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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 Introducción. 83
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
3.6 Conclusiones. 150
CAPÍTULO 4. DISEÑO Y SÍNTESIS DE CRISTALES LÍQUIDOS BASADOS
EN ARIL-1H-INDOLES. 151
4.1 Introducción. 153
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
4.5 Conclusiones. 183
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
5.3.2 Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con anilinas
secundarias. 249
5.3.3 Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con anilinas
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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.
Reacciones 1,3-dipolares.
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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
Dipolo Dipolarófilo
Tipo II
Dipolo Dipolarófilo
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.
Reacciones 1,3-dipolares.
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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.
Reacciones 1,3-dipolares.
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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.
Reacciones 1,3-dipolares.
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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.
Formación de indoles por acoplamiento entre 1,3-dienófilos y 1,2-dielectrófilos.
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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.
Formación de indoles por acoplamiento entre 1,3-dienófilos y 1,2-dielectrófilos.
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.
Capítulo 1. Introducción. Las cicloadiciones y condensaciones [3+2].
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
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Diseño de inhibidores peptídicos. 46
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Diseño de inhibidores peptídicos. 48
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 52
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
a Rendimiento del producto purificado después de cromatografía en columna.
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 54
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
a Rendimiento del producto purificado después de cromatografía en columna.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
a Rendimiento del producto purificado después de cromatografía en columna.
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).
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 56
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 58
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Anh.N-ftaloglicínico
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
a Rendimiento del producto purificado después de cromatografía en columna.
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).
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 60
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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 Rendimiento del producto purificado después de cromatografía en columna.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 62
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).
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 64
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Síntesis de inhibidores peptídicos de la interacción LFA-1/ICAM-1. 66
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Evaluación biológica 70
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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.
Evaluación biológica 72
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
N
HN
N
HN
N
NH
N
HN
N
NH
N
HN
N
NH
N
NH
N
HN
NNH
N
HN
N
NHN
O
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
HN
N
NH
N
HN
N
NHN
HN
N
HNN
NH
N
HN N
NH
N
HN
N
NH
N
NH
N
NH
N
NH
N
HNN
NH
N
HN
NNH
NHN
N
NH
NHN
N
NHN
HN
N
NH
N
HN
N
HN
N
HN
N
HN
N
N
HN
N
HNN
HN
NO
O O
OO
OO
OO
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
+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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
NH
HN
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HN
N
O
O
O O
N
HNNNH
NNH
N
HN
N
HN
N
HN
N
NH
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HN
N
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N
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N
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N
HN
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N
HN
N
NHN
O
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
HN
N
NH
N
HN
N
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HN
N
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NH
N
HN N
NH
N
HN
N
NH
N
NH
N
NH
N
NH
N
HNN
NH
N
HN
NNH
NHN
N
NH
NHN
N
NHN
HN
N
NH
N
HN
N
HN
N
HN
N
HN
N
N
HN
N
HNN
HN
NO
O O
OO
OO
OO
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.
Evaluación biológica 74
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Evaluación biológica 76
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
Evaluación biológica 78
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
Capítulo 2. Síntesis de aminoácidos no naturales como inhibidores de la interacción LFA-1/ICAM-1.
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
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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).
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 100
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).
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 102
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).
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 104
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 106
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 108
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 110
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).
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 112
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).
Tabla 3.3. Resultados obtenidos con sustituyentes activantes en posiciones
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.
Tabla 3.4. Resultados obtenidos con sustituyentes activantes en posiciones
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 --
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 114
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).
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 116
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 118
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 120
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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).
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 122
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
a Rendimientos de los productos aislados por cromatografía en columna.
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 124
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)
a Rendimientos de los productos aislados por cromatografía en columna.
