son bastante

nucleofílicas como para promover el reordenamiento propuesto en el Esquema 3.5 y en

la Figura 3.12. En lugar de ello, se forman los intermedios cuaternarios 28 (Esquema

3.15). Estos intermedios pasan a los intermedios neutros 29 y 30 dando lugar finalmente

1H-indoles 15. Nuestros experimentos indican que la distribución de los intermedios 29

y 30 es aquella que da lugar a los bromuros de alquilo más sustituidos.


125

12j-m+

13a,f-h N R3

OR4

R2R1 Br28

N R3

OR4

R2

29

N R3

OR4

R1

30

N

R4

R3

R2

N

R4

R3

R1

15

15'

-BrR1

-BrR2

Esquema 3.15. Posible mecanismo de formación de N-alquil-1-H-indoles.

3.3.3 Reacción de Bischler-Möhlau con fenilendiaminas y aminopiridinas.

Con el fin de averiguar el efecto de grupos amino adicionales en las anilinas de

partida, decidimos estudiar en primer lugar la reacción entre las α-bromobenzofenonas

13b,h y la ortofenilendiamina 31 (Tabla 3.10).

Hemos encontrado que cuando se irradia la 1,2-fenilenediamina 31 en presencia

de las α-bromoacetofenonas 13b,h, se obtienen 2-aril-quinoxalinas29 32a,b en vez de

los 7-amino-2-aril-1H-indoles 14 correspondientes. Es interesante observar que la

reacción similar en ausencia de microondas requiere para finalizar 12 h. a temperatura

ambiente30.

29 (a) Cho, C. S.; Ren, W. X.; Shim, S. C. Tetrahedron Lett. 2007, 48, 4665. (b) Yan, L. Liu, F.-W.; Dai,

G. F.; Liu, H.-M. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 609. (c) Gorbunova, E. A.; Mamedov, V. A. Russ.

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Lindsdley, C. W.; Zhao, Z.; Leister, W. H.; Robinson, R. G.; Barnett, S. F.; Defeo-Jones, D.: Jones, R.;

Martman, G. D.; Huff, J. R.; Huber, H. E.; Dugan, M. E. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 16, 761. 30 Ishida, J.; Yamamoto, H.; Kido, Y.; Kamijo, K.; Murano, K.; Mikaye, H.; Ohkubo, M.; Kinoshita, T.;

Warizaya, M.; Iwashita, A.; Mihara, K.; Matsuoka, N.; Hattori, K. Bioorg. Med. Chem. 2006, 14, 1378.


Tabla 3.10. Resultados obtenidos al reaccionar α-bromoacetofenonas 13b,h con la

ortofenilendiamina 31.

32a: R=OCH3 32b: R=NO2

13b: R=OCH313h: R=NO2

NH2

NH2

Br

O

R

+

NH

NH2

R

N

N

R

13b,h

µW, 100 W

150 ºC, 10 min 14

32a,b

31

N,N-dimetilanilina

Entrada R % 32 1 OMe 61 2 NO2 37

También se ha estudiado la reacción entre las aminas 12n,o y las α-

bromobenzofenonas 13b,h con el fin de determinar el papel que pueden desempeñar los

átomos adicionales de nitrógeno en el anillo aromático (Tabla 3.11).

Tabla 3.11. Resultados obtenidos al reaccionar aminas 12n,o con las α-

bromoacetofenonas 13b,h.

70 ºC, Al2O3, 5 min.

12n: X=CH12o: X=N

13b: R=OCH313h : R=NO2

33a: X=CH, R=OCH3 33b: X=CH, R=NO2 33c: X=N, R=OCH3

X

N

NH2

Br

O

R

+N

X

NH

R

13b,h

14

33a-c

12n,o

X

N

NR

µW, 70 W, 50 psi

Entrada X R % 33 1 CH OMe 70 2 CH NO2 61 3 N OMe 75


127

Esta reacción ha sido estudiada por varios autores bajo condiciones térmicas31 y

muy recientemente bajo irradiación de microondas32. En este último caso, Dimauro y

colaboradores32a irradiaron mezclas de reacción que contenían la α-bromoacetofenona

13a y la 2-aminopiridina en presencia de derivados de ésteres borónicos a 130 ºC en

etanol como disolvente durante 30 minutos, mientras que Lisheng y colaboradores32b

llevaron a cabo la reacción usando cloruro de titanio (IV) como agente deshidratante.

Ponnala y colaboradores33 realizaron la síntesis de estos heterociclos usando Al2O3

como soporte sólido bajo condiciones térmicas. A la vista de estos resultados, se decidió

probar la misma reacción bajo irradiación de microondas y se observó que trabajando en

ausencia de disolvente y en presencia del Al2O3 solamente se requerían 5 minutos para

realizar la reacción entre los compuestos 12n,o y 13b,h (Tabla 3.11), trabajando a 70

W, 70º C y 50 psi. Por lo tanto, estas condiciones parecen ser muy convenientes para la

síntesis de 2-arilimidazo[1,2-a]piridinas como 33a, y pirimidinas como 33c. Se pensó

que en estos casos la reacción procedía a través del ataque nucleofílico del átomo del

31 (a) Kawamoto, T.; Kato, N.; Chem. Lett. 2006, 35, 270. (b) Feng, D.; Fisher, M.; Liang, G.-B.; Qian,

X.; Brown, C.; Gurnett, A.; Leavitt, P. S.; Liberator, P. A.; Mathew, J.; Misura, A.; Samara, S.; Tamas,

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Galther, C.; Allouchi, H.; Snoeck, R.; Andrei, G.; Declerq, E.; Balzarini, J.; Gueiffier, A. Bioorg. Med.

Chem. 2002, 10, 941. 32 (a) Dimauro, E. F.; Vitullo, J. R. J. Org.Chem. 2006, 71, 3959. (b) Lisheng, C.; Chad, B.; Sinclair, K.;

Cuevas. J.; Pike, V. W. Synthesis 2006, 133. 33 Ponnala, S.; Kumar, S. T. V. S. K.; Bhat, B. A.; Sahu, D. P. Synth. Commun. 2005, 35, 901.


nitrógeno presente en los heterociclos aromáticos, según el mecanismo propuesto por

Hand y colaboradores34 (Esquema 3.16).

N

NH2

Br

ArO+

N

N

OAr

H HBr

N

NH2

O

Ar

Br

N

Br

NH

N

N

N

12n 13

33

Int1* Int2*

Ar

OHAr

Esquema 3.16. Mecanismo propuesto por Hand y colaboradores. Los intermedios Int1*

y Int2* han sido descritos por los mismos autores (Tetrahedron, 1982, 38, 49).

34 Hand, E. S.; Paudler, W.W. Tetrahedron, 1982 , 38, 49.


129

3.4 Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos.

En este apartado se aborda el diseño y síntesis de arilindoles análogos al

resveratrol y otros trans-estilbenos obtenidos mediante la síntesis de Bischler-Möhlau

asistida por microondas. Se muestra la funcionalización de algunos indoles sintetizados

en el apartado anterior. Además se exponen los ensayos biológicos realizados con

algunas de las moléculas sintetizadas. Para comprender la importancia de sintetizar

moléculas análogas al resveratrol y estudiar las propiedades de esta familia, a

continuación se muestran las características más importantes del resveratrol y de otros

trans-estilbenos.

3.4.1 Introducción

El (E)-resveratrol (3,4’,5-trans-trihidroxiestilbeno) (Tabla 3.12, entrada 1),

derivado polihidroxilado del trans-estilbeno, pertenece a una clase de moléculas

llamadas fitoalexinas, las cuales son sintetizadas por las plantas como mecanismo de

defensa frente a infecciones de patógenos y frente a daños ocasionados por condiciones

adversas, como el estrés medioambiental, las radiaciones ultravioleta, etc.35. Este

compuesto natural se puede encontrar en frutas o plantas asociadas con la dieta humana

tales como los cacahuetes y uvas. Además tiene muchas propiedades biológicas y

terapéuticas35,36. Así, se ha demostrado que el resveratrol previene las enfermedades

cardiovasculares37,38,39,40 y tiene actividad antiinflamatoria41, antiviral42 y

35 a) Signorelli, P.; Ghidoni, R. J. Nutr. Biochem. 2005, 16, 449. b) Kundu, J. K.; Surh, Y.-J. Mutat. Res.-

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S.; Rajtar, G.; Manarini, S.; Celardo, A.; Rotillo, D.; de Gaetano, G.; Evangelista, V.; Cerletti, C. Br. J.

Pharmacol. 1998, 123, 1691.

Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos. 130

neuroprotectora43 (enfermedad de Alzheimer y demencia). Asimismo, está bien

documentado su papel como agente quimiopreventivo y quimioterápico en el ámbito del

cáncer44.

Algunas de las propiedades anteriores también han sido observadas en otros

trans-estilbenos de origen natural (entradas 2-4 de la Tabla 3.12) como el

pteroestilbeno45, el piceatanol46,47 (también conocido como astriginina48) y la

isorhapontigenina49, así como en derivados o metabolitos del resveratrol (entradas 5 y 6

de la Tabla 3.12) como la piceida, la viniferina, el resveratrol-3-sulfato, el resveratrol-3-

o-glucurónido y el dihidroresveratrol. Además, los análogos fluorados y metoxilados de

estos compuestos son candidatos interesantes para el descubrimiento de nuevos

tratamientos quimiopreventivos y terapeúticos del cancer50 (Figura 3.20).

39 Li, H. F.; Chen, S. A.; Wu, S. N. Cardiovasc. Res. 2000, 45, 1035. Bradmante, S.; Barenghi, L.; Villa,

A. Cardiovasc. Drug Res. 2004, 22, 169. 40 a) Lin, M. T.; Yen, M. L.; Lin, C. Y.; Kuo, M. L. Mol. Pharmacol. 2003, 64, 1029. b) Pendurti, U. R.;

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Gebbia, N.; Abadesa, V.; Crosta, L.; Barucchello, R.; Grisolia, G.; Invidiata, F.; Simoni, D. Int. J.

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Grimaudo, S.; Tolomeo, M. J. Med. Chem. 2003, 46, 3546.


131

Tabla 3.12. Trans-estilbenos de origen natural.

R2

R4

R3

R1

R5 R6

R7

Sustituyentes Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 1 Resveratrol H OH H OH H H OH 2 Pteroestilbeno H OCH3 H OCH3 H H OH 3 Piceatanola H OH H OH H OH OH 4 Isorhapontigenina H OH H OH H OCH3 OH 5 Piceidab H OH H X H H OH 6 Viniferinab Y H OH H H OH

a También conocido como Astriginina.

La carcinogénesis es un proceso que va desde el origen hasta la formación de un

tumor cancerígeno y consta de tres etapas distintas: iniciación, promoción y

progresión51 (Figura 3.20).

La primera etapa que se da en la carcinogénesis es la iniciación y consiste en un

proceso irreversible que comienza cuando las células sanas son dañadas por sustancias

cancerígenas. Éstas provocan daños en el ADN celular, que o no se repara o es mal

reparado. La actividad del resveratrol en la etapa de iniciación de la carcinogénesis

puede atribuirse a su capacidad para inhibir la activación metabólica de las sustancias

cancerígenas y a la alteración, por parte de éstas, del ADN52,53,54, así como la

51 Sur, Y-J. Mutat. Res. 1999, 428, 305. 52 a) Cadenas, S.; Barja, G. Free Radic. Biol. Med. 1999, 26, 1531. b) Jang, M.; Pezzuto, J. M. Cancer

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C. Mol. Pharmacol. 1999, 56, 760.

OHO

HOOH

O

OH

OOH

HOOH

Y =b X =


estimulación de la actividad de las enzimas metabólicas de fase II54, encargadas de la

eliminación, entre otros, de los compuestos cancerígenos.

Figura 3.20. Representación esquemática de la acción del resveratrol en el proceso de

carcinogénesis.

La siguiente etapa es la promoción de la carcinogénesis y es un proceso

reversible que implica cambios en las cascadas de transducción de las señales celulares

dando lugar a una expresión anormal de los conjuntos de genes que controlan la

proliferación y crecimiento celular, favoreciendo así la replicación incontrolada de la

célula tumoral inicial y la formación de una colonia de células tumorales premalignas.

Existe una relación causal entre la inflamación y la promoción tumoral, de

manera que las enzimas que participan en los procesos proinflamatorios, como la

ciclooxigenasa COX-2 o la forma inducible de la enzima óxido nítrico sintetasa iNOS,

están implicadas en la aparición de ciertos tipos de cánceres. La COX-2, al igual que su

isoforma COX-1, se encarga de transformar el ácido araquidónico en prostaglandinas,

las cuales se sabe que estimulan la proliferación y la angiogénesis tumoral, así como la

54 Szaefer, H.; Cichoki, M.; Brauze, D.; Baer-Dubowska, W. Nutr. Cancer 2004,48, 70.

Sustancia cancerígena

Sustancia cancerígena activada

Célula normal

Activación metabólica Iniciación

(1-2 días)

Promoción (>10 años)

Secreción

Desintoxicación

Progresión (>1 año)

RESVERATROL

Célula iniciada

Células tumorales premalignas

Células tumorales malignas


133

desactivación de la respuesta inmune55. Sin embargo, mientras que los niveles de COX-

1 son iguales en las células normales y en las cancerosas, la concentración de COX-2 es

mucho mayor en estas últimas que en las sanas. Esta sobreexpresión de COX-2 está

inducida por estímulos proinflamatorios y mitogénicos. La enzima iNOS, por su parte,

promueve el crecimiento tumoral y la metástasis, por medio de la estimulación de la

angiogénesis, migración e invasión tumoral56.

Por lo tanto, la actividad anticancerígena del resveratrol en la etapa de

promoción se debe a su capacidad de bloquear la transcripción y expresión de las

enzimas COX-257 e iNOS58, inhibiendo, de esta manera, su actividad.

La última fase de la carcinogénesis es la progresión y consiste en un proceso

irreversible, donde se producen nuevas alteraciones genéticas en las células tumorales,

aumentando sus capacidades proliferativas, invasivas y metastáticos. Este proceso daría

lugar a un tumor maligno con capacidad metastática.

Se ha encontrado que las propiedades anticancerígenas del resveratrol también

están relacionadas con su habilidad de detener el ciclo celular y de inducir la apoptosis

en las células tumorales59, además de sus propiedades antioxidantes60.

55 a) Gasparini, G.; Longo, R.; Sarmiento, R.; Morabito, A. Lancet Oncol. 2003, 4, 605. b) Pai, R.;

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Por otra parte, el resveratrol es capaz de inhibir la metástasis61, actuando en

varias de sus etapas, como la angiogénesis62 o la adhesión celular.

Debido al enorme potencial terapéutico del resveratrol, en los últimos años se

han obtenido mediante síntesis química diversos análogos de dicho compuesto,63

(Figura 3.21). Sin embargo, la mayoría de ellos preservan la estructura del trans-

estilbeno, con lo que mantienen la inestabilidad química y configuracional del resveratrol

original, además de una baja biodisponibilidad, por lo que dificulta su síntesis y uso

terapéutico.

Figura 3.21. Análogos del resveratrol obtenidos por distintos grupos.

61 a) Kimura, Y.; Okuda, H. J. Nutr. 2001, 131, 1844. b) Kozuki, Y.; Miura, Y.; Yagasaki, K. Cancer

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Simoni, D.; Rondanin, R.; Baruchello, R.; Bonora, C.; Buscemi, F; Grimaudo, S.; Tolomeo, M. J. Med.

Chem. 2003, 46, 3546. e) Kim, S.; Ko, H.; Park, J. E.; Jung, S.; Lee, S. K.; Chun, Y.-J. J. Med. Chem.

2002, 45, 160. f) Eddarir, S.; Abdelhadi, Z.; Rolando, C. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 9127.

HO

OH

OH

NHOOCH2CO

HOOCH2CO

HO

H3CO

OCH3

OCH3

tBu

HO

OCH3

OCH3

OHAmorati et al63cRoberti et al63d

Chen et al63bMinutolo et al63a

H3CO

OCH3

OCH3

OCH3

OH

HO

OH

F

Eddarir et al63fKim et al63e


135

En este apartado se describen el diseño y síntesis de compuestos análogos del

resveratrol, en los que el doble enlace es sustituido por un heterociclo de naturaleza

indólica. Una de las etapas clave en este planteamiento es la síntesis de indoles, la cual

se ha llevado a cabo utilizando la metodología explicada en los apartados anteriores.

3.4.2 Diseño de los análogos del resveratrol.

Teniendo en cuenta los datos estructurales del resveratrol y con el fin de

solucionar las desventajas ya mencionadas, en nuestro grupo se diseñó y sintetizó un

análogo imínico del trans-resveratrol, al que se llamó azaresveratrol (Figura 3.22).

N

OH

HO

OH

Figura 3.22. Estructura del azaresveratrol.

Posteriormente se diseñaron y prepararon nuevos análogos heterocíclicos64 del

trans-resveratrol, donde los dos grupos fenilo estaban unidos por un espaciador

aromático de naturaleza pirrólica (Figura 3.23).

NH

HO

HO

OH

Figura 3.23. Análogo del resveratrol sintetizado anteriormente en el grupo de

naturaleza pirrolica.

Ensayos biológicos llevados a cabo en la empresa Dominion Pharmakine

revelaron que el azaresveratrol sintetizado mantenía las propiedades farmacológicas

64 Tesis Doctoral, E. Aldaba. “Nuevas aplicaciones de la cicloadiciones [3+2] en la preparación de

compuestos de interés en biomedicina y en ciencias de materiales”, Donostia, 2006.


relevantes del trans-resveratrol. Además los derivados pirrólicos han demostrado poseer

una alta actividad antimetastática.

Animados por los resultados prometedores obtenidos, decidimos diseñar y

preparar nuevos análogos heterocíclicos del trans-resveratrol, donde los dos grupos

fenilo estuvieran unidos por un espaciador aromático de naturaleza indólica (Figura

3.24).

NH

OH

HOOH

Figura 3.24. Estructura general del compuesto cabeza de serie.

Arilindoles funcionalizados adecuadamente pueden ser moléculas candidatas

como una familia de moléculas análogas al resveratrol. Si nos fijamos en la Figura 3.25,

se observa que hay una elevada analogía estructural entre ambas familias y en el caso de

los arilindoles es imposible la isomerización cis-trans por lo que van a ser moléculas

configuracionalmente más estables.

Figura 3.25. Analogía estructural entre la familia de trans-estilbenos y de

arilindoles.

Para comprobar si la familia propuesta podía presentar estructura y propiedades

análogas a las del resveratrol, antes de realizar la síntesis de los compuestos propuestos,

realizamos un análisis computacional de la estructura del resveratrol y de los indoles

propuestos, donde se calcularon las distancias entre los grupos hidroxilos y entre los

átomos cuaternarios que conectan los grupos fenilo con el cuerpo central (Figura 3.26).

(RO)n(OR)n

NH

(RO)n(OR)n


137

Figura 3.26. Estructuras optimizadas del trans-estilbeno y de arilindoles, calculadas

mediante el método PM365. Las esferas verdes y rojas señalan los átomos de carbono

unidos a la estructura central y los que soportan los grupos hidroxilo en el resveratrol,

respectivamente. Las distancias están indicadas en Å y muestran las similitudes

estructurales en las dos familias de compuestos.

Figura. 3.27. Estudio de los potenciales electrostáticos proyectados sobre la densidad

electrónica de A) trans-resveratrol y B) 2-(4’-hidroxifenil)-4,6-dihidroxi-1H-indol.

El estudio realizado reveló que las distancias entre los grupo arilo en los 1H-

indoles son muy similares a las del resveratrol.

65 Stewart, J. Comput. Chem. 1989, 10, 209.

Resveratrol

Indoles

A B

HO

OH

OH

NH

OH

HOOH


También se realizó un estudio de los parámetros electrónicos de los 2-aril-1H-

indoles y se observó que eran casi idénticos a los del resveratrol. (Figura. 3.27)

NH

R R

R

RRRR

RR

R= H, OCH3, OH

Figura 3.28. Estructura general de los análogos indólicos del resveratrol.

3.4.3 Síntesis de análogos del resveratrol

La síntesis de arilindoles llevada a cabo en el laboratorio se ha basado en la

reacción de Bischler-Möhlau, explicada en el anterior apartado, en la que se hace

reaccionar distintas anilinas con distintas bromoacetofenonas usando N,N-dimetilanilina

como base (Tabla 3.1).

Los polimetoxindoles 2-sustituidos preparados en el apartado anterior fueron

transformados en los correspondientes derivados polihidroxilados mediante las

reacciones de desprotección de los grupos metoxilo.

Dicha reacción se llevó a cabo mediante la transformación de los grupos

metoxilo en grupos hidroxilo, en presencia de BBr366. En un primer experimento, se

probó la desprotección directa de los grupos metoxilo del indol 14d (Esquema 3.17),

para lo cual se disolvió éste en diclorometano bajo atmósfera de argón y se le añadieron

12 equivalentes de BBr3 (1M en diclorometano). Tras agitar durante 16 h se detuvo la

reacción con metanol. Se observó que el producto obtenido era el producto de partida

inalterado.

66 a) Albrecht, M.; Spiess, O.; Schneider, M. Synthesis 2002, 1, 128. b) Fürstner, A.; Krause, H.; Thiel, O. R. Tetrahedron 2002, 58, 6373.


139

NH

HOOH

OHNH

H3COOCH3

OCH3

CH2Cl2, 16h, t.a.

BBr3

14d 35d

Esquema 3.17. Etapa de desprotección del grupo metoxilo de la molécula 14d.

A la vista de este resultado, se pensó que el NH del indol podía interactuar con

el tribromuro de boro por lo que decidimos proteger dicho grupo. Por lo tanto, se hizo

reaccionar la molécula 14d con anhídrido de carbonato de ditercbutilo y aminopiridina

en acetonitrilo durante 3 horas, dando lugar a la molécula 34d (Esquema 3.18).

14d 34d

NH

H3COOCH3

OCH3

CH3CN, Boc2O, 3h

4-Dimetilaminopiridina N

H3COOCH3

OCH3OO52%

Esquema 3.18. Etapa de protección del grupo amino del indol 14d.

Una vez protegido el grupo amino se llevó a cabo la etapa de desprotección del

grupo metoxilo en idénticas condiciones. En esta etapa se desprende ácido bromhídrico

que hace que se desproteja el grupo boc al mismo tiempo, obteniéndose el producto

deseado 35d (Esquema 3.19).

35d34d

N

H3COOCH3

OCH3OO

NH

HOOH

OHCH2Cl2, 16h, t.a.

BBr3

65%

Esquema 3.19. Etapa de desprotección del grupo metoxilo de la molécula 34d

con el grupo amino protegido.

El producto obtenido fue purificado mediante cromatografía en columna a

presión. En la Figura 3.29 se observa el espectro 1H-RMN correspondiente al

compuesto 35d, en el que pueden apreciarse las señales de los grupos hidroxilo

fenólicos.


35d

NH

HOOH

OH

ppm (t1)4.05.06.07.08.09.010.011.0

Figura 3.29. Espectro de 1H-RMN (DMSOd6) del compuesto 35d.

A continuación se muestra la propuesta mecanística que puede explicar la

reacción de desmetilación. La primera etapa consiste en la coordinación del tribromuro

de boro al oxígeno del grupo metoxilo67 (Esquema 3.20), seguida de formación de

bromuro de metilo. El tratamiento de la mezcla resultante con un disolvente prótico

produce la formación de los fenoles y la desprotección concomitante del grupo NH.

N

H3COR

ROO

BBr3

CH3Br

CH3OH

N

OR

ROO

BBr2

NH

HOR

R

N

R

ROO

OH3C

BBr2

Br

Esquema 3.20. Propuesta mecanística para la desmetilación de indoles.

67 Kemperman, G.; Roeters, T. A.; Hilberink, P. W. Eur. J. Org. Chem. 2003, 9, 1681.

-OH

NH


141

Una vez observado que al proteger el indol 14d la desprotección funcionaba, se

extendió el procedimiento al resto de indoles obtenidos anteriormente (Tabla 3.13 y

Tabla 3.14).

Tabla 3.13. Resultados obtenidos en la etapa de protección del grupo amino.

34c-f,h

NH

CH3CN, Boc2O, 3h


OOR1R2

R3R4

R8

R7

R6R5R1

R2

R3R4

R8

R7

R6R5

14b-h

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Rdto % Producto

1 H OMe H OMe H H OMe H 98 34c

2 H H OMe H H OMe H OMe 52 34d

3 H OMe H OMe OMe H OMe H 78 34e

4 H OMe H OMe OMe H H OMe 86 34f

5 H OMe H OMe H OMe H OMe 60 34h

Tabla 3.14. Resultados obtenidos en la etapa de desprotección del grupo amino

de los indoles protegidos.

35c-f

CH2Cl2, 16h, t.a.

BBr3

NH

N

OO R1R2

R3R4

R8

R7

R6R5R1

R2

R3R4

R8

R7

R6R5

34c-f

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Rdto % Producto

1 H OH H OH H H OH H 64 35c

2 H H OH H H OH H OH 65 35d

3 H OH H OH OH H OH H 71 35e

4 H OH H OH OH H H OH 52 35f


En resumen, el esquema general de síntesis de los diversos análogos del

resveratrol consta de un total de 3 etapas. Todas ellas se han visto a lo largo de este

apartado y se recogen conjuntamente en el Esquema 3.21.

Como puede apreciarse la versatilidad de la metodología empleada ha permitido

sintetizar una familia de más de 15 moléculas análogas del resveratrol y otros trans-

estilbenos, algunas de las cuales fueron enviadas a la empresa Dominion Pharmakine

para realizar los ensayos in vitro. Según los resultados de los ensayos biológicos se

podrá refinar las características de los nuevos compuestos, con el fin de sintetizar

moléculas biológicamente más activas, valiéndonos de la estrategia sintética puesta a

punto.

NH

(CH3O)n(OCH3)n

NH2(CH3O)n Br

(OCH3)n

O

NH

(HO)n(OH)n

i

ii

iii

N(CH3O)n

(OCH3)n

OO

Esquema 3.21. Esquema general de la síntesis de los análogos del trans-resveratrol. (i):

N,N dimetilanilina,150 ºC, 10 min microondas. (ii) CH3CN, Boc2O, DMAP, 3h (iii):

BBr3, CH2Cl2, 0ºC, 16h.


143

3.5 Ensayos biológicos.

Los productos sintetizados que se muestran en la Figura 3.30 fueron enviados a

la empresa Dominion Pharmakine, en donde se realizaron ensayos in vitro con el fin de

determinar su eficacia terapéutica como agentes inhibidores de diversos mecanismos

moleculares que intervienen en el proceso de la metástasis.

N

OO

OCH3

H3COOCH3

H3CO

NH

OH

HOOH

HO

N

OO

OCH3

H3CO

OCH3

OCH3

NHH3CO

OCH3 OCH3

OCH3

NH

OCH3

OCH3

H3CO

NHH3CO

OCH3

OCH3

35f34h34f

14c 14d 14h

Figura 3.30. Análogos del resveratrol sintetizados.

Se llevaron acabo diversos ensayos que se muestran a continuación.

3.5.1 Ensayos de adhesión de células del B16M incubadas con peróxido de

hidrógeno a sustratos de VCAM-1 inmovilizada.

En estos ensayos se midió el porcentaje de adhesión de células tumorales de

melanoma B16 a substratos de VCAM-1 recombinante humana inmovilizada. Para ello,

se trabajó por un lado con células de B16M en su estado normal, sin activar, y por otro

lado con células de B16M activadas con H2O2, encargada de estimular la expresión de

VLA-4 en dichas células. De esta manera se intentó imitar la sobreexpresión que se

produce en las células tumorales con el fin de aumentar sus posibilidades de adhesión.

Ensayos biológicos. 144

Las células de melanoma B16 primero se preincubaron con una concentración

2.5 µM de los compuestos a ensayar durante 30 minutos y se les añadió una disolución

10 µM de peróxido de hidrógeno, tras lo cual se preincubaron durante 2h más.

Posteriormente, las células se lavaron y marcaron con la sonda fluorescente BCECF-

AM (2',7'-bis-(2-carboxietil)-5-(6)carboxifluoresceina acetoximetil éster) (Esquema

3.22). Transcurridos 30 minutos, se realizó un lavado para retirar el exceso de

fluorocromo, se calculó el número de células viables mediante el test de exclusión con

azul tripán y se añadieron a la placa de 96 pocillos que contenían el VCAM-1

inmovilizado (5x104 células/pocillo). Paralelamente, y con el fin de disponer de un

blanco de referencia, se realizó un experimento con células B16M sin tratar con

inhibidores.

O O

O

O OCOCH3

CH2CH2COOR

OROOC

R= CH2OCOCH3

Esquema 3.22. Estructura química de la sonda fluorescente BCECF-AM

A continuación, las placas de co-cultivos se incubaron en una estufa a 37°C

durante 1 hora. El porcentaje de adhesión celular se calculó después de lavar la placa

midiendo la fluorescencia emitida por las células adheridas con respecto a la

fluorescencia emitida por el nº total de células añadidas.

Los resultados obtenidos se muestran en la Figura 3.31. En el eje de ordenadas

de se muestra el porcentaje de adhesión de células tumorales al VCAM-1, siendo mayor

la actividad del compuesto, cuanto menor sea el valor en este eje. En el eje de abscisas

se presentan los resultados en dos bloques: a la izquierda se muestran los de las células

de B16M sin activar y a la derecha los de las células activadas con H2O2. Dentro de

cada bloque se presentan además el resultado de un ensayo de control sin inhibidor y las

medidas registradas con cada uno de los compuestos testados.


