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Los brassinosteroides son un nuevo tipo de hormonas vegetales duenias de una poderosa actividad promotora del crecimiento, aun a muy bajas concentraciones. Desde el descubrimiento del brassinolido y la castasterona se han realizado denodados esfuerzos para conocer mas profundamente este nuevo tipo de fitohormonas, en áreas tales como el desarrollo de estudios analíticos, la química, la bioquímica, la fisiología y el modo de acción molecular. Por otro lado, se han encontrado un gran numero de otros análogos extraídos de fuentes naturales que se han intentado obtener por síntesis química, as¡ también como diferentes análogos no naturales. Nosotros desarrollamos la síntesis de diferentes análogos de castasterona y sus correspondientes 22(S),23(S)-isómeros con diferentes modificaciones en los anillos A y B. Además, estudiamos el nivel de bioactividad de estos compuestos utilizando el ensayo de la inclinación de la lamina de arroz sobre la variedad de arroz local Chui en presencia y ausencia de luz. Con los resultados obtenidos en este ensayo establecimos un orden de bioactividad creciente para estos compuestos.

En esta tesis se describe la síntesis de análogos de esteroides neuroactivos por dos vías: i) reordenamiento aniónico y radicalario de anillos ciclopropánicos,que llevó a la obtención de D-homo pregnanos conformacionalmente mhs flexibles. ii) introducción de un anillo aziridina en el esqueleto esteroidal, que permitió la preparación de un análogo conformacionalmente más rigido de minaxolona, un anestésico esteroidal. A partir de 11 α-hidroxiprogesterona se preparó la 11α-hidroxi-17β,18-ciclopregn-4-en-3,20-diona, ésta se transformó en los 3α-hidroxi-18-nor-D-homopregnanos con fusión de anillos A/B cis y trans por reducción del anillo A con Ni/Al/NaOH, seguido de oxidación, y tratamiento con NaOH/metanol. Se desarrolló la metodología de reordenamiento radicalario de ciclopropilcetonas vía hidruros de alquilmercurio aplicándola a distintos sustratos: ciclopropilcarvona, 3 β-acetoxi- 16α, 17α-metilenpregn-5-en-20-ona, 20β-hidroxi-4β,5βmetilenpregnan- 3-ona y 20-acetoxi-3α,5α-ciclopregnan-6-ona. Partiendo de 3β-acetoxi- 16α, 17α-metilenpregn-5-en-20-ona se obtuvo como producto principal el correspondiente D-homo pregnano (expansión del anillo) en un solo paso. Los resultados obtenidos demostraron la utilidad de los reordenamientos con hidruros de alquilmercurio como un método alternativo de reordenamiento radicalario de ciclopropilcetonas y especialmente útil en el caso de cetonas altamente impedidas donde los métodos tradicionales no dan buenos resultados. Se estudió también la posibilidad de realizar los reordenarnientos de ciclopropanos vía complejos de alquilcobalto a partir de ciclopropilalcoholes. Como estudio preliminar se sintetizó el primer complejo de alquilcobalto esteroidal, 3β- [(salofen)CoIII]-pregn-5-en-20-ona,a partir de pregnenolona. Los intentos por tratar de introducir un buen grupo saliente en posición α al ciclopropano llevaron al reordenamiento catiónico. Finalmente se describe la aziridinación de pregn-11-eno-3,20-diona y 3α-acetoxipregn- 11-eno-20-ona mediante el uso de SesN=IPh y CuOTf que llevó a la formación de las N-Ses aziridinas esteroidales correspondientes; luego de desprotección y metilación se obtuvo la N-metil-11α, 12α-aziridino-5β-H-pregnano-3,20-diona y el análogo de minaxolona 3-α-hidroxi-N-metil-11α, 12α-aziridino-5β-H-pregnan-20-ona.