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
J. Org. Chem.2006, 42, 1528. (d) Miao, S.; Bangucuyo, C. G.; Smith, M. D. ; Bunz, U. Angew. Chem. Int.
Ed. 2006, 45, 661. (e) Chou, T. -C.; Liao, K.-C.Lin, J.-J. Org. Lett. 2005, 7, 4843. (f) Zhao, Z.; Wisnoski,
D.; Wolkenberg, S. E. ; Lesiter, W. H.; Wang, Y.; Lindsley, C. W. Tetrahedron Lett. 2004, 45,4873. (g)
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.
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 126
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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,
T.; Schmatz, D. M.; Wxvratt, M.; Biftu, T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 1,5978. (c) Trapani, G.;
Laquintana, V.; Denora, N.; Trapani, A.; Lopedota, A.; Latrofa, A.; Franco, M.; Serra, M.; Pisu, M.G.;
Floris, I.; Sanna, E.; Giggio, G.; Liso, G. J. Med. Chem. 2005, 48, 294. (d) Takizana, S.; Nishida, J.;
Tsuzuki, T.; Tokito, S.; Yamashita, Y. Chem. Lett. 2005, 34,1222. (e) Ismail, M. A.; Brun, R.; Wenzler,
T.; Tanious, F.A.; Wilson, W. D.; Boykin, D. W. J. Med. Chem. 2004, 47, 3658. (f) Patel, H. S.; Linn, J.
A.; Drewry, D. H.; Hillesheim, D. A.; Zuercher, W. J. Tetrahedron Lett. 2003, 44, 4077. (g) Burfholder,
C.; Dolbier, W. R.; Médedielle, M.; Ait-Mohand, S. Tetrahedron Lett. 2001. (h) Biftu, T.; Feng, D.;
Fisher, M.; Liang, G.-B.; Qian, X.; Scribner, A.; Dennis, R.; Lee, S.; Liberator, P. A.; Brown, C.; Gurnett,
A.; Leavitt, P. S.; Thompson, D.: Mathew, j.; Misura, A.; Samaras, A.; Tamas, T.; Sina, J. F.; Ncnulty, K.
A.; Mcnight, C.C.; Schmatz, D.M.; Wyvratt, M. Bioorg. Med. Chem. Lett.2006, 16, 2479. (i) Zhuang, Z.-
F.; Kung, M.-P.; Wilson, A.; Lee, C.-W, Plossl, K.; Hou, C.; Holtzman, D. M.; Kung, H. F. J. Med.
Chem. 2003, 46, 237. (j) Zeng, F.; Southerland, J. A.; Voll, R. J.; Votan, J. R.; Williams, L.; Ciliax, B. J.;
Levey, A.I.; Goodman, M. N.; Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 3015. (k) Mavel, S.; Renou, J.-L.;
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.
Estudio experimental de la reacción de Bischler-Möhlau. 128
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.-
Fundam. Mol. Mech. Mutagen. 2004, 555, 65. c) Dixon, R. A. Nature 2001, 411, 843. d) Langeake, P;
Pryce, R. J. Phisiol. Plant Pathol. 1976, 9, 77. 36 a) Botella, L.; Nájera, C. Tetrahedron 2004, 60, 5563. b) Stivala, L. A.; Savio, M.; Carafoli, F.;
Perucca, P.; Bianchi, L.; Maga, G.; Forti, L.; Pagnoni, U. M.; Albini, A.; Prosperi, E.; Vannini, V. J. Biol.
Chem. 2001, 276, 22586. c) Baur, J A.; Sinclair, D. A. Nat. Rev. Drug Discov. 2006, 5, 493. d) Aggarwal,
B. B.; Bhardwaj, A.; Aggarwal, R. S.; Seeram, N. P. ; Takada, Y. Anticancer Res. 2004, 24, 2784. 37 a) Belguendouz, L.; Fremont, L.; Gozzellino, M. T. Biochem. Pharmacol. 1998, 55, 811. b) Frankel, E.