145

Tal como se aprecia en la Figura 3.31, la preincubación de las células tumorales

B16M con los indoles 14c,d,h, 34f,h y 35f inhibe significativamente (P<0.01) la

adhesión a VCAM-1 inmovilizada de las células tumorales tratadas con H2O2, siendo el

compuesto 14h el que presentaba mayor efecto inhibidor.

N

OO

OCH3

H3COOCH3

H3CO

NH

OH

HOOH

HO

N

OO

OCH3

H3CO

OCH3

OCH3

NHH3CO

OCH3 OCH3

OCH3

NH

OCH3

OCH3

H3CO

NHH3CO

OCH3

OCH3

35f34h34f

14c 14d 14h

Figura 3.31. Ensayos de adhesión in vitro de células cancerosas de melanoma B16

tratadas con los inhibidores sobre VCAM-1 inmovilizado.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

14c 14d 14h

*

** **

** ** **

**

34f 34h 35f 14c 14d

14h

34f 34h

Células del MB16 sin tratar

35f Adh

esió

n de

cél

ulas

del

MB

16 a

sust

rato

s de

VC

AM

-1 in

mov

iliza

da (v

alor

es

rela

tivos

resp

ecto

al c

ontro

l)

Células del MB16 tratadas con H2O2


3.5.2 Ensayos de adhesión de células del melanoma B16 a cultivos

primarios de células del endotelio sinusoidal hepático (ESH) tratadas

con medios condicionados del melanoma B16 (MC-B16M).

En este ensayo se comprobó la capacidad de inhibición de los indoles 14c,d,h,

34f,h y 35f en la adhesión de células tumorales B16M al endotelio sinusoidal hepático

(ESH).

El experimento comenzó con el aislamiento de las células endoteliales 24 horas

antes del ensayo de adhesión y la siembra en placa de 24 pocillos, manteniéndolas un

mínimo de 4h en medio libre de suero antes de incubarlas con medio de Eagle

modificado por Dulbecco (Dulbecco's Modified Eagle Médium, DMEM) en presencia o

no de medio condicionado del melanoma B16 (MC-B16M) durante 8 horas. Los

compuestos sintetizados se añadieron a una concentración de 2.5 µM 30 minutos antes

que el MC-B16M. Por otro lado, las células del B16M se marcaron con 40 µg/ml de la

sonda fluorescente BCECF-AM (2',7'-bis-(2-carboxietil)-5-(6)carboxifluoresceína

acetoximetil éster) . Posteriormente, se realizó un lavado con DMEM-HCO3- para

retirar el exceso de fluorocromo y se calculó el número de células viables mediante el

test de exclusión con azul tripán y se resuspendieron a una concentración de 2x105

células/ml. Finalmente, se añadió 1 ml de la suspensión de células del B16M a cada

pocillo de la placa de cultivo primario de células del ESH.

Las placas de co-cultivos se incubaron en una estufa a 37°C durante 8 minutos.

El porcentaje de adhesión celular se calculó mediante un sistema de medida de

fluorescencia descrito por Vidal-Vanaclocha y cols.68. Los resultados en las figuras se

expresan como valores relativos a los porcentajes de adhesión de las células del ESH sin

tratar (Figura 3.32).

68 Vidal-Vanaclocha, F., Amézaga, C., Asumendi, A., Kaplanski, G. & Dinarello, C.A. Cancer Res. 1994,

54, 2667.


147

Los ensayos realizados dieron como resultado que todos productos testados

disminuyeron significativamente la respuesta proadhesiva inducida en el ESH por

factores solubles derivados del B16M, siendo el compuesto 14h, con cuatro grupos

metoxilo, nuevamente el más potente.

N

OO

OCH3

H3COOCH3

H3CO

NH

OH

HOOH

HO

N

OO

OCH3

H3CO

OCH3

OCH3

NHH3CO

OCH3 OCH3

OCH3

NH

OCH3

OCH3

H3CO

NHH3CO

OCH3

OCH3

35f34h34f

14c 14d 14h

Figura 3.32. Ensayos de adhesión in vitro al endotelio sinusoidal hepático (ESH) de

células cancerosas de melanoma B16M tratadas con los inhibidores.

Células del ESH sin tratar Células del ESH tratadas con MC-MB16

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

14c 14d 14h

*

**

*

**

** *

2.0

2.2

2.4

34f 34h 35f 14c 14d 14h 34f 34h 35f

Adh

esió

n de

cél

ulas

del

MB

16 a

cél

ulas

del

ESH

(d

atos

rela

tivos

al c

ontro

l)


3.5.3 Determinación por inmunoensayo enzimático (EIA) de PGE2 en los

sobrenadantes de células del ESH tratadas con VEGF.

Por último, se realizó un ensayo para determinar la concentración de

prostaglandina E2 (PGE2) secretada por células del ESH, tratadas y sin tratar con

VEGF, y ESH incubadas en presencia o ausencia de los compuestos sintetizados. Este

ensayo se hizo debido a que el efecto antimetastásico de muchos antioxidantes

naturales, como el resveratrol, se atribuye a su capacidad de inhibir las ciclooxigenasas

(COX), Hay que indicar que se hizo un ensayo con células del endotelio tratadas con el

factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF), ya que el mencionado factor

provoca la sobreproducción de prostaglandinas E2 por parte de las enzimas

ciclooxigenasas (COX). De esta manera se imitaría la sobreexpresión que provocan las

propias células tumorales a fin de aumentar sus posibilidades de metástasis.

Se incubaron cultivos primarios de células del ESH, en presencia o ausencia de

concentraciones crecientes (1, 2.5 y 10 µM) del inhibidor sintetizado, durante 30

minutos. Seguidamente, se les añadieron 10 ng/ml de VEGF recombinante murino o el

mismo volumen de medio salino y transcurridas 4 horas, se recogieron los

sobrenadantes y se determinó la concentración de PGE2 mediante inmunoensayo

enzimático (EIA).

En la Figura 3.33 se comparan los resultados obtenidos con la mejor molécula de

la familia de pirroles sintetizada anteriormente en nuestro grupo (JE22) y con dos de las

moléculas que mejor resultado nos han dado en los anteriores ensayos. Se observa que

el compuesto14h inhibe de forma significativa el aumento de la secreción endotelial de

PGE2 producido tras incubar las células del ESH con 10 ng/ml de VEGF durante 4

horas, mejorando de forma notable lo obtenido con la molécula JE22.


149

NHH3CO

OCH3

14h

OCH3

OCH3NH

COOCH3

HO

OH

HO

HO

JE22

N

OO

34f

OCH3

H3COOCH3

H3CO

Figura 3.33. Determinación por inmunoensayo enzimático (EIA) de PGE2 en los

sobrenadantes de células del ESH tratadas con VEGF.

34f (µM)

0

1000

2000

3000

4000

5000

1 2.5 10

JE22 (µM)

1 2.5 10

14h (µM)

1 2.5 10

34f (µM)

1 2.5 10

JE22 (µM)

1 2.5 10

14h (µM)

1 2.5 10

*

**

** ** ** ** **

**

**

* * *

*

*

Células del ESH tratadas con VEGFCélulas del ESH sin tratar

Con

cent

raci

ón d

e PG

E2

(pg/

106 c

élul

as d

el E

SH)


3.6 Conclusiones.

1.- Se han diseñado y sintetizado moléculas heterocíclicas de naturaleza indólica,

análogas al resveratrol, pero configuracionalmente estables, mediante una metodología

general y versátil que permite la síntesis de librerías a partir de una amplia variedad de

reactivos de partida comerciales.

2.- El mecanismo de la reacción es por etapas. La regioquímica de la reacción,

ligada a la etapa de ciclación mediante procesos [5-exo-trig], depende de la

transposición de un grupo hidroxilo o (más probablemente) de la isomerización de

iminas intermedias, producidas en la reacción con anilinas primarias.

3.- El uso de irradiación de microondas mejora los rendimientos en la mayoría de

los casos.

4.- En los casos en los que la anilina está N-sustituida, la modulación de la

regioselectividad en la reacción es mayor o exclusiva para dar lugar a los indoles-1H 3-

sustituidos.

5.- La presencia de bases fuertes favorece la formación del indol 3-sustituido,

mientras que el uso de bases débiles favorece la formación del indol 2-sustituido.

6.- La presencia de grupos nitrogenados exocíclicos o endocíclicos da lugar a la

formación de otros heterociclos como la quinoxalinas o las imidazo[1,2a] piridinas.

7.-De entre los miembros de 1H-indoles sintetizados, el compuesto 14h, inhibe

eficazmente la adhesión de células del melanoma B16M al endotelio sinusoidal hepático

(ESH) y a ligandos de VCAM-1, además de poseer un potente efecto antimetastásico.

Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 151

CAPÍTULO 4

DISEÑO Y SÍNTESIS DE

CRISTALES LÍQUIDOS BASADOS

EN ARIL-1 H-INDOLES


4.1 Introducción.

Los cristales líquidos son un estado de agregación generado por moléculas con

fuerte anisotropía de forma, en los que el paso de sólido a líquido no se produce en una

única transición, sino que se dan fases intermedias que reciben el nombre de mesofases.

Estos materiales presentan propiedades intermedias entre la fase sólida y la fase líquida,

es decir, comparten con los líquidos su fluidez y con los sólidos cristalinos un orden

orientacional. Por ejemplo, un cristal líquido (LC) puede fluir como un líquido, pero

tiene las moléculas orientadas como en un sólido cristalino.

Figura 4.1. Ordenamiento de las moléculas dentro de un sólido, de un cristal líquido y

de un líquido.

El primero en observar un cristal líquido fue el botánico austriaco Friedrich

Reinitzer1, cuando vio que una sustancia sólida derivada del colesterol (benzoato de

colesterilo) formaba un líquido turbio cuando lo calentaba hasta su temperatura de

fusión (145 ºC). Al seguir calentando, la turbidez persistía hasta que a 179 ºC el líquido

se volvía transparente. Reinitzer también realizó el proceso inverso y enfrió el líquido

transparente observando que exactamente a las mismas temperaturas anteriores ocurrían

las transformaciones opuestas, por lo tanto la sustancia en realidad exhibía dos cambios

o transiciones de fase sucesivas.

1 Reitnizer, F. Monastsh. Chem. 1888, 9, 421.

Introducción. 154

En el año 1889, Otto Lehmann descubrió que el líquido intermedio entre los

cristales y el líquido transparente poseía propiedades ópticas y una estructura molecular

muy parecida a la de un cristal sólido, nombrándolo como cristal líquido. El

cristalógrafo francés Georges Friedel utilizó los términos mesofase y mesomorfismo

para nombrar aquellos materiales capaces de formar fases cristal líquido2. Poco tiempo

después se descubrieron otras sustancias que presentaban el mismo comportamiento y

pronto se demostró que era un nuevo estado de la materia que podía aparecer entre el

sólido y el líquido, distinto a los tres estados clásicos “sólido-líquido-gas”.

4.1.1 Clasificación de los cristales líquidos.

Los cristales líquidos3 se pueden dividir en dos grandes grupos: termótropos y

liótropos.

4.1.1.1 Cristales líquidos termótropos.

En estos compuestos las transiciones de fase se producen mediante cambios en

la temperatura. La característica común de estos compuestos es que son estables sólo

dentro de un cierto rango de temperatura. Al calentarlos, estos materiales presentan

comportamiento mesomórfico entre la temperatura de fusión, en la que el sólido pasa a

la mesofase, y el punto o temperatura de aclaramiento, en el que se alcanza el estado

líquido isótropo. Cuando las mesofases aparecen tanto en el proceso de calentamiento

como en el de enfriamiento, nos encontramos ante fases enantiótropas, mientras que si

las mesofases aparecen únicamente en el proceso de enfriamiento hablamos de fases

monótropas. Estas últimas son termodinámicamente inestables por lo que generalmente

acaban por desaparecer, sufriendo una transición a una fase de mayor orden.

2 a) Friedel, G. C. R. Hebd. Séances Acad. Sci. 1923, 176, 475. b) Friedel, G.; Grandjean, F. Bull. Soc. Fr.

Mineral. 1910, 33, 192. 3 Collings, P. J.; Hird, M. en Introduction to Liquid Crystals: Chemistry and Physics. Gray, G. W.;

Goodby, J. W.; Fukuda, A., Eds.; Taylor and Francis, Ltd.: London, 1997.


Figura 4.2 Proceso de calentamiento y enfriamiento de un cristal líquido termótropo.

Los cristales líquidos termótropos están formados por moléculas con anisotropía

de forma. La anisotropía es la propiedad general de la materia según la cual

determinadas propiedades físicas, tales como elasticidad, temperatura, conductividad,

velocidad de propagación de la luz, etc. varían según la dirección en que son

examinadas. Atendiendo a esta anisotropía podemos distinguir entre dos tipos de

cristales líquidos:

� Calamíticos.

Este tipo es bastante común y se caracteriza porque las moléculas constituyentes

de la mesofase son alargadas, con forma de caña o varilla y poseen un eje mucho más

largo que los otros dos. Los ejes largos de las moléculas tienden a orientarse, en

promedio, paralelos los unos a los otros (Figura 4.3). Es importante que al menos una

parte de la molécula sea lo suficientemente rígida como para poder mantener una

elongación tal que el alineamiento se vea favorecido por la interacción de las diferentes

moléculas. En particular las partes rígidas pueden ser las uniones de los anillos.

Introducción. 156

Figura 4.3. Molécula de cristal líquido calamítico y representación esquemática de la

estructura de una fase cristal líquido calamítica.

� Discóticos.

Este tipo de compuestos está formado por moléculas con forma de disco, es

decir tienen un eje mucho más corto que el resto. Como en el caso de los cristales

líquidos calámíticos es esencial la rigidez de alguna parte de la molécula, en este caso su

parte central. La ordenación más favorable de este tipo de moléculas suele ser aquélla

en la que los vectores normales a las moléculas están orientadas preferentemente en

torno a una dirección (Figura 4.4).

Figura 4.4. Molécula de cristal líquido discótico y representación esquemática de la

estructura de una fase cristal líquido discótica.

C5H11O

N OC6H13

OO

O

OO

O

C8H17H17C8

H17C8

H17C8

C8H17

C8H17

O O

O O

OO


4.1.1.2 Cristales líquidos liótropos. Los cristales líquidos liótropos son aquellos que sólo exhiben comportamiento

de cristal líquido cuando son disueltos en concentraciones adecuadas. Por lo general,

este tipo de cristales líquidos está constituido por moléculas anfifílicas, es decir,

moléculas que constan de dos partes bien diferenciadas: una cabeza polar y una cola

alifática (Figura 4.5). Típicamente se trata de moléculas que pueden combinarse con un

grupo hidrofilico por un extremo y con un grupo hidrofóbico por el otro extremo de la

cadena.

O

ONa

ON P

O

O

O

OC15H31

O

O

O

C15H31

Figura 4.5. Moléculas de cristal líquido liótropo.

Estas moléculas pueden disponerse en agregados con geometría y tamaños

definidos, tanto en disolventes polares como apolares, siempre que esté dentro de los

rangos de concentración adecuados:

� Micelas y vesículas.

Cuando estas moléculas se disuelven en disolventes polares los extremos

hidrofóbicos se ensamblan, presentando al disolvente los extremos hidrofílicos. Esto se

Introducción. 158

puede llevar a cabo con dos configuraciones distintas: las vesículas (Figura 4.6) y las

micelas (Figura 4.7).

Figura 4.6. Estructura de una fase cristal líquido discótica con forma de vesícula.

Figura 4.7. Estructura de una fase cristal líquido discótica con forma de micela.

� Cristal líquido discótico con forma inversa.

Cuando las moléculas anfifílicas se disuelven en disolventes apolares, se forman

estructuras en las que las cabezas polares están agrupadas y las colas apolares son las

que están en contacto con el disolvente. A este tipo de fases se les conoce como

inversas, para distinguirlas de las anteriores (Figura 4.8).


Figura 4.8. Estructura de una fase cristal líquido discótica con forma inversa.

4.1.2 Polímeros con propiedades de cristal líquido.

Algunos polímeros pueden estar formados por moléculas formadoras de cristales

líquidos si presentan algún tramo de la cadena con un alto grado de rigidez. En una

cadena polimérica “principal” las unidades estructurales rígidas están separadas por

cadenas de hidrocarburos flexibles. Para un determinado rango de temperaturas, las

secciones rígidas desarrollan un grado de orden característico de los cristales líquidos.

En una cadena “lateral” las regiones rígidas están unidas a largas cadenas poliméricas

flexibles por medio de cadenas de hidrocarburos cortas y flexibles (Figura 4.9).

Figura 4.9. Estructura de una fase cristal líquido polimérica.

Un ejemplo de polímero con propiedades de cristal líquido es la poliamida de

Kevlar4 (Figura 4.10).

4Tanner D., Fitzgerald J. A., Phillips. B. R. Angew. Chem. Int. Ed., 1989, 28, 649.

Introducción. 160

N

N

O

O

O

ON

N

O

O

O

ON

N

O

O

O

OH

H

H

H

H

H

Figura 4.10. Poliamida aromática de Kevlar.

Además hay moléculas largas y rígidas capaces de desarrollar orden de cristal

líquido cuando están disueltas en alta concentración y se les domina disoluciones

polímericas.

4.1.3 Tipos de mesofases.

Puesto que nos hemos centrado en la síntesis de cristales líquidos termótropos,

únicamente explicaremos las fases que se dan en este tipo de compuestos.

4.1.3.1 Mesofases calamíticas. Dentro de los cristales líquidos calamíticos nos encontramos con tres tipos de

mesofases distintas:

� Mesofases nemáticas (N)

Son las fases más simples y desordenadas que pueden encontrarse en cristales

líquidos calamíticos. En la fase nemática, las moléculas, al igual que en los líquidos

isótropos, están completamente desordenadas unas con respecto a otras, es decir, no hay

un orden posicional. Sin embargo, dichas moléculas tienen sus ejes largos alineados en

torno a una dirección preferente, la cual se caracteriza mediante la introducción de un

vector unitario, n, que recibe el nombre de director (Figura 4.11). Por lo tanto, sólo

podemos hablar de orden de orientación.


Figura 4.11. Mesofase nemática. n representa al vector director.

Podríamos comparar este arreglo molecular con el de las cerillas dentro de una

caja aunque pueden moverse, la presencia de los demás impone restricciones a estos

movimientos y tiende a mantenerlas paralelas entre sí.

� Mesofases colestéricas (N*)

Las fases colestéricas, o nemáticas quirales, aparecen cuando las moléculas

constituyentes del cristal líquido son quirales y se disponen en planos paralelos entre sí

(Figura 4.12). Constituyen una variante de las fases nemáticas. El eje de orientación, al

pasar de un plano a otro, describe una trayectoria en forma de hélice, con un paso de

hélice p (pitch) definido como la distancia en la que el director rota una vuelta entera. El

paso de hélice depende de la temperatura, de manera que, en general, a mayor

temperatura mayor es el paso de hélice.

Figura 4.12. Mesofase nemática quiral o colestérica. Las flechas representan

los vectores directores y p es el paso de hélice.

n

p

Introducción. 162

Esta clase de cristales líquidos posee una estructura molecular característica de

muchos compuestos que contienen colesterol y por esta razón también se le llama

colestérica.

Algunas propiedades ópticas están basadas precisamente en este tipo de orden,

ya que si se hace incidir luz con longitud de onda igual al paso de la hélice se producen

ciertos efectos de gran interés.

� Mesofases esmécticas (Sm)

En las fases esmécticas, además del orden orientacional, existe un cierto orden

posicional. (Figura 4.13). Pero no podemos hablar de orden posicional dentro de las

capas, sino tan solo en lo que se refiere a la disposición de los centros de masa de las

moléculas en capas más o menos bien definidas.

Figura 4.13. Mesofases esmécticas: a) esméctica A. b) esméctica C.

Además de las fases esmécticas que aparecen en la Figura 4.13, existen otras

variantes, que se diferencian en las propiedades de simetría de la mesofase, así como en

la dirección del vector director, n. De esta manera, dicho vector puede encontrarse

perpendicular a las capas (esmécticos A, B y E) o formando ángulo con ellas

(esmécticos C, F, G, H e I). Dicho ángulo se conoce como ángulo de inclinación o tilt .

La inclusión de moléculas quirales en una fase esméctica C, produce una

variación en el vector director entre capas contiguas de manera similar a la descrita en

las fases nemáticas quirales. Este tipo de fases reciben el nombre de mesofases

esmécticas C quirales (SmC*). A estas moléculas se les llama dopantes quirales (Figura

4.14).

a b

nn


Figura 4.14. Mesofases esméctica C Quiral (SmC*).

4.1.3.2 Mesofases discóticas.

� Mesofases nemáticas discóticas (ND)

Al igual que en el caso de los calamíticos, la fase nemática discótica es la más

simple. En este tipo de mesofases, las moléculas tienen sus ejes menores orientados a lo

largo de la dirección del vector director (Figura 4.15).

Figura 4.15. Mesofase nemática discótica.

� Mesofases columnares

En este tipo de fases las moléculas tienden a colocarse en columnas. Existen

diferentes tipos de mesofases columnares5, dependiendo de la simetría, la orientación de

los discos con respecto al eje de la columna y el grado de orden dentro de la columna:

• Fase nemática columnar (ND): En esta fase, las columnas exhiben orden

orientacional pero no orden posicional (Figura 4.16).

5 Tesis Doctoral de L. Puig “Derivados supramoleculares de melanina: Organizaciones columnares helicoidales basadas en enlaces de hidrógeno”, Zaragoza, 2005.

n

n

Introducción. 164

Figura 4.16. Mesofase nemática columnar.

• Fase columnar lamelar (LD): En este tipo de mesofases, las columnas se

orientan paralelas las unas a las otras y se disponen en capas en un plano

paralelo a los ejes de las columnas (Figura 4.17).

Figura 4.17. Mesofase columnar lamelar.

• Fase columnar hexagonal (Colh), oblicua (Colob) y rectangular (Colr): En

estas fases, las columnas, además de disponerse paralelas unas a otras, se

empaquetan en una ordenación bidimensional periódica (Figura 4.18). Se

distinguen entre sí por la simetría de la red bidimensional en el plano

perpendicular a los ejes de las columnas.

Figura 4.18. Mesofase columnar hexagonal.

Cabe señalar que la ordenación de las moléculas dentro de las columnas no tiene

por qué ser regular, encontrándonos con fases columnares ordenadas y desordenadas.

n

n


Aunque se han comentado las fases columnares dentro de las mesofases

discóticas, habría que reseñar que existe una amplia variedad de estructuras moleculares

que no tienen forma de disco y que exhiben mesofases columnares.

4.1.4 Estructura molecular.

4.1.4.1 Cristales líquidos calamíticos. La estructura de este tipo de cristales líquidos se puede dividir en tres partes

(Figura 4.19): núcleo, grupos terminales y grupos laterales.

L1 L2R1 R2

Z1 Z2 Z3

Figura 4.19. Estructura general tipo de un cristal líquido calamítico.

Dependiendo de las unidades que compongan la estructura de las moléculas, así

como su combinación, se tendrá un tipo de mesofase u otra con distintas propiedades

dependiendo de la mesofase. A continuación se explicará brevemente cada una de las

partes que componen una molécula de cristal líquido:

Núcleo

Esta parte confiere a la molécula la rigidez necesaria para tener la anisotropía

estructural requerida. Éste está formado por dos o más unidades cíclicas que suelen ser

anillos aromáticos de diferentes tamaños y tipos (fenilos, naftilos, heterociclos de

diferentes tamaños, etc.), aunque en ocasiones se utilizan también anillos alifáticos.

Estas unidades cíclicas suelen estar unidas directamente entre sí, aunque en ocasiones se

emplean grupos conectores rígidos (L1, L2) que preservan la linealidad de la molécula.

Grupos terminales

Estos grupos son los que proporcionan a la molécula la flexibilidad necesaria

que asegura puntos de fusión razonablemente bajos, que impiden que el cristal pase

directamente a fase isótropa en el punto de fusión. Además, estabilizan la orientación

molecular necesaria para la generación de estructuras de mesofase.

Introducción. 166

Los grupos terminales (R1 y R2), suelen ser grupos alquilo o alcoxilo de cadena

larga. Generalmente, uno de los grupos terminales suele ser un sustituyente polar de

tamaño pequeño (CN, F, NCS, NO2). En otras ocasiones en cambio, los grupos

terminales poseen grupos laterales polares (CN, F, CF3) o apolares (CH3). Estos grupos

laterales son introducidos, la mayoría de las veces, para dar un carácter quiral a la

molécula de cristal líquido.

Grupos laterales

La función de los grupos laterales es adaptar las propiedades físicas de los

cristales líquidos a una aplicación concreta, aunque generalmente los grupos laterales

(Z1, Z2 y Z3) son un factor que dificulta la formación de las mesofases. El grupo lateral

más común es el flúor, debido a su pequeño tamaño y a su gran electronegatividad, que

favorecen una modificación de las propiedades de los cristales líquidos, sin afectar

demasiado a la estabilidad de la mesofase. También, se pueden usar otros sustituyentes

laterales distintos (Cl, CN, CH3).

4.1.4.2 Cristales líquidos discóticos.

La estructura general de las moléculas de los cristales líquidos discóticos consta

de dos partes: Núcleo y grupos terminales (Figura 4.20).

R

R

RR

R

R

R

RR

R

Figura 4.20. Estructura general tipo de un cristal líquido discótico.


Núcleo

El núcleo tiene forma de disco y está formado, habitualmente, por unidades

cíclicas rígidas, como el benceno o anillos poliaromáticos. Con el fin de mantener la

forma de disco, el núcleo suele ser simétrico.

Grupos terminales

Constituyen la parte flexible de la molécula. Se encuentran presentes en un

número acorde con el anillo central. En la mayoría de las moléculas, todos los grupos

terminales que están unidos al anillo central son idénticos.

4.1.5 Aplicaciones de los cristales líquidos.

La capacidad de los cristales líquidos para provocar el giro del plano de luz

polarizada incidente sobre las mismas hace que el uso más común de estas sustancias

sea en las pantallas de dispositivos electrónicos tales como ordenadores, calculadoras,

relojes, etc. De esta forma, si entre dos polarizadores cruzados introducimos un cristal

líquido con la orientación adecuada, la luz que atraviese el primer polarizador será

girada por el cristal líquido y podrá atravesar el segundo, observándose un máximo de

intensidad. Sin embargo, en presencia de un campo eléctrico las moléculas de cristal

líquido se orientarán en la dirección del campo y ya no podrán provocar el giro del

plano polarizador de la luz incidente, por lo que ésta no podrá atravesar el segundo

polarizador y el resultado será ausencia de luz.

La celda de cristal líquido, con sus propiedades, constituye el componente

fundamental de las pantallas de cristal líquido. Se trata de un sistema eléctrico de

presentación de datos formado por 2 capas conductoras transparentes y en medio un

cristal líquido que tienen la capacidad de orientar la luz a su paso. Cuando la corriente

circula entre los electrodos transparentes con la forma a representar (por ejemplo, un

segmento de un número) el material cristalino se reorienta alterando su transparencia.

Introducción. 168

Existen muchos productos basados en los cristales líquidos que son menos

conocidos, tales como cosméticos, tejidos resistentes, termómetros, etc. En los

termómetros, por ejemplo, se utilizan cristales líquidos colestéricos para medir la

temperatura. Las moléculas constituyentes de dichos cristales líquidos se ordenan en

capas cuyos vectores directores definen una hélice. Cuando la luz incide en estas

estructuras helicoidales, parte de ella es reflejada, dándose la mayor reflexión cuando la

longitud de onda de la luz incidente es un múltiplo del paso de hélice, o pitch. Puesto

que el pitch cambia con la temperatura, también cambiarán la reflexión de la luz y el

color de la sustancia con la temperatura. Así, en los termómetros se insertan cristales

líquidos colestéricos diferentes debajo de cada número de forma que cada uno se

ilumina a diferente temperatura.


4.2 Diseño de los cristales líquidos

Previamente en nuestro grupo6, se ha sintetizado una familia de pirroles (Figura

4.21) candidatas a poseer propiedades de cristal líquido. Dichas moléculas fueron

analizadas en el Grupo del Profesor José Luis Serrano de la Facultad de Química de

Zaragoza obteniendo resultados satisfactorios con tres de las moléculas sintetizadas.

NH

OR

RO

R = C5H11, C10H21, CO-C6H4-C10H21X = NO2, H; Y = COOCH3, COOH, H

X

Y

Figura 4.21. Estructura general de pirroles con propiedades mesomórficas.

A la vista de los resultados obtenidos y aprovechando la experiencia en la síntesis

de indoles asistida por microondas (explicada en el anterior capítulo), se procedió a

diseñar una nueva familia de productos con posibles propiedades de cristal líquido en la

que el núcleo aromático fuera el grupo indol en vez del pirrol (Figura 4.22).

NH

R

R

R =

O

O

O

O

O

O

O

O

-

-

O

-

Figura 4.22. Estructura general de la nueva familia de moléculas candidatas a

cristal líquido.

6 Tesis Doctoral E. Aldaba “Nuevas aplicaciones de la cicloadiciones [3+2] en la preparación de

compuestos de interés en biomedicina y en ciencias de materiales.”, Donostia, 2006

Síntesis de los cristales líquidos. 170

4.3 Síntesis de los cristales líquidos.

La ruta sintética empleada en la preparación de esta familia de moléculas es muy

similar a la desarrollada para los análogos del resveratrol (véase el apartado 3.4) , siendo

la etapa clave la reacción de Bischler (o Bischler-Möhlau) entre aminas aromáticas y α-

bromocetonas. A lo largo de este apartado se expondrá la síntesis de esta familia de

moléculas.

