Síntesis de derivados orgánicos de bencil- y alilestaño y estudio de sus propiedades físicas y químicas

Abstract

En este trabajo de Tesis Doctoral se presenta en primer lugar (Capítulo 1) la reacción de Barbier asociada a la aplicación de ultrasonido para promover síntesis orgánica a través de compuestos organometálicos. Se reporta la formación de compuestos bencil y naftilestannilados ofreciendo una mejora significativa en comparación con las técnicas tradicionales de Grignard o aniones de litio utilizada hasta el momento, ya que el acoplamiento se produce en un solo paso, en condiciones suaves y tiempos más cortos de reacción. También se sintetizó una serie de compuestos bencilarílicos por reacción de acoplamiento Stille con inducción sonoquímica. Se llevó a cabo la síntesis de derivados bencílicos de estaño con y sin sustituyentes en el anillo aromático a través de cuatro metodologías diferentes. Con estos productos se realizaron ensayos de inhibición bacteriana en técnicas de difusión en agar utilizando caldos de cultivos de dos cepas bacterianas, una Gram positiva: Staphylococcus aureus, y una Gram negativa: Escherichia coli. Finalmente, se realizaron reacciones de acoplamiento de Stille de los compuestos bencilestannilados con distintos halogenuros de arilo catalizadas por paladio, combinación escasamente referenciada, rindiendo los diarilmetanos correspondientes por formación de enlace Csp3(bencílico)-Csp2(arílico) con muy buen rendimiento y utilizando distintas condiciones de reacción. De acuerdo a los resultados obtenidos, hemos demostrado que la síntesis de estructuras aromáticas sustituídas que formen parte de compuestos de importancia farmacológica es posible de manera eficiente a través de la generación de enlaces Csp3-Csp2, utilizando para ello intermediarios trialquilbencilestannilados. Los distintos diarilmetanos obtenidos se oxidaron en el centro bencílico, en un único paso de reacción y con muy buenos rendimientos, obteniéndose las diarilcetonas correspondientes. En segundo lugar (Capítulo 2) se sintetizaron dienilestannanos conjugados estereodefinidos por hidroestannación de eninos conjugados. Estos aductos tienen una gran importancia como intermediarios sintéticos. El principal objetivo se basó en el desarrollo de una ruta rápida de obtención de este tipo de precursores a fin de estudiarlos como dienos en reacciones de Diels-Alder. También utilizamos tres tipos de dioles asimétricos como organocatalizadores en la cicloadición a fin de aumentar la estereoselectividad de las mismas. Los mejores resultados se obtuvieron en presencia de TADDOL con sustituyentes 1-naftilo. Esto podría atribuirse a un refuerzo de las interacciones - stacking de uno de los anillos aromáticos del catalizador y el dienófilo provocado por el puente H intermolecular. Se reporta así la síntesis de una variedad de alilestannanos funcionalizados a través de reacciones “one pot” de hidroestannación seguida de cicloadición de Diels Alder. Una vez removido el resto estannilado, estos compuestos podrían considerarse precursores adecuados de análogos de compuestos no esteroideos. Dado que la regioquímica de estas reacciones tiene gran dependencia respecto de la estructura del enino se analizaron las reacciones de hidroestannación bajo cuatro condiciones de reacción. Los aductos obtenidos son asimétricos, al igual que muchas moléculas de interés biológico, lo cual es determinante de su bioactividad específica.

This Doctoral Thesis presents in the first place (Chapter 1) the Barbier reaction associated with the application of ultrasound to promote organic synthesis via organometallic compounds. The formation of benzyl and naphtyl tin compounds is reported, offering a significant improvement compared with traditional techniques like Grignard reagents or lithium anions because the reaction is produced in one step under mild conditions and shorter reaction times. Also, a series of benzylaryl compounds were synthesized by Stille coupling reaction with sonochemistry induction. The synthesis of the benzyl tin compounds with and without substituents was made through four different methods and with these products some bacterial inhibition assays were performed in agar diffusion techniques using broth cultures of two bacterial strains, a Gram positive, Staphylococcus aureus, and a Gram negative, Escherichia coli. Finally, Stille coupling reactions catalyzed by palladium were done between benzyl tin compounds and different aryl halides. This type of coupling is rarely reported, but in this case the corresponding diarylmethanes were synthesized by Csp3(benzyl)-Csp2(aryl) bond generation with very good yields and different reaction conditions. According to the results obtained, it has been shown that the synthesis of substituted aromatic structures of compounds of pharmacological interest is efficiently possible through the generation of this type of bonds, using trialkylbenzyltin intermediates. The arylmethanes obtained were oxidized in the benzylic centre to the corresponding diarylketones, in one reaction step and with very good yields. In the second part (Chapter 2), conjugated dienyl tin compounds with defined stereochemistry were synthesized through hydrostannation of conjugated enynes. These adducts have great importance as synthetic intermediates. The main target of this work was based in the development of a fast synthetic route for these type of precursors with the aim of applying them as dienyl substrates in Diels-Alder reactions. Three asymmetric diols were used as organocatalysts with the aim of stereoselectivity improvement in the cycloaddition reaction. The best results were achieved with 1-naphtyl substituted TADDOL. This is possibly a consequence of the reinforcing of the - stacking interactions between one of the aromatic rings in the catalyst and the dienyl moiety due to intermolecular hydrogen bond. Thus, the synthesis of a variety of functionalized allyltin compounds is reported through “one pot” hydrostannation-Diels-Alder reactions. Once the tin residue is removed, these compounds could be considered as suitable precursors of non steroidal analogs. The regiochemistry of these reactions is strongly related with the enyne structure, so they were studied under four different reaction conditions. The products obtained are asymmetric, just like a wide range of interesting molecules of biological applications, which is a determining factor on their specific bioactivity.