Los tioazúcares constituyen un campo de investigación de creciente interés dentro de los hidratos de carbono. La introducción de un grupo sulfhidrilo (tiol) en la molécula de un azúcar y la posibilidad de su incorporación al anillo hemiacetálico no sólo resulta interesante desde el punto de vista sintético, sino también porque los compuestos resultantes suelen presentar variadas propiedades biológicas. Por ejemplo, se ha observado que algunos tioazúcares actúan como inhibidores de sistemas enzimáticos y como antagonistas de sus análogos naturales oxigenados. También son capaces de inmovilizar a microorganismos flagelados. En otros casos, los tioazúcares actúan como antimetabolitos inhibiendo ciertas enzimas que requieren el hidrato de carbono oxigenado en un paso metabólico esencial. Al mismo tiempo, la química de los tioazúcares ofrece algunas dificultades sintéticas particulares. Aunque la introducción de la función ditioacetal en aldosas se lleva a cabo fácilmente, el reemplazo de oxigeno por azufre en las posiciones secundarias del azúcar resulta siempre dificil. La posibilidad de que un dado hidroxilo pueda sustituirse por un precursor de tiol depende, generalmente, de su posición y estereoquímica en la molécula, por lo cual es frecuentemente necesario establecer rutas sintéticas individuales para cada monosacárido. Síntesis de 4-tiogalactosa Dado el interés desde el punto de vista sintético, y considerando que un glicoconjugado del protozoario flagelado Trypanosoma cruzi, agente del Mal de Chagas, contiene galactosa en forma furanósica, se encaró la síntesis de 4-tio-D-galactosa (153), no descripta en la literatura, como posible antimetabolito de sistemas enzimáticos de dicho microorganismo. Se partió de metil α-D-glucopiranósido (135) y se empleó la estrategia sintética siguiente: a) protección de todos los grupos hidroxilo, excepto el HO-4; b) introducción de un sustituyente en 0H-4 capaz de transformarlo en un buen grupo saliente; c) inversión de la configuración de C-4 con un nucleófilo precursor de SH y d) desprotección de los grupos OH y SH, e hidrólisis del metil 4-tio-glicósido para favorecer la contracción del anillo. Por benzoilación de 135 con benzoilimidazol o por estannilación [(Bu3Sn)2O] de 135 y posterior benzoilación con BzCl/piridina, se obtuvo una mezcla en la cual el metil 2,3,6-tri-O—benzoil-α-D-glucopiranósido (136) era el componente mayoritario. El producto 136 crudo se trató con cloruro de tosilo en piridina, para dar el 4-O-tosilato (144), que cristalizó fácilmente de la mezcla de reacción, con un rendimiento >50% a partir de 135. La inversión del C-4 se llevó a cabo con KSCN en DMF a 110°C, obteniéndose el tiociano derivado de configuración galacto (146). Rendimientos superiores de 146 (84%) se obtuvieron partiendo del derivado con un mejor grupo saliente en C-4 (p-bromofenilsulfonilo, brosilo). La reducción del grupo tiocianato (Zn, AcOH)seguida de desbenzoilación (NaMeO)condujo al metil 4-tio-α-D-galactopiranósido (149), producto que también se formaba directamente por tratamiento del tiociano derivado 146 con NaMeO. De las diversas condiciones de hidrólisis del metil glicósido 149, sólo la acetólisis (Ac2O, AcOH, H2SO4) resultó satisfactoria, obteniéndose una mezcla que se separó en dos fracciones por cromatografía en columna (sílica gel). La fracción de menor movilidad se caracterizó como 1,2,3,5,6-penta-0—acetil-4-tio-α- D-galactofuranosa (150, 15% de rendimiento a partir de 135). La fracción de mayor movilidad estaba constituida principalmente por los derivados acetilados β-furanósico y α-piranósico de la 4-tio-D-galactosa, los cuales se separaron por cromatografía líquida de alta resolución. El compuesto 150 se desaciló con NaMeO para obtener la 4-tio-D-galactosa, la cual por RMN-¹³C mostró ser casi exclusivamente una mezcla de los anómeros α y β furanósicos. Los intermediarios de síntesis 144, 145, 146, 147, 148 y 149, y los derivados acetilados de la 4-tio-D-galactosa (150, 151 y 152) no se encontraban descriptos en la literatura. Con el objeto de obtener anómeros puros de la forma furanósica de la 4-tio- D-galactosa, se prepararon sus metil glicósidos. Por reacción de la 1,2,3, 5,6-penta-O-acetil-4-tio-α-D-galactofuranosa con MeOH en presencia de SnCl4 como catalizador