4.3.1 Síntesis de 1H-indoles con sustituyentes idénticos.

La primera familia de moléculas que se decidió hacer era aquella en la que los

sustituyentes del indol fueran idénticos. Para obtener los indoles, se utilizó la

metodología puesta a punto en el capítulo anterior. Para ello, se hizo reaccionar la 3-

metoxianilina con la 2-bromo-4-metoxiacetofenona en el reactor de microondas a 150

ºC con N,N,dimetilanilina como base y sin disolvente durante 10 minutos (Esquema

4.1).

NH

NH2MeO MeO

O

Br

NH

µW, 150 W., 10 min

N-N-dimetilanilina,

MeO

OMe

MeO

OMe75%

4%

12e 13b

14i

15i

Esquema 4.1. Síntesis de los indoles 14i y 15i mediante la reacción de Bischler-

Möhlau asistida con microondas.

Una vez aislado y purificado el indol 2-sustituido, se llevó a cabo la etapa de

desprotección de los grupos metoxilo. Para ello se disolvió el correspondiente indol en

diclorometano seco y se le hizo reaccionar con BBr3 (1 M en diclorometano) durante 16

horas. En este caso no fue necesario proteger los grupos metoxilo para que la reacción

diera resultados aceptables (Esquema 4.2).


14i

HO

OHNHH3CO

OCH3

NH

CH2Cl2, 16h, t.a.

BBr3

48% 35i

Esquema 4.2. Desprotección directa del indol 14i.

A continuación se llevó a cabo la etapa de acoplamiento entre el indol 35i y

distintos cloruros de ácido que fueron previamente sintetizados5. La síntesis de los

cloruros comenzó con la preparación de los ácidos benzoicos quirales. Para ello se

partió del 4-hidroxibenzoato de metilo comercial y de los alcoholes quirales de cadena

alifática larga y mediante el procedimiento descrito por Mitsunobu7, con

azodicarboxilato de diisopropilo (DIAD) y trifenilfosfina (TPP) se obtuvieron los

correspondientes alcoxibenzoatos de metilo (Esquema 4.3). La reacción de Mitsunobu

es un proceso que transcurre con inversión de configuración del centro esterogénico en

la que se obtienen los productos deseados con rendimientos químicos elevados y gran

pureza óptica.

CH2Cl2, 24h

DIAD, TPPROH + OMe

O

HO

OMe

O

R

R=

R= O-

O-

O-

83%

87%

84%

36b-d 37b-d

36b

36c

36d

37b

37c

37d

Esquema 4.3. Obtención de los ésteres 37b-d mediante reacciones de acoplamiento

inversión de Mitsunobu.

Para obtener los ácidos benzoicos 38b-d quirales se hicieron reaccionar los

ésteres con NaOH en etanol a reflujo durante 3 horas (Esquema 4.4).

7 Mitsunobu O., Synthesis 1981, 1,1.


R= O-

O-

O-

37b

37c

37d

ETOH, ∆, 3h

NaOHOMe

O

R

R= O-

O-

O-

OH

O

R

86%

82%

83%

38b

38c

38d

37b-d 38b-d

Esquema 4.4. Síntesis de los ácidos benzoicos quirales 38b-d.

Una vez obtenidos los ácidos benzoicos 38b-d deseados se llevo a cabo la

formación de los cloruros de ácido correspondientes. Además de los ácidos sintetizados

anteriormente se hizo reaccionar también, el ácido 4-deciloxibenzoico con cloruro de

tionilo a reflujo. Se obtuvieron en conjunto los cloruros de ácido 39a-d (Esquema 4.5).

O-

O-

38b

38d

OH

O

R

Cl

O

RSOCl2

∆, 1.5h

R=R=

O-

O-

O-

O-

100%

100%

100%

38a 39a

39b

39d

38a-d 39a-d

Esquema 4.5. Síntesis de los cloruros de ácidos 39a-d.

Los cloruros de ácido así sintetizados se hicieron reaccionar de forma inmediata

con el indol 14i en diclorometano en presencia de trietilamina. Tras 5 horas de reacción

a temperatura ambiente se obtuvieron los indoles 40a,c,d con posibles propiedades de

cristal líquido (Esquema 4.6).


HO

OHNH CH2Cl2, 5h, t.a.

Et3N

NH

OR

O

O-

O-

O-

R =

62%

55%

71%

O

O

R

Cl

O

R

R=

O-

O-

O-

39a

39b

39d

39a-b, d 40a-b, d

40a

40b

40d

14i

Esquema 4.6. Síntesis de los indoles 40a, b, d.

4.3.2 Síntesis de 1H-indoles con sustituyentes distintos.

A continuación, y con el fin de aumentar el número y las posibilidades de

obtener moléculas con propiedades de cristal líquido, se sintetizó una nueva familia de

indoles en la que los sustituyentes eran distintos.

En primer lugar se preparó el 4-deciloxibenzoato de 4-(2-bromoacetil)fenilo.

Para ello se hizo reaccionar la 2-bromo-4-hidroxiacetofenona con el cloruro de ácido

deciloxibenzoico. La correspondiente 2-bromo-4-hidroxiacetofenona 13j se obtuvo a

partir de la 4-hidroxiacetofenona mediante la reacción descrita en el capítulo anterior en

la que se calienta a reflujo en acetato de etilo en presencia de CuBr2 (Esquema 4.7).

HO HO

O O

Br

AcOEt, ∆, 4h

CuBr2

81%

13j

Esquema 4.7. Síntesis de la 2-bromo-4-hidroxiacetofenona.

El método de acoplamiento fue el mismo que se usó en el apartado anterior, es

decir, utilizando diclorometano como disolvente y trietilamina como base (Esquema

4.8).


O

Br

O

O

OC10H21

Cl

O

H21C10O

CH2Cl2, 5h, t.a.

Et3N

HO

O

Br

78%39a 13j 13k

Esquema 4.8. Síntesis de 4-deciloxibenzoato de 4-(2-bromoacetil)fenilo.

El siguiente paso consistió en hacer reaccionar la 2-bromo-4-

deciloxiacetofenona 13k con 3-hidroxianilina mediante la reacción de Bischler

exactamente igual que en el apartado anterior (Esquema 4.9).

µW, 150 W., 10 min

N-N-dimetilanilina,NHNH2HO

HO

O

O

Br

O

O

OC10H21

OOC10H21

15%13k 40e

Esquema 4.9. Síntesis del indol 40e mediante la reacción de Bischler.

En esta reacción no se obtuvieron buenos rendimientos y únicamente se obtuvo

el indol 2-sustituido 40e.

Después, se llevo a cabo el acoplamiento del cloruro de ácido 39b con el indol

40e, con la obteniéndose así el indol 40f en el que el grupo sustituyente cercano al

núcleo del indol es quiral (Esquema 4.10).

39b

Cl

O

O

HO

RNH

CH2Cl2, 5h, t.a.

Et3N

NH

O

O

O

O

OC10H21O

C8H17

C8H17

88%40e 40f

R

R = OOC10H21

O

R =

Esquema 4.10. Síntesis del indol 40f.

Una vez conseguido el indol 40f, se procedió a intentar sintetizar otro indol en el

que el grupo quiral se introdujera en la otra posición. Para ello se hizo reaccionar la 2-

bromo-4-hidroxiacetofenona 13j sintetizada anteriormente con la 3-metoxianilina 12e.


Esta reacción se llevo a cabo mediante irradiación microondas y en ausencia de

disolvente, según las condiciones descritas en el capitulo anterior (Esquema 4.11).

µW, 150 W., 10 min

N-N-dimetilanilina,

MeO NH2 HO

Br

O

MeO

OHNH

+

14s12e 13j

Esquema 4.11. Síntesis del indol 14s mediante irradiación de mocroondas.

Una vez purificado el compuesto 14s se le hizo reaccionar con el cloruro de

ácido 39b utilizando el mismo método de acoplamiento (Esquema 4.12).

14s 40g

Cl

O

O

MeO

OHNH CH2Cl2, 5h, t.a.

Et3N

NH

OO

OH3CO

C8H17

C8H1739b

Esquema 4.12. Etapa de acoplamiento.

Los compuestos sintetizados (Figura 4.23) fueron enviados al grupo de cristales

líquidos de la Facultad de Química de Zaragoza coordinado por el Prof. José L. Serrano,

para su análisis.


NHMeO

OO C8H17

O

NH

O

O

O

O

OO

C7H15

C7H15

NH

O

O

O

O

OO

C8H17

C8H17

NH

O

O

O

O

OC10H21

OC8H17

NH

O

O

O

C10H21O

OC10H21

O

40g

40a

40d

40b

40f

Figura 4.23. Compuestos con posibles propiedades mesomórficas sintetizados.


4.4 Resultados de los estudios de las propiedades mesomorfas. El estudio de las posibles propiedades mesomorfas de los productos sintetizados

(Figura 4.23) se realizó mediante el uso de las técnicas de microscopía óptica de luz

polarizada y calorimetría diferencial de barrido.

El microscopio óptico de luz polarizada es un microscopio convencional

equipado con dos polarizadores, los cuales tienen sus ejes de transmisión

perpendiculares entre sí. La muestra se coloca en un portaobjetos, el cual se sitúa

encima de una plataforma termorregulable entre los dos polarizadores. En ausencia de

muestra o al analizar un líquido isótropo, la luz polarizada permanecerá inalterada, con

lo que la luz no pasará a través de un segundo polarizador, o analizador, y se obtendrá

una imagen completamente negra. Sin embargo, si se introduce un cristal líquido,

entonces la luz que viene del primer polarizador será desviada por el cristal líquido y

podrá pasar a través del analizador, dando lugar a texturas ópticas diferentes,

dependiendo de la estructura de la mesofase y la orientación de las moléculas.

Una técnica complementaria es la calorimetría diferencial de barrido (DSC), la

cual se utiliza para medir las temperaturas y las entalpías asociadas a las transiciones de

fase. El calorímetro de barrido diferencial consiste básicamente en dos celdas gemelas,

una de las cuales contiene un material de referencia inerte (oro habitualmente) y la otra

la muestra a analizar, ambas situadas simétricamente dentro de una celda calorimétrica.

Las dos celdas se calientan independientemente, pero están interconectadas para

asegurarse de que ambas se calientan o enfrían a la misma velocidad, así como de que la

temperatura de ambas celdas permanece idéntica en los procesos de calentamiento o

enfriamiento. La energía requerida para mantener idénticas las temperaturas es medida y

recogida por el calorímetro. Dicho aparato ha sido previamente calibrado con una

sustancia con entalpía de transición conocida, lo que permite conocer con exactitud las

entalpías de transición del material que se está examinando.

En la Tabla 4.1 se recogen las temperaturas de transición de los compuestos

estudiados obtenidas por las técnicas antes mencionadas.

Resultados de los estudios de las propiedades mesomorfas. 178

Tabla 4.1. Temperaturas de transición, en ºC, de los compuestos.

Entrada Producto T de transición ºCa

1 40a Cr’ 81 Cr 164 SmC 229 N 232 I

I 230 N 228 SmC 150 Cr 84 Cr’

2 40b Cr 108 I

3 40d Cr 114 I

4 40f Cr’ 63 Cr 139 I

5 40g Cr 163 SmA 173 I

I 172 SmA 127 Cr

aCr: Cristal; SmC: Fase esméctica de tipo C; SmA: Fase esméctica de tipo A; SmCglass; N: Fase nemática;

LD: Fase columnar lamelar; I: Líquido isótropo.

Tal y como se puede observar en la tabla 4.2, de los cinco compuestos

analizados los compuestos 40a y 40g presentan comportamiento mesomorfo. Al

introducir quiralidad en las cadenas alifáticas se observa que aumenta el ordenamiento

en la molécula y se produce una pérdida de fluidez. Sin embargo, los compuestos 40b,

d, f podrían ser utilizados como dopantes quirales para obtener cristales líquidos

ferroeléctricos (Figura 4.24).

NH

O

O

O

O

OO

C7H15

C7H15

NH

O

O

O

O

OO

C8H17

C8H17

NH

O

O

O

O

OC10H21

OC8H17

40d

40b

40f

Figura 4.24. Posibles dopantes quirales para obtener cristales líquidos ferroeléctricos.


Las texturas observadas al microscopio óptico de luz polarizada (Figura 4.25 y

4.26), nos indican que el compuesto 40a exhibe una fase esméctica que parece de tipo C

(SmC), tanto en el proceso calentamiento como el de enfriamiento del líquido isótropo.

Sin embargo, aparecen “cordones de teléfono” en la textura que no son habituales en

esta fase.

NH

O

O

O

C10H21O

OC10H21

O

40a

Figura 4.25. Fase Esméctica. Parece tipo esméctica C, por la textura schlieren (parte

superior de la foto) a 206 ºC (aumentos 20, izda y aumentos 10, dcha).

Figura 4.26. Textura schlieren de la fase esméctica a 156 ºC (aumentos 20, izda y

aumentos 40, dcha).


En el termograma de DSC del compuesto 40a (Figura 4.27) se observa que al

calentar hasta el líquido isótropo, aparecen cuatro picos endotérmicos, uno a 81 ºC (5.1

kJ/mol), correspondientes a transición cristal-cristal, en las que se produce una

reorganización de las moléculas de la muestra entre dos fases cristalinas diferentes., otro

a 164 ºC (39.8 kJ/mol) correspondiente a la transición de fase Cr-Sm, otro a 229 ºC,

que correspondería a la transición de fase Sm-N, y otro a 232 ºC, que correspondería a

la transición de fase N-I. En el proceso de enfriamiento, también, se observan cuatro

picos a 230 ºC, a 228ºC, a 150 ºC (37.1 kJ/mol) y a 84 ºC (5.2 kJ/mol), correspondientes

a las transiciones de fases I-N, N-SmC, SmC-Cr y Cr-Cr’, respectivamente.

Figura 4.27. Diagrama DSC del compuesto 40a

En el termograma de DSC del compuesto 40g (Figura 4.28) se observa que en el

proceso de calentamiento, aparece un pico endotérmico a 163 ºC, correspondiente a la

transición de fase Cr-SmA y la transición SmA-I (173 ºC, dato de microscopio óptico).

En este caso los picos de las dos transiciones se solapan en el DSC y no se pueden

integrar por separado. En el proceso de enfriamiento, se observan dos picos a 173 ºC

-3

-1

1

3

50 100 150 200

Temperatura (°C)

DSC

Cr

N

I SmC

Cr SmC

N I

Cr’

Cr’

Flu

jo d

e ca

lor

(W/g

)


(2.4kJ/mol), y a 127ºC (32.1 kJ/mol), correspondientes a las transiciones de fases I-

SmA y SmA-Cr, respectivamente. Este compuesto se va a ensayar como dopante quiral

para conseguir comportamiento ferroeléctrico en mesofases SmC.

NHMeO

OO C8H17

O

40g

Figura 4.28. Diagrama DSC del compuesto 40g.

Cabe destacar que del estudio por análisis de difracción de rayos X del indol 15e

(Figura 4.29), análogo metoxilado de los indoles 40a,g sintetizado en el capítulo 3, ya

apuntaba a una cierta probabilidad de observar fases esmécticas en análogos con

cadenas alquílicas de mayor longitud.

DSC

Flu

jo d

e ca

lor

(W/g

)

Temperatura (°C)

SmA

SmA

I

I


14e

NHH3CO

OCH3

OCH3

OCH3

Figura 4.29. a) Diagrama ORTEP del producto 14e. b) Vista a lo largo del eje

b.

A

B


4.5 Conclusiones.

1.- Se han preparado cinco moléculas candidatas a cristal líquido, todas ellas con

idéntico núcleo, un anillo de indol, pero con distintos grupos terminales.

2.- Se ha conseguido optimizar la reacción de Bischler para conseguir 1-H

indoles 2-sustituidos mediante irradación con microondas.

3.- Se ha observado que al introducir quiralidad en las cadenas laterales de las

moléculas aumenta el orden de los productos y por lo tanto disminuyen las propiedades

mesomórficas de estas moléculas.

4.- De las cinco moléculas enviadas, los productos 40a y 40g presentan

propiedades mesomórficas mientras los compuestos 40b, 40d y 40f no son cristales

líquidos, aunque van a ser ensayados como dopantes quirales.

Capítulo 5. Sección experimental.

185

CAPÍTULO 5

SECCIÓN EXPERIMENTAL


187

5.1 Técnicas analíticas y reactivos.

Los reactivos comerciales fueron utilizados sin purificación previa. Los

disolventes se rectificaron mediante destilación fraccionada y anhidrizaron siguiendo

protocolos establecidos1, es decir, el diclorometano se destiló sobre pentóxido de

fósforo y se almacenó sobre tamiz molecular de 4Å; el tetrahidrofurano y el éter etílico

se anhidrizaron mediante reflujo y destilación sobre sodio y benzofenona y se utilizaron

inmediatamente. El acetonitrilo, tolueno, benzonitrilo, 1,2-dimetoxietano y xileno se

emplearon sin previa purificación al tratarse de disolventes con un grado de pureza

superior al 99%.

Las fases orgánicas se secaron con sulfato sódico anhidro y la evaporación de los

disolventes se llevó a cabo en un rotavapor Büchi R-114 utilizando una bomba de vacío

Büchi V-500.

Las destilaciones a presión reducida se llevaron a cabo en un aparato KugelRohr

o en un Büchi B-585 conectados a una bomba de vacío Vacubrand RZ5.

Los puntos de fusión se midieron en un aparato Büchi B-540 y no fueron

corregidos.

Cromatografía: Las purificaciones mediante cromatografía en columna a

presión se llevaron a cabo empleando gel de sílice (Merck, Kiesegel 60, 230-400 mesh)

y eluyentes preparados a base de mezclas de acetato de etilo y hexano en proporciones

que varían entre 1:1 y 1:40 y a base de mezclas de metanol y diclorometano. Las

cromatografías de capa fina se realizaron sobre placas de gel de sílice Merck Kiesegel

60F-254 y Panreac silicagel 60F-254. La cromatografía líquida preparativa de alta

resolución (HPLC) se realizó en un cromatógrafo Waters Delta Prep 4000, detector

ultravioleta con lámpara de deuterio (λ = 254 nm) modelo Waters 2487 y una columna

Hichrom Kromasil Si60 (10 µm) de 25 cm x 3.5 cm. También se utilizaron TLCs

preparativas (PLC Silica gel F254, 1mm).

1 Armarego, W. L. F.; Perrin, D. D. Purification of Laboratory Chemicals Butterworth-Heinemann:

Oxford, 1996.

Técnicas analíticas y reactivos.

188

IR: Los espectros de infrarrojo se registraron en un espectrofotómetro Perkin

Elmer 1600 Series FTIR conectado a PC, empleando pastillas de bromuro potásico.

Microanálisis: Los análisis elementales fueron realizados mediante un

analizador Leco CHNS-932 calibrado con sulfametacina y empleando muestras de 1-2

mg. Los análisis se realizaron por combustión a 1000 ºC.

Polarimetría: La actividad óptica fue medida por un polarímetro Perkin Elmer

243B adosado a un baño termostático Frigiterm 6000382.

RMN: Los espectros de RMN de 1H y 13C fueron registrados en los siguientes

espectrómetros: Varian Gemini 200 de 200 MHz, Bruker Avance 300 de 300 MHz y

Bruker Avance 500 de 500 MHz. Los disolventes utilizados fueron cloroformo

deuterado (CDCl3) y dimetilsulfóxido hexadeuterado (DMSO-d6). Los desplazamientos

químicos, δ, se expresan en ppm con respecto a una referencia interna de

hexametildisiloxano (δ = 0.055 ppm), trimetilsilano (δ = 0.000 ppm), o el propio

DMSO (δ = 2.50 ppm) para los espectros de 1H. En cuanto al 13C tanto el CDCl3 (δ =

77.0 ppm) como el DMSO (δ = 39.5 ppm) se emplearon como referencia. Las

constantes de acoplamiento, J, se expresan en Hz.


189

5.2 Síntesis de inhibidores peptídicos.

5.2.1 Procedimiento general para la preparación de iminas.

H

O

ClH3NOCH3

O

R

+Et3N, MgSO4

CH2Cl2, 16h, t.a.N

ROCH3

O

R= H, Me

1 2a, 2b 3a, 3b

Esquema 5.1. Procedimiento general para la preparación de iminas.

En un matraz esférico se introdujeron 23 mmoles de clorhidrato del éster metílico del

aminoácido correspondiente (2a, 2b) con 35 ml de CH2Cl2 y se le añadieron una punta de

espátula de MgSO4 y 3.5 ml (25 mmoles) de Et3N. La suspensión resultante se agitó durante 1h a

temperatura ambiente, tras lo cual se adicionaron 20 mmoles benzaldehído y se dejó en agitación

durante 16h. Transcurrido este tiempo se filtró la suspensión para eliminar el MgSO4 y se lavó el

filtrado con H2O (3 x 25 ml), se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. Las

iminas presentaron espectros de 1H-RMN satisfactorios y se utilizaron inmediatamente sin

purificar.

N-Benciliden-1-aminoacetato de metilo, 3a: Rdto = 80%. 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3):

8.29 (s, 1H), 7.81-7.75 (m, 2H), 7.46-7.40 (m, 3H), 4.92 (s, 2H), 3.79 (s, 3H).

N-Benciliden-2-aminopropionato de metilo, 3b: Rdto = 82%. 1H-RMN (δ, ppm,

CDCl3): 8.29 (s, 1H), 7.81-7.75 (m, 2H), 7.46-7.40 (m, 3H), 4.16 (q, 1H, J = 7.0 Hz), 3.79 (s,

3H), 1.54 (d, 3H).

Síntesis de inhibidores peptídicos.

190

5.2.2 Síntesis del nitroalqueno quiral.

El nitroalqueno quiral 4 se preparó a partir del aldehído homoquiral correspondiente, cuyo

método de síntesis está ampliamente descrito en la literatura2 y se describirá a continuación.

5.2.2.1 Preparación del aldehído derivado de la L-isoleucina.

La ruta de síntesis empleada se muestra en el Esquema 5.2.

OOC

NH3

O

HOOH

O

H3COOH

O

H3COOBn

HOOBn

O

HOBn

L-isoleucina

i ii iii

iii iv v

4 Esquema 5.2. Preparación del aldehído derivado de la L-isoleucina.. Reactivos y condiciones: i:

H2SO4 1N, NaNO2, 24h, 0ºC. ii: DMP, TsOH . 2H2O, MeOH, 24h, 45ºC. iii: NaH, THF, BnBr,

72h, t. a. iv: LiAlH4, Et2O, 3h, t. a. v: TCIA, TEMPO, CH2Cl2, 15min, -10 ºC.

Ácido (2S,3S)-2-hidroxi-3-metilpentanoico.

En un matraz esférico equipado con embudo de adición enfriado en un baño de

agua/hielo, se disolvieron 13.1 g (100 mmoles) de L-isoleucina en 150 ml de disolución acuosa

de H2SO4 1N, sobre los que se gotearon lentamente 10.3 g de Na2NO3 (148 mmoles) disueltos en

36 ml de H2O. La mezcla de reacción se mantuvo en agitación a 0-5°C durante 24h, tras lo cual

se saturó con sulfato amónico y se extrajo con Et2O (4 x 50ml). La fase orgánica se secó con

Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El crudo de reacción se destiló (104-106°C, 0.6

mmHg) obteniéndose un aceite incoloro espeso (Rdto = 95 %).

2 a) De Luca, L.; Giacomelli, G.; Porcheddu, A. Org. Lett. 2001, 19, 3041. b) Li, W. R.; Ewing, W. R.; Harris, B.D.;

Joullié, M. M. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7659.


191

1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 5.84 (sa, 2H), 4.19 (d, 1H, J = 3.6 Hz,), 1.97-1.81 (m, 1H),

1.45-1.07 (m, 2H, CH2), 1.02 (d, 3H, J = 7.2 Hz), 0.93 (t, 3H, J = 7.2 Hz).

(2S,3S)-2-Hidroxi-3-metilpentanoato de metilo.

En un matraz esférico equipado con un refrigerante de reflujo se introdujeron 95 mmoles

de ácido (2S, 3S)-2-hidroxi-3-metilpentanoico, 4.7 ml de MeOH, 11.7 ml (95 mmoles) de 2,2-

dimetoxipropano y 0.12 g (0.7 mmoles) de ácido p-toluensulfónico monohidrato. La disolución

se mantuvo en agitación a 45°C durante 24h, tras lo cual se evaporaron los disolventes. El crudo

de reacción se destiló bajo presión reducida (142-144°C) para obtener un aceite incoloro (Rdto =

94 %).

1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 4.09 (d, 1H, J = 3.6 Hz, H-COH), 3.78 (s, 3H, OCH3), 3.17

(sa, 1H, OH), 1.87-1.71 (m, 1H), 1.46-1.16 (m, 2H, CH2), 0.98 (d, 3H, J = 7.3 Hz), 0.88 (t, 3H, J

= 7.4 Hz).

(2S,3S)-2-Benciloxi-3-metilpentan-1-ol.

En un matraz esférico de tres bocas equipado con un embudo de adición compensada bajo

atmósfera de argón, se disolvieron 60 mmoles (8.8 g) de (2S,3S)-2-Hidroxi-3-metilpentanoato de

metilo en 120 ml de THF seco y 36 ml de DMF anhidra. Dicha solución se enfrió en un baño de

agua/hielo y se añadieron 2.4 g (60 mmoles) de NaH en varias porciones para evitar que se

formasen demasiadas espumas en el matraz de reacción. La suspensión formada se agitó durante

10 min a 0°C, tras los cuales se adicionaron gota a gota 72 mmoles del bromuro correspondiente,

se retiró el baño de agua/hielo y se dejó en agitación a temperatura ambiente durante 24h.

Transcurrido este periodo se añadieron 360 ml de Et2O, se lavó con H2O (3 x 240 ml), se secó

sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El aceite así obtenido se utilizó en el

siguiente paso sin purificar.

En un matraz esférico de tres bocas equipado con un embudo de adición compensada,

enfriado en un baño de agua/hielo y bajo atmósfera de argón, se suspendieron 1.2 g (30 mmoles)

de LiAlH4 en 45 ml de Et2O anhidro. A esta suspensión se le añadió, gota a gota, una disolución

de 30 mmoles del éster obtenido previamente en 60 ml de Et2O anhidro, tras lo cual se retiró el


192

baño y se dejó en agitación a temperatura ambiente durante 3h. La reacción se enfrió a 0°C y se

detuvo goteando lentamente 10.5 ml de H2O. La suspensión formada se filtró sobre un lecho de

celita y el filtrado se lavó con H2O (3 x 60 ml), se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a

presión reducida. El alcohol obtenido se purifico mediante cromatografía en columna a presión

(AcOEt/Hx, 1:5), obteniéndose un aceite amarillo.(Rdto = 41%)

1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.42-7.26 (m, 5H), 4.62 (d, 1H, J = 11.4 Hz), 4.50 (d, 1H, J =

11.4 Hz), 3.77-3.49 (m, 2H), 3.43-3.27 (m, 1H), 1.94-1.67 (m, 2H), 1.62-1.39 (m, 1H), 1.32-1.03

(m, 1H), 0.99-0.79 (m, 6H).

(2S,3S)-2-(benciloxi)-3-metilpentanal, 4.

En un matraz se disolvieron 18.0 mmoles de (2S, 3S)-2-benciloxi-3-metilpentan-1-ol, 4.23 g

(18.0 mmoles) de TCIA y 0.030 g (0.2 mmoles) de TEMPO en 36 ml de CH2Cl2 y se agitó a t.a.

durante 15 minutos. A continuación, se filtró la mezcla de reacción a través de un lecho de Celita

y el filtrado se lavó con disolución acuosa saturada de Na2CO3 (45 ml), HCl 1N (45 ml) y

disolución acuosa saturada de NaCl (45 ml). La fase orgánica se secó con Na2SO4 anhidro y se

evaporó a presión reducida (Rdto = 89 %).

1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 9.66 (d, 1H, J = 2.6 Hz), 7.42-7.27 (m, 5H), 4.66 (d, 1H, J =

11.7 Hz), 4.48 (d, 1H, J = 11.7 Hz), 3.53 (dd, 1H, J = 5.8 Hz, J’ = 2.7 Hz), 1.98-1.76 (m, 1H),

1.71-1.44 (m, 1H), 1.41-1.11 (m, 1H), 0.94 (d, 3H, J = 6.9 Hz), 0.87 (t, 3H, J = 7.4 Hz).

5.2.2.2 Reacción de Henry.

En un matraz esférico se introdujeron 10 mmoles de (2S, 3S)-2-(benciloxi)-3-

metilpentanal, 2.9 ml (50 mmoles) de nitrometano y 0.2 ml (1.4 mmoles) de Et3N. La mezcla se

agitó durante 16 h a temperatura ambiente y el exceso de nitrometano se eliminó en el rotavapor.

El crudo obtenido resultó ser mezcla de los dos nitroalcoholes diastereómeros en proporción 3:1

y se utilizaron en la siguiente etapa sin purificar.


193

5.2.2.3 Activación-eliminación de McMurry.

En un matraz esférico de tres bocas equipado con embudo de adición compensada y bajo

atmósfera de argón, se disolvió el crudo obtenido en la etapa anterior en 20 ml de CH2Cl2 y la

disolución se enfrió a -78°C. Se añadieron 0.93 ml (12.0 mmoles) de MsCl lentamente

manteniendo la temperatura por debajo de -70°C. Se disolvieron 4.3 ml (25.0 mmoles) de DIPEA

en 5 ml de CH2Cl2 y dicha disolución se goteó en el matraz de reacción, manteniendo la

temperatura inferior a -65°C. La mezcla de reacción se agitó a -78°C durante 2 h y después se

dejó alcanzar temperatura ambiente, tras lo cual se lavó con H2O (15 ml), disolución acuosa de

HCl 0.1N (4 x 10 ml) y disolución acuosa saturada de NaCl (10 ml). La fase orgánica se secó

sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El crudos de reacción se purificó

mediante CC a presión (AcOEt/Hx 1:40) obteniéndose un aceite amarillo ( Rdto = 81%).

