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El término carbonilación se utiliza usualmente de una manera inespecifica para denotar una reacción en la cual el CO se introduce en una molécula orgánica. Son de gran interés los derivados acilo de Li, Mg, Zn, Al, es decir, aquellos metales cuyos alquilos y arilos son potentes nucleófilos. La importancia potencial de la acilación nucleofilica es la de proveer una ruta directa para la obtención de aldehidos, cetonas, amidas, α-hidroxicetonas, etc. En particular, quiza los compuestos organometálicos más útiles y versátiles sinteticamente sean los alquil- y aril- litios. La estructura de los compuestos organoliticos en estado sólido ha sido revisada recientemente. Los estudios de rayos X demuestran que cuando no hay impedimento estérico apreciable, los compuestos organoliticos forman agregados (oligómeros): observan frecuentemente tetrámeros y hexámeros. Existen evidencias que demuestran que también en solución se encuentran como agregados. Los alquil-litios. generalmente hexaméricos en solventes hidrocarbonados, cambian a la forma tetramerica al pasar a una solución eterea, quedando algunas moléculas de éter asociadas a los oligómeros. Los aril-litios se encuentran como tetrámeros en solventes hidrocarbonados, y como dimeros en soluciones etéreas. La utilidad sintética de los alquil-litios ha sido estudiada principalmente por Seyferth y col. Asi, su grupo ha desarrollado una metodologia para la acilación nucleofilica directa de aldehidos, ésteres, y lactonas con buenos rendimientos, por medio de la carbonilación lenta del alquil-litio a muy baja temperatura, y atrapamiento inmediato “in situ" del acil-litio con un electrófilo colocado en el medio de reacción. La utilidad sintética de los aril-litios ha sido estudiada principalmente en nuestro laboratorio. Así, la reacción de fenil-litio (sólido) con CO a 110°C produce α-α-difenil- acetofenona, 2, con rendimiento cuantitativo: la carbonilación de 1-naftil-litio y xilil-litio en solución (THF, 25°C) produce dicetonas (ArC(O)C(O)Ar) en muy altos rendimientos (83% y 98% respectivamente). La hidrólisis de la mezcla de reacción con Ac2O produce el cis-dienolacetato con 100% de estereoespecificidad. En la presente tesis se ha estudiado la carbonilación de mesitil-litio, obteniéndose la dicetona correspondiente con muy buen rendimiento (93%), y por un método más accesible que la única sintesis que informa un rendimiento similar, la cual utiliza compuestos organovanádicos, mucho más costosos que los aril-litios. La carbonilación de fenil-litio en presencia de haluros de alquilo produce diarilalquilcarbinoles con buen rendimiento cuando se utilizan haluros primarios (62-80%). Con haluros secundarios y terciarios los rendimientos son de moderados a buenos (20-71%). En la presente tesis se ha extendido el alcance de la reacción, utilizando dibromoalcanos (trabajo publicado en J. Organomet. Chem.); los cuales dan lugar a bromoalquildifenil- carbinoles con buen rendimiento (50-80%). En los casos en que el dibromuro de alquilo tiene 3 ó 4 átomos de carbono, el calentamiento de la mezcla de reacción antes de la hidrólisis produce éteres ciclicos de 5 y 6 miembros, con rendimientos de 50% y 80% respectivamente. El método permite obtener eteres ciclicos en un único paso, y con rendimientos mayores que los descriptos en la literatura. La importancia sintética de la carbonilación de aril-litios nos indujo a revisar el mecanismode la reacción, estudiado en 1973 por Whitesides y col., y revisado posteriormente por Nudelman y col. Hasta el momento de comenzar la presente tesis, la evidencia experimental permitia proponer el mecanismo que se expone en el esquema R.1. Puede observarse en el esquema R.1 que el mecanismo propuesto es polar: el único radical que se postula es el cetilo 1, que no es un intermediario real de reacción sino un producto. Sin embargo, últimamente se ha demostrado que muchas de las reacciones de los compuestos organometálicos como los reactivos de Grignard e incluso los compuestos organoliticos, ocurren por transferencia electrónica (TE). (ver esquema R.1) Los antecedentes de TE encontrados en la literatura, junto con observaciones previas realizadas en nuestro laboratorio. sugirieron la posibilidad de que el mecanismo de carbonilación de los aril-litios ocurra por TE, y que podrian haber por tanto compuestos paramagnéticos en el medio de reacción. Para confirmar esto último, se desarrolló un método de RMN l3C que permite determinar la concentración aproximada de radicales en condiciones preparativas. Este se basa en el ensanchamiento de las señales de los Cα de THF producido por la presencia de radicales. Para realizar el estudio se utilizó el anión radical de la benzofenona apareado con litio (1): se observó que el ensanchamiento producido por 1 en las señales de los carbonos de THF es lineal en el rango O.2-1.2 M; la pendiente de la recta es 30.6 Hz/M. Tambien se observó que el agregado de solventes no polares como hexano o benceno aumenta el ancho de las señales, lo cual acrecienta la sensibilidad del método. Se completó el estudio con la determinación de los corrimientos producidos por 1 en las señales de los carbonos de THF, y la influencia de la presencia de 1 en los tiempos de relajación spin-red de éstos. Todo esto permitió calcular el número de moléculas de THF que se encuentran afectadas por cada molécula de 1 (aprox. 