En este trabajo de tesis se describe la síntesis de diferentes análogos de esteroides sulfatados marinos con el objeto de evaluar su actividad biológica y establecer correlaciones estructura-actividad. Los esteroides sintetizados poseen grupos sulfato en C-2 y C-3 con diferentes configuraciones y funciones oxigenadas en C-6 y fueron obtenidos a partir de la sulfatación de sus análogos hidroxilados. La reacción de sulfatación fue optimizada luego de probar diferentes condiciones, entre ellas, la selección del agente sulfatante, la relación de equivalentes entre el esteroide y el agente sulfatante, el tiempo y la temperatura de reacción y el método de calentamiento. Todos los análogos sintéticos se obtuvieron a partir de un precursor común, la 5α-colest-2-en-6-ona, que se sintetizó mediante sucesivas reacciones de oxidación y reordenamientos a partir del colesterol. Se ensayó la actividad de inhibición de la enzima acetilcolinesterasa de los compuestos sulfatados y sus análogos hidroxilados y se observó que el compuesto 2β,3α-dihidroxi-5α- colestan-6-ona disulfato resultó ser el más activo de la serie. Por ello, este compuesto fue el elegido como modelo para el estudio de la cinética de la reacción de inhibición. En base a la cinética de la reacción, se realizó un estudio de docking molecular del compuesto y de su análogo desulfatado, el cual no inhibe a la enzima acetilcolinesterasa. Luego se realizaron estudios de dinámica molecular verificándose la estabilidad de los complejos enzimaesteroide obtenidos en el estudio de docking. En el caso del análogo inactivo, si bien se comprobó la estabilidad del complejo, se observó la apertura de un canal secundario en la superficie de la enzima que comunica con el sitio activo, lo que explicaría la razón por la que dicho esteroide no inhibe a la enzima. Debido a los antecedentes de citotoxicidad de los 6E-hidroximino esteroides, se sintetizaron cuatro oximas novedosas a partir de los correspondientes 6-cetoesteroides obtenidos previamente. Se estudió la citotoxicidad de las oximas sintéticas y de algunos esteroides polihidroxilados sulfatados relacionados -para evaluar la influencia de grupos hidroxilo, sulfato y carbonilo en C-6 en la actividad- frente a dos líneas celulares tumorales de cáncer de próstata humano, PC-3 (andrógeno independiente) y LNCaP (andrógeno dependiente). Los resultados indicaron que el compuesto 2β,3α,6β-trihidroxi-5α-colestano trisulfato fue el más activo frente a la línea celular LNCaP y la oxima 2β,3α-dihidroxi-6E-hidroximino- 5α-colestano, frente a PC-3. Por último, se estudió la actividad antiviral y virucida de los compuestos sulfatados y sus análogos desulfatados frente a los virus herpes simplex tipo 1 (HSV-1) y Junín (JV), responsable de la fiebre hemorrágica argentina. La oxima 2β,3α-dihidroxi-6E-hidroximino- 5α-colestano resultó ser el compuesto más activo frente al virus HSV-1, mientras que los compuestos 2β,3α-dihidroxi-5α-colestan-6-ona disulfato y 2β,3α,6β-trihidroxi-5α-colestano- 2,3-disulfato fueron los más activos frente al virus Junín. Ambos resultados ponen de manifiesto la importancia de los grupos sulfato para la actividad antiviral de estos esteroides.