O

HOBn OBn

O2NOH

OBn

O2Ni ii

4 5

Esquema 5.3. Síntesis del nitroalqueno quiral derivado de la L-isoleucina . Reactivos y

condiciones: i: CH3NO2, Et3N, 16h, t. a. ii: MsCl, DIPEA, CH2Cl2, 2h, -78ºC.

Bencil (1S,4S)-2-metil-1-[(E)-2-nitrovinil]butil éter, 5. 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.41-

7.26 (m, 5H), 7.20-7.03 (m, 2H), 4.56 (d, 1H, J = 11.6 Hz), 4.44 (d, 1H, J = 11.7 Hz), 3.96 (t, 1H,

J = 5.1 Hz), 1.91-1.68 (m, 1H), 1.64-1.39 (m, 1H), 1.35-1.08 (m, 1H), 1.04-0.77 (m, 6H).

Este compuesto había sido sintetizado y caracterizado previamente en nuestro

laboratorio3, por lo que nos limitamos a analizar su espectro de 1H-RMN, comprobando que era

satisfactorio.

3 M. Ayerbe, Tesis Doctoral. “Nuevos Estudios sobre Reacciones Secuenciales y Concertadas en Alquenos π-

deficientes”, Donostia, 2000.


194

5.2.3 Procedimiento general para las cicloadiciones térmicas [3+2] entre las iminas

y los nitroalquenos.

N

ROCH3

O

OBn

O2N

+AgOAc, Et3N

CH3CN, 5h, t.a. NH

O2NR

O

OCH3

BnO

R= H, Me

+

endo-anti 6a-b endo-sin 6a-b

NH

O2NR

O

OCH3

BnOHH

3a, 3b

5

Esquema 5.4. Procedimiento general para las cicloadiciones térmicas [3+2] entre las iminas 3a,

b y el nitroalqueno 5.

En un matraz esférico se disolvieron 5 mmoles de imina en 50 ml de acetonitrilo y se

añadieron 0.7 ml (5 mmoles) de Et3N, 1.25 g del nitroalqueno (5 mmoles) y 0.13 g (0.75 mmoles)

de AgOAc. Se siguió el curso de la reacción por CCF. Tras completarse la reacción

(aproximadamente a las 5h), la mezcla se filtró a través de un lecho de celita y el filtrado se lavó

con disolución acuosa de NH4Cl (2 x 10 ml) y H2O (2 x 10 ml), se secó sobre Na2SO4 anhidro y

se evaporó a presión reducida. Tras analizar el crudo de reacción mediante 1H-RMN, se purificó

mediante CC a presión (AcOEt/Hx 1:5).

(2S,3R,4S,5S)–5-Fenil-3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-2-metoxicarbonil-4-

nitropirrolidina, endo-anti 6a. Rdto = 82 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.38-7.22 (m, 10H),

5.47 (dd, 1H, J = 6.0, J’=2.4 Hz), 4.76 (d, 1H, J = 11.4 Hz), 4.50-4.44 (m, 2H), 3.83 (m, 4H),

3.68 (d, 1H, J = 5.6 Hz), 3.17 (sa, 1H), 3.02 (ddd, 1H, J = 7.7 Hz, J’ = 2.2 Hz, J’’ = 1.0 Hz), 1.98-

1.81 (m, 1H), 1.58-1.39 (m, 1H), 1.32-1.13 (m, 1H), 0.99-0.89 (m, 6H).


195

(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-2-metoxicarbonil-4-

nitropirrolidina, endo-anti 6b. Rdto = 85; % 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.35-7.24 (m, 10H),

5.58 (dd, 1H, J = 5.6 Hz, J’ = 2.3 Hz), 4.71 (d, 1H, J = 10.8 Hz), 4.64 (dd, 1H, J = 10.3 Hz, J’=5.9

Hz), 4.41 (d, 1H, J = 11.1 Hz), 3.84 (s, 3H), 3.82 (d, 1H, J = 4.2 Hz), 3.42 (d, 1H, J = 10.8 Hz),

3.16 (d, 1H, J = 2.5 Hz), 2.07-1.92 (m, 1H), 1.57 (s, 3H), 1.39-1.22 (m, 1H) 1.21-1.03 (m, 1H)

0.92 (t, 3H, J = 7.3 Hz), 0.83 (d, 3H, J = 7.1 Hz).

Datos de la estructura de rayos X del compuesto endo-anti 6b.

NH

O2NBnO

Oendo-anti 6b

OMe


196

Table 1. Crystal data and structure refinement for endo-anti 6b. Identification code endo-anti 6b.

Empirical formula C25 H32 N2 O5

Formula weight 440.53

Temperature 298(2) K

Wavelength 0.71073 Å

Crystal system Monoclinic

Space group P 21

Unit cell dimensions a = 7.054(2) Å α= 90°.

b = 20.782(5) Å β= 93.44(3)°.

c = 8.130(3) Å γ = 90°.

Volume 1189.7(6) Å3

Z 2

Density (calculated) 1.230 Mg/m3

Absorption coefficient 0.086 mm-1

F(000) 472

Crystal size 0.32 x 0.267 x 0.16 mm3

Theta range for data collection 1.96 to 24.48°.

Index ranges -8<=h<=8, -24<=k<=20, -9<=l<=9

Reflections collected 6287

Independent reflections 3074 [R(int) = 0.0663]

Completeness to theta = 24.48° 98.1 %

Absorption correction Integration

Max. and min. transmission 0.9885 and 0.9719

Refinement method Full-matrix least-squares on F2

Data / restraints / parameters 3074 / 1 / 294

Goodness-of-fit on F2 0.769

Final R indices [I>2σ(I)] R1 = 0.0373, wR2 = 0.0578

R indices (all data) R1 = 0.0791, wR2 = 0.0648

Absolute structure parameter -1.5(12)


197

Largest diff. peak and hole 0.104 and -0.116 e.Å-3

Table 2. Bonth lengths [Å] and angles [deg] for endo-anti 6b.

C(2)-N(1) 1.472(4) C(2)-C(6) 1.528(4) C(2)-C(8) 1.531(4) C(2)-C(3) 1.553(4) C(3)-C(9) 1.529(4) C(3)-C(4) 1.546(4) C(3)-H(3) 0.9800 C(4)-N(2) 1.515(4) C(4)-C(5) 1.555(4) C(4)-H(4) 0.9800 C(5)-N(1) 1.479(3) C(5)-C(21) 1.504(4) C(5)-H(5) 0.9800 C(6)-O(4) 1.193(4) C(6)-O(3) 1.318(4) C(7)-O(3) 1.459(4) C(7)-H(71) 0.9600 C(7)-H(72) 0.9600 C(7)-H(73) 0.9600 C(8)-H(81) 0.9600 C(8)-H(82) 0.9600 C(8)-H(83) 0.9600 C(9)-O(5) 1.443(3) C(9)-C(10) 1.542(4) C(9)-H(9) 0.9800 C(10)-C(12) 1.529(4) C(10)-C(11) 1.530(4) C(10)-H(10) 0.9800 C(11)-H(111) 0.9600 C(11)-H(112) 0.9600 C(11)-H(113) 0.9600 C(12)-C(13) 1.522(4) C(12)-H(121) 0.9700 C(12)-H(122) 0.9700 C(13)-H(13) 0.9600 C(13)-H(131) 0.9600 C(13)-H(132) 0.9600 C(14)-O(5) 1.423(4) C(14)-C(15) 1.497(5) C(14)-H(141) 0.9700 C(14)-H(142) 0.9700 C(15)-C(20) 1.374(5) C(15)-C(16) 1.387(5) C(16)-C(17) 1.386(5) C(16)-H(16) 0.9300 C(17)-C(18) 1.366(6) C(17)-H(17) 0.9300 C(18)-C(19) 1.369(6) C(18)-H(18) 0.9300 C(19)-C(20) 1.386(5) C(19)-H(19) 0.9300 C(20)-H(20) 0.9300 C(21)-C(26) 1.374(4) C(21)-C(22) 1.380(4) C(22)-C(23) 1.392(5) C(22)-H(22) 0.9300 C(23)-C(24) 1.385(5) C(23)-H(23) 0.9300 C(24)-C(25) 1.351(5) C(24)-H(24) 0.9300 C(25)-C(26) 1.400(5) C(25)-H(25) 0.9300

C(26)-H(26) 0.9300 N(1)-H(1) 0.7628

N(2)-O(1) 1.216(4) N(2)-O(2) 1.224(3) N(1)-C(2)-C(6) 110.2(3) N(1)-C(2)-C(8) 113.2(3) C(6)-C(2)-C(8) 107.3(3) N(1)-C(2)-C(3) 100.7(2) C(6)-C(2)-C(3) 111.2(3) C(8)-C(2)-C(3) 114.1(3) C(9)-C(3)-C(4) 117.1(2) C(9)-C(3)-C(2) 115.2(2) C(4)-C(3)-C(2) 103.6(3)

C(9)-C(3)-H(3) 106.7 C(4)-C(3)-H(3) 106.7 C(2)-C(3)-H(3) 106.7

N(2)-C(4)-C(3) 112.7(3) N(2)-C(4)-C(5) 108.4(3) C(3)-C(4)-C(5) 106.0(2)

N(2)-C(4)-H(4) 109.9 C(3)-C(4)-H(4) 109.9 C(5)-C(4)-H(4) 109.9

N(1)-C(5)-C(21) 113.6(3) N(1)-C(5)-C(4) 101.5(2) C(21)-C(5)-C(4) 118.0(3)

N(1)-C(5)-H(5) 107.7 C(21)-C(5)-H(5) 107.7 C(4)-C(5)-H(5) 107.7

O(4)-C(6)-O(3) 123.5(3) O(4)-C(6)-C(2) 124.1(4) O(3)-C(6)-C(2) 112.4(3)

O(3)-C(7)-H(71) 109.5 O(3)-C(7)-H(72) 109.5 H(71)-C(7)-H(72) 109.5 O(3)-C(7)-H(73) 109.5 H(71)-C(7)-H(73) 109.5 H(72)-C(7)-H(73) 109.5 C(2)-C(8)-H(81) 109.5 C(2)-C(8)-H(82) 109.5 H(81)-C(8)-H(82) 109.5 C(2)-C(8)-H(83) 109.5 H(81)-C(8)-H(83) 109.5 H(82)-C(8)-H(83) 109.5

O(5)-C(9)-C(3) 107.0(2) O(5)-C(9)-C(10) 111.1(2) C(3)-C(9)-C(10) 115.8(3)

O(5)-C(9)-H(9) 107.5 C(3)-C(9)-H(9) 107.5 C(10)-C(9)-H(9) 107.5

C(12)-C(10)-C(11) 111.4(3) C(12)-C(10)-C(9) 112.0(3) C(11)-C(10)-C(9) 113.8(3)

C(12)-C(10)-H(10) 106.3 C(11)-C(10)-H(10) 106.3 C(9)-C(10)-H(10) 106.3 C(10)-C(11)-H(111) 109.5 C(10)-C(11)-H(112) 109.5 H(111)-C(11)-H(112) 109.5 C(10)-C(11)-H(113) 109.5 H(111)-C(11)-H(113) 109.5 H(112)-C(11)-H(113) 109.5

C(13)-C(12)-C(10) 112.3(3)

C(13)-C(12)-H(121) 109.1 C(10)-C(12)-H(121) 109.1 C(13)-C(12)-H(122) 109.1 C(10)-C(12)-H(122) 109.1 H(121)-C(12)-H(122) 107.9 C(12)-C(13)-H(13) 109.5 C(12)-C(13)-H(131) 109.5 H(13)-C(13)-H(131) 109.5 C(12)-C(13)-H(132) 109.5 H(13)-C(13)-H(132) 109.5 H(131)-C(13)-H(132) 109.5

O(5)-C(14)-C(15) 110.7(3) O(5)-C(14)-H(141) 109.5 C(15)-C(14)-H(141) 109.5 O(5)-C(14)-H(142) 109.5 C(15)-C(14)-H(142) 109.5 H(141)-C(14)-H(142) 108.1

C(20)-C(15)-C(16) 118.0(4) C(20)-C(15)-C(14) 121.1(4) C(16)-C(15)-C(14) 120.7(4) C(17)-C(16)-C(15) 120.6(4)

C(17)-C(16)-H(16) 119.7 C(15)-C(16)-H(16) 119.7

C(18)-C(17)-C(16) 119.8(4) C(18)-C(17)-H(17) 120.1 C(16)-C(17)-H(17) 120.1

C(17)-C(18)-C(19) 120.8(4) C(17)-C(18)-H(18) 119.6 C(19)-C(18)-H(18) 119.6

C(18)-C(19)-C(20) 118.9(4) C(18)-C(19)-H(19) 120.6 C(20)-C(19)-H(19) 120.6

C(15)-C(20)-C(19) 121.9(4) C(15)-C(20)-H(20) 119.1 C(19)-C(20)-H(20) 119.1

C(26)-C(21)-C(22) 119.4(4) C(26)-C(21)-C(5) 122.3(3) C(22)-C(21)-C(5) 118.3(3) C(21)-C(22)-C(23) 120.6(4)

C(21)-C(22)-H(22) 119.7 C(23)-C(22)-H(22) 119.7

C(24)-C(23)-C(22) 119.4(4) C(24)-C(23)-H(23) 120.3 C(22)-C(23)-H(23) 120.3

C(25)-C(24)-C(23) 120.0(4) C(25)-C(24)-H(24) 120.0 C(23)-C(24)-H(24) 120.0

C(24)-C(25)-C(26) 120.9(4) C(24)-C(25)-H(25) 119.5 C(26)-C(25)-H(25) 119.5

C(21)-C(26)-C(25) 119.6(4) C(21)-C(26)-H(26) 120.2 C(25)-C(26)-H(26) 120.2

C(2)-N(1)-C(5) 105.6(2) C(2)-N(1)-H(1) 107.6 C(5)-N(1)-H(1) 118.9

O(1)-N(2)-O(2) 125.2(3) O(1)-N(2)-C(4) 119.1(3) O(2)-N(2)-C(4) 115.5(3) C(6)-O(3)-C(7) 116.7(3) C(14)-O(5)-C(9) 112.6(2)


198

Table 3. Hydrogen bonds for endo-anti 6b. [Å and °]. ____________________________________________________________________ D-H...A d(D-H) d(H...A) d(D...A) <(DHA) ____________________________________________________________________ C3—H3···O1 0.98 2.33 2.832(4) 111 C4—H4···O5 0.98 2.31 2.791(4) 110 C26—H26···N1 0.93 2.54 2.865(5) 101 C11—H111···N2 0.96 2.59 3.322(5) 134 Table 4. Atomic coordinates ( x 104) and equivalent isotropic displacement parameters (Å2x 103) for endo-anti 6b. U(eq) is defined as one third of the trace of the orthogonalized Uij tensor. ________________________________________________________________________________ x y z U(eq) ________________________________________________________________________________ C(2) 7673(5) 4092(2) 5422(4) 45(1) C(3) 7845(4) 4315(2) 7247(4) 39(1) C(4) 6083(4) 4016(2) 7992(4) 44(1) C(5) 5187(4) 3556(2) 6652(4) 44(1) C(6) 9626(5) 4023(2) 4725(5) 52(1) C(7) 11436(5) 3495(2) 2774(4) 75(1) C(8) 6497(5) 4542(2) 4272(4) 59(1) C(9) 8158(4) 5037(2) 7503(4) 43(1) C(10) 9315(4) 5231(2) 9095(4) 45(1) C(11) 8372(4) 5047(2) 10674(4) 58(1) C(12) 11360(4) 4987(2) 9116(4) 61(1) C(13) 12640(4) 5312(2) 10442(5) 86(1) C(14) 6377(5) 5998(2) 6973(6) 76(1) C(15) 4415(5) 6268(2) 6707(5) 59(1) C(16) 3134(5) 6005(2) 5531(5) 67(1) C(17) 1369(6) 6285(2) 5199(5) 72(1) C(18) 893(6) 6830(3) 6019(7) 85(1) C(19) 2127(7) 7099(2) 7189(6) 86(2) C(20) 3883(6) 6813(2) 7517(5) 73(1) C(21) 4304(5) 2940(2) 7208(4) 46(1) C(22) 2488(5) 2965(2) 7752(5) 64(1) C(23) 1604(6) 2410(2) 8280(5) 81(1) C(24) 2560(7) 1828(2) 8247(5) 79(1) C(25) 4329(7) 1803(2) 7700(5) 79(1) C(26) 5230(5) 2360(2) 7172(5) 65(1) N(1) 6799(4) 3454(1) 5598(3) 51(1) N(2) 6583(5) 3626(2) 9532(4) 56(1) O(1) 8050(4) 3317(1) 9622(3) 77(1) O(2) 5396(4) 3629(1) 10570(3) 80(1) O(3) 9640(3) 3589(1) 3544(3) 68(1) O(4) 10971(4) 4343(1) 5149(3) 80(1) O(5) 6308(3) 5336(1) 7415(2) 46(1) ________________________________________________________________________________


199

Table 5. Anisotropic displacement parameters (Å2x 103)for endo-anti 6b. The anisotropic displacement factor exponent takes the form: -2π2[ h2a*2U11 + 2 h k a* b* U12 ] ______________________________________________________________________________ U11 U22 U33 U23 U13 U12 ______________________________________________________________________________ C(2) 47(2) 49(3) 40(2) -5(2) 8(2) -2(2) C(3) 39(2) 39(2) 40(2) -1(2) 2(2) 6(2) C(4) 48(2) 38(2) 46(2) -1(2) 7(2) 3(2) C(5) 43(2) 46(2) 43(2) -2(2) 8(2) -3(2) C(6) 54(2) 51(3) 52(2) -1(2) 10(2) -3(2) C(7) 57(2) 93(3) 76(3) -17(3) 24(2) 3(2) C(8) 57(2) 63(3) 55(2) -3(2) 6(2) -5(2) C(9) 39(2) 44(2) 46(2) 2(2) 12(2) 1(2) C(10) 46(2) 40(2) 48(2) -4(2) 5(2) 0(2) C(11) 57(2) 71(3) 46(2) -7(2) 9(2) -8(2) C(12) 49(2) 74(3) 61(2) -8(2) 4(2) 1(2) C(13) 49(2) 119(4) 89(3) -25(3) -8(2) -8(3) C(14) 56(3) 48(3) 125(4) 13(3) -4(3) 3(2) C(15) 63(3) 37(2) 74(3) 9(2) -5(2) -1(2) C(16) 60(3) 59(3) 83(3) -3(2) 11(2) 7(2) C(17) 58(3) 67(3) 91(3) 9(3) -5(2) 1(2) C(18) 60(3) 66(3) 130(4) 30(3) 10(3) 15(3) C(19) 83(3) 67(3) 107(4) 1(3) 8(3) 25(3) C(20) 83(3) 56(3) 77(3) -3(3) -10(3) 4(3) C(21) 49(2) 44(2) 44(2) -2(2) 4(2) -2(2) C(22) 59(3) 50(3) 84(3) 0(2) 17(2) -4(2) C(23) 66(3) 76(4) 102(3) 1(3) 24(3) -23(3) C(24) 95(4) 61(3) 81(3) 10(3) 8(3) -27(3) C(25) 96(3) 45(3) 98(3) 5(3) 14(3) 6(3) C(26) 66(3) 51(3) 79(3) -4(2) 11(2) 2(2) N(1) 53(2) 54(2) 46(2) -10(2) 12(1) -6(2) N(2) 74(2) 50(2) 44(2) -3(2) 10(2) -18(2) O(1) 80(2) 67(2) 82(2) 20(2) -10(2) 10(2) O(2) 98(2) 94(2) 49(2) -1(2) 20(2) -23(2) O(3) 51(2) 84(2) 72(2) -33(2) 23(1) -15(2) O(4) 54(2) 91(2) 96(2) -45(2) 23(2) -20(2) O(5) 43(1) 38(2) 57(1) 5(1) 1(1) 1(1)


200

5.2.4 Hidrólisis de los ésteres metílicos.

Sobre una disolución de 1 mmol del cicloaducto correspondiente en 5 ml de

dimetoxietano, enfriada en un baño de agua/hielo, se gotearon 3 ml de una disolución

acuosa de hidróxido de litio 1M y se agitó a temperatura ambiente durante 3 h. La

mezcla de reacción se enfrió con un baño de agua/hielo y se añadieron 3 ml de

disolución acuosa de ácido cítrico 1M (pH ≈6) para detener la reacción. A continuación

se hicieron extracciones con CH2Cl2 (5 x 4 ml) y las fracciones orgánicas unidas se

secaron sobre Na2SO4 anhidro, se filtró rápidamente para evitar que el aminoácido

precipitara en la disolución y se evaporó a presión reducida. Los crudos así obtenidos se

trituraron con Et2O para dar sólidos blancos.

(2S,3R,4S,5S)–3-((1S,2S)-1-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitroprolina,7a.

Rdto = 87 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.37-7.22 (m, 10H), 5.69 (sa, 2H), 5.43 (dd,

1H, J=6.2 Hz), 4.76 (d, 1H, J = 11.3 Hz), 4.71 (d, 1H, J = 6.7 Hz), 4.54 (d, 1H, J = 11.3

Hz), 3.94 (d, 1H, J = 7.0 Hz), 3.74 (d, 1H, J = 5.2 Hz), 3.09 (da, 1H, J = 7.2 Hz), 1.94-

1.78 (m, 1H), 1.57-1.39 (m, 1H ), 1.28-1.05 (m, 1H ), 0.96-0.85 (m, 6H).

(2S,3R,4S,5S)–3-((1S,2S)-1-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-

nitroprolina, 7b. Rdto = 98 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.39-7.25 (m, 10H), 5.51

(dd, 1H, J = 6.4 Hz, J’ = 2.5 Hz), 5.36 (sa, 2H), 4.78 (d, 1H, J = 6.9 Hz), 4.72 (d, 1H, J =

11.2 Hz), 4.41 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 3.82 (d, 1H, J = 3.8 Hz), 3.17 (d, 1H, J = 2.2 Hz),

2.08-1.93 (m, 1H), 1.65 (s, 3H), 1.32-1.14 (m, 1H), 1.13-0.98 (m, 1H), 0.91 (t, 3H, J =

7.1 Hz), 0.81 (d, 3H, J = 6.9 Hz).

NH

O2NR

O

OCH3

BnO

NH2

O2N

COOR

BnO

LiOH aq, DME

3h, 0ºC

R= H, Meendo-anti 6a-b endo-anti 7a-b

Esquema 5.5. Hidrólisis de los ésteres metílicos.


201

5.2.5 Acoplamiento peptídico.

NH2

O2N

COOR

BnO

+O

OCH3ClH3N ( )n

n = 1-5

DEPC, Et3N

DMF, 16h NH

O2NR

O

BnO

HN OCH3( )n

O

n = 1-5R= H, Me

endo-anti 7a-b endo-anti 8a-j

Esquema 5.6. Acoplamiento peptídico.

En un matraz esférico bajo atmósfera de argón se introdujeron 1 mmol de

nitroprolina y 1 mmol del clorhidrato del éster metílico del aminoácido correspondiente

disueltos en 2.5 ml de DMF anhidra. La mezcla se enfrió con un baño de agua/hielo y se

le adicionaron gota a gota 0.18 ml (1.2 mmoles) de DEPC en 0.5 ml de DMF anhidra.

Seguidamente se gotearon 0.29 ml (2.05 mmoles) de Et3N, y la mezcla se agitó a

temperatura ambiente durante 16 h. Transcurrido este tiempo se diluyó en 100 ml de

AcOEt y 100 ml de tolueno, y se lavó con fracciones de 50 ml de H2O, disolución

acuosa 1N de Na2S2O3, H2O, disolución acuosa saturada de NaHCO3 y disolución

acuosa saturada de NaCl. La fase orgánica se secó sobre Na2SO4 y se evaporó bajo

presión reducida. Los crudos de reacción obtenidos se purificaron mediante CC a

presión (AcOEt/Hx 1:2).

[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-(2-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro]-prolil-

glicinato de metilo, 8a. Rdto = 80 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.69 (ta, 1H, J = 5.5

Hz), 7.34-7.23 (m, 10H), 5.34 (dd, 1H, J = 6.7 Hz, J’ = 2.3 Hz), 4.76 (d, 1H, J = 11.4

Hz), 4.58 (d, 1H, J=7.1 Hz), 4.53 (d, 1H, J = 11.7 Hz), 4.16 (dd, 1H, J = 18.1 Hz, J’ =

5.9 Hz), 4.04 (dd, 1H, J = 18.2 Hz, J’ = 5.7 Hz), 3.74 (m, 5H), 3.13 (da, 1H, J = 7.3 Hz),

2.27 (sa, 1H), 1.90-1.77 (m, 2H), 1.58-1.35 (m, 1H), 1.29-1.02 (m, 1H), 0.91 (t, 3H, J =

7.3 Hz), 0.83 (d, 3H, J = 6.8).

[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-nitro]-

prolil-glicinato de metilo, 8b. Rdto = 73 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 8.18 (ta, 1H, J

= 5.3 Hz), 7.46-7.21 (m, 10H), 5.48 (dd, 1H, J = 6.8 Hz, J’ = 3.1 Hz), 4.77 (d, 1H, J =


3.84 (d, 1H, J = 3.8 Hz), 3.78 (s, 3H), 3.22 (d, 1H, J = 2.9 Hz), 2.03-1.81 (m, 2H), 1.59


202

(s, 3H), 1.40-1.22 (m, 1H), 1.18-1.00 (m, 1H), 0.92 (t, 3H, J = 7.3 Hz), 0.78 (d, 3H, J =

7.0 Hz).

[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-(2-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro]-prolil-β-

alaninato de metilo, 8c. Rdto = 84 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.73 (ta, 1H, J = 5.9

Hz), 7.42-7.21 (m, 10H), 5.33 (dd, 1H, J = 6.7 Hz, J’ = 2.4 Hz) 4.79 (d, 1H, J = 11.3

Hz), 4.63 (d, 1H, J = 6.4 Hz), 4.55 (d, 1H, J = 11.4 Hz), 3.80-3.66 (m, 6H), 3.61-3.47

(m, 1H), 3.04 (dt, 1H, J = 7.5 Hz, J’ = 1.8 Hz), 2.61 (t, 2H, J = 6.2 Hz), 1.97-1.74 (m,

1H), 1.65-1.41 (m, 2H), 1.30-1.09 (m, 1H), 0.94 (t, 3H, J = 7.4 Hz), 0.86 (d, 3H, J = 7.0

Hz).

[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-nitro]-

prolil-β-alaninato de metilo, 8d. Rdto = 78 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 8.23 (ta, 1H,

J = 5.4 Hz), 7.42-7.23 (m, 10H), 5.43 (dd, 1H, J = 6.6 Hz, J’=2.8 Hz), 4.76 (d, 1H, J =


3.80-3.63 (m, 4H), 3.58-3.37 (m, 1H), 3.08 (d, 1H, J = 2.7 Hz), 2.62 (t, 2H, J = 5.4 Hz),

2.03-1.85 (m, 1H), 1.77 (sa, 1H), 1.56 (s, 3H), 1.45-1.27 (m, 1H), 1.21-1.02 (m, 1H),

0.94 (t, 3H, J = 6.6 Hz), 0.77: d, 3H, J = 7.0 Hz).

Estos cuatro productos habían sido sintetizados y caracterizados previamente en

nuestro laboratorio4, por lo que nos limitamos a analizar sus espectros de 1H-RMN,

comprobando que eran satisfactorios.

5.2.6. Desprotección para la obtención de dipéptidos

NH

O2NR

O

BnO

HN OCH3( )n

O

n = 3-5

NH2

O2NR

O

BnO

HN COO( )n

n = 3-5

LiOH Aq, DME

25 mín, t.a.

R= H, Me

endo-anti 8e-j endo-anti 9e-j

Esquema 5.7. Obtención de dipéptidos. 4 A. Zubia, Tesis Doctoral. “Formación de Enlaces carbono-carbono mediante Catálisis de Sales

Metálicas y de Dendrímeros. Aplicación a la Síntesis de Inhibidores de Interacciones Proteina-Proteina”,

Donostia, 2003.


203

El procedimiento empleado es el mismo que el que se describe en el Apartado

5.2.4 para la hidrólisis de los ésteres de nitroprolinas. En este caso el tiempo de reacción

es de 25 min.

5.2.7 Reacción de N-amidación.

Sobre una disolución de la pirrolidina correspondiente (1.0 mmol) en DMF seca

(10 ml) se añadió ácido trifluoroacético (0.77 ml, 10.0 mmol) y la mezcla se dejó

agitando a temperatura ambiente durante 5 h. Después los disolventes fueron

evaporados bajo presión reducida. La sal así obtenida fue disuelta en DMF seca bajo

atmósfera de argón en presencia de Et3N (0.22 ml, 1.6mmol) y se le añadió anhídrido

N-ftaloglicínico (1.26g, 3.0 mmol). La mezcla fue agitada a temperatura ambiente

durante 48h, tras lo cual se añadió una mezcla de agua (5 ml) y diclorometano (5 ml).

La fase orgánica fue lavada con una disolución acuosa de HCl 1N (5 ml), disolución

acuosa saturada de NaHCO3 (5 ml), H20 (5 ml), y una disolución acuosa saturada de

NaCl (5 ml). La fase orgánica se secó sobre Na2SO4 y se evaporó bajo presión reducida.

