Polímeros con pirrolidina soportada en la formación de enlaces C=N por activación vía iminio a pH fisiológico y en fase heterogénea

• Autores: Emily Vargas Rodríguez
• Directores de la Tesis: Belén Cid de la Plata (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Número de páginas: 284
• Tribunal Calificador de la Tesis: Eva María Maya Hernández (presid.), Inés Alonso Montero (voc.), José Luis Aceña Bonilla (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Orgánica por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Química analítica
      • Análisis de polímeros
    • Bioquímica
      • Aminoácidos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • Hace unos años en nuestro grupo de investigación descubrimos que la pirrolidina era un catalizador tremendamente eficaz en la formación de una gran variedad de enlaces C=N mediante activación vía iminio. Encontramos condiciones para preparar todo tipo de iminas de manera sencilla y sostenible con elevados rendimientos. Entre ellas, destacan las sulfiniliminas por ser importantes intermedios en la síntesis de aminas en forma enantioméricamente pura. También demostramos que el método proporcionaba grandes ventajas en la síntesis de otros compuestos importantes como nitronas, oximas e hidrazonas entre otros. En esta Tesis Doctoral hemos dado un paso más en el desarrollo de esta metodología profundizando en dos frentes fundamentales que se resumen a continuación. La pirrolidina posee un elevado pKa (11.2) y como consecuencia, a pH 7.4 se encuentra mayormente protonada, lo que dificulta su actuación como catalizador nucleófilo a dicho pH. Consideramos que sería muy interesante ampliar el rango del uso de la pirrolidina en agua a pH fisiológico lo que permitiría, por ejemplo, su uso en la preparación de bioconjugados. Nuestra hipótesis de trabajo ha sido la introducción de sustituyentes que generen el entorno adecuado alrededor de la pirrolidina de modo que se produzca una bajada en su pKa y ésta pueda ser catalíticamente activa en condiciones fisiológicas. Esta estrategia trata de imitar la habilidad de las enzimas de modular el pKa de los aminoácidos modificando el entorno para poder realizar su función. Para la realización del proyecto hemos colaborado con el Dr. Alberto Gallardo del grupo de funcionalización de polímeros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICTP-CSIC) y el Dr. Alfonso Fernández Mayoralas del grupo de química bioorgánica del mismo centro en Madrid (IQOG-CSIC). Los estudios realizados en este sentido se tratan en el capítulo 1 y recogen la preparación de una batería de polímeros solubles en agua que contienen pirrolidina con diferente grado de sustituyentes hidrofóbicos y el análisis que estos ejercen en las características del polímero. Aunque son varios los factores a analizar, nos hemos centrado principalmente en la variación del pKa de la pirrolidina y su efecto en su actividad catalítica como organocatalizador nucleófilo. Por otro lado, el uso de catalizadores heterogéneos reciclables conteniendo pirrolidina permitirían la catálisis de los procesos de formación de enlaces C=N de forma más sostenible. En colaboración con el Dr. Ángel E. Lozano, que pertenece al Instituto CINQUIMA de Valladolid y al departamento de Química Macromolecular del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC), hemos analizado sistemáticamente una serie de polímeros porosos robustos y reutilizables fundamentalmente en la preparación de nitronas y sulfiniliminas. Los progresos en esta área se recogen en el capítulo 2. Dado que el punto de partida de ambos capítulos es común hemos estructurado esta tesis en una introducción común y unos antecedentes particulares para cada una de las áreas. La preparación de los polímeros usados en ambos capítulos se realizó en los respectivos grupos de polímeros mencionados. No obstante, por motivos formativos y por claridad en la lectura de esta tesis hemos decidido incluirla en la memoria. a lista de publicaciones y comunicaciones a congresos a las que ha dado lugar el trabajo realizado en este y otros temas se encuentra recogido al final de la memoria