12); esta podria ser la zona "cibotáctica" alrededor de 1 (trabajo publicado en Mag. Res. Chem.). Una vez desarrollado el método descripto, se procedió a medir el ensanchamiento de las señales de los carbonos de THF, producidos por las mezclas de reacción aril-litios\\CO. Los resultados indican para todos los aril-litios (fenil-. 1- naftil-, y mesitil-litio), que la concentración de radicales al finalizar la reacción (antes de hidrolizar) es del orden de la concentración inicial de reactivo (tabla 2.4), lo cual demuestra claramente que los compuestos paramagnéticos constituyen una fraccion muy importante de los productos de reaccion (trabajo publicado en Tetr. Lett.). La identificación de algunas de las especies paramagnéticas presentes en la mezcla de reacción, se realizo por resonancia paramagnetica electrónica (RPE). La RPE es una rama de la espectroscopia que se aplica especificamente a moléculas que poseen electrones desapareados; los espectros obtenidos poseen una estructura hiperfina que depende del spin de los núcleos de la molécula, de la cantidad de núcleos activos, y de las constantes de acoplamiento hiperfino (hfsc) correspondientes a c\\u de los núcleos intervinientes. La reacción 1-naftil-litio\\CO (THF, 25°C) dió lugar a señales intensas pero no resueltas, probablemente debido a la gran cantidad de lineas que producen los 7 hidrógenos diferentes en los productos de reaccion. Lo mismo ocurrio para la mezcla de reaccion PhLi (sólido)\\CO. Sin embargo, se obtuvo un espectro bien resuelto para las mezclas PhLi\\CO en Et2O y THF. En ambos casos el espectro obtenido es el mismo. Por medio de un programa computacional pudieron obtenerse sus hfsc, las cuales fueron adjudicadas al anión radical de la benzofenona, pero probablemente apareado con un catión que no es Li+ tal cual (posiblemente se trata de Li+ coordinado con CO). Esto fue deducido por comparación con las hfsc existentes en la literatura. Recientemente, se ha detectado la especie (PhCOLi)-Li+ en el medio de reacción PhLi\\CO (THF, 25°C, exceso de PhLi) (trabajo a presentar en el XIX Congreso Latinoamericano de Quimica). El espectro obtenido corresponde a una partición de 3 H con hfsc = 3.40 G. El cálculo de la molécula PhCO(9 electrones pi) por el metodo de Hückel da lugar a constantes muy similares, que producen un espectro simulado muy similar al experimental. Tambien se realizaron estudios cinéticos: el 1-naftil-litio, 11, en solución de THF, reacciona lentamente con el solvente, dando lugar luego de 1-2 hs. a una señal de RPE: también se observa un máximo de absorbancia en espectroscopia UV-visible. El seguimiento de la reacción a través de este máximo permitió obtener la constante de reacción, la cual es pequeña, alrededor de 10-4. La reacción 11\\CO (THF\\hexano = 20:80, 25°C) también se estudió por espectroscopia UV-visible. En este caso la reacción es muy rápida, y debieron superarse numerosas dificultades: el coeficiente de extinción de los productos es muy elevado: la presencia de un gas (CO) como reactivo dificulta el mezclado: debió determinarse la solubilidad del CO en la mezcla de reacción para asi conocer [CO] inicial. Por otra parte, la reacción no da lugar a un único producto (30% de Naf2CO y 70% de (NafCO)2). Se realizó un tratamiento matemático que permitió corregir la ecuación cinética, considerando el efecto que produce lo antedicho sobre las absorbancias medidas. Los resultados obtenidos son los siguientes: órdenes de reacción unitarios para cada uno de los reactivos (11 y CO), y una constante de velocidad igual a 6.63 M-1s-1, lo cual indica que el primer paso es el determinante de la velocidad de reacción (trabajo en preparación a presentarse en J. Org. Chem.). Se investigaron otros aspectos mecanisticos: la reacción antedicha produce naftaleno, que no proviene de reacción del reactivo organolitico con trazas de humedad introducidas durante la manipulación. El agregado de Cl2CO a la mezcla de reacción produce rápidamente 1,1'-binaftilo; si luego de la reacción se agrega benzofenona se obtiene bencidrol, lo cual indica la reducción de la cetona a (Ph2CO)- o Ph2C(Li)OLi. También se probó el efecto de inhibidores de radicales libres sobre la mezcla de reacción 11\\CO: el iodo inhibe la reacción, pero reacciona con el reactivo organolitico; algunos compuestos obtenidos por oxidación del mesitileno producen el mismo efecto, pero no pudieron identificarse fehacientemente, se propuso una estructura probable para el inhibidor producido por la reacción de mesitileno con anhídrido trifluoroperacetico. El TEMPO acelera la transferencia de hidrógeno del THF al reactivo. probablemente a traves de un intermediario Ar. Se encontró que la p-benzoquinona, hidroquinona, y quinhidrona, son efectivos inhibidores de la reacción en estudio, y no reaccionan apreciablemente con el reactivo: asi, un 4% de una mezcla 1:1 de p-benzoquinona\\hidroquinona, produce 70% de inhibición, tanto en rendimiento de productos como en absorción de CO (trabajo en preparación a presentarse en J. Org. Chem.). Los resultados anteriores permiten sospechar que nos encontramos en presencia de