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Síntesis de heterociclos espiránicos derivados de carbohidratos

Luis Felipe Aca Aguas 1, Dra. Penélope Merino Montiel 2
1Facultad de Ciencias Químicas BUAP, 2Síntesis y modificación de productos naturales

Resumen
A partir de la d-Fructosa como materia prima se realizó una protección regioselectiva con propanona, en medio ácido, formando acetales, dejando libre el hidroxilo del carbono 3 delciclo, obteniendo y purificando el producto 1, se sometió a una oxidación con PCC obteniendo una cetona (producto 2), posteriormente se realizó una reacción de adición nucleofílica acílica sobre el carbonilo obteniendo así un dicloroderivado 3, que servirá para la síntesis de una familia de espiro-heterociclos. Las reacciones fueron monitoreadas por Cromatografía en capa fina y purificadas pordistintos métodos como: cromatografía en columna, extracción con solventes orgánicos y recristalización.
Introducción
Un compuesto espiránico es aquel que conecta dos anillos a través de un solo átomo, este último es denominado espiroátomo, los anillos pueden ser de naturaleza distinta o idéntica, siendo más comunes los heterociclos. Un compuesto heterocíclico es aquel que contiene un anillo formadopor más de un tipo de átomo distinto del carbono, siendo los más comunes O, N y S.
Los espironucleosidos derivados de carbohidratos han sido de gran interés por las diversas actividades biológicas que presentan, el claro ejemplo de esto es la hidantocidina, un compuesto natural que tiene una fuerte actividad herbicida sin ser tóxica para los mamíferos [1], a partir de este compuesto, variosinvestigadores se han dado a la tarea de realizar modificaciones con la finalidad de determinar el papel del anillo de hidantoína en la actividad herbicida, Sano H., Mio S. y colaboradores han realizado modificaciones estructurales en dicho heterociclo como son: Apertura del anillo de hidantoína [2] y la modificación del grupo carbonilo en dicho anillo [3].
Otra aplicación de los espironucleosidos esla inhibición enzimática de la Glucógeno fosforilasa, esta enzima cataliza la escisión fosforolítica del glucógeno para dar lugar a la glucosa 1 fosfato, esta reacción esta favorecida termodinámicamente pues el azúcar liberado ya está fosforilado , la GP es regulada alostericamente por metabolitos como AMP o el incremento en la concentración de glucosa.
Diversos compuestos han demostradoactividad biológica importante como el glucopiranosilideno-espiro-hidantoína [4], siendo esta una opción al tratamiento de la diabetes melitus tipo 2.
En este proyecto se obtendrá un dicloro derivado 3 de la d-fructosa siguiendo una ruta de síntesis que consta de 3 reacciones.
La primer reacción consiste en la formación de un acetal (figura 1), químicamente es el producto de la reacción entre una cetona y2 alcoholes, en este caso los alcoholes se encuentran presentes en la d-fructosa.
Esta reacción requiere una catálisis ácida y es reversible al ser tratada en medio acuoso ácido.

Figura 1. Reacción general para la formación de acetales
La segunda reacción consiste en la obtención de una cetona a partir de alcohol que permaneció libre después de la protección con acetona. “Uno de los mejoresmétodos para la preparación a pequeña escala en el laboratorio de un aldehído a partir de un alcohol primario, en oposición a una gran escala industrial, es utilizar el clorocromato de piridinio (PCC, C5H6NCrO3Cl) en el disolvente diclorometano” [5].

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Figura 2. Mecanismo de reacción propuesto para la oxidación de un alcohol primario usando Clorocromato de piridinio
Una vez formada la cetona setendrá un carbono con una carga parcial positiva por la electronegatividad que presenta el oxígeno que tiene unido por doble enlace, por lo que necesitaremos formar un carbanión en el diclorometano para introducirlo y formar el dicloro derivado 3.
La base usada comúnmente para la formación de carbaaniones es diIsopropilamiduro de litio que se genera por la reacción acido base de n-butil Litio con...