se obtuvo una mezcla de los glicósidos furanósicos α (154) y β (155) en una proporción de 1,6:1. Este comportamiento difiere marcadamente del observado para la 1,2,3,5,6-penta-O-benzoil-α-D—galactofuranosa (160), la cual da exclusivamente el metil glicósido de configuración β en las mismas condiciones. Esta diferencia de comportamientose atribuyó a la distinta estabilidad de las especies iónicas intervinientes involucradas en la reacción. Los compuestos 154 y 155 no se encontraban descriptos en la literatura. Síntesis de derivados piranósicos y furanósicos de la 6-desoxi-4-tio-D-galactosa (4-tio-D-fucosa). Continuando con nuestro programa de síntesis de tioazúcares y tioazúcares modificados, se llevó a cabo la síntesis de derivados piranósicos y furanósicos de la 6-desoxi-4-tio-D-galactosa a partir del metil α-D-glucopiranósido (135). El esquema desarrollado involucraba la preparación de un intermediario clave, el metil 2,3-di-O-benzoil-6-desoxi-4-O-(p-tolilsulfonil)—α-D-glucopiranósido (171). Este compuesto (171) se obtuvo primeramente mediante una secuencia que consistió en: a) 4,6-O-bencilidenación de 135, b) benzoilación de HO-2 y HO-3, c) hidrólisis del acetal, d) protección de H0-6 por tritilación, e) tosilación de HO-4, f) remoción del 6-O-tritilo (BF3:OEt2), g) sustitución de HO-6 por bromo (Br4C, Ph3P) y h) hidrogenación catalítca (Ni Raney) del 6-bromo derivado. Con el propósito de reducir el número de pasos se intentaron rutas alternativas para la síntesis de 171. Así por ejemplo, por tratamiento de 135 con Br4C/Ph3P se obtuvo el metil 6-bromo-6-desoxi-α—D-glucopiranósido (172), el cual por benzoilación selectiva de HO-2 y HO-3 con N-benzoilimidazol, tosilación de HO-4 y reducción del bromuro de C-6 condujo a 171. Una tercer variante consistió en la hidrogenólisis de 135, para obtener el metil 6-desoxi-α-D-glucopiranósido (175), el cual por benzoilación selectiva con N-benzoilimidazol y posterior tosilación de HO-4, condujo a 171. Esta última alternativa permitió además sintetizar un compuesto con un mejor grupo saliente, el metil 2,3-di-O-benzoil-6-desoxi-4-O-[(p-nitrofenil)-sulfonil]-α-D-glucopiranósido (179). La sustitución del sulfonato de 171 o 179 por tiocianato dio el correspondiente 4-tiociano derivado de configuración galacto (180). El grupo tiociano de 180 se redujo a tiol (Zn/AcOH), proceso que seguido de desbenzoilación (NaMeO) dio el metil 6-desoxi-4-tio-α-D-galactopiranósido (182). Si bien la metanólisis alcalina de 180 conducía directamente a 182, este procedimiento era menos efectivo pues se formaba un producto lateral, el cual se caracterizó como el 3-O, 4-S—monotiolcarbonato (183). Por acetólisis de 182 se obtuvo una mezcla de los derivados per-O-acetilados α-furanósico (184), β-furanósico (185) y α-piranósico (186) en una relación de 2:1:4. Estos compuestos se separaron en forma análoga a la descripta para los derivados acetilados de la 4-tio-D-galactosa, por cromatografía en columna de sílica, y por CLAR en fase reversa. La desacilación (NaMeO)de la 1,2,3,5—tetra-O-acetil-6-desoxi-4-tio-α-D-galactopiranosa (186), seguida de acetilación dio la mezcla anomérica de acetatos furanósicos (184 y 185). Los compuestos 170, 173, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 183, 184, 185 y 186 no se encontraban descriptos en la literatura. Reacciones de sustitución nucleofílica en 4-O-sulfonatos de configuración mano. Los derivados de monosacáridos 4-O-sulfonilados de configuración mano, cuyos HO-2 y HO-3 se encuentran protegidos con un grupo isopropilidén, experimentan un reordenamiento en las condiciones de sustitución nucleofílica, dando compuestos furanósicos con el nucleófilo unido a C-5 en lugar de C-4. Con el objeto de estudiar la influencia de los grupos protectores de HO-2 y HO-3 en el curso de la reacción se sintetizaron otros derivados 4-O-sulfonilados del metil 6-desoxi-α-D-manopiranósido. Por reacción del metil α-D-manopiranósido (232) con Br4C/Ph3P se obtuvo el 6-bromo derivado (233), el cual por benzoilación selectiva con N-benzoilimidazol, sulfonación del HO-4 y posterior hidrogenólisis condujo al metil 2,3-di-O-benzoil- 6-desoxi-4-O-(p-tolilsulfonil)-α-D-manopiranósido (236). Alternativamente, 236 se preparó por hidrogenólisis de 233, la cual produjo el