Los crudos de reacción obtenidos se purificaron mediante CC a presión (AcOEt/Hx 1:2)

y se caracterizaron completamente.

N

O2NMe

O

BnO

NO

NH

O2NMe

O

BnO

OO

OMe OMe

endo-anti 6b endo-anti 10j

N

O2NMe

O

BnO

HN OMe( )n

O

n = 1-4N

ONH

O2NMe

O

BnO

HN OMe( )n

O

n = 1-4OO

endo-anti 8b,d,f,h endo-anti 10b,d,f,h

a) TFA, CH2Cl2, 5h

b) Et3N, DMF,48h


a) TFA, CH2Cl2, 5h

b) Et3N, DMF,48h


Esquema 5.8. Reacción de N-amidación.


204

5.2.8 Desprotección para la obtención de tripéptidos.

Los correspondientes compuestos endo-anti 10b,d,f,h (1 mmol) fueron disueltos

en EtOH absoluto (15 ml) y se le añadió hidrazina (0.1ml). La disolución fue agitada a

reflujo durante 24h. Una vez enfriado, apareció un precipitado que fue eliminado por

filtración. El filtrado resultante fue concentrado bajo presión reducida y posteriormente

fue disuelto en dimetoxietano (5ml), y enfriado en un baño de agua/hielo, tras lo cual se

gotearon 3 ml de una disolución acuosa de hidróxido de litio 1M y se agitó a

temperatura ambiente durante 3 h. La mezcla de reacción se enfrió con un baño de

agua/hielo y se añadieron 3 ml de disolución acuosa de ácido cítrico 1M (pH ≈6) para

detener la reacción. Se extrajo con CH2Cl2 (5 x 4 ml) y las fracciones orgánicas unidas

se secaron sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. Los crudos así

obtenidos se trituraron con Et2O para dar sólidos blancos que se caracterizaron

completamente.

N

O2NMe

O

BnO

HN OMe( )n

O

n = 1-4N

O

OO

N

O2NMe

O

BnO

HN COO( )n

n = 1-4NH3

O

1.EtOH, Hidrazina,

2.LiOH Aq, DME, 25 mín, t.a.

∆, 24h

endo-anti 10d,f,h endo-anti 11d,f,h

Esquema 5.9. Obtención de tripéptidos.

5.2.9 Reacción intramolecular del grupo amino al éster metílico.

El correspondiente derivado del éster de la prolina endo-anti 10j (1 mmol) fue

disuelto en EtOH absoluto (15 ml) y se le añadió hidrazina (0.1ml). La disolución fue

agitada a reflujo durante 24h. Una vez enfriado, apareció un precipitado que fue

eliminado por filtración. El filtrado resultante fue concentrado bajo presión reducida y

purificado mediante CC a presión (AcOEt/Hx 1:2).


205

N

O2NBnO

ONH

ON

O2NMe

O

BnO

NO

OO

OMe EtOH, Hidrazina, ∆, 24h

endo-anti 10j endo-anti 11j

Esquema 5.10. Ataque intramolecular del grupo amino al éster dando lugar al

compuesto endo-anti 11j.


206

Nº Ref: endo-anti 8e

Compuesto: 4-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-(2-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro-prolilamino]-

butanoato de metilo

Methyl-4-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-4-nitro-5-phenyl-

prolylamino]butanoate

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C28H37N3O6

P.M.(u.m.a): 511.61

Rto: 100%

[α]25D: +7.6º (c = 2.10, CH2Cl2)

Análisis Elemental % C % H % N

Calculado Encontrado

I.R. (cm-1): 3336 (N-H st); 1728 (C=O st); 1668 (amida I); 1542 (NO2 st as, amida II); 1351 (NO2 st si).

1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3

7.54: t, 1H, J = 7.5

7.43-7.35: m, 5H

7.34-7.29: m, 6H

5.37: dd, 1H, J = 6.5,

J’= 2.4

4.79: d, 1H, J = 11.4

4.64: d, 1H, J = 6.7

4.60: d, 1H, J = 11.6

3.82: d, 1H, J = 6.0

3.73: d, 1H, J = 7.5

3.71: s, 3H

3.53-3.43: m, 1H

3.42-3.34: m, 1H

3.09: d, 1H, J = 7.5

2.46: t, 2H, J = 7.1

1.95-1.89: m, 2H

1.88-1.81: m, 1H

1.54-1.46: m, 1H

1.36-1.30: m, 1H

1.22-1.13: m, 1H

0.97: t, 3H, J = 7.2

0.89: d, 3H, J = 6.9

173.7

172.6

138.3

135.2

128.8

128.6

128.5

127.8

127.5

126.8

90.9

82.9

73.2

67.0

63.9

51.7

50.4

38.4

37.3

31.4

31.3

26.1

24.7

14.5

11.7

Comentario: Aceite naranja, obtenido según el procedimiento 5.2.5


207

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3


208

Nº Ref: endo-anti 8f

Compuesto: 4-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-nitro-

prolilamino]-butanoato de metilo

Methyl-4-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-4-nitro-5-

phenyl-prolylamino]butanoate

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C29H39N3O6

P.M.(u.m.a): 525.64

Rto: 71%

[α]25D: +4.1º (c = 0.80, CH2Cl2)





7.98: tb, 1H, J = 5.4

7.46-7.32: m, 11H

5.49: dd, 1H, J= 6.7,

J’= 2.9

4.78: d, 1H, J = 6.8

4.75: d, 1H, J = 11.1

4.47: d, 1H, J = 11.1

3.89: d, 1H, J = 4.0

3.72: s, 3H

3.55-3.47: m, 1H

3.37-3.28: m, 1H

3.14: d, 1H, J = 2.7

2.51-2.46: m, 2H

2.03-1.93: m, 3H

1.61: s, 3H

1.40-1.30: m, 1H

1.14-1.05: m, 1H

0.97: t, 3H, J = 7.3

0.81: d, 3H, J = 7.0

175.6

173.7

138.4

135.7

128.9

128.6

128.5

127.7

127.3

127.0

91.5

79.9

70.5

66.3

65.2

51.7

50.5

38.6

36.0

31.4

26.4

24.9

19.6

13.4

12.0



209

1H-RMN (CDCl3 )

ppm (f1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3 )

ppm (t1)0255075100125150175

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3


210

Nº Ref: endo-anti 8g


pentanoato de metilo


prolylamino]pentanoate

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C29H39N2O6

P.M.(u.m.a): 525.64

Rto: 95 %

[α]25D:+13.3 º (c = 1.65, CH2Cl2)





7.45-7.38: m, 5H

7.37-7.30: m, 7H

5.38: dd, 1H, J= 6.6,

J’= 2.6

4.83: d, 1H, J = 11.5

4.63: d, 1H, J = 5.7

4.60: d, 1H, J = 11.4

3.83: dd, 1H, J = 5.0,

J’= 2.6

3.72: d, 1H, J = 7.6

3.70: s, 3H

3.51-3.40: m, 1H

3.38-3.28: m, 1H

3.01: d, 1H, J = 7.8

2.40: t, 2H, J = 7.1

1.94-1.82: m, 1H

1.80-1.70: m, 2H

1.68-1.62: m, 2H

1.59-1.48: m, 1H

1.28-1.14: m, 1H

0.98: t, 3H, J = 7.4

0.90: d, 3H, J = 6.9

173.7

172.4

138.3

135.4

128.7

128.5

127.8

127.5

126.7

91.0

82.7

73.2

67.0

63.9

51.5

50.4

38.5

37.3

33.5

29.1

26.1

22.0

14.5

11.7



211

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)1.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (f1)0255075100125150175

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3


212

Nº Ref: endo-anti 8h

Compuesto: 5-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-nitro]-prolil-

pentanoato de metilo

Methyl-5-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-4-nitro-5-

phenyl-prolylamino]pentanoate

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C30H41N3O6

P.M.(u.m.a): 539.66

Rto: 78 %

[α]25D: +1.6º (c = 2.20, CH2Cl2)





7.84: t, 1H, J = 5.5

7.47-7.30: m, 11H

5.49: dd, 1H, J = 6.8,

J’= 2.9

4.78: d, 1H, J = 6.8

4.74: d, 1H, J = 11.1

4.47: d, 1H, J = 11.1

3.89: d, 1H, J = 4.0

3.7: s, 3H

3.52-3.42: m, 1H

3.32-3.23: m, 1H

3.16: d, 1H, J = 2.6

2.41: t, 2H, J = 7.1

2.34-2.22: m, 1H

2.02-1.94: m, 1H

1.83-1.72: m, 2H

1.72-1.63: m, 2H

1.61: s, 3H

1.41-1.31: m, 1H

1.15-1.03: m, 1H

0.97: t, 3H, J = 7.3

0.81: d, 3H, J = 7.0

175.3

173.8

138.3

135.7

128.8

128.5

128.4

127.6

127.3

126.7

91.4

79.8

70.5

66.2

65.1

51.5

50.5

38.7

36.0

33.5

29.1

26.3

22.1

19.5

13.4

12.0



213

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH

O2NBnO

O

HN

O

OCH3


214

Nº Ref: endo-anti 8i


hexanoato de metilo


prolylamino]hexanoate

NH

O2NBnO

O

HN

O

OMe

Fórmula Molecular:

C30H41N3O6

P.M.(u.m.a): 539.66

Rto: 98%

[α]25D:+28.8 º (c = 0.33, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3377 , 3327 (N-H st); 1733 (C=O st); 1653 (amida I); 1547 (NO2 st as, amida II); 1367 (NO2 st si).


7.40-7.29: m, 11H

5.37: dd, 1H, J = 6.6 ,

J’= 2.4

4.79: d, 1H, J = 11.4

4.61: d, 1H, J = 6.5

4.59: d, 1H, J = 11.3

3.82: d, 1H, J = 5.7

3.73: d, 1H, J = 7.5

3.66: s, 3H

3.47-3.40: m, 1H

3.32-3.25: m, 1H

3.22: s, 1H

3.07: d, 1H, J = 7.5

2.34: t, 2H, J = 7.4

1.89-1.83: m, 1H

1.72-1.66: m, 2H

1.64-1.59: m, 2H

1.55-1.48: m, 1H

1.46-1.42: m, 1H

1.36-1.31: m, 1H

1.23-1.14: m, 1H

0.97: t, 3H, J = 7.4

0.87: d, 3H, J = 6.9

173.9

172.2

138.3

135.1

128.8

128.5

127.8

127.5

126.7

90.9

82.8

73.2

67.0

63.9

51.4

50.4

38.8

37.3

33.8

29.3

26.3

26.1

24.5

14.4

11.7



215

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)025507510012515075

NH

O2NBnO

O

HN

O

OMe


216

Nº Ref: endo-anti 8j

Compuesto: 6-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benziloxi)-2-metilbutil]- -5-fenil-2-metil-4-nitro-

prolilamino]-hexanoato de metilo

Methyl 6-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-4-nitro-5-

phenyl- prolylamino]hexanoate

NH

O2NBnO

O

HN

O

OMe

Fórmula Molecular:

C31H43N3O6

P.M.(u.m.a): 553.69

Rto: 66%

[α]25D: +3.0º (c = 0.90, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3397, 3325 (N-H st); 1733 (C=O st); 1668 (amida I); 1552 (NO2 st as, amida II); 1372 (NO2 st si).


7.76: tb, 1H, J = 5.5

7.43-7.30: m, 10H

5.47: dd, 1H, J = 6.8,

J’= 3.0

4.76: d, 1H, J = 6.9

4.72: d, 1H, J = 11.0

4.45: d, 1H, J = 11.1

3.88: d, 1H, J = 4.2

3.66: s, 3H

3.50-3.44: m, 1H

3.26-3.19: m, 1H

3.14: d, 1H, J = 2.9

2.35: t, 2H, J = 7.5

2.00-1.94: m, 1H

1.87: s, 1H

1.74-1.68: m, 2H

1.67-1.61: m, 2H

1.59: s, 3H

1.50-1.43: m, 2H

1.36-1.30: :m, 1H

1.13-1.05: m, 1H

0.96: t, 3H, J = 7.3

0.79: d, 3H, J = 7.0

175.2

174.0

138.4

128.9

128.5

127.6

127.3

126.9

91.5

79.8

70.5

66.2

65.1

51.4

50.5

38.9

36.0

33.9

29.3

26.3

24.6

19.4

13.4

12.0



217

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH

O2NBnO

O

HN

O

OMe


218

Nº Ref: endo-anti 9e

Compuesto: Ácido 4-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro-

prolilamino]butanoico

4-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-4-nitro-5-

phenylprolylamino]butanoic acid

NH2

O2NBnO

O

HN COO

Fórmula Molecular:

C27H35N3O6

P.M.(u.m.a): 497.58

Rto: 68%

[α]25D: +25.0º (c = 1.10, CH2Cl2)


Calculado 65.17 7.09 8.44 Encontrado 65.03 7.11 8.40

I.R. (cm-1): 3397, (N-H st); 1733(C=O st); 1653 (amida I); 1552 (NO2 st as, amida II); 1362 (NO2 st si).


7.43-7.35: m, 5H

7.34-7.29: m, 6H

5.36: dd, 1H, J = 6.6, J’ = 2.2

4.79: d, 1H, J = 11.4

4.60: d, 1H, J = 6.6

4.55: d, 1H, J = 11.4

3.78: d, 1H, J = 5.9

3.71: d, 1H, J = 7.4

3.51-3.44: m, 1H

3.40-3.34: m, 1H

3.07: d, 1H, J = 7.3,

2.42: dt, 2H, J = 7.1, J’ = 2.4

1.95-1.89: m, 2H

1.88-1.81: m, 1H

1.54-1.46: m, 1H

1.36-1.30: m, 1H

1.22-1.13: m, 1H

0.94: t, 3H, J = 7.4

0.87: d, 3H, J = 6.9

176.7

173.1

138.3

135.1

128.8

128.6

128.4

127.9

127.6

126.7

91.0

82.8

73.2

67.1

63.9

50.5

38.4

37.3

31.3

26.1

24.9

14.5

11.7

Comentario: Aceite incoloro, obtenido según el procedimiento 5.2.6


219

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH2

O2NBnO

O

HN COO


220


Compuesto: Ácido 4-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-nitro-

prolilamino]butanoico

4-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-4-nitro-5-

phenylprolylamino]butanoic acid

NH2

O2NBnO

O

HN COO

Fórmula Molecular:

C28H37N3O6

P.M.(u.m.a): 511.61

Rto: 71%

[α]25D: +4.8º (c = 1.10, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3387, 3337 (N-H st); 1743(C=O st); 1663 (amida I); 1552 (NO2 st as, amida II); 1364 (NO2 st si).


7.98: tb, 1H, J = 5.9

7.42-7.29: m, 10H

5.47: dd, 1H, J = 6.7,

J’= 2.7

4.77: d, 1H, J = 6.7

4.72: d, 1H, J = 11.1

4.44: d, 1H, J = 11.1

3.87: d, 1H, J = 4.1

3.57-3.50: m, 1H

3.37-3.31: m, 1H

3.15: d, 1H, J = 2.6

2.50-2.43: m, 2H

2.01-1.93: m, 2H

1.88: d, 1H, J = 8.6

1.60: s, 3H

1.37-1.29: m, 1H

1.13-1.04: m, 1H

0.95: t, 3H, J = 7.3

0.79: d, 3H, J = 7.0

176.8

176.1

138.3

135.3

128.9

128.6

128.5

127.7

127.3

126.8

91.4

79.8

70.5

66.4

65.2

50.5

38.5

36.0

29.7

26.4

25.0

19.6

13.4

12.0

Comentario: Aceite, obtenido según el procedimiento 5.2.6


221

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH2

O2NBnO

O

HN COO


222

Nº Ref: endo-anti 9g


prolilamino]pentanoico


phenylprolylamino]pentanoic acid

NH2

O2NBnO

O

HN

COO

Fórmula Molecular:

C28H37N3O6

P.M.(u.m.a): 511.61

Rto: 70%

[α]25D: +18.3º (c = 0.70, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3377 (N-H st); 1723(C=O st); 1663 (amida I); 1552 (NO2 st as, amida II); 1377 (NO2 st si).


7.41-7.35: m, 5H

7.34-7.28: m, 6H

5.36: dd, 1H, J = 6.6, J’ = 2.3

4.78: d, 1H, J = 11.4

4.58: d, 1H, J = 6.6

4.56: d, 1H, J = 11.4

3.77: d, 1H, J = 5.4

3.71: d, 1H, J = 7.5

3.45-3.38: m, 1H

3.35-3.29: m, 1H

3.08: d, 1H, J = 7.4

2.40: t, 2H, J = 7.1

1.89-1.81: m, 1H

1.76-1.70: m, 2H

1.68-1.62: m, 2H

1.55-1.48: m, 1H

1.22-1.13: m, 1H

0.95: t, 3H, J = 7.4

0.87: d, 3H, J = 6.9

177.7

172.6

138.3

135.1

128.8

128.6

128.1

127.9

127.6

126.7

91.0

82.8

73.2

67.1

64.0

50.0

38.6

37.3

33.4

29.0

26.1

21.9

14.5

11.7

Comentario: Aceite transparente, obtenido según el procedimiento 5.2.6


223

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH2

O2NBnO

O

HN

COO


224



prolilamino]pentanoico


phenylprolylamino]pentanoic acid

NH2

O2NBnO

O

HN

COO

Fórmula Molecular:

C29H39N3O6

P.M.(u.m.a): 525.64

Rto: 75%

[α]25D: -3.7º (c = 1.60, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3387, 3322 (N-H st); 1733(C=O st); 1668 (amida I); 1552 (NO2 st as, amida II); 1372 (NO2 st si).


7.85: t, 1H, J = 5.9

7.43-7.29: m, 10H

5.46: dd, 1H, J = 6.8,

J’= 2.9

4.75: d, 1H, J = 6.8

4.71: d, 1H, J = 11.1

4.44: d, 1H, J = 11.1

3.86: d, 1H, J = 4.1

3.49-3.41: m, 1H

3.30-3.23: m, 1H

3.13: d, 1H, J = 2.7

2.42: t, 2H, J = 6.9

1.99-1.92: m, 1H

1.79-1.72: m, 2H

1.70-1.63: m, 2H

1.58: s, 3H

1.36-1.28: m, 1H

1.11-1.02: m, 1H

0.95: t, 3H, J = 7.3

0.78: d, 3H, J = 6.9

177.9

175.6

138.4

135.6

128.9

128.5

128.4

127.6

127.3

126.9

91.5

79.9

70.4

66.3

65.2

50.5

38.7

36.1

33.4

29.0

26.3

21.9

19.5

13.4

12.0



225

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH2

O2NBnO

O

HN

COO


226

Nº Ref: endo-anti 9i


prolilamino]hexanoico


phenylprolylamino]hexanoic acid

NH2

O2NBnO

O

HN COO

Fórmula Molecular:

C29H39N3O6

P.M.(u.m.a): 525.64.

Rto: 57%

P.F.: 105-106 ºC

[α]25D: +22.5º (c = 1.10, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3356 (N-H st); 1698(C=O st); 1658 (amida I); 1562 (NO2 st as, amida II); 1380 (NO2 st si).


7.42-7.36: m, 5H

7.35-7.31: m, 5H

7.25: t, 1H, J = 5.6

5.37: dd, 1H, J = 6.6,

J’ = 2.4

4.80: d, 1H, J = 11.4

4.60: d, 1H, J = 6.6

4.58: d, 1H, J = 11.4

3.80: d, 1H, J = 6.5

3.71: d, 1H, J = 7.5

3.47-3.41: m, 1H

3.32-3.25: m, 1H

3.08: d, 1H, J = 8.0

2.37: t, 2H, J = 7.4

1.90-1.82: m, 1H

1.73-1.67: m, 2H

1.65-1.59: m, 2H

1.54-1.49: m, 1H

1.48-1.42: m, 2H

1.23-1.14: m, 1H

0.96: t, 3H, J = 7.4

0.87: d, 3H, J = 6.9

177.9

172.5

138.4

135.3

128.8

128.6

127.8

127.5

126.7

91.0

82.8

73.2

67.1

64.0

50.5

38.8

37.3

33.7

29.2

26.2

26.2

24.3

14.5

11.7

Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.2.6


227

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

NH2

O2NBnO

O

HN COO


228



prolilamino]hexanoico


phenylprolylamino]hexanoic acid

NH2

O2NBnO

O

HN COO

Fórmula Molecular:

C30H41N3O6

P.M.(u.m.a): 539.66

Rto: 77%

[α]25D: +4.9º (c = 0.60, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3366, 3332 (N-H st); 1733(C=O st); 1653(amida I); 1542 (NO2 st as, amida II); 1367 (NO2 st si).


7.83: t, 1H, J = 5.9

7.49-7.28: m, 10H

5.46: dd, 1H, J= 6.8, J’ = 2.9

4.75: d, 1H, J = 6.5

4.71: d, 1H, J = 11.0

4.44: d, 1H, J = 11.1

3.86: d, 1H, J = 4.0

3.56-3.39: m, 1H

3.29-3.14: m, 1H

3.12: d, 1H, J = 2.7

2.37: t, 2H, J = 7.1

2.03-1.86: m, 1H

1.77-1.60: m, 4H

1.58: s, 3H

1.53-1.41: m, 2H

1.38-1.24: m, 2H

0.94: t, 3H, J = 6.8

0.77: d, 3H, J = 6.9

178.3

175.4

138.4

135.7

128.9

128.5

128.4

127.6

127.3

126.9

91.5

79.8

70.5

66.3

65.1

50.6

39.0

36.0

33.7

29.3

26.3

26.2

24.3

19.5

13.4

12.0



229

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)255075100125150175

NH2

O2NBnO

O

HN COO


230

Nº Ref: endo-anti 10b

Compuesto: [(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-dihidro-1H-

inden-2-il)acetil]- 5-fenil-2-metil-4-nitro-prolil]-glicina

[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxy-2-methylbutyl)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-dihydro-

1H-inden-2-yl)acetyl]-2-methyl-4-nitro-5-phenyl-prolyl]-glycine

N

O2NBnO

O

HN

ON OO

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C37H40N4O9

P.M.(u.m.a): 684.37

Rto: 23 %

P.F.: 102-103 ºC

[α]25D:+16.5º (c = 1.1, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3437 (N-H st); 1723 (C=O st); 1683 (amida I); 1577 (NO2 st as, amida II);1362 (NO2 st si).


7.78: dd, 2H, J = 5.4,

J’= 3.1

7.67: dd, 2H, J = 5.4,

J’= 3.1

7.48-7.25: m, 10H

6.75: s, 1H

5.65-5.55: m, 2H

4.71: d, 1H, J = 11.3

4.52: d, 1H, J = 11.3

4.16: dd, 1H,

J =18.5, J’ = 5.6

4.04: dd, 1H,

J =18.5, J’= 5.6

3.95-3.90: m, 2H

3.83: s, 3H,

3.80-3.73: m, 1H

3.54: t, 1H, J = 4.9

1.62-1.51: m, 5H

1.17-1.09: m, 1H

0.90: t, 3H, J = 6.7

0.87: d, 3H, J = 7.3

171.3

170.1

167.4

166.3

137.6

135.3

134.1

132.0

129.7

129.4

128.5

127.9

127.4

123.5

88.2

80.4

73.9

68.9

62.7

52.4

49.0

41.9

40.4

38.5

29.7

23.9

16.6

15.5

11.8

Comentario: Sólido amarillo, obtenido según el procedimiento 5.2.7


231

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)050100150

N

O2NBnO

O

HN

ON OO

O

OCH3


232

Nº Ref: endo-anti 10d

Compuesto: [(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-dihidro-1H-

inden-2-il)acetil]- 5-fenil-2-metil-4-nitro-prolil]-β-alanina

[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxy-2-methylbutyl)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-dihydro-1H-

inden-2-yl)acetyl]-2-methyl-4-nitro-5-phenyl-prolyl]-β-alanine

N

O2NBnO

O

HN

ON OO

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C38H42N4O9

P.M.(u.m.a): 698.76

Rto: 31 %

[α]25D: +29.0º (c = 0.80, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3427 (N-H st); 1778, 1728 (C=O st); 1678 (amida I); 1567 (NO2 st as, amida II);1382 (NO2 st si).


7.78: dd, 2H, J = 5.4,

J’= 3.0

7.67: dd, 2H, J = 5.4,

J’ = 3.0

7.48-7.25: m, 10H

6.86: t, 1H, J = 5.4

5.60: d, 1H, J = 9.5

5.55: d, 1H, J = 9.5

4.67: d, 1H, J = 11.3

4.50: d, 1H, J = 11.3

3.92: d, 1H, J = 17.0

3.89: d, 1H, J = 5.2

3.72: d, 1H, J= 16.8

3.60-3.51: m, 5H

3.48: t, 1H, J = 4.8

2.64-2.58: m, 1H

2.56-2.50: m, 1H

1.62-1.56: m, 2H

1.54: s, 3H

1.16-1.08: m, 1H

0.90: t, 3H, J = 6.7

0.86: d, 3H, J = 7.3

173.2

171.3

167.3

166.0

137.5

135.4

134.0

131.9

129.6

129.3

128.4

127.8

127.5

127.4

123.4

88.3

80.5

74.0

68.7

62.4

51.6

48.9

40.3

38.5

35.5

32.9

23.6

16.3

15.7

11.7



233

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

N

O2NBnO

O

HN

ON OO

O

OCH3


234


Compuesto: 4-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-dihidro-1H-

inden-2-il)acetil]- 5-fenil-2-metil-4-nitro-prolilamino]-butanoato de metilo

Methyl 4-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxy-2-methylbutyl)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-

dihydro-1H-inden-2-yl)acetyl]-2-methyl-4-nitro-5-phenyl-prolylamino]butanoate

N

O2NBnO

O

HN

O

OCH3

ON OO

Fórmula Molecular:

C39H44N4O9

P.M.(u.m.a): 712.79

Rto: 58 %

P.F.: 73-74ºC

[α]25D: +22.0º (c = 0.80, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3417 (N-H st); 1773, 1733 (C=O st); 1668 (amida I); 1562 (NO2 st as, amida II); 1382 (NO2 st si).


7.79: dd, 2H, J = 5.4,

J’ = 3.0

7.68: dd, 2H, J = 5.4,

J’ = 3.0

7.44-7.28: m, 10H

6.65: t, 1H, J = 3.3

5.61-5.54: m, 2H

4.68: d, 1H, J = 11.3

4.51: d, 1H, J = 11.3

3.96-3.91: m, 2H

3.75: d, 1H, J = 16.4

3.63: s, 3H

3.49: t, 1H, J = 4.9

3.35: q, 2H, J = 6.4

2.47-2.36: m, 2H

1.93-1.83. m, 2H

1.63-1.54: m, 5H

1.16-1.07: m, 1H

0.91: d, 3H, J = 6.9

0.87: t, 3H, J = 7.3

174.3

171.4

167.4

166.0

137.5

135.4

134.0

132.0

129.6

129.3

128.5

127.8

127.5

127.4

123.4

88.3

80.6

74.0

68.8

62.6

51.7

48.9

40.4

40.1

38.6

31.7

23.8

23.7

16.6

15.7

11.8



235

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

N

O2NBnO

O

HN

O

OCH3

ON OO


236


Compuesto: 5-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxi-2-metilbutil)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-dihidro-1H-

inden-2-il)acetil]- 5-fenil-2-metil-4-nitro-prolilamino]-pentanoato de metilo

Methyl 5-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-Benciloxy-2-methylbutyl)-1-N-[(1,3-dioxo-2,3-

dihydro-1H-inden-2-yl)acetyl]-2-methyl-4-nitro-5-phenyl-prolylamino]pentanoate

N

O2NBnO

O

HN

ON OO

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C40H46N4O9

P.M.(u.m.a): 726.81

Rto: 40%

P.F.: 150-151 ºC

[α]25D: +32.3º (c = 0.48, CH2Cl2)





7.78: dd, 2H, J = 5.4,

J’ = 3.0

7.67: dd, 2H, J = 5.4 ,

J’ = 3.0

7.48-7.25: m, 10H

6.40: t, 1H, J = 5.4

5.62-5.52: m, 2H

4.68: d, 1H, J = 11.3

4.51: d, 1H, J = 11.3

3.98-3.90: d, 1H,

J= 16.2

3.94: d, 1H, J = 5.2

3.75: d, 1H, J = 16.4

3.65: s, 3H

3.48: t, 1H, J = 4.8

3.37-3.21: m, 1H

2.64-2.58: m, 1H

2.31: t, 2H, J = 7.1

1.71-1.63: m, 2H

1.62-1.54: m, 7H

1.17-1.08: m, 1H

0.92: t, 3H, J = 6.8

0.87: d, 3H, J = 7.3

173.9

171.3

167.4

166.2

137.6

135.4

134.0

132.0

129.6

129.3

128.5

127.8

127.4

123.4

88.3

80.5

73.9

69.0

63.7

63.6

62.7

51.5

48.9

40.4

39.9

38.5

33.4

28.4

23.8

22.0

16.7

15.7

11.8

Comentario: Sólido naranja, obtenido según el procedimiento 5.2.7


237

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

N

O2NBnO

O

HN

ON OO

O

OCH3


238


Compuesto: (2S,3R,4S,5S)-3-((1S,2S)-1-(benciloxi)-2-metilbutil)-1-(2-(1,3-dioxoisoindolin-2-

il)acetil)-5-fenil-2-metoxicarbonil-4-nitropirrolidina

(2S,3R,4S,5S)-3-((1S,2S)-1-(bencyloxy)-2-methylbutyl)-1-(2-(1,3-dioxoisoindolin-2-

yl)acetyl)-2-methoxycarbonil-4-nitro-5-phenilpirrolidine

N

O2NBnO

O

OCH3

ON OO

Fórmula Molecular:

C35H38N3O8

P.M.(u.m.a): 637.68

Rto: 37%

P.F.: 91-92 ºC

[α]25D: +0.5º (c = 0.40, Acetona)



I.R. (cm-1): 3431 (N-H st); 1720, 1718 (C=O st); 1669 (amida I); 1556 (NO2 st as, amida II);1385 (NO2 st si).