un mecanismo de TE. Se realizaron algunos cálculos de entalpías de formación de los reactivos y posibles intermediarios en la TE con las rutinas MMX-MMPi (tabla 5.1). Los incrementos entalpicos calculados con estos datos (tabla 5.2), indican que la TE se realiza en el primer paso de la reacción, del aril-litio al CO. Aunque para afirmar esto seria necesario poseer los respectivos incrementos de energia libre, no parece esperable que el término entrópico pueda contrarrestar los incrementos entálpicos obtenidos (recordemos que ΔG°= ΔH°-TΔS°). Por otra parte, los valores que se encuentran en la literatura para el ΔG°de la reducción Co++\\Co° (13.4 kcal/mol) indican que la oxidación de 11 en solución es favorable. Esto se deduce considerando que: Co++ + 2 11 --> Co° + 2 Naf+, y 2 Naf- --> Naf2. Finalmente, el analisis de los resultados obtenidos, permite proponer el mecanismo que se expone en el esquema R.2. Como la reacción 60\\Ar debe competir con la dimerización de Ar (k = 10’9) y la abstracción de un H+ al solvente (k=5 10'6), k3 debe ser elevada (k3 > 10'9). Si bien la constante para la abstracción de H- es casi 3 órdenes de magnitud menor, la alta [solvente] en el medio de reacción compensaeste efecto. La coordinación en 62 está avalada por cálculos teóricos: Schleyer y col. han demostrado por calculos ab initio que el HLi forma un complejo con CO antes de reaccionar. (ver ESQUEMA R.2) Para la carbonilación en presencia de bromuros de alquilo puede postularse que el cetilo 62 reacciona con un radical R° proveniente de la TE del aril-litio al haluro: ArLi + RBr --> [(ArLi)+*(RBr)-*] --> Ar* + R* + LiBr 62 + R* ——————> Ar2C(OLi)R 72 A -78°C (THF), el radical R* escapa de la jaula del solvente antes de reaccionar con Ar*; a 25°C predomina la formación de ArR. Como la presencia de haluro provee un camino adicional para la formación de Ar*; y por tanto favorece la producción de 62, es de esperar que la relación 61/62 sea menor que en ausencia de haluro. Además, la reacción 62\\R* se verá desfavorecida con grupos alquilicos 2° y 3° debido al impedimento estérico. Todo esto se observa en la tabla 1.8

La reacción de carbonilación de compuestos organometalicos es, en la actualidad, un area de investigación muy activa ya que los productos que se obtienen resultan ser potenciales agentes de acilación nucleofilica y proveen una ruta de acceso rapida y sencilla para la sintesis de numerosos compuestos carbonilicos y carboxilicos. Estudios previos acerca de la inserción de CO en la unión N-Li de aminas secundarias litiadas, dejaron ciertos interrogantes respecto del mecanismo verdadero por el cual transcurre dicha reacción y su potencialidad sintética. Por otro lado, a la vista de los resultados satisfactorios obtenidos en la C-carbonilación de compuestos homociclicos aromáticos litiados, era de interés examinar su posible extensión a la obtención de compuestos heteroclclicos sustituidos para los cuales existen escasos metodos de sintesis. Los objetivos que se han propuesto alcanzar con el presente trabajo estan relacionados, por un lado, con el estudio de todas las variables que entran en juego en la obtención de los productos de carbonilación de amiduros de litio, conociendo de esta forma su/s mecanismo/s, con ellos explorar su aprovechamiento en la sintesis de compuestos diversos y hacer extensiva su aplicación a un amplio espectro de aminas secundarias. Por otra parte, los resultados obtenidos por reacción de furano y tiofeno con CO han servido para examinar la utilidad sintética de la reacción de carbonilación de compuestos heteroaromáticos litiados en comparación con los ya conocidos homoaromaticos. Las aminas secundarias estudiadas en el presente trabajo fueron: morfolina, 51, piperidina, 50, dibutilamina, 41, diciclohexilamina, 47, y ciclohexilisopropilamina, 48. Por carbonilacion de los correspondientes amiduros de litio se obtuvieron tres compuestos principales: dialquilformamidas, 28, dialquilglioxalamidas, 54, y tetraalquiltartronamidas, 55, para 41, 47 y 48, mientras que solo se obtuvo 28 cuando se partio de 50 y 51. Es importante hacer notar que junto a los productos de reaccion se obtienen cantidades de la amina inicial, variables según sea su naturaleza y las condiciones de reacción. Este resultado fue uno de los puntos claves para la elucidación mecanistica. Fue necesario conocer el contenido de amina libre presente en el amiduro de partida para descartarlo de la eventual formacion durante la reaccion. Para ello, con los amiduros mas estables se hicieron determinaciones clasicas (reactividad diferencial amina- amiduro con IMe); este es el caso de los amiduros correspondientes a 41 (31), a 47 (52), y a 48 (53). En cambio, la alta reactividad de morfolina y piperidina exigió el desarrollo de métodos espectroscópicos para determinar el contenido inicial de estas aminas en los correspondientes amiduros (58 y 60 respectivamente). Determinar la proporcion existente de amina en los amiduros de litio es muy importante, ademas, porque esta estrechamente relacionada con el estado de agregación de dichos compuestos. Es bien conocido, y de hecho es uno de los temas mas estudiados en los últimos años, que la reactividad, regio y estereoselectividad de los reactivos organo-litiados dependende