N.; Waterhouse, A. L.; Kinsella, J. E. Lancet 1993, 341, 1103. 38 a) Wang, Z.; Huang, Y.; Zou, J.; Cao, K.; Xu, Y.; Wu, J. M. Int. J. Mol. Med. 2002, 9, 77. b) Rotondo,
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.;
Rao, L. V. Thromb. Res. 2002, 106, 243. 41 a) Jang, D.-S.; Kang, B.-S.; Ryu, S. Y.; Chang, I.-M.; Min, K. R.; Kim, Y. Biochem. Pharmacol. 1999,
57, 705. b) Kimura, Y.; Okuda, H.; Arichi, S. Biochim. Biophys. Acta 1985, 834, 275. 42 Doeherty, J. J.; Fu, M. M.; Stiffler, B. S.; Limperos, R. J.; Pokabla, C. M.; DeLucia, A. L. Antiviral
Res. 1999, 43, 135. 43 a)Gupta, Y. K.; Briyal, S.; Chaudhary, G. Pharmacol. Biochem. Behav. 2002, 71, 253. b) Orgogozo, J.
M.; Dartigues, J. F.; Lafont, S.; Letenneur, L. Commenges, D.; Salamon, R.; Reanud, S.; Breteler, M.
Rev. Neurolo-France. 1997, 60, 10827. 44 a) Savouret, J. F.; Quesne, M. Biomed. Pharmacother. 2002, 56, 84. b) Gusman, J.; Malonne, H.; Atáis,
G. Carcinogenesis 2001, 22, 1111. c) Mahyar-Roemer, M.; Katsen, A.; Mestres, P.; Roemer, K. Int. J.
Cancer 2001, 94, 615. d) Schneider, Y.; Duranton, B.; Goss, F.; Schleiffer, R.; Seiler, N.; Raul, F. Nutr.
Cancer 2001, 39, 102. 45 Tolomeo, M.; Grimaudo, S.; Di Cristina, A.; Roberti, M.; Pizziarini, D.; Meli, M.; Dusonchet, L.;
Gebbia, N.; Abadesa, V.; Crosta, L.; Barucchello, R.; Grisolia, G.; Invidiata, F.; Simoni, D. Int. J.
Biochem. Cell. Biol. 2005, 37, 1709. 46 Potter, G. A.; Patterson, L. H.; Wanogho, E.; Perry, P. J.; Butler, P. C.; Ijaz, T.; Ruparelia, K. C.;
Lamb, J. H.; Farmer, P. B.; Stanley, L. A.; Burke, M. D. Brit. J. Cancer. 2002, 86, 774. 47 Wolter, F.; Clausnitzer, A.; Akoglu, B.; Stein, J. J. Nutr. 2002, 132, 298. 48 Hung, L. M.; Chen, J. K.; Lee, R. S.; Liang, H. C.; Su, M. J. Free Radical Biol. Med. 2001, 30, 877. 49 Liu, Y.; Liu, G. Biochem. Pharm. 2004, 67, 777. 50 Roberti, M.; Pizzirani, D.; Simoni, D.; Rondanin, R.; Baruchello, R.; Bonora, C.; Buscemi, F.;
Grimaudo, S.; Tolomeo, M. J. Med. Chem. 2003, 46, 3546.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Lett. 1998, 134, 81. 53 a) Dubuisson, J. G.; Dyess, D. L.; Gaubatz, J. W. Cancer Lett. 2002, 182, 27. b) Ciolino, H. P.; Yeh, G.
C. Mol. Pharmacol. 1999, 56, 760.
OHO
HOOH
O
OH
OOH
HOOH
Y =b X =
Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos. 132
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.;
Nakamura, T.; Moon, W. S.; Tranawski, A. S. FASEB J. 2003, 17, 1640. c) Tsujii, M.; Kawano, S.