Con el propósito de obtener compuestos orgánicos que emulen la actividad biológica de las llamadas hormonas juveniles de insectos se sintetizaron sesenta y dos compuestos que mostraron elevada actividad biológica de tipo hormona juvenil tanto en ensayos con huevos de Rhodhius prolixus y Triatoma infestans y en ensayos in vitro con el protozoario Trypanosoma cruzi. La actividad de estos miméticos de hormona juvenil fue en muchos casos comparable a la hormona juvenii natural HJ III y en aigunos de ellos, muy superior. Estas moléculas blanco fueron pensadas teniendo en cuenta la estructura de la hormona juvenil III |10(R),11-epoxi-3,7,11-trimetil-2,6- dodecadienoato de metilo|, que se modificó en su extremo polar. En reemplazo de un éster metílico conjugado se introdujeron otros grupos, también polares, como carbamato, tiolcarbamato, carbonato, tiolcarbonato, etc. La elección de estos grupos se basó en la e1evada actividad que presentaba el fenoxycarb (producto comercial) en este tipo de ensayos, ya que este compuesto poseía un grupo carbamato en su extremo polar pero una estructura no isoprénica en su esqueieto hidrocarbonado. La mayoría de estos compuestos se sintetizaron a partir de la geranilacetona, la cual se transformó en el alcohol correspondiente. Con este alcohol se obtuvieron los derivados carbonato de metilo, etilo e iso-butilo y el tiolcarbonato de etilo por tratamiento con el cloroformiato apropiado. Posteriormente, cada uno de estos compuestos fue tratado con una cantidad equivalente de ácido metacloroperoxibenzoico para obtener los 9,10-epoxi derivados. Por otro lado, la oxima de la geranilacetona se trató separadamente con cloroformiato de etilo y ciorotiolformiato de etilo y los productos obtenidos se trataron con una cantidad equivaiente de mCPBA para dar así los 9,10-epoxi derivados de compuestos con agrupaciones etoxicarboniloxiimino y etiltiocarboniloxiimino. Los derivados carbamato de esta serie se obtuvieron transformando la oxima de la geranilacetona en la amina correspondiente, la cual fue tratada en forma similar a la utilizada para el alcohol obteniéndose los carbamatos correspondientes y sus derivados epoxidados. En el trabajo se describe también la síntesis de (±) HJ III a partir de geranilacetona. Para ello se trató este compuesto con el enolato de litio del acetato de ter-butilo. Luego de deshidratación e hidrólisis y tratamiento posterior con diazometano se obtuvo el éster metílico. Esta sustancia tratada con un equivalente de mCPBA condujo a la HJ III como mezcla de enantiómeros con rendimiento mejorado respecto a otros métodos publicados previamente. También se sintetizaron algunos análogos de hormonas juveniles de insectos elongando la cadena carbonada de la geranilacetona por sucesivas condensaciones con el acetato de ter-butilo o por tratamiento de la geranilacetona con el 2-litio-1,3-ditiociclohexano. En vista de la elevada actividad biológica observada para el compuesto S-etil-(6,10-dimetil-undeca-5E,9-dien-2—il)—tiolcarbonato se estudió la influencia de la configuración absoluta en C-2. Para ello se intentó la síntesis enantioselectiva utilizando como auxiliar quiral α-pineno. Al no ser reproducibie este método de preparación, se prepararon los diastereoisómeros de la mezcla racémica dei geranil-iso-propanol utilizando ácido mandélico como agente de resolución quiral. Esta mezcla se separó por cromatografía líquida de alta resolución. Los alcoholes libres se obtuvieron por hidrólisis de los respectivos mandelatos con elevada pureza óptica. Se sintetizaron, además, numerosos compuestos con estructura no isoprenoide. Todos estos compuestos fueron preparados como derivados carbonatos, al ser éste el grupo que mejor actividad presentó en los ensayos biológicos. Se prepararon también análogos de la hormona juvenil-II (HJ II). La síntesis se efectuó de acuerdo al siguiente esquema de reacciones: la geranilacetona se transformó en geranil iso-propanol. Este producto se acetiló al acetato correspondiente. Este compuesto tratado con una cantidad equivalente de mCPBA condujo al 9,10-epoxi derivado, el cual mediante tratamiento con ácido perclórico rindió el diol correspondiente. La ruptura oxidativa con metaperiodato de sodio condujo al aldehido correspondiente por ruptura del enlace C-9 C-10. Sobre este aldehido se realizaron distintas reacciones de Wittig con diferentes sales de fosfonio obtenidas por reacción entre trifenilfosfina y los bromuros de etilo, n-propilo y sec-butilo. En todos los casos se obtuvieron los isómeros Z en el doble enlace terminal. Las hidrólisis de los distintos acetatos condujo a los diferentes alcoholes que fueron