la estructura y del grado de solvatacion de los mismos. Existen varios métodos que permiten determinar el estado de agregación de amiduros de litio. Utilizando técnicas espectroscópicas, se propusieron, en este trabajo, las estructuras de algunos de los compuestos estudiados, las cuales sirvieron para explicar detalles mecanísticos (publicacion enviada al J. Org. Chem.). Pudo comprobarse también que la cantidad de amina presente durante el avance de la reacción está relacionada con la naturaleza y el rendimiento de los productos de la misma. Asi, en la reaccion con morfolil y piperidilamiduro de litio, impide la formación de productos dicarbonilados, mientras que con dibutil, diciclohexil y ciclohexilisopropilamiduro de litio, un contenido alto de amina lleva a un mayor porcentaje de 54 y altos rendimientos de 55 se alcanzan cuando la cantidad inicial de amina es baja. Para confirmar estos resultados se han hecho numerosos estudios entre los que se incluyen: utilización de aminas deuteradas, hidrólisis con D2O, agregado de electrófilos, de cosolventes, estudios espectroscopicos, seguimiento de la reacción en el tiempo. Sin embargo, los datos mas relevantes se obtuvieron al estudiar las propiedades ácido-base en THF de las aminas utilizadas. Para determinar la escala de "acidez relativa" (referida a la pérdida del proton aminico para dar amiduro) se realizaron mediciones de desplazamiento quimico del Cα al N en RMN de 13C en equilibrios amina-amiduro entre pares de las aminas en cuestion. Para conocer la escala de "basicidad relativa" en THF (referida a la ganancia de un proton para formar un ión amonio) se utilizó la formacion de un par iónico con 2,4-dinitrofenol (publicacion en prensa en el J. Chem. Soc., Perkin Trans 2) Araiz de estos resultados se pudo plantear una serie de equilibrios acido-base entre amina, amiduro, productos e intermediarios de reacción que permitieron explicar ciertos aspectos oscuros del mecanismo involucrado. Por oxidación de las mezclas carboniladas previamente a la hidrólisis, se obtuvieron ureas y cetomalonamidas. Optimizando las condiciones de reacción a fin de hacerla sintéticamente útil (publicación en prensa en Synthesis), también se lograron grandes avances a nivel mecanistico. Los compuestos obtenidos, la mayoria no conocidos o preparados por metodos laboriosos, fueron comprobados por síntesis independientes. Con base en todos los trabajos realizados, se pudo explicar los diferentes comportamientos frente a la carbonilación que presentaron las distintas aminas utilizadas. Una visión general del mecanismo se presenta en la pagina siguiente. Cuando los amiduros carbonilados son 31, 52 y 53, el primer intermediario formado, 29, tiene la posibilidad de reaccionar con mas amiduro para dar formamida, 28, y amina a traves del intermediario 86, o con CO para formar el intermediario 84. Este, intercambia H por Li dando glioxalamida, 54, cuando el contenido de amina es alto; mientras que cuando la cantidad presente de amina es baja, reacciona con 29 formando el intermediario 87, el cual por hidrólisis rinde tartronamida, 55. El intermediario 87 puede formarse también por reaccion de 54 con 29 siendo esta ruta la via de obtención de 55 cuando se esta en presencia de alto porcentaje de amina. Cuandose trabaja con 58, la alta acidez relativa de la amina, posibilita la coordinación con el amiduro formando un complejo (morfolina.morfolillitio)2, el cual esta, además, favorecido por la presencia del O, que da lugar a la formación de una union hidrógeno intermolecular. La inserción de CO en estos complejos lle- va a la obtención de un par iónico interno, por intercambio H-Li entre la amina y el carbamoillitio, el que por hidrólisis produce formamida, producto que se obtiene cualesquiera sean las modificaciones posteriores que se realicen en las condiciones de reacción. En cuanto a la piperidina, dado que tiene caracteristicas acido-base intermedias, la reacción de formación de piperidilformamida transcurre por ambos caminos, y no se observan productos de mayor grado de carbonilación. Por otro lado, la carbonilación de 2-furillitio presenta una serie de dificultades derivadas de la alta inestabilidad que presenta el anillo furánico. Este es propenso a la oxidación, a ciclizaciones tipo Diels-Alder, a reacciones de apertura del anillo, a fotólisis y a polimerizaciones. Se logró obtener el reactivo con el maximo grado de pureza (publicación en Anales Asoc. Quim. Arg.) y se carboniló en las mas variadas condiciones. Luego de muchos ensayos infructuosos en los que sólo se obtuvieron polímeros gomosos, se consiguieron condiciones en las que fue posible detectar, aunque con bajos rendimientos, los productos de la reacción, a saber: 2,2’—bifurano; 2,2'—difurilcetona y furilo. En la carbonilación de arillitios, se obtienen funcionalizaciones semejantes, habiéndose demostrado en nuestro laboratorio, que se forman a traves de mecanismos que involucran transferencia electrónica: postulamos mecanismos del mismo tipo para la reacción del 2-furi11itio. Los intentos de carbonilar 2-tienillitio, obtenido en excelentes condiciones, fueron insatisfactorios. Se pudo comprobar una gran estabilidad de este reactivo frente a la absorción de Co en numerosas condiciones experimentales.