7.78: dd, 2H, J = 5.4, 0.90: t, 3H, J = 6.7

J’= 3.1 0.87: d, 3H, J = 7.3

7.67: dd, 2H, J = 5.4,

J’= 3.1

7.48-7.25: m, 10H

5.61: s, 1H

5.60: d, 1H, J = 4.1

4.67: d, 1H, J = 11.3

4.52: d, 1H, J = 11.3

3.95: d, 1H, J = 16.6

3.83: s, 3H,

3.80-3.67: m, 2H

3.49: t, 1H, J = 5.4

1.62-1.51: m, 2H

1.53: s, 3H

1.14-1.05: m, 1H

171.8

167.4

165.4

161.0

137.4

135.3

134.0

132.0

129.8

129.6

129.0

128.5

128.0

127.8

127.4

127.3

88.4

80.6

74.5

67.4

61.8

52.9

48.7

40.1

38.6

23.4

17.0

15.8

11.7



239

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)1.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

N

O2NBnO

O

OCH3

ON OO


240

Nº Ref: endo-anti 11d

Compuesto: [(2S,3R,4S,5S)-1-(2-aminoacetil)-3-[(2S)-1-(benziloxi)-2-metilbutil]-2-metil-4-nitro-5-

fenil]-prolil-β-alanina

[(2S,3R,4S,5S)-1-(2-Aminoacetyl)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-4-

nitro-5-phenyl-prolylamino]-β-alanine

N

O2NBnO

O

HN

ONH3

COO

Fórmula Molecular:

C29H38N4O7

P.M.(u.m.a): 554.63

Rto: 72%

P.F.: 115-116 ºC

[α]25D: +7.9º (c = 0.60, CH2Cl2)




1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6

7.96: t, 1H, J= 5.5

7.93-7.86: m, 1H

7.38-7.17: m, 9H

5.84: t, 1H, J= 10.7

5.57: d, 1H, J= 7.9

4.64: d, 1H, J= 11.3

4.50: d, 1H, J= 11.4

3.66: dd, 1H, J= 11.7, J’= 6.7

3.51: t, 1H, J= 5.3

3.41-3.24: m, 3H

2.48-2.33: m, 3H

1.59: s, 3H

1.50-1.43: m, 1H

1.41-1.35: m, 1H

1.02-0.94: m, 1H

0.84: d, 3H, J= 6.8

0.78: t, 3H, J= 7.3

173.0

171.4

137.9

137.0

132.5

128.6

128.0

127.6

127.3

127.0

125.0

87.7

80.7

74.2

67.0

60.1

58.8

48.7

38.1

35.7

33.4

22.4

15.9

11.5



241

1H-RMN (DMSO-d6 a 70 ºC)

ppm (t1)0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (DMSO-d6)

N

O2NBnO

O

HN

ONH3

COO


242


Compuesto: Acido 5-[(2S,3R,4S,5S)-1-(2-aminoacetil)-3-[(2S)-1-(benziloxi)-2-metilbutil]-5-fenil-

2-metil-4-nitro-prolilamino]butanoico

5-[(2S,3R,4S,5S)-1-(2-aminoacetyl)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-

4-nitro-5-phenyl-prolylamino]butanoic acid

N

O2NBnO

O

HN

ONH3

COO

Fórmula Molecular:

C30H40N4O7

P.M.(u.m.a): 568.66

Rto: 80%

P.F.: 132-133 ºC

[α]25D: -12.3º = (c =0.75, CH2Cl2)





8.00: t, 1H, J = 4.4

7.96-7.90: m, 1H

7.39-7.15: m, 9H

5.83: t, 1H, J = 11.4

5.61: d, 1H, J = 9.5

4.65: d, 1H, J = 11.3

4.51: d, 1H, J = 11.3

3.65: dd, 1H,

J = 11.9, J’= 6.8

3.53: t, 1H, J = 6.4

3.46: d, 1H, J = 15.6

3.26-3.17: m, 1H

3.11-3.04: m, 1H

2.46: d, 1H, J = 16.1

2.33-2.21: m, 2H

1.80-1.68: m, 2H

1.61: s, 3H

1.50-1.44: m, 1H

1.41-1.36: m, 1H

1.03-0.94: m, 1H

0.84: d, 3H, J = 6.7

0.78: t, 3H, J = 7.4

174.5

171.1

137.9

136.6

132.4

128.6

128.3

128.0

127.6

127.3

127.0

125.0

87.6

80.5

74.2

67.2

60.1

48.8

41.7

38.1

31.6

24.0

22.4

15.8

11.4



243

1H-RMN (DMSO-d6 a 70 ºC)

ppm (t1)1.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0255075100125150175

N

O2NBnO

O

HN

ONH3

COO


244


Compuesto: Acido 6-[(2S,3R,4S,5S)-1-(2-aminoacetil)-3-[(2S)-1-(benziloxi)-2-metilbutil]-5-fenilp-

2-metil-4-nitro-prolilamino]pentanoico

6-[(2S,3R,4S,5S)-1-(2-aminoacetyl)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-

4-nitro-5-phenyl-prolylamino]pentanoic acid

N

O2NBnO

O

HN

ONH3

COO

Fórmula Molecular:

C31H42N4O7

P.M.(u.m.a): 582.69

Rto: 83%

P.F.: 112-113 ºC

[α]25D: +31.8º (c = 0.65, acetona)




1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3

7.85-7-68: m, 2H,

7.53: m, 1H

7.36-7.19: m, 9H

5.71: m, 1H

5.53: d, 1H, J = 9.4

4.63: d, 1H, J = 11.4

4.54: d, 1H, J = 11.4

3.70: dd, 1H, J = 12.1,

J’= 6.4

3.53: t, 1H, J = 6.2

3.42: m, 1H,

3.26-3.17: m, 1H

3.11-3.04: m, 1H

2.45: s, 1H,

2.29-2.21: m, 2H

1.61: s, 3H

1.61-153: m, 4H

1.52-1.39: m, 2H

1.08-0.96: m, 1H

0.85: d, 3H, J = 6.9

0.80: t, 3H, J = 7.3

172.0

168.3

137.8

129.6

129.1

128.3

127.6

127.4

127.2

93.6

80.7

73.7

71.3

66.8

48.3

39.4

37.6

35.3

28.6

23.6

22.4

18.1

16.1

12.1

Comentario: Sólido amarillento, obtenido según el procedimiento 5.2.8


245

1H-RMN (DMSO-d6 a 70ºC)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

N

O2NBnO

O

HN

ONH3

COO


246


Compuesto: Acido 3-[(2S,3R,4S,5S)-1-(2-aminoacetil)-3-[(2S)-1-(benziloxi)-2-metilbutil]-2-metil-

4-nitro-5-fenilpirrolidina-2-carboxamido]propanoico

3-[(2S,3R,4S,5S)-1-(2-Aminoacetyl)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-

4-nitro-5-phenylpyrrolidine-2-carboxamido]propanoic acid

N

O2NBnO

ONH

O

Fórmula Molecular:

C26H31N3O5

P.M.(u.m.a): 465.54

Rto: 67%

P.F.: 153-154 ºC [α]25

D: -102.3º (c = 0.59, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3367, 3268 (N-H st); 1698 (C=O st); 1669 (amida I); 1550 (NO2 st as, amida II); 1414(NO2 st si).


7.46-7.28: m, 8H

7.11: s, 2H,

6.73: d, 1H, J = 3.65

5.73: d, 1H, J = 9.1

5.34: d, 1H, J = 9.3

4.78: d, 1H, J = 11.2

4.43: d, 1H, J = 11.2

4.06-3.87: m, 3H,

3.80: d, 1H, J =8.7

1.97-1.88: m, 1H

1.74-1.64: m, 1H

1.56: s, 3H

1.20: m, 1H

0.95: d, 3H, J = 6.9

0.90: t, 3H, J = 7.3

172.3

165.0

138.0

133.4

129.0

128.7

128.5

127.9

127.3

125.1

87.1

80.3

72.1

62.3

47.6

46.4

37.7

25.2

20.5

14.5

12.1



247

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

N

O2NBnO

ONH

O

Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.

248

5.3 Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-

bromocetonas.

5.3.1 Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con

anilinas primarias.

5.3.1.1 Síntesis de la 2-Bromo-1-(3,5-dimetoxifenil)etanona.

H3CO

OCH3

OH3CO

OCH3

OBr

AcOEt, ∆, 4h

CuBr2

13c

Esquema 5.11. Síntesis de la 2-Bromo-1-(3,5-dimetoxifenil)etanona.

En un matraz esférico y bajo atmósfera de argon se disolvieron 3.0 g (16.6

mmoles) de 1-(3,5-dimetoxifenil)etanona y 6.2 g (27.8 mmoles) de bromuro de cobre

(II) en 35 ml de AcOEt y se agitó a reflujo durante 1.5h., tras lo cual se llevó el crudo de

reacción a temperatura ambiente y se filtró a través de celita. El crudo así obtenido fue

purificado mediante CC a presión (AcOEt/Hx, 1:3) obteniéndose el producto

correspondiente (Rdto=82%).

2-Bromo-1-(3,5-dimetoxifenil)etanona5. 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.10 (d,

2H, J = 2.2Hz), 6.69 (t, 1H, J = 2.2 Hz), 4.43 (s, 2H), 3.85 (s, 6H).

5 Carrol, L.;. Keneth Ostrum, G. J.Org. Chem. 1964, 3459. b) King Diwu, Z.; Beachdel, C.; Klaubert, D.

H. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 4987. c) Brian, A., B.; Mathias, C., M.; Kenneth , D., T. J.Org. Chem.

2005, 70, 4338.


249

5.3.1.2 Procedimiento general de síntesis de indoles.

13c-f

NH2R1

R4

R3

R2

O

R9Br

R5

R6R7

R8+

R1

R4

R3

R2 NH

R9

R1

R4

R3

R2 NH

R9

R5 R6

R7

R8

R5

R6

R7R8

+

14b-j 15b-j

µW, 100 W

150 ºC, 10 min

N,N-dimetilanilina

12b-e Esquema 5.12. Procedimiento general de síntesis de indoles.

En un vial se introdujeron 2.1 mmoles de la anilina correspondiente, 1.0 mmol

de la 2-bromo-1-acetofenona correspondiente y 0.42 ml (3.3 mmoles) de N,N-

dimetilanilina. Se introdujo el vial en un reactor de microondas y se irradió con una

potencia de 100W, a una temperatura de 150 ºC durante 10 minutos. Tras enfriarse el

vial de reacción, se disolvió la mezcla en AcOEt, se lavó con una disolución acuosa de

HCl 2N, se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El crudo se

purificó mediante CC a presión (AcOEt/Hx) y HPLC preparativa aislándose los

correspondientes indoles para su caracterización.


secundarias.

5.3.2.1 Síntesis de la N- tertbutilanilina.

I

H2N+

BuLi HN

12i

Esquema 5.13. Síntesis de la N- tertbutilanilina.

Se goteó una disolución de n-Butil litio (0.025 mol, 10 ml de una disolución

2.5M en hexano) sobre una disolución de tert-butilamina (50 ml) bajo atmósfera de

argon a -78 °C. Cuando se formó una suspensión clara la temperatura se subió a -50 °C

y después a 0 °C formándose otra suspensión. A continuación se añadió iodobenceno

(1,5 ml, 0.0137 mol) durante 10 min con la ayuda de una jeringa, observándose un

cambio de color (amarillo) y disolviéndose el sólido. La reacción se llevó a temperatura


250

ambiente volviendo aparecer el sólido. Tras 12 horas se adicionó agua (1 ml), se realizó

una extracción con éter, se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida

dando lugar a un aceite (2.4 g) cuya destilación a alto vacío dio lugar a 1.4.g (9.4 mmol,

69%) de un aceite incoloro cuyo punto de ebullición y espectro de 1H-RMN coincidían

con el producto deseado.

N-tert-Butilanilina6. Rdto: 69 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.14 (t, 2 H), 6.74

(m, 3H), 3.34 (1 H), 1.33 (s, 9 H). P. E. = 54-55 °C.

5.3.2.2 Reacción de Bischler-Möhlau con anilinas secundarias.

En un vial se introdujeron 1.0 mmol de la anilina correspondiente y 1.0 mmol de

la 2-bromo-1-acetofenona. Se introdujo el vial en un reactor de microondas y se irradió

con una potencia de 100W, a una temperatura de 150 ºC durante 10 minutos. Tras

enfriarse el vial de reacción, se disolvió la mezcla en AcOEt, se lavó con una disolución

acuosa de HCl 2N, se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El

crudo se purificó mediante CC a presión (AcOEt/Hx) obteniéndose los correspondientes

indoles.

12a: R=H12f : R=Me12g: R=Et12h: R=i-Pr12i : R=t-Bu

15k: R=Me15l : R=Et15m: R=i-Pr

NHR

O

Br

Ph NH

PhN

Ph

R

µW, 100 W150 ºC, 10 min

+ +

14a13a

Esquema 5.14. Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con

anilinas secundarias.

Alguno de los productos así obtenidos ya estaban descritos en la literatura, por lo

que nos limitamos a analizar sus espectros de 1H-RMN., comprobando que eran

satisfactorios.

6 Canle M. L., Demirtas I., Freire A., Maskill H., I. Mishima M.. Eur. J. Org. Chem. 2004, 5031


251

2-fenilindol 14a7. Rdto: 100%. 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 8.32 (s, 1H), 7.67 (t,

J = 7.5 Hz, 3H), 7.45 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 7.40 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.34 (t, J = 7.5 Hz,

1H), 7.22 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.15 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 6.85 (s, 1H).

1-metil-3-fenilindol 15k8. Rdto: 47%. 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 8.03 (d, J =

8.0 Hz, 1H), 7.73 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.51 (t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.42 (d, J = 8.2 Hz, 1H),

7.36 (m, 2H), 7.27 (m, 2H), 3.86 (s, 3H).

1-etil-3-fenilindol 15l9. Rdto: 57%. 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.99 (d, J = 8.3

Hz, 1H), 7.71 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.57-738 (m, 3H), 7.34 (s, 1H), 7.31-7.15 (m, 3H),

4.27 (q, J = 7.3, Hz, 2H), 1.55 (t, J = 7.3, Hz, 3H).

El productos 15m fue completamente caracterizado, y sus datos

espectroscópicos se muestran al final del apartado 5.3.


terciarias.

5.3.3.1 Síntesis de N,N-alquilanilinas.

12f

HN O

+ CH3CN, NaCNBH3

ACOH, KOH

N

12k

12i

HN

H H

O+ CH3CN, NaCNBH3

ACOH, KOH

N

12m

Esquema 5.15. Procedimiento general de síntesis de N,N-alquilanilinas.

7 Sakai, N.; Annaba, K.; Konokahara, T. Org. Lett. 2004, 6, 1527. 8 a) Cao, C.; Shi, Y.; Odom, A., L. Org. Lett., 2002, 17, 2853. b) Kihara, M.; Ixai, Y.; Nagao, Y.

Heterocycles, 1995, 10, 2279 c) Biswas, K. M.; Dhara, R.; Roy, S.; Mallik H. Tetrahedron, 1984, 21,

4351. 9 a) Galons, H.; Girardeu, J. F.; Farnoux, C. C.; Miocque, M. J. Heterocycl. Chem. 1981, 18, 561. b)

Biswas, K. M.; Dhara, R. N.; Mallik, H.; Halder, S.; Sinha-Chaudhuri, A; De, P.; Brahmachari, A. S.

Indian J. Chem., Sect B. 1991, 30b, 906. c) Wattanasin, S.; Kathawala, F. G. Synth. Commu. 1989, 19,

2659.


252

Se preparó una disolución de la N-alquilanilina correspondiente (5.2 mmol) y

formaldehído (2.2ml de una solución al 37 %, 30 mmol) en 20 ml de acetonitrilo, a la

que se le adicionó cianoborohidruro sódico (0.550 g, 8.8 mmol). Después de estar

agitando una hora se añadió ocasionalmente ácido acético para mantener el pH en 9. La

mezcla de reacción fue llevada a sequedad en el rotavapor y el residuo resultante fue

transferido a un embudo de decantación. Se le añadió una disolución acuosa de NaOH

2N y se realizaron varias extracciones con éter. La fase orgánica fue lavada con agua,

se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida dando lugar a 0.604 g

(72%) de producto, cuyo espectro de 1H-RMN concordaba con las señales descritas en

la bibliografía.

N-isopropil-N-metilanilina10 12k. Rdto: 63 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3):

7.30-7.16 (m, 2H), 6.86-6.62 (m, 3H), 4.10 (m, 1 H), 2.73 ( s, 3 H), 1.17 (d, J = 6.6 Hz,

6 H).

N-tert-Butil-N-metilanilina11 12m. Rdto: 72 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3):

7.35-7.04 (m, 5 H), 2.80 (s, 3 H), 1.16 (s, 9 H)

5.3.3.2 Reacción de Bischler-Möhlau con anilinas terciarias.

En un vial de se introdujeron 1.0 mmol de la anilina correspondiente y 1.0 mmol

de la 2-bromo-1-acetofenona correspondiente. Se colocó el vial en un reactor de

microondas y se irradió con una potencia de 100W, a una temperatura de 150 ºC durante

10 minutos. Tras enfriarse el vial de reacción, se disolvió la mezcla en AcOEt, se lavó

con una disolución acuosa de HCl 2N, se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a

presión reducida. El crudo se purificó mediante CC a presión (AcOEt/Hx) obteniéndose

los correspondientes indoles.

10 a) Kunio, S.; Koji, O.; Kiyomitsu N.; Yoshiyasu, T.; Sekiya, M. Synthesis. 1983, 723. b) Totah, R. A.;

Hanzlik, R. P. Biochemistry. 2004, 43, 7907. 11 a) Hunter, D. H.; Racok, J. S.; Rey, A.W.; Zea-Ponce, Y.J.Org. Chem.,1988, 53, 1280.


253

NR1

O

Br

R2 NR2

N

R2

R1

µW, 100 W150 ºC, 10 min

+ +

12a,j 13a,f-h 14k,o-r

R1

R3R3

R3

15k,o-rR1

NR1

O

Br

Ph N N

Ph

R2

µW, 100 W150 ºC, 10 min

+ +

12k-m 15k,l

R2

Ph

15m

R1

13a

Esquema 5.16. Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con

anilinas terciarias.

Los productos así obtenidos estaban descritos. Para su identificación se comparó

el espectro de 1H-NMR del producto obtenido con los datos descritos en la literatura.

1-H-indolcarboxilato de 2-etilo 14o12. Rdto: 31%; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3):

9.00 (s, 1H), 7.72 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.45 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.36, (t, J = 7.2 Hz, 1H),

7.26 (s, 1H), 7.19 (t, J = 7.2 Hz, 1H), 4.45 (q, J = 7.1 Hz, 2H), 1.45 (t, J = 7.1 Hz, 3H).

1-metil-indolcarboxilato de 3-etilo 15p13. Rdto: 34%; 1H-RMN (δ, ppm,

CDCl3): 8.22-8,14 (m, 1H), 7.81 (s, 1H), 7.27-7.40 (m, 3H), 4.40 (q, J = 7.1 Hz, 2H),

3.82 (s, 3H), 1.43 (t, J = 7.1 Hz, 3H).

1-metil-3-(4-metoxi)-fenilindol 15q8. Rdto: 60%; 1H-RMN (δ, ppm,

CDCl3): 7.93 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.66 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.38 (d, J = 8.2 Hz, 2H),

7.30 (m, 1H), 7.21 (m, 1H), 7.17 (s, 1H), 7.02 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 3.88 (s, 3H), 3.84 (s,

3H).

1,2-dimetil-3-fenilindol 15r14. Rdto: 51%; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 7.72 (d,

J = 7.9 Hz, 1H), 7.60-7.50 (m, 4H), 7.38-7.33 (m, 2H), 7.26 (m, 1H), 7.17 (m, 1H), 3.79

(s, 3H), 2.54 (s, 3H).

12 Sakamoto, T.; Kondo, Y.; Yamaka, H.. Heterocycles 1988, 27, 453. 13 Majchrzak, M. W.; Simchen, G. Synthesis. 1986, 11, 56. 14 Tillack, A.; Jiao, H.; Castro, I. G.; Hartung, C. G.; Beller, M. Chem. Eur. J. 2004, 10, 2409.


254

5.3.4 Procedimiento general de síntesis de 2-quinoxalinas sustituidas.


13b: R=OCH313h: R=NO2

13b,i

µW, 100 W

150 ºC, 10 min

32a,b31

N,N-dimetilanilina

NH2 R

OBrNH2

N

N

R

Esquema 5.17. Procedimiento general de síntesis de 2-quinoxalinas sustituidas.

En un vial de se introdujeron 2.0 mmoles de la o-fenilendiamina, 1.0 mmol de la

2-bromo-1-acetofenona correspondiente y 3.3 ml de N,N dimetilanilina. Se introdujo el

vial en un reactor de microondas y se irradió con una potencia de 100W, a una

temperatura de 150 ºC durante 10 minutos. Tras enfriarse el vial de reacción, se disolvió

la mezcla en AcOEt, se lavó con una disolución acuosa de HCl 2N, se secó sobre

Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El crudo se purificó mediante CC a

presión (AcOEt/Hx) obteniéndose las correspondientes 2-quinoxalinas sustituidas.

Los productos así obtenidos estaban descritos en la literatura. Para su

identificación se comparó con el espectro de 1H-RMN y el punto de fusión verificando

que se trataba de los dos compuestos preparados.

4-metoxifenil-2-quinoxalina 32a15. Rdto: 61 %; 1H-RMN (δ, ppm,

CDCl3): 9.30 (s, 1H, C3-H), 8.20 (d, J = 8.75 Hz, 2H), 8.10 (m, 2H), 7.73 (m, 2H), 7.10

(d, J = 8.75 Hz, 2H), 3.90 (s, 3H). P.F. = 100-101 ºC.

4-nitrofenil-2-quinoxalina 32b15. Rdto: 37 %; 1H-RMN (δ, ppm, CDCl3): 9.40

(s, 1H), 8.43 (m, 4H), 8.20 (m, 2H), 7.85 (m, 2H), P.F. = 190 ºC.

15 Rao, M. H.; Reddy, A. Pandu Ranga, Veeranagaiah, V. Indian J. Chem., Sect B. 1992, 31B, 88.


255

5.3.5 Procedimiento general de síntesis de 2-imidazo[1,2-a]piridinas.

70 ºC, Al2O3, 5 min.

13b: R=OCH313h : R=NO2


N

NH2

Br

O

R

+

13b,i 33a-b12n

N

NR

µW, 70 W, 50 psi

Esquema 5.18. Procedimiento general de síntesis de 2-imidazo[1,2-a]piridinas.

En un vial se pusieron 1.0 mmol de 2-aminopiridina, 1.0 mmol de la 2-bromo-1-

acetofenona correspondiente y 1g de Al2O3. El vial se introdujo en un reactor de

microondas. Se irradió con una potencia de 100W, a una temperatura de 150 ºC a 50 psi

de presión durante 10 minutos. Tras enfriarse el vial de reacción, se disolvió la mezcla

en AcOEt, se filtró, se lavó con una disolución acuosa de HCl 2N, se secó sobre Na2SO4

anhidro y se evaporó a presión reducida. El crudo se purificó mediante CC a presión

(AcOEt/Hx) obteniéndose las correspondientes imidazo[1,2-a]piridinas.

Los productos así obtenidos estaban descritos. Para su identificación se comparó

el espectro de 1H-RMN .

2-(4-metoxifenilimidazo[1,2-a]piridina 33a16. Rdto: 70%; 1H-RMN (δ, ppm,

CDCl3): 8.11 (dt, J = 6.8 Hz, J’= 1.2 Hz, 1H), 7.89 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 7.79 (s, 1H),

7.61 (dd, J = 9.1 Hz, J´= 0.8 Hz, 1H), 7.15 (m, 1H), 6.98 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 6.76 (td, J

= 6.8 Hz, J´= 1.2 Hz, 1H), 3.86 (s, 3H).

2-(4-nitrofenilimidazo[1,2-a]piridina 33b16. Rdto: 61 %; 1H-RMN (δ, ppm,

CDCl3): 8.30 (d, J = 8.9 Hz, 2H), 8.16 (dt, J = 6.8 Hz, J´ = 1.0 Hz, 1H), 8.12 (d, J = 8.9

Hz, 2H), 8.0 (s, 1H), 7.24 (m, 1H), 6.85 (td, J = 6.8 Hz, J´= 1.0 Hz, 1H).

16 a) Ueno, M.; Togo, H. Synthesis 2004, 16, 2673. b) Katritzky, A. R.; Qiu, G.; Long, Q-H.; He, H-Y.;

Steel, M. J. J. Org. Chem. 2000, 65, 9201.

.


256

5.3.6 Procedimiento general de síntesis de 2-imidazo[1,2-a]pirimidinas.

70 ºC, Al2O3, 5 min.N

N

NH2

Br

O

OCH3

+

13b 33c12oN

N

NOCH3

µW, 70 W, 50 psi

Esquema 5.19. Procedimiento general de síntesis de H-imidazo[1,2-a]pirimidinas.

En un vial se introdujeron 1 mmoles de la 2-aminopirimidina, 1.0 mmol de 2-

bromo-4-metoxi-1-acetofenona y 1g de Al2O3. Se introdujo el vial en un reactor de

microondas y se irradió con una potencia de 100W, a una temperatura de 150 ºC a 50

psi de presión durante 10 minutos. Tras enfriarse el vial de reacción, se disolvió la

mezcla en AcOEt, se filtró, se lavó con una disolución acuosa de HCl 2N, se secó sobre

Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El crudo se purificó mediante CC a

presión (AcOEt/Hx) obteniéndose las correspondientes imidazo[1,2-a]pirimidinas.

El producto así obtenido estaba descrito. Para su identificación se comparó el

espectro de 1H-RMN del producto obtenido con los datos descritos en la literatura.

2-(4-Metoxifenilimidazo[1,2-a]pirimidina 33c17. Rdto: 75%; 1H-RMN (δ,

ppm, CDCl3): 8.51-8.50 (m, 1H), 8.42-8.39 (m, 1H), 7.99-7.95 (m, 2H), 7.74 (m, 1H),

700-6.97 (m, 2H), 6.85-6.82 (m, 1H), 3.86 (s, 3H).

5.3.7 Síntesis de análogos al resveratrol basados en aril-indoles.

5.3.7.1 Procedimiento general para la protección de grupos amino.

34c-f,h

NH

CH3CN, Boc2O, 3h


OOR1R2

R3R4

R8

R7

R6R5R1

R2

R3R4

R8

R7

R6R5

14b-h

Esquema 5.20. Procedimiento general para la protección de grupos amino.

17 Xie, Y-Y. Synth. Commun. 2005, 35, 1741.


257

A una disolución del correspondiente indol (0.68 mmoles) en 8.2 ml de

acetonitrilo, se le añadieron 0.20 g (0.92 mmoles) de Boc2O y 0.009 g (0.071 mmoles)

de 4-dimetilaminopiridina y se agitó a temperatura ambiente durante 3h. A

continuación, se evaporó el disolvente a presión reducida y se purificó el crudo

mediante CC a presión (AcOEt/Hx).

5.3.7.2 Procedimiento general para la desprotección de grupos metoxilo.

35c-f

CH2Cl2, 16h, t.a.

BBr3

NH

N

OO R1R2

R3R4

R8

R7

R6R5R1

R2

R3R4

R8

R7

R6R5

34c-f

R1-8 = -OMe R1-8 = -OH

Esquema 5.21. Procedimiento general para la desprotección de grupos

metoxilo.

En un matraz esférico enfriado a 0ºC y bajo atmósfera de argón, se disolvieron

(0.5 mmol) del correspondiente indol con el grupo amino protegido en 12 ml de

diclorometano seco. A continuación, se adicionaron gota a gota 6 ml de BBr3 (1 M en

diclorometano) y se agitó a temperatura ambiente durante 16 h. La reacción se detuvo

goteando MeOH a 0ºC. Se filtró el sólido resultante y se purificó mediante

cromatografía en columna a presión (eluyente: MeOH/CH2Cl2).


258

Nº Ref: 14b

Compuesto: 5,7-dimetoxi-2-(4-metoxifenil)-1H-indol

5,7-dimethoxy-2-(4-methoxyphenyl)-1H-indole

NH

OCH3

OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C17H17NO3

P.M.(u.m.a): 283.32

Rto: 30%

P.F.: 164 ºC



I.R. (cm-1): 3376 (N-H, st ).


8.30: s, 1H, NH

7.59: d, 2H J = 8.7, arom

6.98: d, 2H, J = 8.7, arom

6.67: d, 1H, J = 1.7, arom

6.62: d, 1H, J = 2.2, H-3

6.34: d, 1H, J = 1.9, arom

3.96: s, 3H, OCH3

3.86: s, 6H, OCH3

159.2

155.2

146.2

137.9

130.0

126.4

122.3

114.4

99.0

94.1

93.6

55.8

55.4

Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2


259

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)5075100125150

NH

OCH3

OCH3

H3CO


260

Nº Ref: 14c



NH

OCH3

OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C17H17NO3

P.M.(u.m.a): 283.32

Rto: 52%

P.F.: 131 ºC



I.R. (cm-1): 3457 (N-H, st).