tratados con distintos cloroformiatos de alquilo para dar los distintos análogos de hormonas juveniles. Se prepararon también una serie de análogos en los cuales se reemplazó el metilo en C-2 de la geranilacetona por un grupo etilo o un hidrógeno. Para ello se partió de geraniol que se transformó en el bromuro de geranilo. Este compuesto fue tratado con el enolato de litio del acetato de ter-butilo para dar el éster correspondiente. El éster fue reducido al alcohol correspondiente que fue la base para la obtención de nuevos análogos de hormonas juveniles por tratamiento con distintos cloroformiatos. Finalmente la oxidación del alcohol al aldehido respectivo seguida de tratamiento con reactivos de Grignard condujo al 3-hidroxi derivado que fue un nuevo precursor sobre el cual se obtuvieron distintos análogos, también por tratamiento con distintos cloroformiatos. Se realizó también la preparación de distintos carbonatos derivados a partir del farnesol seguido de epoxidación de la misma forma que la descripta para los derivados del geranil iso-propanol. Con todos estos compuestos disponibles se pudieron sacar numerosas conclusiones en torno a la relación estructura química/actividad biológica y se pudo establecer un estudio comparativo de RMN-¹³C de los distintos compuestos preparados. Es muy importante destacar que todos los compuestos sintéticos que fueron sometidos a pruebas biológicas no se encontraban descriptos en la literatura. En este trabajo se presentan también detalles y datos de 1os ensayos biológicos realizados por el Dr. Angel M. Stoka en el Instituto Nacional de Diagnóstico e Investigación de la Enfermedad de Chagas "Dr. M. Fatala Chabén".

Los withanólidos son un grupo de esteroides naturales de 28 carbonos aislados de plantas pertenecientes al género Solanacea. En particular un pequeño grupo de withanólidos con un anillo D aromático de seis miembros se aisló de la planta Salpichroa origanifolia. Estos compuestos presentan actividad antialimentaria y antiproliferativa. Para determinar la relevancia del anillo D aromático en las propiedades biológicas de los salpichrólidos, en este trabajo de Tesis se sintetizaron ocho esteroides con anillo D aromático, análogos de los salpichrólidos con cadena lateral simplificada. Se describe una nueva metodología para la preparación de esteroides con anillo D aromático, la cual involucra la abstracción de HBr a partir de un homoesteroide dibromado por tratamiento con DABCO. Todos los nuevos compuestos fueron caracterizados usando técnicas de RMN 2D y espectrometría de masas. Se determinaron las actividades antiestrogénica y antifúngica de los análogos sintéticos y de tres salpichrólidos naturales.

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2014.

El objetivo del presente trabajo de tesis fue realizar la síntesis de azaesteroides novedosos con la intención de estudiar la relación estructura-actividad biológica de los mismos. En la introducción general se hace una breve descripción de los resultados obtenidos por diversos autores en lo referente a la actividad biológica de aza y aminoesteroides. Se trata en particular, la actividad de ciertos 4-azaesteroides como inhibidores de la enzima 5α-reductasa, enzima responsable de la conversión de testosterona en 5α-dihidroterstosterona y el uso de estos 4-azaesteroides como tratamiento alternativo para controlar el nivel de andrógenos en pacientes con hiperplasia prostática benigna, acné, hirsutismo, calvicie y seborrea. En el capítulo I se presenta una breve reseña de los métodos de preparación de 17a-aza-D-homoesteroides y se describe la preparación de N-alquil-17a-aza-D- homoandrostanos a partir de 3β-hidroxi-5-androsten-17-ona. Se presentan las distintas etapas claves del camino sintético empleado: i) preparación de las oximas a usar como sustrato de la reacción de Beckmann; ii)reacción de Beckmann sobre las oximas empleando cloruro de p-toluensulfonilo en piridina y iii)N-alquilación de las lactamas obtenidas en la etapa ii. En el capítqu II se presenta una recopilación de los distintos métodos descriptos para la oxidación de 3-ceto-Δ4-esteroides y para la preparación de 4-azaesteroides. Se describe la síntesis de 4-azaesteroides a partir de progesterona por oxidación de la últimacon tetróxido de rutenio y se presentan los resultados encontrados al condensar el ácido 3,5-secoesteroide obtenido con amoniaco, metilamina, n-butilamina e i-propilamina. Se describe la sintesis de 4-aza-20ξ-hidroxi-5α-pregnan-3-ona y de N-metil- 4-aza-20ξ-hidroxi-5α-pregnan-3-ona obtenidos por hidrogenación catalítica de las correspondientes enamidas y se caracterizan estos últimos compuestos