La reacción entre compuestos orgánicos metalados y monóxido de carbono fue objeto en los últimos años de numerosos estudios. Los productos de carbonilación obtenidos tienen gran interés sintético, y las reacciones que les dan origen constituyen un área importante de la química orgánica moderna, básica y aplicada. Dentro del amplio espectro de carbonilaciones de compuestos organometálicos investigadas, las reacciones entre CO y aminas secundarias litiadas había recibido, una atención muy escasa, prácticamente nula, cuando, se comenzó la presente tesis. Durante el curso de este trabajo han aparecido algunos estudios relacionados, pero, aún así, dada la complejidad de la reacción en estudio, se han explorado sólo aspectos muy parciales del problema. Frente a ésto, nuestro objetivo fue investigar la carbonilación de aminas secundarias litiadas tan completamente como fuera posible (dentro de los límites de un trabajo como el presente), y, partiendo casi desde cero, llegar a una descripción de la reacción tomando en cuenta diversos aspectos que pudieran tener interés en química orgánica, tanto sintética como mecanística. El trabajo fue entonces, necesariamente, multifacético, y abarcó desde problemas ligados íntimamente con lo experimental, e.g. la puesta a punto de reacciones para preparar standards, el desarrollo de métodos de valoración de reactivos y de técnicas adecuadas para la preparación y el manejo de estos últimos en las reacciones de carbonilación; hasta cuestiones esencialmente teóricas, como por ejemplo los cálculos mediante métodos mecanocuánticos de los intermediarios de reacción propuestos. Un problema importante a resolver, una vez elegida la reacción entre dibutilamiduro de litio y monóxido de carbono como objetivo principal del estudio, consistió en la determinación de la composición de la mezcla de productos de reacción. Si bien se encontraron, en principio, varios compuestos, cuya identificación se realizó, se pudo establecer finalmente que sólo cuatro productos deben provenir directamente de la reacción entre el amiduro y CO seguida de hidrólisis, tres de ellos en cantidades importantes (N,N-dibutilformamida (40), N,N-dibutilglioxilamida hemihidrato (41) y bis(N,N-dibutil)hidroximalonamida (42)) y el cuarto (bis(N,N-dibutil)cetohidroxisuccinamida (57)) en muy pequeña proporción y sólo en ciertas condiciones de reacción. Respecto de los otros compuestos obtenidos (entre otros, N,N-dibutilhidroxiacetamida (43), tetrabutilurea (44), bis(N,N-dibutil)oxalamida (45) y bis(N,N-dibutil)cetomalonamida (47)), se verificó que provienen de reacciones laterales, con trazas de impurezas, fundamentalmente oxígeno, introducidas durante la hidrólisis, y que pueden ser evitadas si ésta es especialmente cuidadosa. En relación con la elucidación de las estructuras, (que fueron además verificadas, en practicamente todos los casos, por comparación con testigos preparados de manera independiente), las mayores dificultades se presentaron con la glioxilamida, uno de los productos más interesantes de la reacción, y que puede resultar, en condiciones escogidas, el producto principal. Aquellas se originaron, principalmente, en un comportamiento espectroscópico bastante particular de ese compuesto, que puede inducir a error. Finalmente, el problema se aclaró mediante el estudio por difracción de rayos X de otra glioxilamida (N,N-diciclohexilglioxilamida, sólida), y la estructura fue confirmada, como ya se mencionó, mediante síntesis independiente. Los estudios espectroscópicos (especialmente 1H y 13C­RMN) relativamente más detallados llevados a cabo sobre la diciclohexilglioxilamida permitieron llegar a conclusiones interesantes relativas a la conformación preferida de la parte alquílica de las N,N-dialquilamidas con fuerte impedimento estérico. A diferencia de las di-isopropilamidas (que existen como confórmeros donde el plano determinado por los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno amídicos es un plano de simetría de los grupos isopropilo), las diciclohexilamidas y, probablemente, las ciclohexilisopropilamidas, prefieren una conformación asimétrica, con pérdida de la equivalencia entre átomos de carbono. Apoyan esta conclusión los datos espectroscópicos y los de difracción de rayos X. Los cálculos mecanocuánticos efectuados, si bien no son definitorios per se, son consistentes con los anteriores y parecen confirmarlos. La segunda cuestión encarada, una vez identificados los productos de reacción, fue conocer el comportamiento de la reacción en estudio frente a la variación de los distintos factores que pudieran afectarla (temperatura, solvente, agregado de cosolventes y de posibles impurezas, intensidad de la agitación (la reacción es heterogénea) y agregado de posibles atrapantes de los intermediarios). Interesó también examinar la extensión y generalidad de los resultados, obtenidos con dibutilamiduro de litio, frente al cambio de reactivo. Respecto de este último punto, los estudios bastante amplios realizados en reacciones de carbonilación de diciclohexilamiduro de litio; y otros, provenientes de la carbonilación de ciclohexilisopropil, morfolil y dipentilamiduro de litio, examinados en las condiciones de reacción más representativas, muestran los mismos productos de reacción en todos los casos, así como las mismas tendencias en cuanto a la prevalencia de uno u otro producto al variar las condiciones de reacción. Tomando en cuenta que las aminas estudiadas son bastante diferentes entre sí, la homogeneidad de resultados indica un alcance amplio de las conclusiones obtenidas con el dibutilamiduro de litio. Los datos de reacciones de dibutilamiduro de litio y CO en distintos solventes, temperaturas, etc., proporcionan un cuadro general del comportamiento de la misma frente a las distintas variables que pueden afectarla. El mismo tiene específicamente interés en relación con el uso en síntesis de la reacción en estudio, y permite, dentro de ciertos límites, predecir su comportamiento en otras condiciones. A partir de los resultados que estamos comentando se