8.10:s, 1H, NH

7.51: d, 2H, J = 8.5, arom

6.94: d, 2H, J = 8.6, arom

6.71: s, 1H, H-3

6.50: s, 1H, arom

6.22: s, 1H, arom

3.92: s, 3H, OCH3

3.84: s, 3H, OCH3

3.83: s, 3H, OCH3

158.9

157.6

153.5

138.0

135.3

130.6

125.9

125.6

119.9

114.6

114.5

113.1

96.0

92.0

87.0

55.7

55.7

55.4

55.3



261

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

OCH3

H3CO


262

Nº Ref: 14d

Compuesto: 2-(3,5-dimetoxifenil)-5-metoxi-1H-indol

2-(3,5-dimethoxyphenyl)-5-methoxy-1H-indole

NH

OCH3

OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C17H17NO3

P.M.(u.m.a): 283.32

Rto: 48%

P.F.: 105-107 ºC



I.R. (cm-1): 3377 (N-H, st).


8.17: s, 1H, NH

7.27: d, 1H, J = 8.8, arom

7.07: d, 1H, J = 1.8, arom

6.85: dd, 1H, J = 8.7,

J’ = 2.2, arom

6.77: d, 2H, J = 1.8, arom

6.73: s, 1H, H-3

6.43: s, 1H, arom

3.85: s, 9H, OCH3

161.4

154.7

138.7

134.6

132.1

129.7

112.9

111.8

103.7

102.5

100.4

99.8

55.6



263

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

OCH3

H3CO


264

Nº Ref: 14e

Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(2,4-dimetoxyifenil)-1H-indol

4,6-dimethoxy-2-(2,4-dimethoxyphenyl)-1H-indole

NH

OCH3

H3CO

OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C18H19NO4

P.M.(u.m.a): 313.35

Rto: 43%

P.F.: 171-172ºC



I.R. (cm-1): 3427 (N-H, st).


9.38: s, 1H, NH

7.68: d, 1H, J = 8.4, arom

6.77: s, 1H, H-3

6.57: d, 1H, J = 8.7, arom

6.55: s, 1H, arom

6.51: s, 1H, arom

6.20: s, 1H, arom

3.95: s, 3H, OCH3

3.93: s, 3H, OCH3

3.84: s, 3H, OCH3

3.83: s, 3H, OCH3

159.9

157.4

156.7

153.4

137.2

133.5

128.6

114.5

113.8

106.0

99.5

95.5

91.7

87.0

56.0

55.8

55.6

55.5



265

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

H3CO

OCH3

H3CO


266

Datos de la estructura de rayos X del compuesto 14e:


267

Table 1. Crystal data and structure refinement for 14e. Identification code 14e Empirical formula C72 H76 N4 O16 Formula weight 1253.37 Temperature 293(2) K Wavelength 0.71073 A Crystal system, space group Monoclinic, P21/c Unit cell dimensions a = 14.5050(10) A alpha = 90 deg. b = 10.7366(7) A beta = 100.855(7) deg. c = 10.6755(10) A gamma = 90 deg. Volume 1632.8(2) A^3 Z, Calculated density 1, 1.275 Mg/m^3 Absorption coefficient 0.090 mm^-1 F(000) 664 Crystal size 0.21 x 0.11 x 0.03 mm Theta range for data collection 3.43 to 26.37 deg. Limiting indices -17<=h<=18, -13<=k<=13, -13<=l<=7 Reflections collected / unique 11596 / 3308 [R(int) = 0.0449] Completeness to theta = 26.37 99.1 % Refinement method Full-matrix least-squares on F^2 Data / restraints / parameters 3308 / 0 / 220 Goodness-of-fit on F^2 1.134 Final R indices [I>2sigma(I)] R1 = 0.0584, wR2 = 0.1164 R indices (all data) R1 = 0.1049, wR2 = 0.1363 Largest diff. peak and hole 0.162 and -0.159 e.A^-3


268

Table 2. Atomic coordinates ( x 10^4) and equivalent isotropic displacement parameters (A^2 x 10^3) for 14e.U(eq) is defined as one third of the trace of the orthogonalized Uij tensor. ________________________________________________________________ x y z U(eq) ________________________________________________________________ C(1) 4619(1) 4114(2) 6164(2) 43(1) C(2) 3688(2) 4448(2) 6106(2) 54(1) C(3) 2993(2) 3785(2) 5335(2) 61(1) C(4) 3214(2) 2796(2) 4622(2) 60(1) C(5) 4137(1) 2483(2) 4689(2) 51(1) C(6) 4872(1) 3115(2) 5457(2) 39(1) C(7) 5834(1) 2694(2) 5501(2) 40(1) C(8) 6151(1) 1819(2) 4749(2) 42(1) C(9) 7117(1) 1649(2) 5201(2) 42(1) C(10) 7387(1) 2452(2) 6239(2) 47(1) C(11) 8301(1) 2525(2) 6932(2) 60(1) C(12) 8945(2) 1761(2) 6547(2) 65(1) C(13) 8710(1) 934(2) 5513(2) 57(1) C(14) 7808(1) 883(2) 4841(2) 46(1) C(15) 5139(2) 5748(2) 7675(2) 61(1) C(16) 1779(2) 5045(3) 5935(3) 108(1) C(17) 10180(2) 2550(4) 8142(3) 131(2) C(18) 8145(2) -744(2) 3464(3) 78(1) N(1) 6594(1) 3076(2) 6401(2) 46(1) O(1) 5344(1) 4728(1) 6917(1) 52(1) O(2) 2051(1) 4035(2) 5218(2) 90(1) O(3) 9875(1) 1699(2) 7139(2) 100(1) O(4) 7500(1) 140(1) 3810(1) 60(1) ________________________________________________________________ Table 3. Bond lengths [A] and angles [deg] for14e. _____________________________________________________________ C(1)-O(1) 1.367(2) C(1)-C(2) 1.387(3) C(1)-C(6) 1.399(3) C(2)-C(3) 1.374(3) C(3)-O(2) 1.375(3) C(3)-C(4) 1.379(3) C(4)-C(5) 1.370(3) C(5)-C(6) 1.393(3) C(6)-C(7) 1.459(3) C(7)-C(8) 1.370(3) C(7)-N(1) 1.381(2) C(8)-C(9) 1.406(3)


269

C(9)-C(10) 1.400(3) C(9)-C(14) 1.405(3) C(10)-N(1) 1.370(2) C(10)-C(11) 1.393(3) C(11)-C(12) 1.363(3) C(12)-O(3) 1.380(3) C(12)-C(13) 1.408(3) C(13)-C(14) 1.369(3) C(14)-O(4) 1.365(2) C(15)-O(1) 1.425(2) C(16)-O(2) 1.425(3) C(17)-O(3) 1.413(3) C(18)-O(4) 1.429(3) O(1)-C(1)-C(2) 122.41(18) O(1)-C(1)-C(6) 115.89(16) C(2)-C(1)-C(6) 121.69(19) C(3)-C(2)-C(1) 119.5(2) C(2)-C(3)-O(2) 124.0(2) C(2)-C(3)-C(4) 120.55(19) O(2)-C(3)-C(4) 115.5(2) C(5)-C(4)-C(3) 119.1(2) C(4)-C(5)-C(6) 122.9(2) C(5)-C(6)-C(1) 116.23(17) C(5)-C(6)-C(7) 119.24(17) C(1)-C(6)-C(7) 124.51(17) C(8)-C(7)-N(1) 107.40(17) C(8)-C(7)-C(6) 128.23(17) N(1)-C(7)-C(6) 124.25(16) C(7)-C(8)-C(9) 108.14(17) C(10)-C(9)-C(14) 118.03(17) C(10)-C(9)-C(8) 107.63(16) C(14)-C(9)-C(8) 134.34(18) N(1)-C(10)-C(11) 130.02(18) N(1)-C(10)-C(9) 106.58(17) C(11)-C(10)-C(9) 123.39(18) C(12)-C(11)-C(10) 116.36(19) C(11)-C(12)-O(3) 123.9(2) C(11)-C(12)-C(13) 122.49(19) O(3)-C(12)-C(13) 113.57(19) C(14)-C(13)-C(12) 120.14(19) O(4)-C(14)-C(13) 125.55(18) O(4)-C(14)-C(9) 114.87(17) C(13)-C(14)-C(9) 119.58(18) C(10)-N(1)-C(7) 110.24(16) C(1)-O(1)-C(15) 119.04(16) C(3)-O(2)-C(16) 118.0(2) C(12)-O(3)-C(17) 117.06(18) C(14)-O(4)-C(18) 117.72(17) _____________________________________________________________ Symmetry transformations used to generate equivalent atoms:


270

Table 4. Anisotropic displacement parameters (A^2 x 10^3) for 14e.The anisotropic displacement factor exponent takes the form: 2 pi^2 [ h^2 a*^2 U11 + ... + 2 h k a* b* U12 ] _______________________________________________________________________ U11 U22 U33 U23 U13 U12 _______________________________________________________________________ C(1) 42(1) 45(1) 41(1) 6(1) 7(1) 6(1) C(2) 54(1) 55(1) 55(1) 2(1) 14(1) 13(1) C(3) 40(1) 69(2) 74(2) 9(1) 8(1) 12(1) C(4) 43(1) 67(1) 68(1) 2(1) 1(1) 0(1) C(5) 45(1) 52(1) 53(1) -1(1) 4(1) 5(1) C(6) 39(1) 42(1) 36(1) 5(1) 6(1) 4(1) C(7) 41(1) 41(1) 37(1) 4(1) 5(1) 1(1) C(8) 43(1) 43(1) 39(1) -2(1) 6(1) 2(1) C(9) 43(1) 44(1) 40(1) 2(1) 11(1) 4(1) C(10) 41(1) 53(1) 48(1) -3(1) 10(1) 5(1) C(11) 42(1) 76(2) 58(1) -19(1) 0(1) 5(1) C(12) 39(1) 88(2) 66(1) -12(1) 5(1) 13(1) C(13) 45(1) 67(1) 60(1) -8(1) 15(1) 15(1) C(14) 47(1) 50(1) 43(1) -3(1) 12(1) 6(1) C(15) 78(2) 49(1) 54(1) -10(1) 12(1) 14(1) C(16) 61(2) 123(2) 146(3) -8(2) 34(2) 36(2) C(17) 43(2) 200(4) 136(3) -84(3) -24(2) 15(2) C(18) 79(2) 74(2) 85(2) -25(1) 21(1) 22(1) N(1) 39(1) 53(1) 46(1) -12(1) 4(1) 7(1) O(1) 52(1) 50(1) 51(1) -12(1) 3(1) 10(1) O(2) 43(1) 106(1) 118(2) -7(1) 10(1) 18(1) O(3) 39(1) 142(2) 109(1) -49(1) -10(1) 24(1) O(4) 55(1) 64(1) 61(1) -17(1) 12(1) 14(1) _______________________________________________________________________ Table 5. Hydrogen coordinates ( x 10^4) and isotropic displacement parameters (A^2 x 10^3) for14e. ________________________________________________________________ x y z U(eq) ________________________________________________________________ H(2) 3536 5114 6585 65 H(4) 2742 2347 4103 72 H(5) 4280 1818 4200 61


271

H(11) 8462 3065 7619 72 H(13) 9168 421 5286 68 H(15A) 4790 6367 7135 91 H(15B) 5715 6104 8122 91 H(15C) 4774 5458 8280 91 H(16A) 1993 4892 6829 162 H(16B) 1108 5120 5762 162 H(16C) 2054 5803 5699 162 H(17A) 10108 3385 7818 197 H(17B) 10828 2398 8498 197 H(17C) 9810 2444 8792 197 H(18A) 8668 -312 3232 118 H(18B) 7836 -1231 2754 118 H(18C) 8366 -1283 4175 118 H(1) 6556(15) 3680(20) 6920(20) 63(7) H(8) 5751(14) 1384(17) 4017(18) 55(6) ________________________________________________________________ Table 6. Hydrogen bonds for 14e [A and deg.]. ___________________________________________________________________________ Hydrogen bonds with H..A < r(A) + 2.000 Angstroms and <DHA > 110 deg. D-H d(D-H) d(H..A) <DHA d(D..A) A N1-H1 0.862 2.089 123.89 2.668 O1 N1-H1 0.862 2.550 142.69 3.277 O4 [ x, -y+1/2, z+1/2 ]


272

Nº Ref: 14f

Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(2,5-dimetoxyifenil)-1H-indol


NH

OCH3

H3CO

OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C18H19NO4

P.M.(u.m.a): 313.35

Rto: 61%

P.F.: 148-150 ºC



I.R. (cm-1): 3407 (N-H st).


9.62: s, 1H, NH

7.32: d, 1H, J = 3.0, arom

6.92: d, 1H, J = 8.9, arom

6.90: d, 1H, J = 1.3 H-3

6.76: dd, 1H, J = 8.9,

J’ = 3.0, arom

6.52: s, 1H, arom

6.21: d, 1H, J = 1.4, arom

3.94: s, 6H, OCH3

3.84: s, 3H, OCH3

3.81: s, 3H, OCH3

157.7

154.3

153.5

149.9

137.4

133.1

121.7

113.5

113.4

112.0

97.2

91.7

86.8

56.6

55.8

55.7

55.4



273

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

H3CO

OCH3

H3CO


274

Nº Ref: 14g

Compuesto: 5,7-dimetoxi-2-(3,5-dimetoxifenil)-1H-indol


NH

OCH3

OCH3OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C18H19NO4

P.M.(u.m.a): 313.35

Rto: 16%



I.R. (cm-1): 3477 (N-H, st).


8.42: s, 1H, NH

6.76: d, 2H, J = 2.1 Hz, arom

6.68: s, 1H, H-3

6.63: d, 1H, J = 1.5, arom

6.39: t, 1H, J = 2.1, arom

6.32: d, 1H, J = 1.7, arom

3.90: s, 3H, OCH3

3.82: s, 3H, OCH3

3.81: s, 6H, OCH3

161.3

155.3

146.4

137.9

134.5

129.7

122.7

103.5

100.6

99.7

94.7

93.7

55.9

55.5

Comentario: aceite amarillo, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2


275

1H-RMN (CDCl3

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.008.50

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

OCH3OCH3

H3CO


276

Nº Ref: 14h

Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(3,5 -dimetoxyifenil)-1H-indol


NH

OCH3

OCH3

H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C18H19NO4

P.M.(u.m.a): 313.35

Rto: 80%

P.F.: 126-128ºC



I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st ).


8.18: s, 1H, NH

6.82: s, 1H, H-3

6.73: d, 2H, J = 1.8, arom

6.49: s, 1H, arom

6.38: s, 1H, arom

6.22: s, 1H, arom

3.92: s, 3H, OCH3

3.83: s, 9H, OCH3

161.4

158.2

153.9

138.3

135.3

134.7

114.6

103.1

99.4

97.8

92.2

87.1

55.8

55.6



277

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

OCH3

H3CO

OCH3


278

Nº Ref: 14i

Compuesto: 6-Metoxi-2-(4-metoxifenil)-1-H-indol

6-Methoxy-2-(4-methoxyphenyl)-1-H-indole

NH

OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C16H15NO2

P.M.(u.m.a): 253.30

Rto: 75%

P.F.: 220-222 ºC



I.R. (cm-1): 3383 ( N-H, st).

1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3+ DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3 + DMSO-d6

9.88: s, 1H, NH

7.63: d, 2H, J = 8.7, arom

7.41: d, 1H, J = 8.5, arom

6.94: d, 2H, J = 8.7, arom

6.91: d, 1H, J = 1.4, arom

6.71: dd, 1H, J = 8.5, J’ =2.1, arom

6.59: s, 1H, arom

3.83: s, 6H, OCH3

157.8

154.9

137.0

136.2

125.2

124.8

122.6

119.4

113.3

108.5

96.5

93.9

54.7

54.4

Comentario: Sólido marrón, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2


279

1H-RMN (CDCl3 + DMSO-d6)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0

13C-RMN (CDCl3 + DMSO-d6)

ppm (t1)255075100125150

NH

OCH3

H3CO


280

Nº Ref: 14j

Compuesto: 5,7-dimetoxi-2-fenil-3-metil-1H-indol

5,7-dimethoxy-3-methyl-2-phenyl-1H-indole

NHH3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C17H17NO2

P.M.(u.m.a): 267.32

Rto: 28%



I.R. (cm-1): 3447 (N-H, st).


7.84: s, 1H, NH

7.46: d, 2H, J = 7.5, arom

7.40: t, 2H, J = 7.8,

J’ = 7.5 Hz, arom

7.26: t, 1H, J = 7.5,

J’ = 6.9 Hz, arom

6.37: s, 1H, arom

6.16: d, 1H, J = 1.5, arom

3.85: s, 3H, OCH3

3.78: s, 3H, OCH3

2.55: s, 3H, CH3

157.6

155.7

137.5

133.5

131.3

128.6

127.5

126.6

114.3

109.1

91.6

86.6

55.5

55.2

11.7

Comentario: aceite verde, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2


281

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)255075100125150

NHH3CO

OCH3


282

Nº Ref: 15c



NH

OCH3

H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C17H17NO3

P.M.(u.m.a): 283.32

Rto: 24%



I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st).


8.00: s, 1H, NH

7.52: d, 2H, J = 8.6, arom

6.95: d, 1H, J = 2.2, H-2

6.90: d, 2H, J = 8.6, arom

6.49: d, 1H, J = 1.6, arom

6.24: d, 1H, J = 1.5, arom

3.84: s, 6H, OCH3

3.78: s, 3H, OCH3

158.1

157.7

155.1

138.4

130.6

128.7

119.9

118.7

113.2

110.7

92.3

87.0

55.7

55.4

55.2

Comentario: Aceite verdoso, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2


283

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

H3CO

OCH3


284

Nº Ref: 15e



NH

OCH3

OCH3

H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C18H19NO4

P.M.(u.m.a): 313.35

Rto: 23%



I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st).


8.02: s, 1H, NH

7.32: d, 1H, J = 8.2, arom

7.01: d, 1H, J = 2.0, H-2

6.57-6.51: m, 2H, arom

6.49: d, 1H, J = 1.3, arom

6.21: d, 1H, J = 1.3, arom

3.87: s, 3H, OCH3

3.85: s, 3H, OCH3

3.77: s, 3H, OCH3

3.73: s, 3H, OCH3

159.6

158.7

157.5

155.2

137.8

132.5

120.9

118.1

113.4

112.0

103.5

98.6

92.2

86.9

55.7

55.6

55.5

55.4



285

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OCH3

OCH3

H3CO

OCH3


286

Nº Ref: 15f



NH

H3CO

OCH3

H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C18H19NO4

P.M.(u.m.a): 313.35

Rto: 13%



I.R. (cm-1): 3397 (N-H, st).


8.08: s, 1H, NH

7.06: s, 1H, H-2

7.04: d, 1H, J = 2.9, arom

6.84: d, 1H, J = 8.8, arom

6.78: dd, 1H, J = 8.9,

J’ = 3.0, arom

6.44: s, 1H, arom

6.20: s, 1H, arom

3.80: s, 3H, OCH3

3.78: s, 3H, OCH3

3.72: s, 3H, OCH3

3.71: s, 3H, OCH3

157.6

155.0

153.1

152.0

137.9

126.3

121.7

118.3

113.4

112.4

111.8

92.4

87.1

56.3

55.9

55.8

55.3



287

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

H3CO

OCH3

H3CO

OCH3


288

Nº Ref: 15h



NH

H3CO

OCH3

H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C18H19NO4

P.M.(u.m.a): 313.35

Rto: 13%



I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st).


8.05: s, 1H, NH

7.05: d, 1H, J = 2.2, H-2

6.82: d, 2H, J = 2.1, arom

6.50: d, 1H, J = 1.7, arom

6.40: t, 1H, J = 1.9,

J’ = 2.2, arom

6.27: d, 1H, J = 1.6, arom

3.84: s, 3H, OCH3

3.82: s, 9H, OCH3

160.0

157.6

154.7

138.4

137.9

120.7

118.9

110.2

107.6

98.5

92.4

86.9

55.6

55.3

55.1



289

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.508.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

H3CO

OCH3

H3CO

OCH3


290

Nº Ref: 15j

Compuesto: 4,6-dimetoxi-3-fenil-2-metil-1H-indol

4,6-dimethoxy-2-methyl-3-phenyl-1H-indole

NH

H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C17H17NO2

P.M.(u.m.a): 267.32

Rto: 42%



I.R. (cm-1): 3477 (N-H, st).


7.72: s, 1H, NH

7.39: d, 2H, J = 7.2, arom

7.32: t, 2H, J = 7.8,

J’ = 7.5, arom

7.22: t, 1H, J = 7.4,

J’ = 7.3, arom

6.32: d, 1H, J = 1.8, arom

6.18: d, 1H, J = 1.8, arom

3.75: s, 3H, OCH3

3.64: s, 3H, OCH3

2.24: s, 3H, CH3

156.8

154.2

136.7

136.1

130.9

129.0

114.1

111.8

92.0

86.7

55.6

55.1

12.1



291

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.50

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

H3CO

OCH3


292

Nº Ref: 15m

Compuesto: 3-fenil-1-isopropil-1H-indol

1-isopropyl-3-phenyl-1H-indole

N

Fórmula Molecular:

C17H17N

P.M.(u.m.a): 235.32

Rto: 34%



I.R. (cm-1): 3053 (C-H st insat.) 2983, 2920 (C-H st sat.)


8.06: d, 1H, J = 8.0, arom

7.77: d, 2H, J = 8.1, arom

7.52: m, 4H, arom

7.48: s, 1H, H-2

7.35: m, 1H, arom

7.28: m, 1H, arom

4.80: m, 1H, CH-(CH3)2

1.65: d, 6H, J = 6.7, CH-(CH3)2

136.4

135.9

128.7

127.3

126.3

125.6

121.7

121.4

120.0

119.8

116.9

109.7

47.0

22.8

Comentario: aceite amarillo, obtenido según el procedimiento 5.3.2.2


293

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125

N


294

Nº Ref: 34c

Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(4-metoxifenil)-1H-indol-1-carboxylato de tert-butilo

tert-butyl 4,6-dimethoxy-2-(4-methoxyphenyl)-1H-indole-1-carboxylate

N

OO

OCH3

H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C22H25NO5

P.M.(u.m.a): 383.44

Rto: 98%

P.F.: 123-125 ºC



I.R. (cm-1): 1728 (C=O st).


7.39: s, 1H, arom

7.29: d, 2H, J = 8.6, arom

6.90: d, 2H, J = 8.6, arom

6.52: s, 1H , H-3

6.35: d, 1H, J = 1.5, arom

3.89: s, 3H, OCH3

3.88: s, 3H, OCH3

3.83: s, 3H, OCH3

1.32: s, 9H, OC(CH3)3

159.1

159.0

153.1

150.7

139.0

137.6

130.8

130.0

128.0

121.1

113.4

106.4

94.6

91.8

83.3

55.9

55.6

55.5

27.8



295

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.005.506.006.507.007.50

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

N

OO

OCH3

H3CO

OCH3


296

Nº Ref: 34d

Compuesto: 2-(3,5-dimetoxifenil)- 5-metoxi-1H-indole-1-carboxylato de tert-butilo

tert-butyl 5-methoxy-2-(3,5-dimethoxyphenyl)-1H-indole-1-carboxylate

N

OO

OCH3

OCH3

H3CO

Fórmula Molecular:

C22H25NO5

P.M.(u.m.a): 383.44

Rto: 52%



I.R. (cm-1): 1733 (C=O st).


8.10: d, 1H, J = 9.0, arom

7.02: d, 1H, J = 2.5, arom

6.95: dd, 1H, J = 9.0,

J’ = 2.5, arom

6.58: d, 2H, J = 2.3, arom

6.50: s, 1H, H-3

6.49: t, 1H, J = 2.3, arom

3.87: s, 3H, OCH3

3.82: s, 6H, OCH3

1.36: s, 9H, OC(CH3)3

160.2

156.1

150.2

141.0

136.8

132.2

129.9

116.0

113.2

109.8

107.1

103.0

100.0

83.3

55.7

55.5

27.7

Comentario: sirupo verce claro, obtenido según el procedimiento 5.3.7.1


297

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

pm (t1)0255075100125150

N

OO

OCH3

OCH3

H3CO


298

Nº Ref: 34e

Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(2,4-dimetoxifenil)-1H-indol-1-carboxylato de tert-butilo

tert-butyl 4,6-dimethoxy-2-(2,4-dimethoxyphenyl)-1H-indole-1-carboxylate

N

OO

H3CO

OCH3 H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C23H27NO6

P.M.(u.m.a): 413.46

Rto: 78%

P.F.: 51-52 ºC



I.R. (cm-1): 1733 (C=O st).


7.40: d, 1H, J = 1.7, arom

7.25: d, 1H, J = 8.2, arom

6.52: dd, 1H, J = 8.2,

J’ = 2.3, arom

6.50: s, 1H, H-3

6.48: d, 1H, J = 2.3, arom

6.35: d, 1H, J = 1.9, arom

3.90: s, 6H, OCH3

3.86: s, 3H, OCH3

3.73: s, 3H, OCH3

1.34 : s, 9H, OC(CH3)3

160.8

158.6

158.2

152.9

150.5

138.4

134.3

118.0

113.7

105.9

103.6

98.3

94.1

91.5

82.4

55.7

55.4

55.2

27.7



299

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

N

OO

H3CO

OCH3 H3CO

OCH3


300

Nº Ref: 34f

Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(2,5-dimetoxifenil)-1H-indol-1-carboxylato de tert-butilo

tert-butyl 4,6-dimethoxy-2-(2,5-dimethoxyphenyl)-1H-indole-1-carboxylate

N

OO

H3CO

OCH3 H3CO

OCH3

Fórmula Molecular:

C23H27NO6

P.M.(u.m.a): 413.46

Rto: 86%

P.F.: 56-58 ºC



I.R. (cm-1): 1783 (C=O st).


7.39: d, 1H, J = 1.5, arom

6.94: d, 1H, J = 3.0, arom

6.84: dd, 1H, J = 8.8,

J’ = 3.0, arom

6.77: d, 1H, J = 8.9, arom

6.54: s, 1H, H-3

6.33: d, 1H, J = 1.8, arom

3.88: s, 6H, OCH3

3.78: s, 3H, OCH3

3.67: s, 3H, OCH3

1.30: s, 9H, OC(CH3)3

159.0

153.6

153.2

151.7

150.5

138.7

134.2

125.9

116.2

113.6

111.1

106.5

94.4

91.5

82.8

56.0

55.9

55.6

27.7.



301

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

N

OO

H3CO

OCH3 H3CO

OCH3


302

Nº Ref: 34h

Compuesto: 2-(3,5-dimetoxifenil)-4,6-dimetoxi-1H-indol-1-carboxylato de tert-butilo

tert-butyl 2-(3,5-dimethoxyphenyl)-4,6-dimethoxy-1H-indole-1-carboxylate

N

OO

H3CO

OCH3 OCH3

OCH3

Fórmula Molecular:

C23H27NO6

P.M.(u.m.a): 413.46

Rto: 60%

P.F.: 92-94 ºC



I.R. (cm-1): 1733 (C=O st).


7.38: d, 1H, J = 1.6, arom

6.59: s, 1H, H-3

6.54: d, 2H, J = 2.3, arom

6.44: t, 1H, J = 2.3, arom

6.35: d, 1H, J = 1.9, arom

3.89: s, 3H, OCH3

3.88: s, 3H, OCH3

3.79: s, 6H, OCH3

1.33: s, 9H, OC(CH3)3

160.4

159.3

153.3

150.6

139.3

137.6

137.2

113.8

107.1

106.8

99.9

94.8

91.6

83.5

56.0

55.6

27.8



303

1H-RMN (CDCl3)

pm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.00

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

N

OO

H3CO

OCH3 OCH3

OCH3


304

Nº Ref: 35c

Compuesto: 2-(4-hidroxifenil)-1H-indol-4,6-diol

2-(4-hydroxyphenyl)-1H-indol-4,6-diol

NH

OH

HOOH

Fórmula Molecular:

C14H11NO3

P.M.(u.m.a): 241.24

Rto: 64%

P.F.: descompone a 204 ºC



I.R. (cm-1): 3387, 3266 ( N-H st, O-H st).


10.71: s, 1H, NH

9.38: s, 1H, OH

9.12: s, 1H, OH

8.62: s, 1H, OH

7.51: d, 2H, J = 8.6, arom

6.78: d, 2H, J = 8.6, arom

6.52: d, 1H, J = 1.8, H-2

6.22: s, 1H, arom

5.92: d, 1H, J = 1.8, arom

155.8

153.6

150.0

138.8

133.9

125.2

123.8

115.2

112.3

94.4

93.9

87.8



305

1H-RMN (DMSO-d6)

pm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0

13C-RMN (DMSO-d6)

pm (t1)0255075100125150

NH

OH

HOOH


306

Nº Ref: 35d

Compuesto: 2-(3,5dihidroxifenil)-1H-indol-5-ol

2-(3,5-dihydroxyphenyl)-1H-indol-5-ol

NH

HOOH

OH

Fórmula Molecular:

C14H11NO3

P.M.(u.m.a): 241.24

Rto: 65%




I.R. (cm-1): 3407, 3366 (N-H st, O-H st).