por acetilación y por oxidación para confirmar la presencia del hidroxiloen C-20. Se describe la preparación de un Δ1-4-azaesteroide por oxidación de 4-aza-20ξ-acetoxi-5α-pregnan- 3-ona con bis(trimetilsilil)trifluoroacetamida(BSTFA) y 2,3-dicloro-5,6-diciano-1,4- benzoquinona (DDQ) y la reducción de 4-aza-20ξ-hidroxi-5α-pregnan-3-ona con hidruro de aluminio y litio. En el capítulo III se describe la preparación de un azacardenólido y se presenta una reseña de los métodos descriptos en literatura para la preparación del anillo butirolactámico. Se presenta un primer camino sintético, que no fructificó, cuya etapa clave debía consistir en la reacción del dianíon de una amina alílica con carbonato de dietilo. Se describen los resultados obtenidos en un segundo camino que tenía como etapa clave la adición del enolato de litio del acetato de t-butilo a un 21-azido-20- cetoesteroide, camino que condujo en forma satisfactoria al azacardenólido buscado. En el capítulo IV se presenta una breve reseña de los antecedentes de literatura sobre reacciones de homologación del anillo A con producción de lactamas isómeras mediante los reordenamientos de Beckmann y de Schmidt de 3-hidroximino y 3-cetoesteroides respectivamente. Se describen los resultados obtenidos al emplear las reacciones de Beckmann y de Schmidt sobre 3-hidroximinoy 3-cetocolanoato de metilo respectivamente y las dificultades encontradas al intentar separar la mezcla de lactamas isómeras obtenida. En el capítulo V se realiza una reseña de los factores que afectan el valor del desplazamiento químico en RMN 13C y se describe brevemente la racionalización de los corrimientos de las señales en términos de efectos de sustituyente. Se presentan los espectros de RMN 13C de numerosos androstanos y pregnanos variadamente sustituídos como asi también de algunos colanoatos preparados durante la síntesis de los 3-aza y 4-aza-A-homoesteroides. Al final del capitulo se tabulan los efectos de alquilación del nitrógeno en 17a-aza-D-homoesteroides y de sustitución del hidrógeno de C-21 en pregnanos y se intenta una explicación de los corrimientos observados en términos de los efectos de sustituyente. En el capítulo VI se presenta una discusión general sobre algunos puntos no discutidos en los capítulos I a IV en lo referente a mecanismos de reacción, dificultades experimentales y estereoquímica de las reacciones empleadas. En la sección experimental se describen en detalle los procedimientos seguidos para la preparación de los productos presentados asi como las caracterizaciones estructurales mediante la aplicación de técnicas espectroscópicas.

Los “azoles” son compuestos que contienen un anillo heterocíclico de cinco o seis miembros con dos o más nitrógenos. Teniendo en cuenta su interés biológico, en este trabajo se planteó la síntesis y caracterización de una serie de azoles como agentes antivirales. Se sintetizaron compuestos pertenecientes a las siguientes familias heterocíclicas: 1,2,4-triazolil-3-tionas, 1,3,4-oxadiazoles y imidazo[2,1-b]tiazoles, así como los pirrolo[2,1-b]tiazoles análogos isostéricos de imidazo[2,1-b]tiazoles, todos ellos sustituidos con un residuo glicosídico y un anillo aromático halogenado. Primeramente, se llevó a cabo la síntesis de derivados fúranósicos protegidos, donde los heterocíclicos antes mencionados se formaban mediante la funcionalización del carbono exocíclico. Este objetivo también involucró la búsqueda y optimización de condiciones de halogenación y oxidación quimioselectivas. Además, se estudió la influencia de la estereoquímica del carbohidrato sobre los rendimientos de reacción para la síntesis de los precursores. Los compuestos fueron evaluados por colegas contra virus Junín y virus Dengue, siendo los imidazo[2,1-b]tiazoles los derivados más promisorios. Posteriormente y gracias a la versatilidad de la estrategia sintética utilizada, se extendió la síntesis de imidazo[2,1-b]tiazoles que presentan variaciones en la posición relativa de los sustituyentes sobre el heterociclo. Se compararon condiciones de calentamiento térmico y por microondas, logrando con esta última minimizar tiempos de reacción. Los estudios de actividad antiviral indicaron que los derivados bromados y clorados resultaron los más activos. Para evaluar la hidrofilia en la actividad, se sintetizaron derivados análogos donde el hidrato de carbono estuviese desprotegido. Para cumplir con este objetivo se evaluaron distintos grupos protectores siendo el p-metoxibencilo aquel que permitió obtener los compuestos deseados. La evaluación antiviral de los mismos indicó que la mayor hidrofília resultaba en desmedro de la actividad.

