ESTERIFICACIÓN CATALIZADA POR LIPASA DE ÁCIDO FERÚLICO CON ALCOHOL LAURILO EN LÍQUIDOS IÓNICOS Y PROPIEDADES ANTIBACTERIANAS IN VITRO FRENTE A BACTERIAS RELACIONADAS CON LA ALIMENTACIÓN

A. Nicolás Saavedra

   El ferulato de laurilo (FL) es un compuesto de mucho interés debido a sus grandes propiedades como antioxidante y antibacteriano. Este producto proviene de la esterificación (Esquema 1) del ácido ferúlico con lauril alcohol, en el que la adición de un protón o un ácido de Lewis conduce a un electrófilo más reactivo, después el ataque nucleofílico del alcohol da un intermedio tetraédrico en el que hay dos grupos hidroxilo equivalentes. Uno de estos grupos hidroxilo se elimina después de un cambio de protones (tautomerismo) para dar agua y el éster.

Esquema 1. Mecanismo de Esterificación global de Fisher-Speier.[1]

   El ácido del que proviene tiene también estas características, sin embargo es poco soluble en medios hidrofóbicos. Es por esto que el grupo de Yu-gang Shi de la Zhejiang Gongshang University ha desarrollado de un método de síntesis del FL que es mucho más hidrofóbico que el ácido del que proviene y, por lo tanto, más soluble. No solo eso, sino que utilizando un medio de reacción "verde" y novedoso como son los líquidos iónicos y enzimas como catalizadores, han logrado altos rendimientos.

   Además, estudiaron su capacidad antibacteriana, enfrentándola a diferentes tipos de bacterias. Observando en la Tabla 1 uno como los mejores resultados fueron frente a Gram negativas. 

Tabla 1. Actividad antibacteriana de FL frente a tres tipos de bacterias.[2]

     [1]  Fischer, E and Speier, A. Darstellung der Ester. Chem. Ber., 1895, 28, 3252-3258.

    [2] Shi, Y. et al. Lipase-catalyzed esterification of ferulic acid with lauryl alcohol in ionic liquids and antibacterial properties in vitro against three food-related bacteria. Food Chem. 2017, 220, 249–256.

REACCIONES SUZUKI ASISTIDAS POR MICROONDAS Y CATALIZADORES DE PALADIO(II)

Ana Mª García Muñoz

  El quitosán es un biopolímero presente en la naturaleza con características excelentes como son la de ser renovable, biodegradable y no ser toxico. Este tipo de biopolímero puede ser transformado en otros derivados mediante la incorporación de grupos amino e hidroxilo. Al introducir este tipo de modificaciones, lo que se consigue es mejorar su solubilidad además de su funcionalidad.

   Actualmente, un grupo de investigación del Sabire Yazıcı Faculty of Science and Letters está investigando la posibilidad de realizar nuevos biopolímeros soportados en catalizadores de Pd(II).

Figura 1. Esquema del proceso.

Figura 2. Vía de síntesis para catalizador de Pd (II).

   Este tipo de catalizadores juegan un papel vital en el acoplamiento Suzuki C-C. Para ello se llevaron a cabo una serie de reacciones a partir de 4-bromoanisol con ácido fenilborónico para determinar las condiciones óptimas de reacción, sin utilizar solventes y con un calentamiento por microondas de 400 W. Con el sistema de irradiación por microondas se comprobó que el tiempo de reacción se acorta, se obtienen unos mayores rendimientos y el tratamiento de reacción es más fácil. Posteriormente estas condiciones se ensayaron en diferentes reacciones de formación de diferentes sistemas biarílicos  (Tabla 1).

Tabla 1. Ejemplos de sistemas biarílicos.

   Tras la experimentación se observó que, utilizando este tipo de catalizador, se obtienen buenos rendimientos en las reacciones cross-coupling de Suzuki y que, el mismo catalizador puede ser reutilizado hasta 6 veces sin perder considerablemente sus propiedades.

[1] Baran, T., Mentes, A. ¸ Microwave assisted synthesis of biarlys by C-C coupling reactions with a new chitosan supported Pd(II) catalyst, Journal of Molecular Structure 1122, 111-116 (2016).

CATÁLISIS ASIMÉTRICA DE TETRAHIDROQUINOLINAS EN FLUIDOS SUPERCRÍTICOS.

Un enfoque hacia el uso responsable de recursos.

G. A. CARISSIMI NACARATTO

   La contaminación atmosférica alcanza niveles alarmantes. Es responsabilidad de toda la comunidad científica buscar rutas alternativas y menos nocivas.

   El uso de fluidos supercríticos como medio de reacción nos permite utilizar (y reutilizar) compuestos amigables con el medio ambiente. Fundamentalmente, los fluidos supercríticos tienen propiedades físicas intermedias entre un líquido y un gas; la capacidad de solvatación y densidad de un líquido, mientras su coeficiente de difusión es similar a la de un gas. Esto permite una alta transferencia de masa, junto con un poder de solvatación controlable mediante variaciones de la presión.