DuBois, R. N. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997, 94, 3336. d) Tsujii, M.; DuBois, R. N. Cell 1995, 83,
493. 56 a) Aktan, F. Life Sci. 2004, 75, 639. b) Bing, R. J.; Miyataka, M.; Rich, K. A.; Hanson, N.; Wang, X.;
Slosser, H. D.; Shi, S.-R. Clin. Cancer Res. 2001, 7, 3385. 57 a) Afaq, F.; Adhami, V. M.; Ahmad, N. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2003, 186, 28. b) Subbaamaiah, K.;
Chung, W. J.; Michaluart, P.; Telang, N.; Tanabe, T.; Inoue, H.; Jang, M.; Pezzuto, J. M.; Dannenberg, A.
J. J. Biol. Chem. 1998, 273, 21875. 58 a) Murakami, A.; Matsumoto, K.; Koshimizu, K.; Ohigashi, H. Cancer Lett. 2003, 195, 17. b) Matsuda,
H.; Kageura, T.; Morikawa, T.; Toguchida, I.; Harima, S.; Yoshikawa, M. Bioorg. Med. Chem. Lett.
2000, 10, 323. c) Tsai, S.-H.; Lin-Shiau, S.-Y.; Lin, J.-K. Br. J. Pharmacol. 1999, 126, 673. 59 a) Ahmad, N.; Adhami, V. M.; Afaq, F.; Feyes, D. K.; Mukhtar, H. Clin. Cancer. Res. 2001, 7, 1466. b)
Carbó, N.; Costelli, P.; Baccino, F. M.; Lopez-Soriano, F. J. Biochem Biophys. Res. Commun. 1999, 254,
739. c) Surh, Y.-J.; Hurh, Y.-J.; Kang, J.-Y.; Lee, E.; Kong, G.; Lee, S. J. Cancer Lett. 1999, 140, 1. c)
Garvin, S.; Ollinger, K.; Dabrosin, C. Cancer Lett. 2006, 231, 113. d) Fulda, S.; Debatin, K. M. Cancer
Res. 2004, 64, 337. 60 Nikfardjam, M. S. P.; Lászlo, G.; Dietrich, H. Food Chem. 2006, 96, 74.
Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos. 134
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
Lett. 2001, 167, 151. c) Anasagasti, M. J.; Alvarez, A.; Martin, J. J.; Mendoza, L.; Vidal-Vanaclocha, F.
Hepatology 1997, 25, 840. 62 Tseng, S. H.; Lin, S. M.; Chen, J. C.; Su, Y. H.; Huang, H. Y.; Chen, C. K.; Lin, P. Y.; Chen, Y. Clin
Cancer Res. 2004, 10, 2190. 63 a) Minutolo, F.; Salan, G.; Bagnacani, A.; Bertini, S.; Carboni, I.; Placanica, G.; Prota, G.; Rapposelli,
S.; Sacchi, N.; Macchia, M.; Ghidoni, R. J. Med. Chem. 2005, 48, 6783. b) Chen, G.; Shan, W.; Wu, Y.;
Ren, L.; Dong, J.; Ji, Z. Chem. Pharm. Bull. 2005, 53, 1587. c) Amorati, R.; Lucarini, M.; Mugnaini, V.;
Pedulli, G. F.; Roberti, M.; Pizzirani, D. J. Org. Chem. 2004, 69, 7101.d) Roberti, M.; Pizzirani, D.;
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos. 136
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos. 138
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos. 140
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
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
4-Dimetilaminopiridina N
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
Diseño y síntesis de indoles análogos de trans-estilbenos. 142
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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
Ensayos biológicos. 146
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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)
Ensayos biológicos. 148
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.
Capítulo 3. Regioquímica de la reacción entre aminas aromáticas y α-bromocetonas asistida por radiación microondas.
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)
Ensayos biológicos. 150
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
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 153
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.
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 155
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
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 157
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).
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 159
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.
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 161
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
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 163
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
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 165
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.
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 167
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.
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 169
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).
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 171
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.
Síntesis de los cristales líquidos. 172
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).
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 173
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).
Síntesis de los cristales líquidos. 174
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.
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 175
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.
Síntesis de los cristales líquidos. 176
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.
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 177
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.
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 179
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).
