Estudi teòric i experimental de la reacció de fotocicloaddició [2+2] de 2(5H)-furanones a olefines. Modelització i síntesi de compostos ciclohexànics amb activitat uberculostàtica

• Autores: Joan Ramón Cucarull González
• Directores de la Tesis: Josep Font i Cierco (dir. tes.), Ramon Alibés Arqués (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2009
• Idioma: catalán
• Tribunal Calificador de la Tesis: Santiago Olivella Nel·lo (presid.), Luis Rodríguez Santiago (secret.), Marta Planas Grabuleda (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Química física
      • Fotoquímica
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
      • Síntesis química
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • S'ha preparat una nova família de 2(5H)−furanones amb una cadena lateral amb dos hidroxils que s'han protegit de forma independent. S'ha estudiat la reacció de fotocicloaddició [2+2] d'aquestes 2(5H)−furanones a etilè i a 1,1−dietoxietilè. Em aquesta reacció s'ha trobat que la presència d'un segon grup en la cadena lateral és important per millorar la selectivitat facial de la reacció de fotocicloaddició [2+2], però la natura dels grups no és tant importantEn la reacció fotoquímica amb 1,1−dietoxietilè s'ha trobat una regioselectivitat HT:HH totalment favorable als regioisòmers HT quan R1 és un benzil. Quan R1 és un pivaloïl aquesta selectivitat no és total i depèn de la polaritat del dissolvent, de forma que en disminuir la polaritat augmenta la regioselectivitat. La selectivitat facial es veu poc afectada pel dissolvent i es troba al voltant del 60%, lleugerament inferior a la que s'obtenia amb etilè (80%).La reacció de fotocicloaddició [2+2] de 2(5H)−furanones a etilè ha estat estudiada de forma teòrica i s'ha trobat que l'etilè té un triplet de menor energia que la 2(5H)−furanona i, per tant, es considera que és l'etilè l'espècie excitada activa en la reacció fotosensibilitzada. S'han estudiat altres olefines i s'ha trobat que també tenen un triplet de menor energia que la 2(5H)−furanona. Per determinar si hi ha un camí possible per arribar al triplet de l'olefina, s'ha estudiat el decaïment de diversos sensibilitzadors en presència d'olefines i 2(5H)−furanona mitjançant fotòlisi de flaix i s'ha trobat que tant l'acetona com la 2(5H)−furanona poden sensibilitzar l'etilè i l'1,1−dietoxietilè. S'ha trobat que el funcional DFT MPWB1K, malgrat ser monoreferencial, és un funcional adequat per descriure tota la superfície de la reacció, incloent l'estat singlet de la reacció, i és el funcional que s'ha utilitzat en tots els exemples estudiats.S'ha estudiat la reacció de fotocicloaddició [2+2] de la (5S)−hidroximetil−2(5H)−furanona mitjançant mètodes computacionals i s'ha trobat que el funcional DFT MPWB1K descriu correctament la diastereoselectivitat facial obtinguda experimentalment. Utilitzant la mateixa metodologia, també s'ha portat a terme un estudi de la reacció entre la 2(5H)−furanona, 37, i l'1,1−dimetoxietilè. S'ha determinat correctament la regioquímica final, que es determina en el primer pas de la reacció.Utilitzant un conjunt de compostos ciclohexànics enantiopurs prèviament sintetitzats en el nostre grup de recerca que havien mostrat activitat tuberculostàtica, s'ha obtingut un model de farmacòfor que s'ha utilitzat per fer cerques en bases de dades per determinar el mecanisme d'acció d'aquest compostos. Els compostos que s'han trobat en les cerques no compartien el mateix mecanisme d'acció entre si i tampoc presenten unitat estructural. S'ha observat, però, que molts d'ells presenten un nitrogen en una posició on els nostres compostos presenten un grup carbonil. Els intents per introduir el nitrogen en el millor dels nostres compostos han resultat infructuosos, però la introducció del nitrogen en un compost relacionat, amb menor activitat, ha permès millorar l'activitat tuberculostàtica dels compostos nitrogenats en comparació amb els derivats oxigenats.