   En el artículo publicado por Zlotin et. al. proponen la reacción domino asimétrica de o-N-feniltosilamino cetona a,b-insaturada con a–nitroalquenos, para obtener Tetrahidroquinolinas quirales funcionalizadas en CO₂ o CHF₃ súper críticos, como alternativa al uso de otros solventes (Esquema 1).

Esquema 1. Reacción global de o-N-feniltosilamino cetona α,β-insaturada con α-nitroalquenos para obtener Tetrahidroquinolinas.

   La secuencia de reacción (Esquema 2) incluye la adición de Aza-Michel, enantioselectiva, catalizada por la amina terciaria bifuncional II (Figura 1). Donde el grupo tosilamino se adiciona al doble enlace deficiente en electrones del nitroalqueno (paso 1). A continuación se produce un cierre espontaneo del anillo del intermediario A para dar el heterociclo B, por medio una reacción intramolecular, diasteroselectiva de Michael (paso 2).

Esquema 2. Esquema general de la reacción.

Figura 1. Catalizador: amina terciaria bifuncional II.

   Los autores logran alcanzar una diastero- y enantioselectividad mayores al 99:1 y 98% respectivamente, en un menor tiempo y utilizando menor cantidad de catalizador quiral.

OBTENCIÓN DE PIRAZOLINAS CON ANILLOS FUSIONADOS A TRAVÉS DE UNA CICLOADICIÓN 1-3 DIPOLAR

F. J. Ballester Hernández

    La obtención de moléculas cuya estructura principal sean anillos fusionados a pirazol es de gran interés debido a la elevada actividad biológica que presentan estos compuestos. Por ejemplo, la molécula A actúa como factor de crecimiento de tejido vascular, mientras que la molécula B presenta actividad antidepresiva y antitumoral (Figura 1).

Figura 1. Moléculas con anillos fusionados a pirazol con actividad biológica

    Recientemente el equipo de Yang Zheng ha desarrollado con éxito un nuevo método que permite sintetizar este tipo de moléculas con buenos rendimientos. La reacción consiste en una cicloadición 1,3 dipolar entre el triple enlace de un alquino y una tosilhidrazona, seguida de una migración [1,5] de hidrógeno. Esta reacción puede transcurrir de dos formas: con la cicloadición 1,3 dipolar y posterior pérdida del grupo tosilo (Ts) o con la formación del diazocompuesto y posterior reacción de cicloadición (Esquema 1).

Esquema 1. Reacción de cicloadición 1.3 dipolar

   Una vez formado el ciclo, se produce una migración [1,5] de hidrógeno para recuperar la aromaticidad y llegar a un estado de mayor estabilidad (Esquema 2).

Esquema 2. Migración [1,5] de hidrógeno

REACCIONES DE DIELS-ALDER CATALIZADAS POR LÍQUIDOS IÓNICOS DERIVADOS DE CLOROMETALATO(III)

S. OLIVA MEJIA

La reacción de Diels-Alder es un paso clave en las síntesis de ingredientes farmacológicamente activos, agroquímicos, saborizantes y fragancias. Aunque puede proceder sin un catalizador, Chrobok,y col., desarrollaron que a través de la utilización de un líquido iónico de clorometalato (III), cloruro de 1-etil-3-metilimidazolio,  el cual una de sus principales características es ser un buen catalizador, mejoraba la velocidad de reacción, 10 veces por encima que en el agua, que es uno de los solventes más eficaces para esta; y las selectividades, obteniendo altos rendimientos (99%), endo/exo selectividad elevada (95:5), respectivamente, después de tiempos de reacción muy cortos (5 min) y a temperatura ambiente (25 °C).

Los cloruros metálicos de ácidos de Lewis se ensayaron como catalizadores homogéneos en la reacción de Diels-Alder, dando las más altas conversiones y endo/exo selectividades, el AlCl₃ y GaCl₃. Luego, estos líquidos iónicos de clorometalato (III) se unieron por covalencia de catión y se heterogenizaron sobre un soporte de sílice poroso multimodal, por lo cual, se utilizaron como catalizadores heterogéneos reciclables para la cicloadición de ciclopentadieno a acrilato de metilo sin disolvente.

Figura 1. Reacción de Diels-Alder - cicloadición de ciclopentadieno a acrilato de metilo.{1}

La heterogenización de catalizadores puede ofrecer ventajas en el manejo o manipulación, separación y reciclaje. Mediante el soporte de líquidos iónicos, la cantidad requerida de la fase iónica puede reducirse significativamente.

{1} Matuszek, K.; Chrobok, A.; Latos, P.; Markiton, M.; Szymanska, K.; Jarzebski, A.; Swadzba-Kwasny, M. Silica-Supported Chlorometallate(iii) Ionic Liquids as Recyclable Catalysts for Diels-Alder Reaction under Solventless Conditions. Catal. Sci. Technol. 2016, 6, 8129–8137.