Resultados de los estudios de las propiedades mesomorfas. 180
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
)
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 181
(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
Resultados de los estudios de las propiedades mesomorfas. 182
14e
NHH3CO
OCH3
OCH3
OCH3
Figura 4.29. a) Diagrama ORTEP del producto 14e. b) Vista a lo largo del eje
b.
A
B
Capítulo 4. Diseño y síntesis de cristales líquidos basados en aril-1H-indoles. 183
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
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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.
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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).
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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) ________________________________________________________________________________
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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 =
5.7 Hz), 4.72 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.43 (d, 1H, J = 11.1 Hz), 4.13 (d, 2H, J = 5.8 Hz),
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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 =
7.4 Hz), 4.71 (d, 1H, J = 11.4 Hz), 4.42 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 3.85 (d, 1H, J = 4.1 Hz),
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Anh.N-ftaloglicínico
a) TFA, CH2Cl2, 5h
b) Et3N, DMF,48h
Anh.N-ftaloglicínico
Esquema 5.8. Reacción de N-amidación.
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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).
Capítulo 5. Sección experimental.
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.
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 3377 (N-H st); 1738 (C=O st); 1663 (amida I); 1547 (NO2 st as, amida II); 1362 (NO2 st si).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite naranja, obtenido según el procedimiento 5.2.5
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
210
Nº Ref: endo-anti 8g
Compuesto: 5-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-(2-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro-prolilamino]-
pentanoato de metilo
Methyl-5-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-4-nitro-5-phenyl-
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 3337 (N-H st); 1731 (C=O st); 1676 (amida I); 1550 (NO2 st as, amida II); 1368 (NO2 st si).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite naranja, obtenido según el procedimiento 5.2.5
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 3366 (N-H st); 1738 (C=O st); 1658 (amida I); 1547 (NO2 st as, amida II); 1362 (NO2 st si).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite naranja, obtenido según el procedimiento 5.2.5
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
214
Nº Ref: endo-anti 8i
Compuesto: 6-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-(2-Benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro-prolilamino]-
hexanoato de metilo
Methyl-6-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-4-nitro-5-phenyl-
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite naranja, obtenido según el procedimiento 5.2.5
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite naranja, obtenido según el procedimiento 5.2.5
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
220
Nº Ref: endo-anti 9f
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 65.73 7.29 8.21 Encontrado 65.67 7.23 8.26
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
222
Nº Ref: endo-anti 9g
Compuesto: Ácido 5-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro-
prolilamino]pentanoico
5-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-4-nitro-5-
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 65.73 7.29 8.21 Encontrado 65.70 7.33 8.20
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
224
Nº Ref: endo-anti 9h
Compuesto: Ácido 5-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-nitro-
prolilamino]pentanoico
5-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-4-nitro-5-
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.26 7.48 7.99 Encontrado 66.35 7.43 7.97
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite, obtenido según el procedimiento 5.2.6
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
226
Nº Ref: endo-anti 9i
Compuesto: Ácido 6-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-4-nitro-
prolilamino]hexanoico
6-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-4-nitro-5-
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.26 7.48 7.99 Encontrado 66.19 7.50 7.98
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
228
Nº Ref: endo-anti 9j
Compuesto: Ácido 6-[(2S,3R,4S,5S)–3-(1-(S)-benciloxi-2-metilbutil)-5-fenil-2-metil-4-nitro-
prolilamino]hexanoico
6-[(2S,3R,4S,5S)-3-[(2S)-1-(benzyloxy)-2-methylbutyl]-2-methyl-4-nitro-5-
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.77 7.66 7.79 Encontrado 66.56 7.60 7.75
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite, obtenido según el procedimiento 5.2.6
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 64.90 5.87 8.18 Encontrado 65.20 5.80 8.33
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite transparente, obtenido según el procedimiento 5.2.7
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
234
Nº Ref: endo-anti 10f
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 65.72 6.22 7.86 Encontrado 65.78 6.21 7.85
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite incoloro, obtenido según el procedimiento 5.2.7
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
236
Nº Ref: endo-anti 10h
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.10 6.38 7.71 Encontrado 66.00 6.20 7.69
I.R. (cm-1): 3396 (N-H st); 1724 (C=O st); 1675 (amida I); 1559 (NO2 st as, amida II); 1382 (NO2 st si).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
238
Nº Ref: endo-anti 10j
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.97 5.94 6.69 Encontrado 66.80 5.87 6.58
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.2.7
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 62.80 6.91 10.10 Encontrado 62.66 6.93 10.10
I.R. (cm-1): 3407 (N-H st); 1718 (C=O st); 1673 (amida I); 1567 (NO2 st as, amida II); 1382 (NO2 st si).