La síntesis de diversos C-glicosilmetil isoxazoles ha sido llevada a cabo mediante adición intramolecular 5-endo-trig de radicales iminoxilo generados a partir de cetoximas alfa, beta - insaturadas. Dichos isoxazoles fueron caracterizados mediante espectroscopía 1H-RMN y 13C-RMN. La actividad de estos C-glicosilmetil isoxazoles como inhibidores de la anhidrasa carbónica también fue estudiada.

La obtención de un gran número de productos de la industria química, y especialmente del campo de la Química Fina, involucra reacciones de hidrogenación en una o más etapas. Frecuentemente resulta necesario hidrogenar selectivamente moléculas con dos o más grupos funcionales de reactividades semejantes, y más aún, hidrogenar selectivamente el grupo menos favorable termodinámicamente, como en el caso de compuestos carbonílicos insaturados. Por tanto, el diseño de catalizadores quimioselectivos para ser empleado en la reducción de estos compuestos es un tema de gran interés desde el punto de vista académico e industrial.La quimioselectividad depende de un gran número de propiedades estructurales del catalizador en cuestión. Entre ellas existe una abundante documentación experimental que demuestra que la actividad y la selectividad de las reacciones de hidrogenación dependen del tamaño de las partículas metálicas de la especie activa. Partiendo de este concepto, si se desea estudiar el efecto de alguna otra variable estructural del catalizador, será necesario asegurar que los mismos posean iguales tamaños de partícula metálica para evitar distorsiones en los resultados.El objetivo general del presente trabajo fue desarrollar un método novedoso de preparación de catalizadores de Ni soportados utilizando nanopartículas monodispersas pre-sintetizadas. Esto permitirá obtener catalizadores con un control muy preciso del tamaño de la fase activa. Estos sistemas podrán ser utilizados para estudiar la influencia de determinadas propiedades estructurales en reacciones de hidrogenación quimioselectiva, sin interferencias generadas por efecto del tamaño de las nanopartículas. La reacción test elegida fue la hidrogenación en fase líquida de acetofenona.En el marco de este trabajo ha sido posible obtener de manera reproducible nanopartículas de Ni metálico de 20 nm de diámetro, monodispersas. Las partículas fueron soportadas sobre sólidos mesoporosos (MCM-41) modificados con el fin de obtener diferente hidrofobicidad del material. Los catalizadores preparados fueron activos y altamente quimioselectivos al producto buscado, 1-fenietanol. Se encontró que un aumento en la hidrofobicidad del soporte conduce a sistemas significativamente más activos.Asimismo, se estudió el efecto de la presencia de un segundo elemento más electronegativo que el Ni (P) en contacto íntimo con este. Ha sido posible sintetizar nanopartículas monodispersas de diámetro promedio aproximadamente igual a 20 nm de una mezcla de Ni12P5 y Ni2P. Los catalizadores preparados a partir de nanopartículas de fosfuro de níquel, soportadas sobre MCM-41, fueron activos y quimioselectivos en la hidrogenación de acetofenona. Las fases de fosfuros de níquel poseen una variedad de estructuras con propiedades diferentes. Debido a la gran versatilidad de estas fases, las mismas aparecen como novedosos catalizadores potenciales para hidrogenación quimioselectivos y se justifican nuevos esfuerzos para estudiar diferentes composiciones y sustratos.