metil 6-desoxi-α-D-manopiranósido (237), y posterior benzoilación selectiva y tosilación del HO-4 de este último. También a partir de 237 se sintetizó el metil 2,3-di-O-benzoil-6-desoxi-4-O-[(p-nitrofenil)—sulfonil]-α-D—manopiranósido (239). Para obtener derivados 4-O-sulfonilados con los HO-2 y HO-3 libres, se trató 237 con 2,2-dimetoxipropano para proteger dichos hidroxilos. El acetónido resultante (241) reaccionó con cloruro de tosilo o cloruro de nosilo, para dar 218 y 242, respectivamente. Por posterior hidrólisis del grupo isopropilidén se obtuvieron metil 4-O-(p-tolilsulfonil)-α-D-manopiranósido (243) y metil 4-O[( p-nitrofenil)—sulfonil]-α-D-manopiranósido (242). La reacción de los 4-sulfonatos benzoilados 235 y 239 con KSCN en DMF dio los tres isómeros dibenzoilados del metil 6-desoxi-α-D-talopiranósido (245, 246 y 247). Estos productos resultarían del desplazamiento intramolecular del sulfonato con participación del benzoato de C-2 y posterior hidrólisis del benzooxonio formado. La reacción del sulfonato 244 condujo, en las mismas condiciones a una mezcla de los 4-tiociano derivados de configuración talo (256) y mano (257). La formacion de 256 implica una sustitución directa del sulfonato por KSCN, mientras que la formación de 257 sugiere la intervención del H0 de C-3 para dar un intermediario oxonio cíclico, el cual experimentaría una apertura regioespecífica por ataque del nucleófilo a C-4. Además, cuando se lo mantiene en solución a temperatura ambiente, 257 se convierte gradualmente en el metil 3,4,6-tridesoxi- 3,4-epitio-α-D-altropiranósido. Los compuestos 233, 235, 233, 240, 242, 243, 244, 245, 246, 247, 248, 256 y 257 no se encontraban descriptos en la literatura. Los resultados obtenidos permiten concluir que: a) la presencia de un sustituyente polar β-trans-axial al grupo saliente, como ocurre en derivados de configuración mano, dificulta estética y electrónicamente la entrada del nucleófilo, lo cual explica la formación de compuestos no esperados, o bien de compuestos con retención de la configuración. b) en el desplazamiento intramolecular del sulfonato de C-4 en derivados de configuración mano pueden intervenir los sustituyentes de C-2, C-3, o bien el O del anillo, dando en este caso compuestos furanósicos. c) aparentemente, la contracción del anillo para dar compuestos furanósicos ocurriría sólo cuando unido al sistema piranósico se encuentra un anillo de cinco miembros, como el caso de un isopropilidén. En estos sistemas, la fuerza impulsora de la reacción podría ser la mayor estabilidad que presentan los sistemas de dos anillos fusionados de cinco miembros. Análisis conformacional de tioazúcares Se recopilaron las constantes de acoplamiento de 4-tiopiranosas descriptas en la literatura, y de los compuestos azufrados sintetizados en este trabajo de Tesis para calcular paradísticamente los valores de ΔJ(S) necesarios para poder aplicar la regla de aditividad de Altona (ecuación (3)) a tiopiranosas, ³Jhh = J° + Σ2ΔJ(X) (3) Los valores de las constantes ΔJ(S) habían sido estimados por Altona, pero sin considerar los datos experimentales. Los datos calculados en esta Tesis presentan estadísticamente una dispersión menor con los resultados experimentales que los sugeridos por Altona. Por otra parte, se efectuó un análisis conformacional de 4-tiofuranósidos, para el cual se desarrolló un procedimiento que consiste en la generación de una tabla específica para un dado compuesto, en la cual se calculan los ángulos dihedros protón-protón (ϕhh)y los ³Jhh esperados para cada forma twist o sobre del itinerario pseudorotacional. Por comparaciónde los datos experimentales con los calculados, es posible decidir fácilmente el sector poblado conformacionalmente. Los resultados obtenidos para los 4-tiofuranósidos se compararon con los de sus análogos oxigenados para los cuales se repitió el procedimiento. De esta comparación surge que la diferencia fundamental entre los sistemas de anillos de cinco miembros azufrados y sus análogos oxigenados son de origen estereoelectrónico: los tioazúcares presentan un menor efecto anomérico y un mayor efecto de "palos de hockey". Estos dos factores explican las diferencias encontradas en las preferencias conformacionales de uno y otro tipo de azúcares furanósicos.