encontraron también condiciones que optimizan el rendimiento de cada uno de los productos de reacción, en particular el de la glioxilamida, que como ya se mencionó, es uno de los más interesantes, y respecto del cual las ventajas de este método de preparación en relación con otros posibles son más notorias. Así se puede obtener este compuesto, en menos de diez minutos de reacción, con un 85% de rendimiento. Las condiciones pueden adaptarse también para la preparación de formamida (ca. 80%) o de hidroximalonamida (ca. 85%). Además, otro aspecto, quizás de mayor potencial sintético aún que el precedente, es la obtención de intermediarios carbaniónicos, que pueden resultar útiles en su reacción con electrófilos adecuados. Además de proporcionar un conocimiento general de la reacción en estudio, las pruebas llevadas a cabo en distintas condiciones se emplearon también para la elucidación del mecanismo de reacción. La propuesta, fundamentación y verificación del mismo es, precisamente, el tercer aspecto tratado en la presente tesis. En resumen, se propone el esquema de reacción que figura en la página siguiente, y que justifica la aparición de todos los productos encontrados. El primer paso es la formación del carbamoílo (50), a partir de amiduro de litio y monóxido de carbono. El carbamoílo puede, a su vez, adicionar más amiduro y formar el intermediario 51, adicionar más CO y formar el intermediario 53, o reaccionar con intermediario 53 ya formado y producir el intermediario 54. Según predomine una u otra vía se obtendrán preponderantemente los distintos productos después de la hidrólisis: formamida a partir de 51, glioxilamida a partir de 53 e hidroximalonamida a partir de 54. La glioxilamida puede provenir también de la hidrólisis del intermediario 55, producido por adición de amiduro a 53 o por dimerización de 50. Si bien en muchos casos la concentración final de 55 es despreciable, en otros contribuye, con un porcentaje detectable, a la formación de la glioxilamida. El intermediario 53 puede también dimerizarse y producir el intermediario 58, que por hidrólisis produce la cetohidroxisuccinamida. Esta reacción, debido a la relativa estabilidad de 53, es apenas detectable. El mecanismo de reacción propuesto se fundamenta principalmente a partir de los resultados de las reacciones de carbonilación de dibutilamiduro de litio en distintas condiciones de reacción, a partir de los productos obtenidos al tratar oxidativamente distintas mezclas de reacción antes de la hidrólisis y también a partir de las reacciones de algunos intermediarios preparados independientemente. Finalmente, el mecanismo de reacción fue objeto de un estudio mediante métodos semiempíricos de cálculo de orbitales moleculares (INDO, MINDO, MNDO), que mostraron la factibilidad del esquema propuesto. Simultáneamente, las optimizaciones de geometrías efectuadas al hacer los cálculos sugieren estructuras probables para cada uno de los intermediarios involucrados. Además de las propiedades fácilmente deducibles de las estructuras de los compuestos aquí discutidos, cabe mencionar que algunas de estas amidas han demostrado tener actividad como insecticidas, el Nat. Cancer Inst. de N. I. H. (Maryland, USA) nos ha solicitado muestras de algunos de los productos de reacción discutidos en esta tesis para examinar su posible actividad contra la leucemia linfocítica, y la reacción, que ya hemos parcialmente publicado, ha sido recientemente usada para preparar dialquilformamidas marcadas con 11C en el carbonilo amídico.88 (ver diagrama de reacciones en la tesis).

Numerosos trabajos alrededor del Mundo han demostrado cambios en los contenidos de carbono orgánico por el uso y algunos han reportado cambios en los niveles de carbono de carbonatos. También se ha reportado que la vegetación afecta la distribución vertical del carbono orgánico en el suelo. Sin embargo, el tipo de vegetación está asociado al clima y tipo de suelo y los efectos independientes de estas variables sobre la estratificación del carbono no han sido determinados. El objetivo de esta tesis fue establecer los patrones de variación del carbono orgánico y de carbonato secuestrado en superficie y en profundidad en suelos de la Región Pampeana en función de las condiciones ambientales, de vegetación y de manejo y establecer modelos empíricos predictivos de la capacidad de secuestro de carbono de los agrosistemas. Se muestrearon 82 establecimientos de la Región Pampeana, seleccionando en cada uno 5 situaciones: arboledas, parques, pasturas, suelos agrícolas y bajos. Se muestreó por estratos de 25 cm hasta 1 m de profundidad y se determinó la densidad aparente, pH, conductividad eléctrica, carbono orgánico y de carbonatos. Se ajustaron funciones para describir la acumulación de carbono en el perfil. Los contenidos de carbono orgánico promedio hasta 1 metro fueron: arboledas 131 t ha-1, parques 101 t ha-1, pasturas 90 t ha-1, suelos agrícolas 86 t ha-1 y bajos 70 t ha-1. Las arboledas aumentaron significativamente el contenido de carbono hasta 1 metro respecto de los parques, tomados como tratamiento control, mientras que el uso agrícola redujo el carbono orgánico en el estrato 0-50 cm, y estos efectos fueron encontrados en todos los tipos de suelo No se encontró efecto significativo del uso del suelo sobre el carbono de carbonatos. El modelo potencial fue el que mejor describió la estratificación del carbono orgánico en profundidad y se pudo ajustar en casi todos los sitios adecuadamente (R2 menor a 0,92). El parámetro B de este modelo, que describe la tasa de acumulación del carbono con la profundidad, no difirió entre tratamientos. La vegetación y el uso del suelo no afectaron la distribución vertical del carbono en la Región Pampeana. El parámetro B promedio fue 0,56 y puede ser usado para hacer estimaciones del contenido de carbono en profundidad disponiendo de datos de contenido superficial. Empleando redes neuronales artificiales se generó un modelo predictivo de los niveles de carbono orgánico de los suelos que explica 66 por ciento de la variación.