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.2.8
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
242
Nº Ref: endo-anti 11f
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 63.36 7.09 9.85 Encontrado 63.19 7.12 9.84
I.R. (cm-1): 3417 (N-H st); 1733 (C=O st); 1668 (amida I); 1562 (NO2 st as, amida II); 1372 (NO2 st si).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.2.8
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
244
Nº Ref: endo-anti 11h
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 63.90 7.27 9.62 Encontrado 63.80 7.20 9.50
I.R. (cm-1): 3446 (N-H st); 1715 (C=O st); 1662 (amida I); 1559 (NO2 st as, amida II); 1374 (NO2 st si).
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de inhibidores peptídicos.
246
Nº Ref: endo-anti 11j
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 67.08 6.71 9.03 Encontrado 67.20 6.80 8.97
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).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.2.9
Capítulo 5. Sección experimental.
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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.
5.3.2 Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con anilinas
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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.
5.3.3 Procedimiento general de la reacción de Bischler-Möhlau con anilinas
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.
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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.
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
254
5.3.4 Procedimiento general de síntesis de 2-quinoxalinas sustituidas.
32a: R=OCH3 32b: R=NO2
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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
33a: R=OCH3 33b: 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.
.
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
4-Dimetilaminopiridina N
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.
Capítulo 5. Sección experimental.
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).
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 72.07 6.05 4.94 Encontrado 71.99 5.92 4.96
I.R. (cm-1): 3376 (N-H, st ).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
260
Nº Ref: 14c
Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(4-metoxifenil)-1H-indol
4,6-dimethoxy-2-(4-methoxyphenyl)-1H-indole
NH
OCH3
OCH3
H3CO
Fórmula Molecular:
C17H17NO3
P.M.(u.m.a): 283.32
Rto: 52%
P.F.: 131 ºC
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 72.07 6.05 4.94 Encontrado 71.83 5.73 5.08
I.R. (cm-1): 3457 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 72.07 6.05 4.94 Encontrado 71.81 6.36 4.85
I.R. (cm-1): 3377 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 68.99 6.11 4.47 Encontrado 68.80 6.11 4.62
I.R. (cm-1): 3427 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
266
Datos de la estructura de rayos X del compuesto 14e:
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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)
Capítulo 5. Sección experimental.
