Resumen de Nuevas metodologías sintéticas basadas en alquinos funcionalizados: aplicación a la obtención de carbazoles
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El núcleo de carbazol es de gran importancia en el campo de la Química Orgánica, debido a que está presente en compuestos biológicamente activos. De hecho, este esqueleto se ha identificado en compuestos aislados de fuentes naturales con propiedades antimicrobianas, antitumorales, antifúngicas, antibacterianas o antihistamínicas, entre otras. Por esta razón, se han desarrollado nuevas metodologías sintéticas en Química Orgánica para acceder al esqueleto de carbazol.
Por otra parte, los carbazoles también han tenido una gran repercusión en el campo de la química de materiales, debido a sus propiedades de transporte electrónico y elevada fotoconductividad. Además, su gran estabilidad química, física y térmica, ha permitido el desarrollo y la construcción de células solares y OLEDs.
Por estos motivos se fijó como objetivo general de la presente tesis doctoral el desarrollo de nuevas metodologías para la formación de diversos carbazoles a partir de alquinil indoles diferentemente funcionalizados. Para ello, se llevaron a cabo dos aproximaciones sintéticas: en la primera se decidió analizar el comportamiento de estos indoles en presencia del reactivo de Yanai, un zwitterión tipo Koshar cuya reactividad ha sido ampliamente estudiada por nuestro grupo de investigación. Por otro lado, la segunda línea de aproximación se basó en el desarrollo de nuevas reacciones de carbociclación catalizadas por metales de transición en varios yodo-alquinil-indoles, que implicasen además una reacción de migración del átomo de yodo presente en el compuesto de partida.
Los zwitteriones de Koshar se descubrieron en 1976, por Koshar y col., y a pesar de que este grupo describió su método de síntesis, no estudió en profundidad las propiedades de su peculiar estructura ni su reactividad, por lo que se quedaron como una simple curiosidad científica durante muchos años. En el año 2013 el grupo de investigación de Yanai centró su atención en estas estructuras y optimizó su preparación, describiendo un procedimiento de síntesis más sencillo y eficiente para obtener estos compuestos. Además, este grupo de investigación realizó el estudio de su determinación estructural y sus propiedades orbitalarias con detalle. Respecto a su reactividad, estos zwitteriones se utilizaron para llevar a cabo reacciones de alquilación de fenoles.
En los últimos años, nuestro grupo de investigación ha estudiado la reactividad del zwitterión de Koshar derivado de la 2-fluoropiridina. Este zwitterión es el precursor de la molécula muy polarizada Tf2C=CH2, que actúa como 1,2-dipolo frente a alquinos, generando ciclobutenos diferentemente funcionalizados a través de una ciclación [2+2]. Además, la reacción de este zwitterión con azidas ha permitido obtener triazoles funcionalizados a través de una cicloadición formal [3+2]. Por otro lado, la reactividad de inonas ha permitido acceder a triflonas heterocíclicas de interés biológico como son las flavonas. Por último, se ha estudiado la reactividad de este zwitterión en procesos de C¿H bis(triflil) etilación de diferentes heterociclos, actuando como un excelente aceptor Michael.
Respecto a la importancia de las moléculas orgánicas fluoradas, han demostrado tener una gran utilidad en campos como la industria farmacéutica, agroquímica o ciencia de materiales. Esto se debe, en gran parte, a las propiedades únicas que ofrece la incorporación de átomos de flúor a un sustrato orgánico. Su pequeño tamaño y su elevada electronegatividad, unido a la fortaleza de sus enlaces con el carbono, implican que la introducción de un átomo de flúor en la estructura de la molécula provoque un efecto importante sobre las propiedades físico químicas de dicha molécula.
- English
In 1976, Koshar zwitterions were discovered remaining as a scientific curiosity for many years. Fortunatelly, in 2013 Yanai research group rediscovered them, optimizing their synthesis and studying their structure and properties in depth.This study contributed to our research group wondering how this molecule would behave with different unsaturated and heterocyclic systems, thanks to the easy in situ formation in solution of the Tf2C=CH2 molecule from the zwitterion.On the other hand, the development of new synthetic methodologies to obtain carbazoles has always been of great interest, because of their important and remarkable biological properties and their applications in Materials Chemistry. In fact, a large number of synthetic routes have been developed using the indole skeleton as starting material, through different types of carbocyclizations.Finally, transition metal catalyzed carbocyclization methodologies with halogen migration are less explored reactions. Interestingly, the halogens present in the starting material are re-integrated into the final product, which gives molecules with a great synthetic potential...