REAGRUPAMIENTO DE JOHNSON-CLAISEN EN LA SÍNTESIS DE LYCOPALHINE A

S. BENÍTEZ BENÍTEZ

Los alcaloides son metabolitos secundarios de las plantas sintetizados, generalmente a partir de aminoácidos, por lo que poseen nitrógeno en sus estructuras. La mayoría de los alcaloides poseen acción fisiológica intensa en los animales incluso a bajas dosis con efectos psicoactivos, por lo que se emplean mucho para tratar problemas de la mente y calmar el dolor. Ejemplos conocidos son la cocaína, la morfina, la atropina, la colchicina, la quinina, la cafeína, la estricnina y la nicotina.

Dada la gran importancia que tienen los alcaloides en el mundo farmacéutico y en medicina, existen numerosos grupos de investigación que se dedican a desarrollar alcaloides sintéticos. En este sentido, Yokoshima y Fukayama han publicado recientemente la síntesis de Lycopalhine A (Figura 1), un alcaloide de la familia Lycopodium. Se trata de una síntesis compleja, en la que uno de los pasos de reacción es una reacción pericíclica, más concretamente una variante del reagrupamiento de Claisen llamada reagrupamiento de Johnson-Claisen.

Figura 1. Estructura química de Lycopalhine A

El reagrupamiento de Johnson-Claisen se produce cuando se calienta un alcohol alílico con un ortoacetato de trialquilo en condiciones ácidas, obteniéndose ésteres a γ,δ-insaturados (Figura 2).

Figura 2. Reagrupamiento de Johnson-Claisen

La síntesis de Lycopalhine A involucró múltiples etapas de reacción y como material de partida se utilizó el compuesto comercial ciclohexano-1,3,5-triol. Solamente se va a describir aquella etapa en la que tiene lugar el reagrupamiento de Johnson-Claisen (Figura 3).

Figura 3. Esquema simplificado de la síntesis de Lycopalhine A

En la figura 4 puede verse el mecanismo del reagrupamiento de Johnson-Claisen que tiene lugar durante la síntesis del alcaloide.

Figura 4. Mecanismo de Johnson-Claisen relativo a la síntesis de Lycopalhine A

SÍNTESIS SELECTIVA DE DERIVADOS DE CICLOBUTANO

A. GONZÁLEZ GARCÍA

Algunos derivados del ciclobutano tienen gran importancia biológica y biotecnológica. La síntesis de éstos compuestos a partir de alenos puede realizarse mediante cicloadiciones [2+2] térmicas o catalizadas. Las catalizadas no han sido aún ampliamente estudiadas, no habiéndose conseguido hasta el momento la cicloadición selectiva cabeza-cabeza de los alenos. 

Recientemente, investigadores del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, en China, han conseguido un método de obtención de derivados del trans-dimetilenlociclobutano-diamina con buenos rendimientos, a partir de alenamidas (aleno+amida o aleno+sulfonamida en este estudio) mediante una reacción de cicloadición [2+2] cabeza-cabeza con un catalizador.

Ciclación [2+2] catalizada por rodio Org. Lett., 2016, 18, 3694–3697 (American Chemical Society)

Tras probar esta reacción con varios compuestos de metales de transición como catalizadores, observaron que únicamente se producía satisfactoriamente cuando el metal era el rodio, por lo que iniciaron una serie de estudios para optimizar las condiciones de la reacción variando el disolvente y los grupos unidos al metal. Una vez conseguidas las condiciones adecuadas, ensayaron esta cicloadición con diferentes alenamidas, comprobando que aquellas que contenían sustituyentes en el aleno no reaccionaban, y tampoco lo hacían aquellos compuestos que contenían un grupo metileno entre el nitrógeno y el aleno. Basándose en los experimentos realizados, los autores pudieron generalizar la reacción.

UN REAGRUPAMIENTO SIGMATRÓPICO CLAVE PARA LA PREPARACIÓN DE UN COMPUESTO DE INTERÉS TERAPÉUTICO

T. NICOLÁS GARCÍA

Los trasplantes de células madre del cordón umbilical han resuelto el problema del rechazo en trasplantes de médula ósea, sin embargo, la baja cantidad de estas células presentes en el cordón limita su uso. Fares y sus colaboradores revelaron que el UM171, un derivado del indol, potencia la expansión de células madre.

El equipo del Prof. Zhu-Jun Yao del Intituto de Química Orgánica de Shanghai ha desarrollado con éxito una ruta sintética económica, que permite obtener el UM171 en cantidades de gramo con un alto rendimiento (Ali et al, J. Org. Chem. 2016, 81, 10236−10241). Esta nueva metodología logra la obtención de un intermedio sintético del UM171 (2), completamente funcionalizado, por reacción del correspondiente ácido hidroxámico 3 con malononitrilo a través de un único reagrupamiento sigmatrópico [3,3], seguido del tratamiento con una base para que se produzca una ciclación intramolecular en la que se obtiene el compuesto 2 (72% rendimiento) como único producto. Sin lugar a dudas, esta nueva síntesis podría servir como una herramienta eficaz y económica en el descubrimiento de una nueva generación de análogos del UM171.

Figura 2. Síntesis del intermedio 2 totalmente funcionalizado.^[1]

[1] S. Ali, S. M. Yu, Z. J. Yao, J. Org. Chem. 2016, 81, 10236−10241. (ACS)