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:
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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 ]
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
272
Nº Ref: 14f
Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(2,5-dimetoxyifenil)-1H-indol
4,6-dimethoxy-2-(2,5-dimethoxyphenyl)-1H-indole
NH
OCH3
H3CO
OCH3
H3CO
Fórmula Molecular:
C18H19NO4
P.M.(u.m.a): 313.35
Rto: 61%
P.F.: 148-150 ºC
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 68.99 6.11 4.47 Encontrado 68.72 6.44 4.45
I.R. (cm-1): 3407 (N-H st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
274
Nº Ref: 14g
Compuesto: 5,7-dimetoxi-2-(3,5-dimetoxifenil)-1H-indol
5,7-dimethoxy-2-(3,5-dimethoxyphenyl)-1H-indole
NH
OCH3
OCH3OCH3
H3CO
Fórmula Molecular:
C18H19NO4
P.M.(u.m.a): 313.35
Rto: 16%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 68.99 6.11 4.47 Encontrado 68.90 6.15 4.60
I.R. (cm-1): 3477 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
276
Nº Ref: 14h
Compuesto: 4,6-dimetoxi-2-(3,5 -dimetoxyifenil)-1H-indol
4,6-dimethoxy-2-(3,5-dimethoxyphenyl)-1H-indole
NH
OCH3
OCH3
H3CO
OCH3
Fórmula Molecular:
C18H19NO4
P.M.(u.m.a): 313.35
Rto: 80%
P.F.: 126-128ºC
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 68.99 6.11 4.47 Encontrado 68.92 5.84 4.46
I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st ).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 75.87 5.97 5.53 Encontrado 75.76 5.77 5.60
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 76.38 6.41 5.24 Encontrado 76.20 6.46 5.12
I.R. (cm-1): 3447 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
282
Nº Ref: 15c
Compuesto: 4,6-dimetoxi-3-(4-metoxifenil)-1H-indol
4,6-dimethoxy-3-(4-methoxyphenyl)-1H-indole
NH
OCH3
H3CO
OCH3
Fórmula Molecular:
C17H17NO3
P.M.(u.m.a): 283.32
Rto: 24%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
284
Nº Ref: 15e
Compuesto: 4,6-dimetoxi-3-(2,4-dimetoxifenil)-1H-indol
4,6-dimethoxy-3-(2,4-dimethoxyphenyl)-1H-indole
NH
OCH3
OCH3
H3CO
OCH3
Fórmula Molecular:
C18H19NO4
P.M.(u.m.a): 313.35
Rto: 23%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite verdoso, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
286
Nº Ref: 15f
Compuesto: 4,6-dimetoxi-3-(2,5-dimetoxifenil)-1H-indol
4,6-dimethoxy-3-(2,5-dimethoxyphenyl)-1H-indole
NH
H3CO
OCH3
H3CO
OCH3
Fórmula Molecular:
C18H19NO4
P.M.(u.m.a): 313.35
Rto: 13%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 3397 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite verdoso, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
288
Nº Ref: 15h
Compuesto: 4,6-dimetoxi-3-(3,5-dimetoxifenil)-1H-indol
4,6-dimethoxy-3-(3,5-dimethoxyphenyl)-1H-indole
NH
H3CO
OCH3
H3CO
OCH3
Fórmula Molecular:
C18H19NO4
P.M.(u.m.a): 313.35
Rto: 13%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 68.99 6.11 4.47 Encontrado 68.80 5.88 4.44
I.R. (cm-1): 3407 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite verdoso, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 76.38 6.41 5.24 Encontrado 76.45 6.33 5.30
I.R. (cm-1): 3477 (N-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite verdoso, obtenido según el procedimiento 5.3.1.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 86.77 7.28 5.95 Encontrado 86.70 7.26 6.00
I.R. (cm-1): 3053 (C-H st insat.) 2983, 2920 (C-H st sat.)
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
293
1H-RMN (CDCl3)
ppm (t1)0.01.02.03.04.05.06.07.08.0
13C-RMN (CDCl3)
ppm (t1)0255075100125
N
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 68.91 6.57 3.65 Encontrado 68.70 6.34 3.58
I.R. (cm-1): 1728 (C=O st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.7.1
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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%
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 68.91 6.57 3.65 Encontrado 68.80 6.50 3.55
I.R. (cm-1): 1733 (C=O st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.81 6.58 3.39 Encontrado 66.41 6.35 3.27
I.R. (cm-1): 1733 (C=O st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.7.1
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.81 6.58 3.39 Encontrado 66.81 6.24 3.51
I.R. (cm-1): 1783 (C=O st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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.