11.0: s, 1H, NH

9.25: s, 2H, OH

8.56: s, 1H, OH

7.13: d, 1H, J = 8.6, arom

6.80: d, 1H, J = 2.1, arom

6.62: d, 2H, J = 2.1, arom

6.58: dd, 1H, J = 8.6, J’ = 6.6, arom

6.48: d, 1H, J = 1.6, H-2

6.18: t, 1H, J = J’ = 2.0, arom

159.1

151.2

138.9

134.7

131.9

129.7

112.2

112.0

104.1

102.2

98.1



307

1H-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.0

13C-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0255075100125150

NH

HOOH

OH


308

Nº Ref: 35e

Compuesto: 2-(2,4-dihidroxifenil)-1H-indol-4,6-diol

2-(2,4-dihydroxyphenyl)-1H-indol-4,6-diol

NH

OH

HOOH

HO

Fórmula Molecular:

C14H11NO4

P.M.(u.m.a): 257.24

Rto: 71%




I.R. (cm-1): 3353 ( N-H st, O-H st).


10.3: s, 1H, NH

9.69: s, 1H, OH

9.24: s,1H, OH

9.01: s, 1H, OH

8.53: s, 1H, OH

7.37: d, 1H, J = 8.5, arom

6.66: d, 1H, J = 1.1, H-2

6.40: d, 1H, J = 2.0 arom

6.28: dd, 1H, J = 8.5,

J’ = 2.1, arom

6.26: s, 1H, arom

5.90: d, 1H, J = 1.5 Hz, arom

157.2

155.2

153.9

150.5

138.7

127.8

112.8

111.9

107.4

103.7

97.2

94.9

88.7



309

1H-RMN (DMSO-d6)

pm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0

13C-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OH

HOOH

HO


310

Nº Ref: 35f

Compuesto: 2-(2,5-dihidroxifenil)-1H-indol-4,6-diol

2-(2,5-dihydroxyphenyl)-1H-indol-4,6-diol

NH

OH

HO

OH

HO

Fórmula Molecular:

C14H11NO4

P.M.(u.m.a): 257.24

Rto: 52%




I.R. (cm-1): 3363 ( N-H st, O-H st).


10.46: s, 1H, NH

9.14: s, 1H, OH

9.09: s, 1H, OH

8.65: s, 1H, OH

8.60: s, 1H, OH

7.01: d, 1H, J = 2.8, arom

6.80: d, 1H, J = 1.3,

6.73: d, 1H, J = 8.6, arom

6.60: dd, 1H, J = 8.7,

J’ = 2.9, arom

6.29: s, 1H, arom

5.92: d, 1H, J = 1.7, arom

153.0

150.3

149.8

146.3

138.4

131.3

119.8

116.8

113.8

112.5

112.2

98.4

94.5

88.2



311

1H-RMN (DMSO-d6)

pm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0

13C-RMN (DMSO-d6)

pm (t1)0255075100125150

NH

OH

HO

OH

HO

Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.

312

5.4 Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.

5.4.1 Síntesis de la 2-Bromo-1-(4-hidroxi)acetofenona.

Esquema 5.20. Síntesis de la 2-bromo-1-(4-hidroxi)acetofenona.

En un matraz esférico y bajo atmósfera de argon se disolvieron 16.6 mmoles de

la 4-hidroxiacetofenona y 27.8 mmoles de bromuro de cobre (II) en 35 ml de AcOEt y

se agitó a reflujo durante 16 h. A continuación, se añadió carbón activo y se filtró la

mezcla a través de un lecho de Celita, tras lo cual se evaporó el filtrado y se purificó en

un embudo de filtrado relleno de 150 g de sílica gel eluyendo con 500 ml de CH2Cl2.

Finalmente se purificó el crudo mediante CC a presión (AcOEt/Hx) obteniendo la 2-

Bromo-1-(4-hidroxifenil)-etanona cuyo punto de fusión coincidía con el descrito en la

literatura.

2-Bromo-1-4-hidroxiacetofenona18 13j. Rdto: 81%; 1H-RMN (δ, ppm,

CDCl3): 4.81(s, 2H), 6.91 (d, 2H, J= 8.7 Hz), 7.92 (d, 2H, J= 8.7 Hz), 10.03-10.70 (m,

1H). P.F =128.5-129.2 ºC

5.4.2 Procedimiento general para la formación del cloruro de ácido.

Esquema 5.21. Procedimiento general para la síntesis de cloruro de ácido.

En un matraz esférico bajo atmósfera de argón, se disolvieron 1.33 mmol del

ácido 38a en 2.2 ml de cloruro de tionilo. A continuación, se agitó a reflujo durante 1.5

18 Kishimoto, T.; Uraki, Y.; Ubukata, M. Org. Biomol. Chem. 2005, 3, 1067-1073.

HO HO

O OBr

AcOEt, ∆, 4h

CuBr2

13j

OH

O

H21C10O

Cl

O

H21C10OSOCl2

∆, 1.5h

38a 39a


313

h. La disolución se evaporó a sequedad bajo presión reducida obteniéndose el cloruro

de ácido deseado (Esquema 5.21).

5.4.3 Procedimiento general para la etapa de acoplamiento.

O

Br

O

O

OC10H21

Cl

O

H21C10O

CH2Cl2, 5h, t.a.

Et3N

HO

OBr

39a 13j 13k

Esquema 5.22. Procedimiento general para la etapa de acoplamiento.

En un matraz esférico bajo atmósfera de argón, se pusieron 1.33 mmol del

cloruro de ácido 39d. A continuación, se disolvieron 0.444 mmol del alcohol 13j en

15.5 ml de diclorometano seco y se le añadieron al cloruro de ácido. Después se le

añadieron 0.19 ml de Et3N y se dejó agitando durate 5 horas a temperatura ambiente. La

disolución resultante se evaporó a sequedad bajo presión reducida. El crudo se purificó

mediante CC a presión (MeOH/CH2Cl2) obteniéndose el éster deseado.

5.4.4 Síntesis de los alquiloxibenzoatos de metilo.

Esquema 5.23. Síntesis de los alquiloxibenzoatos de alquilo.

CH2Cl2, 24h

DIAD, TPPROH + OMe

O

HO

OMe

O

R

R= R= O

O

O

36b-d 37b-d

36b

36c

36d

37b

37c

37d


314

Sobre un matraz que contenía 4-hidroxibenzoato de metilo (4.6 mmol) se

añadieron el correspondiente alcohol quiral comercial (30mmol) y TPP (30 mmol),

disueltos en diclorometano seco (150ml) bajo atmósfera de argón. Después se adicionó

gota a gota, vía embudo de adicción, DIAD (30mmol) disuelto en diclorometano seco

(25ml) . La reacción se mantuvo agitando a temperatura ambiente durante 24 h.

Transcurrido dicho tiempo se le añadieron 6 gotas de agua y se dejó agitando durante 1

h. El disolvente se evaporó en el rotavapor bajo presión reducida y el sólido obtenido se

suspendió en una mezcla de 200 ml hexano/acetato de etilo (7:3) con agitación durante

1 h. El óxido de trifenilfosfina se eliminó por filtración a través de gel de sílice y el

disolvente se evaporó bajo presión reducida. Finalmente se purificó el crudo mediante

CC a presión (AcOEt/Hx) obteniendo el producto deseado.

5.4.5 Síntesis de los ácidos alcoxibenzoicos.

R= O

O

O

37b

37c

37d

EtOH, ∆, 3h

NaOHOMe

O

R

R= O

O

O

OH

O

R

38b

38c

38d

37b-d 38b-d

Esquema 5.24. Síntesis de los ácidos alcoxibenzoicos.

En un matraz esférico se agitaron durante 3 h a reflujo, 1.1 mmol del éster

correspondiente, 11 ml de NaOH acuoso al 10% y 28 ml de etanol. Tras enfriarse el

matraz de reacción se neutralizó el crudo de reacción con HCl 1M. A continuación, se

evaporó el etanol a presión reducida y se lavó la fase acuosa resultante con AcOEt. Se

secó la fase orgánica sobre Na2SO4 y se evaporó a presión reducida. Finalmente se

purificó el crudo mediante CC a presión (AcOEt/Hx) obteniendo el producto deseado

(Esquema 5.24).


315

5.4.6 Procedimiento general de síntesis de indoles.

Esquema 5.25. Procedimiento general para la síntesis de indoles.

En un vial se introdujeron 2.1 mmoles de la anilina correspondiente, 1.0 mmol

de 2-bromo-1-acetofenona correspondiente y 0.42 ml (3.3 mmoles) de N,N-

dimetilanilina. Se introdujo el vial en un reactor de microondas y se irradió con una

potencia de 100W, a una temperatura de 150 ºC durante 10 minutos. Tras enfriarse el

vial de reacción, se disolvió la mezcla en AcOEt, se lavó con una disolución acuosa de

HCl 2N, se secó sobre Na2SO4 anhidro y se evaporó a presión reducida. El crudo se

purificó mediante CC a presión (AcOEt/Hx) obteniéndose los correspondientes indoles

(Esquema 5.25).

µW, 100 W

150 ºC, 10 min

N,N-dimetilanilina

NH

NH2H3CO HO

OBr

H3COOH

NH

NH2R1 R2

OBr

NHR1

R2

R1

R2

R2 = -OMe, -OCOC10H21R1 = -OMe, -OH R2 = -OMe, -OCOC10H21R1 = -OMe, -OH

µW, 100 W

150 ºC, 10 min

N,N-dimetilanilina

14s


316

5.4.7 Procedimiento general para la desprotección de grupos metoxilo.

.14i

HOOH

NHH3CO

OCH3

NHCH2Cl2, 16h, t.a.

BBr3

35i

Esquema 5.26. Procedimiento general para la desprotección de grupos metoxilo.

En un matraz esférico enfriado a 0ºC y bajo atmósfera de argón, se disolvieron

(0.5 mmol) del indol 14i en 12 ml de diclorometano seco. A continuación, se

adicionaron gota a gota 6 ml de BBr3 (1 M en diclorometano) y se agitó a temperatura

ambiente durante 16 h. La reacción se detuvo goteando MeOH a 0ºC. Se filtró el sólido

resultante y se purificó mediante cromatografía en columna a presión (Eluyente:

MeOH/CH2Cl2).

5.4.8 Procedimiento general para el acoplamiento de indoles.

Esquema 5.27. Procedimiento general para la etapa de acoplamiento.

En un matraz esférico bajo atmósfera de argón, se pusieron 1.33 mmol de

cloruro de ácido correspondiente. A continuación, se disolvieron 0.444 mmol del indol

35i en 15.5 ml de diclorometano seco y se le añadieron al cloruro de ácido. Después se

le añadió 0.19 ml de Et3N y se dejó agitando durante 5 horas a temperatura ambiente. La

disolución se evaporó a sequedad bajo presión reducida. El crudo se purificó mediante

CC a presión (MeOH/CH2Cl2) obteniéndose el indol deseado.

Cl

O

R

HOOH

NH CH2Cl2, 5h, t.a.

Et3N

NH

OR

OO

O

R35i


317

Nº Ref: 13k

Compuesto: 4-deciloxibenzoato de 4-(2-bromoacetil)fenilo

4-(2-bromoacetyl)phenyl 4-deciloxybenzoate

OBr

O

O

OC10H21

Fórmula Molecular:

C25H31BrO4

P.M.(u.m.a): 475.42

Rto: 78 %

P.F.: 92-93 ºC



I.R. (cm-1): 1720 (C=O, st)


8.13: d, 2H, J = 8.8, arom

8.05: d, 2H, J = 8.7, arom

7.36: d, 2H, J = 8.7, arom

6.98: d, 2H, J = 8.8, arom

4.71: s, 2H, -CO-CH2-Br

4.05: t, 2H, J= 6.5, O-CH2-

1.86-1.77: m, 2H, O-CH2-CH2-

1.52-1.43: m, 2H, O-(CH2)2-CH2-

1.40-1.20: m, 12H, alif

0.88: t, 3H, J= 6.6, CH3

189.9

164.2

163.9

155.6

132.4

131.6

130.2

129.9

122.4

122.0

120.8

114.4

68.4

45.7

31.9

29.5

29.3

29.1

26.0

22.7

14.1



318

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

OBr

O

O

OC10H21


319

Nº Ref: 14s

Compuesto: 4-(6-Metoxi-1-H-indol-2-il)fenol

4-(6-Methoxy-1-H-indole-2-yl)phenol

NH

OHH3CO

Fórmula Molecular:

C15H13NO2

P.M.(u.m.a): 239.27

Rto: 46 %

P.F.: descompone a más de 200 ºC



I.R. (cm-1): 3460, 3284 ( N-H, st, O-H, st).


11.13: s, 1H, NH

9.54: s, 1H, OH

7.60: d, 2H, J = 8.5, arom

7.34: d, 1H, J = 8.6, arom

6.84: s, 1H, arom

6.82: d, 2H, J = 8.5, arom

6.62: s, 1H, J = 8.6, arom

6.58: s, 1H, arom

3.77: s, 3H, OCH3

156.5

155.2

137.4

137.0

125.8

123.5

123.0

119.9

115.5

108.9

96.4

94.3

55.0



320

1H-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.0

13C-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)255075100125150

NH

OHH3CO


321

Nº Ref: 35i

Compuesto: 2-(4-hidroxifenil)-1H-indol-6-ol

2-(4-hydroxyhenyl)-1H-indol-6-ol

NH

OHHO

Fórmula Molecular:

C14H11NO2

P.M.(u.m.a): 225.25

Rto: 48%




I.R. (cm-1): 3454, 3300 ( N-H, st, O-H, st).


10.09: s, 1H, NH

9.45: s, 1H, OH

8.82: s, 1H, OH

7.56: d, 2H, J = 8.6, arom

7.22: d, 1H, J = 8.4, arom

6.80: d, 2H, J = 8.6, arom

6.73: d, 1H, J = 1.9, arom

6.51: d, 1H, J = 1.5, arom

6.49: dd, 1H, j = 8.4 , j’=2.0, arom

156.4

152.9

137.9

136.3

125.7

123.8

122.2

119.8

115.5

109.5

96.5

96.2

Comentario: Sólido blanco-verde, obtenido según el procedimiento 5.4.7


322

1H-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.0

13C-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OHHO


323

Nº Ref: 37b

Compuesto: (S) 4-(decan-2-iloxi)benzoato de metilo

(S)-methyl 4-(decan-2-yloxy)benzoate

O

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C18H28O3

P.M.(u.m.a): 292.41

Rto: 83%

[α]25D: +8.1º (c = 1.03, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 1710 (C=O, st).


7.98: d, 2H, J = 8.9, arom

6.89: d, 2H, J = 8.9, arom

4.47-4.41: m, 1H, -O-CH

3.88: s, 3H, OCH3

1.80-1.71: m, 1H, alif

1.63-1.55: m, 1H, alif

1.50-1.41: m, 1H, alif

1.40-1.20: m, 14H, alif

0.89: t, 3H, J = 6.9, CH3

166.8

162.2

131.6

122.1

74.0

51.7

36.3

31.8

29.5

29.2

25.4

22.6

19.6

14.0



324

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

O

O

OCH3


325

Nº Ref: 37c

Compuesto: (S) 4-(nonan-2-iloxi)benzoato de metilo

(S)-methyl 4-(nonan-2-yloxy)benzoate

O

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C17H26O3

P.M.(u.m.a): 278.39

Rto: 87%

[α]25D: +9.5º (c = 1.68, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 1715 (C=O, st).


7.97: d, 2H, J = 9.0, arom

6.89: d, 2H, J = 8.9,arom

4.46-1.39: m, 1H, -O-CH

3.86: s, 3H, OCH3

1.78-1.70: m, 1H, alif

1.62-1.53: m, 1H, alif

1.48-1.39: m, 1H, alif

1.38-1.22: m, 12H, alif

0.88: t, 3H, J= 6.9, J’=14.0, CH3

166.7

162.2

131.6

122.1

115.0

51.6

36.3

31.8

29.5

29.2

25.4

22.6

19.5

14.0



326

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

O

O

OMe


327

Nº Ref: 37d

Compuesto: (R) 4-(nonan-2-iloxi)benzoato de metilo

(R)-methyl 4-(nonan-2-yloxy)benzoate

O

O

OCH3

Fórmula Molecular:

C17H26O3

P.M.(u.m.a): 278.39

Rto: 84 %

[α]25D: -9.7º (c = 1.49, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 1729 (C=O, st).


7.96: d, 2H, J = 8.9, arom

6.87: d, 2H, J = 8.9, arom

4.54-4.38: m, 1H, -O-CH

3.87: s, 3H, OCH3

1.82-1.70: m, 1H, alif

1.69-1.52: m, 1H, alif

1.50-1.20: m, 13H, alif

0.87: t, 3H, J = 6.7, CH3

166.8

162.2

131.6

122.1

115.0

74.0

51.7

36.3

31.8

29.5

29.2

25.4

22.6

19.6

14.0



328

1H-RMN (CDCl3)

ppm (f1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

O

O

OCH3


329

Nº Ref: 38b

Compuesto: Acido (S)-4-(decan-2-iloxi)benzoico

(S)-4-(decan-2-yloxy)benzoic acid

O

O

OH

Fórmula Molecular:

C17H26O3

P.M.(u.m.a): 278.39

Rto: 82 %

[α]25D: +8.9º (c = 0.82, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3093 (O-H, st), 1683 (C=O, st).


11.20: s, 1H, COOH

8.04: d, 2H, J = 8.7, arom

6.91: d, 2H, J = 8.8, arom

4.50-4.42: m, 1H, -O-CH

1.80-1.72: m, 1H, alif

1.64-1.55: m, 1H, alif

1.49-140: m, 1H, alif

1.39-1.20: m, 14H, alif

0.88: t, 3H, J = 6.8, CH3

171.9

162.9

132.4

121.2

115.1

74.1

36.3

31.8

29.5

29.2

25.4

22.6

19.6

14.1



330

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.012.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

O

O

OH


331

Nº Ref: 38c

Compuesto: Acido (S)-4-(nonan-2-iloxi)benzoico

(S)-4-(nonan-2-yloxy)benzoic acid.

O

O

OH

Fórmula Molecular:

C16H24NO3

P.M.(u.m.a): 264.36

Rto: 83%

[α]25D: +8.2º (c = 0.86, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3075 (O-H, st), 1688 (C=O, st)


11.70: s, 1H, COOH

8.06: d, 2H, J = 8.6, arom

6.91: d, 2H, J = 8.8, arom

4.53.4.44: m, 1H, -O-CH

1.82-1.72: m, 1H, alif

1.65-1.56: m, 1H, alif

1.50-1.41: m, 1H, alif

1.38-1.20: m, 12H, alif

0.89: t, 3H, J = 6.6, CH3

172.2

162.9

132.4

121.2

115.1

74.1

36.3

31.8

29.5

29.2

25.5

22.6

19.6

14.1



332

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.012.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

O

O

OH


333

Nº Ref: 38d

Compuesto: Acido (R)-4-(nonan-2-iloxi)benzoico

(R)-4-(nonan-2-yloxy)benzoic acid.

O

O

OH

Fórmula Molecular:

C16H24NO3

P.M.(u.m.a): 264.36

Rto: 86 %

[α]25D: -8.1º (c = 2.65, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3084 (O-H, st), 1678 (C=O, st)


12.21: s, 1H, COOH

8.07: d, 2H, J = 8.9, arom

6.92: d, 2H, J = 8.9, arom

4.50-4.43: m, 1H, -O-CH

1.81-172: m, 1H, alif

1.64-1.56: m, 1H, alif

1.50-1.41: m, 1H, alif

1.40-1.25: m, 12H, alif

0.89: t, 3H, J = 6.8, CH3

172.3

162.9

132.4

121.2

115.1

74.1

36.3

31.8

29.5

29.2

25.4

22.6

19.5

14.0



334

1H-RMN (CDCl3)

ppm (f1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.012.013.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150175

O

O

OH


335

Nº Ref: 40a

Compuesto: 4-(deciloxi)benzoato de 4-(6-(4-(deciloxi)benzoiloxi)-1H-indol-2il)fenilo

4-(6-(4-(deciloxy)benzoyloxy)-1H-indol-2yl)phenil 4-(deciloxy)benzoate

NH

OO

O

H21C10O

OC10H21O

Fórmula Molecular:

C48H59NO6

P.M.(u.m.a): 745.98

Rto: 71%

P.F.: 81ºC



I.R. (cm-1): 3457, 3383 (N-H, st), 1726 (C=O, st).


8.49: s, 1H, NH

8.19: d, 2H, J = 8.7, arom

8.16: d, 2H, J = 8.8, arom

7.64: d, 2H, J = 8.5, arom

7.55: s, 1H, J = 8.5, arom

7.26: d, 2H, J = 7.6 arom

7.25: s, 1H, arom

6.98: d, 4H, J = 8.7, arom

6.93: m, 1H, arom

6.74: s, 1H, H-3

4.05: t, 4H, J= 6.4, O-CH2-

1.88-178: m, 4H, O-CH2-CH2-

1.53-143: m, 4H, O-(CH2)2-CH2-

1.40-1.19: m, 24H, alif

0.89: t, 6H, J= 6.2, CH3

166.0

165.1

163.7

163.5

150.4

146.8

138.0

136.9

132.3

130.1

127.2

126.2

122.2

121.9

121.4

120.8

114.4

114.3

104.6

99.6

68.4

31.9

29.6

29.4

29.3

29.1

26.0

22.7

14.1



336

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OO

O

H21C10O

OC10H21O


337

Nº Ref: 40b

Compuesto: (S)-4-(decan-2-iloxi)benzoato de 4-(6-(S)-4-(decan-2-iloxi)benzoiloxi)-

1H-indol-2il)fenilo

4-(6-((S)-4-(decan-2-iloxy)benzoyloxy)-1H-indol-2yl)phenil(S)-4-(decan-2-

iloxy)benzoote

NH

OO

O

O

OO

C8H17

H17C8

Fórmula Molecular:

C48H59NO6

P.M.(u.m.a): 745.99

Rto: 62%

P.F.: 108 ºC [α]25

D: +6.3º (c = 0.60, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3360 (N-H, st), 1725 (C=O, st).


8.52: s, 1H, NH

8.18 d, 2H, J = 8.8, arom

8.15 d, 2H, J = 8.9, arom

7.65: d, 2H, J = 8.6, arom

7.55: d, 1H, J = 8.5, arom

7.27-7.21: m, 3H, arom

6.96: d, 4H, J = 8.9, arom

6.92: dd, 1H, J = 8.5, J’ = 2.0, arom

6.72: d, 1H, J= 1.7, H-3

4.54- 4.44: m, 2H, -O-CH

1.82-1.73: m, 2H, alif

1.67-1.52: m, 4H, alif

1.50-1.42: m, 2H, alif

1.41-1.21: m, 26H, alif

0.89: m, 6H, J = 6.6, CH3

165.6

165.0

162.9

150.6

147.0

138.0

136.9

130.0

127.2

126.2

122.3

121.7

121.1

120.9

115.3

114.7

104.3

99.9

74.2

36.3

31.9

29.6

29.2

25.5

22.6

19.6

14.1



338

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OO

O

O

OO

C8H17

H17C8


339

Nº Ref: 40d

Compuesto: (R)-4-(nonan-2-iloxi)benzoato de 4-(6-(R)-4-(nonan-2-iloxi)benzoiloxi)-

1H-indol-2il)fenilo

4-(6-((R)-4-(nonan-2-iloxy)benzoyloxy)-1H-indol-2yl)phenil(R)-4-(nonan-2-

iloxy)benzoate

NH

OO

O

O

OO

C7H15

C7H15

Fórmula Molecular:

C46H55NO6

P.M.(u.m.a): 717.93

Rto: 55%

P.F.: 114 ºC [α]25

D: -4.0º (c = 0.32, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3379 (N-H, st), 1711 (C=O, st).


8.58: s, 1H, NH

8.19 d, 2H, J = 8.9, arom

8.15 d, 2H, J = 8.9, arom

7.63: d, 2H, J = 8.6, arom

7.52: d, 1H, J = 8.5, arom

7.27-7.21: m, 3H, arom

6.96: d, 2H, J = 8.9, arom

6.92: dd, 1H, J = 8.5, J’ = 2.0, arom

6.75: s, 1H, H-3

4.53- 4.45: m, 2H , -O-CH

1.82-1.73: m, 2H, alif

1.67-1.58: m, 2H, alif

1.50-1.43: m, 2H, alif

1.41-1.21: m, 26H, alif

0.89: m, 6H, J = 6.9, CH3

165.8

165.0

162.9

162.7

150.5

138.0

136.9

132.4

132.3

130.0

127.2

126.2

122.3

121.7

121.1

120.9

115.3

115.2

104.3

99.8

74.2

36.3

32.0

29.5

29.2

25.5

22.6

19.6

14.1



340

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OO

O

O

OO

C7H15

H15C7


341

Nº Ref: 40e

Compuesto: 4-(deciloxi)benzoato de 4-(6-hidroxi-1H-indol-2il)fenilo.

4-(6-hydroxy-1H-indol-2yl)phenil-4-(deciloxy)benzoate.

NHHO

O

OOC10H21

Fórmula Molecular:

C31H35NO4

P.M.(u.m.a): 485.61

Rto: 15%

P.F.: 127-128ºC



I.R. (cm-1): 3384, 3326 ( N-H, st, O-H, st) 1725 (C=O, st).


11.39: s, 1H, NH

9.40: s, 1H, OH

8.09: d, 2H, J = 8.7, arom

7.88: d, 2H, J = 8.5, arom

7.33: d, 2H, J = 8.5, arom

7.12: d, 2H, J = 8.7, arom

6.90: m, 3H, arom

6.36: d, 1H, J= 7.0, arom

4.09: t, 2H, J= 6.4, O-CH2-

1.79-1.71: m, 2H, O-CH2-CH2-

1.46-1.38: m, 2H, O-(CH2)2-CH2-

1.36-1.19: m, 12H, alif

0.86: t, 3H, J= 6.2, CH3

164.7

163.7

151.0

150.1

139.4

135.3

132.4

130.6

126.1

123.1

122.8

121.2

119.4

115.1

103.9

103.2

96.9

68.4

31.7

29.4

29.1

28.9

25.8

22.5

14.4

Comentario: sólido blanco amarillento, obtenido según el procedimiento 5.4.6


342

1H-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.0

13C-RMN (DMSO-d6)

ppm (t1)0255075100125150

NHHO

O

OOC10H21


343

Nº Ref: 40f

Compuesto: (S)-4-(decan-2-iloxi)benzoato de 4-(6-(4-(deciloxi)benzoiloxi)-1H-indol-2il)fenilo

4-(6-(4-(deciloxy)benzoyloxy)-1H-indol-2yl)phenyl-(S)-4-(decan-2-iloxy)benzoate

NH

OO

O

O

OC10H21O

H17C8

Fórmula Molecular:

C48H59NO6

P.M.(u.m.a): 745.99

Rto: 88%

P.F.: 63 ºC α]25

D: +4.4º (c = 0.29, CH2Cl2)



I.R. (cm-1): 3460 (N-H, st), 1709 (C=O, st).


8.72: s, 1H, NH

8.26 d, 2H, J = 8.8, arom

8.15 d, 2H, J = 8.8, arom

7.56: d, 2H, J = 8.6, arom

7.21: d, 1H, J = 8.1, arom

7.17: d, 2H, J = 8.6, arom

7.12: t, 1H, J = 7.8, J’ = 15.8, arom

7.02-6.94: m, 5H, arom

6.64: s, 1H, H-3

4.56- 4.48: m, 1H , -O-CH

4.04: t, 2H, J= 6.5, O-CH2-

1.86-1.75: m, 3H, alif

1.67-1.57: m, 1H, alif

1.53-1.44: m, 3H, alif

1.41-1.21: m, 26H, alif

0.89: m, 6H, alif

165.0

164.9

163.7

162.8

138.7

137.6

132.5

132.3

129.7

126.3

122.4

122.2

115.3

114.4

112.4

109.0

96.7

74.2

68.4

36.6

31.9

29.5

29.4

29.3

29.2

29.1

26.0

25.5

22.7

19.6

14.1



344

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NH

OO

O

O

OC10H21O

H17C8


345

Nº Ref: 40g

Compuesto: 4-(decan-2-iloxi)benzoato de (S)-4-(6-metoxi-1H-indol-2il)fenilo

(S)-4-(6-metoxy-1H-indol-2yl)phenil-4-(decan-2-yloxy)benzoate

NHMeO

OO C8H17

O

Fórmula Molecular:

C32H37NO4

P.M.(u.m.a): 499.64

Rto: 74%

P.F.: 163-164 ºC



I.R. (cm-1): 3469 (N-H, st), 1713 (C=O, st).


8.30: s, 1H, NH

8.15: d, 2H, J = 8.8, arom

7.66-7.60: m, 2H, arom

7.50: d, 1H, J = 7.6, arom

7.25: d, 2H, J = 8.7, arom

6.97: d, 2H, J = 8.8, arom

6.90: s,1H, arom

6.80: dd, 1H, J = 8.6, j’=2.13, arom

6.72: s, 1H, arom

4.54- 4.46: m, 1H , -O-CH

3.86: s, 3H, OCH3

1.83-1.74: m, 1H, alif

1.67-1.58: m, 1H, alif

1.50-1.42: m, 1H, alif

1.42-1.23: m, 14H. alif

0.89: t, 3H, J= 6.8, CH3

165.0

162.9

156.7

150.2

137.8

136.2

132.4

130.3

125.8

123.6

122.3

121.3

121.1

115.3

110.2

100.0

94.6

74.2

55.7

36.3

31.9

29.6

29.3

25.4

22.7

19.6

14.1



346

1H-RMN (CDCl3)

ppm (t1)1.02.03.04.05.06.07.08.0

13C-RMN (CDCl3)

ppm (t1)0255075100125150

NHMeO

OO C8H17

O

sÍntesis convergente y aplicaciones de … · dr. fernando pedro cossío mora como director de la...

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