Se ha estudiado la obtención a partir de la levadura de panaderia (Saccharomyces cerevisiae) de la enzima responsable de la fijación de anhídrido carbónico por dicho microorganismo y cuyas propiedades permiten clasificarla, de acuerdo a la nomenclatura adoptada por Utter, como una carboxiquinasa fosfoenolpirúvica que cataliza la carboxilación reversible del fosfoenolpiruvato de acuerdo a la ecuación: *Ver ecuación en tesis* Se ha desarrollado un método de obtención y purificación de la enzima a partir de polvo acetónico de levadura que comprende las siguientes etapas: A) Extracción de la enzima con buffer borato 0.05 M B) Adsorción negativa con gel de fosfato preparado "in Situ". C) Precipitación con sulfato de amonio entre 42 y 55% de saturación final. Diálisis alcalina. para eliminar el sulfato de amonioy la cocarboxilasa. D) Eliminación de nucleatos por precipitación con sulfato de protamina. E) Fraccionamiento alcohólico en presencia de iones Ca^++ recogiendo la fracción que cae entre 8.5 y 17% de concentración alcohólica (v/v). P) Precipitación con sulfato de amonio. Diálisis. G) Fraccionamiento alcohólico en presencia de iones Zn^++. H) Precipitación con sulfato de amonio. Diálisis. I) Cromatografía en columna de dietil amino etil celulosa (DEAE)(O alternativamente en columna de hidroxilapatita) J) Electroforesis de zona en columna de celulosa. La preparación final se comporta en los experimentos de electroforesis libre y ultracentrifugación analítica como un sistema aparentemente homogeneo. La enzima cataliza el intercambio de C^14 O2 con el carboxilo β del oxalacetato a un pH óptimo cercano a 6.1 siendo la reacción dependiente de la presencia de ATP e iones Mn^++. En esas condiciones se pudo aislar oxalacetato radioactivo como 2-4 dinitrofenilhidrazona, la cual se identificó por cromatografía en papel y radioautografía. La acción activadora que el ADP y el fosfoenolpiruvato ejercían sobre la reacción de intercambio sugirió que ambos compuestos podrian estar involucrados en la reacción de fijación, pero los primeros ensayos de carboxilación directa del fosfoenolpiruvato realizados con extractos poco purificados y en diversas condiciones experimentales fueron negativos. Ello recién fué posible llevando a cabo la reacción de carboxilación en presencia de la transaminasa aspártico-glutámica y glutamato o de la málico dehidrogenass y DPNH. En el primer caso utilizando C^14 O2 se pudo aislar y caracterizar por cromatografía en papel y radioautografia, aspartato radioactivo y en el segundo caso se pudo seguir espectrofotometricamente el curso de la reacción de oxidación del DPNH. La reacción de carboxilación del fosfoenolpiruvato requiere ADPe iones Mn^++ y tiene lugar a un pH óptimo de 5.4. El piruvato mas ATP no pueden reemplazar al fosfoenolpiruvato y ADP. La formación de ATP durante dicha reacción y la estequiometria de la mismase estudiaron utilizando un fosfoenolpiruvato marcado con P^32 en el grupo fosfato y llevando a cabo la reacción en presencia de C^14 O2. La determinación de las radioactividades correspondientes al ATP y oxalacetato formadas en esas condiciones permitió comprobar una estricta relación estequiométrica entre ambas. La reacción es especifica para los polifosfatos de la adenosina, siendo la enzima inactiva con derivados de la guanosina, inosina, citidina y uridina ya sea en la fijación directa o en la de intercambio, en cambio los deoxiderivados de la adenosina resultaron parcialmente activos. Si bien los extractos impuros presentan una parcial actividad en ausencia de cationes divalentes, los extractos altamente purificados son sumamente dependientes de los mismos. El ion Mn^++ es el más activo de todos los cationes divalentes ensayados, siguiendole en importancia, el Zn^++, el Co^++, el Mg^++ y el Cd^++. Se estudió la influencia de la concentración de bicarbonato en la reacción de carboxilación pudiéndose determinar la Km(C02) = 9.9 x 10^-3 M y la Km(CO3H^-) = 5 x 10^-3 M. Los reactivos de tioles ejercen acción inhibidora sobre la enzima. El p-cloromercuribenzoato fue el más efectivo pues en concentración 10^-4 M tuvo una acción inhibidora de casi el 100%.En esas condiciones la enzima puede ser reactivada parcialmente por el glutation reducido, dependiendo el grado de reactivación de la duración del período previo de incubación de la enzima con el inhibidor. El melarsen fué menos efectivo (20% de inhibición con una concentración 0.66 x 10^-3 M). El iodosobenzoato y la N-etilmaleimida en concentraciones 7 x 10^-4 y 5 x 10^-4 M respectivamente fueron inactivos. De los inhibidores de la asimilación de anhídrido carbónico por la célula entera, que se ensayaron; 2-4 dinitrofenol, fluoruro y azida sódica, tan