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.7.1
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 66.81 6.58 3.39 Encontrado 66.67 6.44 3.44
I.R. (cm-1): 1733 (C=O st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.3.7.1
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 69.70 4.60 5.81 Encontrado 69.83 4.63 5.85
I.R. (cm-1): 3387, 3266 ( N-H st, O-H st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Comentario: Sólido marrón, obtenido según el procedimiento 5.3.7.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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%
P.F.: descompone a 210 ºC
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 69.70 4.60 5.81 Encontrado 69.40 4.55 5.70
I.R. (cm-1): 3407, 3366 (N-H st, O-H st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Comentario: Sólido marrón, obtenido según el procedimiento 5.3.7.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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%
P.F.: descompone a 140 ºC
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 65.37 4.31 5.44 Encontrado 65.20 4.28 5.33
I.R. (cm-1): 3353 ( N-H st, O-H st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Comentario: Sólido marrón, obtenido según el procedimiento 5.3.7.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Reacción de Bischler-Möhlau entre aminas aromáticas y α-bromocetonas.
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%
P.F.: descompone a 200 ºC
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 65.37 4.31 5.44 Encontrado 65.52 4.36 5.11
I.R. (cm-1): 3363 ( N-H st, O-H st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Comentario: Sólido marrón, obtenido según el procedimiento 5.3.7.2
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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).
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 63.16 6.57 0.00 Encontrado 63.20 6.49 0.00
I.R. (cm-1): 1720 (C=O, st)
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.4.3
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 75.30 5.48 5.85 Encontrado 75.00 5.33 5.91
I.R. (cm-1): 3460, 3284 ( N-H, st, O-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.4.6
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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%
P.F.: descompone a 255 ºC
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 74.65 4.92 6.22 Encontrado 74.38 4.76 6.15
I.R. (cm-1): 3454, 3300 ( N-H, st, O-H, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 1710 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite transparente, obtenido según el procedimiento 5.4.4
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 1715 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite transparente, obtenido según el procedimiento 5.4.4
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado Encontrado
I.R. (cm-1): 1729 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite transparente, obtenido según el procedimiento 5.4.4
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 73.34 9.41 0.00 Encontrado 73.20 9.21 0.00
I.R. (cm-1): 3093 (O-H, st), 1683 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite transparente, obtenido según el procedimiento 5.4.5
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 72.69 9.15 0.00 Encontrado 72.49 9.30 0.00
I.R. (cm-1): 3075 (O-H, st), 1688 (C=O, st)
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite transparente, obtenido según el procedimiento 5.4.5
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 72.69 9.15 0.00 Encontrado 72.89 9.35 0.00
I.R. (cm-1): 3084 (O-H, st), 1678 (C=O, st)
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Aceite incoloro, obtenido según el procedimiento 5.4.5
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 77.28 7.97 1.88 Encontrado 77.59 7.86 1.96
I.R. (cm-1): 3457, 3383 (N-H, st), 1726 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.4.8
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 77.28 7.97 1.88 Encontrado 77.03 7.75 1.88
I.R. (cm-1): 3360 (N-H, st), 1725 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.4.8
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 76.96 7.72 1.95 Encontrado 76.70 7.48 1.95
I.R. (cm-1): 3379 (N-H, st), 1711 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.4.8
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 76.67 7.26 2.88 Encontrado 76.70 7.20 2.79
I.R. (cm-1): 3384, 3326 ( N-H, st, O-H, st) 1725 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) DMSO-d6 13C-RMN (δ, ppm) DMSO-d6
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
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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)
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 77.28 7.97 1.88 Encontrado 77.10 7.93 1.77
I.R. (cm-1): 3460 (N-H, st), 1709 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.4.8
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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
Capítulo 5. Sección experimental.
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
Análisis Elemental % C % H % N
Calculado 76.92 7.46 2.80 Encontrado 76.78 7.27 2.74
I.R. (cm-1): 3469 (N-H, st), 1713 (C=O, st).
1H-RMN (δ, ppm, J, Hz) CDCl3 13C-RMN (δ, ppm) CDCl3
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
Comentario: Sólido blanco, obtenido según el procedimiento 5.4.8
Síntesis de cristales líquidos basados en aril-indoles.
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