solo el último fue capaz de inhibir en forma significativa a la enzima. La enzima ejerce una marcada acción decarboxilante especificamente sobre el oxalacetato, siendo la reacción dependiente de 1a presencia de concentraciones cataliticas de ATP, reemplazable por ADP ó AMP y sus deoxi-derivados. Los otros nucleósido trifosfatos ensayados carecen de acción activadora sobre la misma. Cuando la reacción se realiza en presencia de ATP, los productos de la reacción son piruvato y fosfoenolpiruvato. Este último compuesto se identificó utilizando ATP marcado con P^32 en los grupos fosfatos ɣ y β y aislando un fosfoenolpiruvato radicactivo. En los trabajos de rutina el fosfoenolpiruvato se determinó por el ortofosfato liberable por nitrato mercúrico. Con ADP ó AMP el fosfoenolpiruvato no se forma durante la reacción de decarboxilación. Se debe descartar 1a posibilidad de que el ATP actúe en concentraciones catalitica en 1a reacción. debido a su regeneración continua a traves del sistema de la quinasa pirúvica, porque si bien se determinó la presencia en los extractos utilizados de esta última enzima, la misma requiere estrictamente la presencia de Mg^++ ó Mn^++, en contraste con lo que ocurre con la actividad oxalacético decarboxilante de la enzima de levadura. que es inhibida por cationes divalentes (Mn^++; Zn^++; Cd+^+; Co^++ y Mg^++). También los agentes complejantes de metales tienen acción inhibidora sobre la mencionada actividad decarboxilante. Así el verseno y la o-fenantrolina en concentraciones 6.7 x 10^-6 y 5 x 10-5 M ejercieron una inhibición cercana al 100%.La 8-hidroxiquinolina y el dietilditiocarbamato de amonio presentan una acción inhibidora comparativamente menor. La acción inhibidora del verseno puede ser suprimida por el agregado de un concentración adecuada de iones Mn^++, pero en ese caso se observa la acción inhibitoria propia del Mn^++. A1 igual que la reacción de fijación, la reacción de decarboxilación es inhibida por los reactivos de tioles, siendo el más efectivo el p-cloromercuribenzoato, siguiéndole en importancia el melarsen, N-etilmaleimida, iodosobenzoato y el iodoacetato. Se discute la posibilidad de que ambas actividades (fijación de anhídrido carbónico y decarboxilación del oxalacetato) correspondan a una misma enzima o bién estén relacionadas con entidades proteicas independientes. Además se describen una serie de experimentos realizados con P^32-fosfoenolpiruvato y C^14 02 que pueden interpretarse como un indicio de la formación de un complejo intermediario enzima-sustrato sobre el que se llevaria a cabo la reacción de carboxilación. Finalmente se discuten los posibles mecanismos enzimáticos involucrados en la reacción, en relación a los resultados obtenidos con la enzima de levadura de panaderia y otras enzimas similares.

En el presente trabajo se identificaron con diferentes técnicas los carburos estables en aleaciones de metales de transición de gran interés tecnológico: un conjunto de tres aceros de alta aleación tipo M2 de diferente composición en los que el tungsteno y/o molibdeno han sido total o parcialmente reemplazados por niobio, y una aleación Zr-2.5 % peso Nb. El acero M2 es un acero rápido para herramientas de uso universal y el Zr-2.5 % peso Nb es el material base de los tubos de presión de las centrales nucleares tipo CANDU. La estabilidad de los carburos se estudió en el marco de la teoría de Goldschmidt de aleaciones intersticiales. En los aceros la identificación de carburos estables se hizo mediante la determinación de la composición metálica de los mismos con un analizador dispersivo en energía adosado al microscopio electrónico de barrido. Se identificaron los carburos MC y M6C, típicos del acero M2. Se estudió además la distribución en tamaño y la distribución espacial de los carburos luego de distintos tratamientos térmicos, y se hizo la correlación de la microestructura con la dureza y la presencia o no del fenómeno de endurecimiento secundario. En Zr-Nb se hizo un estudio de las fases alfa y beta presentes luego de distintos tratamientos térmicos con ténicas metalográficas de microscopía óptica y electrónica de barrido y con la guía del diagrama de equilibrio de Abriata y Bolcich. Las interfases alfa-beta de Zr-2.5 % Nb fueron caracetrizadas como caminos rápidos de difusión, con técnicas de difusión de radiotrazadores aplicando el modelo Fisher-Bondy-Martin. Se promovió la precipitación de carburos mediante tratamientos térmicos de difusión de carbono a alta temperatura y precipitación a temperatura menor. Los carburos fueron posteriormente identificados como (Zr, Nb)C1-I con técnicas de microscopía electrónica de barrido, microsonda electrónica y difracción de rayos X.