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Síntesis de glicosidos y disacáridos de galactosa furanosica
María Carla Marino Rosa María Muchnik de Lederkremer
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
E1 objetivo de este trabajo fue el desarrollo de métodos convenientes para obtener glicósidos y disacáridos de galactosa furanósica. Estos últimos resultan interesantes desde el punto de vista biológico, por ser constituyentes de polisacáridos y glicoconjugados de microorganismos, en muchos casos con interesantes propiedades antigénicas. En este trabajo se presentan: 1-. Un resumen de la distribución en la naturaleza de la D-galactofuranosa. 2-. Una revisión de los distintos métodos de glicosidación utilizados en la preparación de glicósidos y disacaridos de azucares furanósicos. 3-. Una descripción detallada de las reacciones que se realizaron en este trabajo de investigación y la discusión de los resultados obtenidos. 4-. Una descripción del trabajo experimental desarrollado. Para la preparación de metil (5) y p-nitrofenil (97) β-D-galactofuranósidos, se estudiaron distintas condiciones de glicosidación con el objeto de contar con un método eficiente que podría aplicarse luego a la síntesis de disacáridos. Como precursor del anillo furanósico se utilizó la 2,3,5,6-tetra—O—benzoil-D- galactono-1,4-lactona (88), la cual, por reducción con diisoamilborano (DSB) condujo a la 2,3,5,6-tetra-O-benzoil-D-galactofuranosa (89). La metilación del HO-1 de 89 con diazometano en presencia de F3B:OEt2, condujo, estereoselectivamente al metil glicósido benzoilado de configuración β 90, aunque con moderado rendimiento (53%). Con la finalidad de desarrollar alternativas mas eficientes, se eligió como compuesto de partida la penta-O-benzoil-D-galactofuranosa (91), la cual se preparó por dos rutas diferentes: a) por benzoilación del HO-1 de 89, para dar principalmente el anómero β, y b) por tratamiento de D-galactosa con BzCl/Py a 100°C, obteniéndose una mezcla anomérica α:β ~ 1:1 del perbenzoato 91. Por tratamiento de la mezcla anomérica de 91 con SnC14 en solución de Cl2CH2, y posterior agregado de metanol, se obtuvo el metil glicósido 90 estereoselectivamente y con 85% de rendimiento. La O-desbenzoilación de 90, por tratamiento con NaMeO/MeOH o con MeOH-H2D-TEA (5:2:1), condujo al metil glicósido 5 con 91% de rendimiento. La síntesis del p-nitrofenil glicósido 97 se realizó a partir de 91, utilizando dos catalizadores distintos: ácido p-toluensulfónico y SnCl4. La reacción con ácido p-toluensulfónico se realizó en tolueno anhidro a reflujo y en presencia de exceso de p-nitrofenol, obteniéndose el glicósido perbenzoilado 96 (86%). La misma reacción mediada por SnCl4 condujo al glicósido 96 (91%), el cual por desacilación con NaMeO/MeOH, dió el p-nitrofenil fl β-D-galactofuranósido (97, 77%), cristalino, sustrato cromogénico útil para detectar actividad de galactofuranosidasas. La eficiencia en términos de rendimiento y estereoselectividad de la glicosidación de 91 catalizada por SnCl4, sugirió que este método podría extenderse a la síntesis de disacaridos de galactosa furanósica. Para ello, podía utilizarse como agente glicosidante un derivado furanósico de D-galactosa, convenientemente protegido. Los derivados de D-galactono-1,4-lactona con un hidroxilo libre (o potencialmente libre) resultaron adecuados, ya que la función lactona evitaba reacciones laterales del C-1 por efecto del SnCl4. Para 1a síntesis de disacáridos con la unión intergalactosídica β(1->6), se utilizaron como agentes glicosidantes la 2,3,5,—tri-O—benzoil (103) y la 2,3,5-tri-O-benzoil-6-O-tritil (102) D-galactono-1,4-1actonas, las cuales condensaron con el perbenzoato 91 para dar la β-(1->6) glicosil lactona (106) con un rendimiento del 91% y 85%, respectivamente. Por reducción con NaBH4 y posterior desbenzoilación con NaMeO se obtuvo el 6-O-β-D-galactofuranosil-D-galactitol (107), con idénticas propiedades físicas y espectroscópicas a las descriptas en la literatura, para el alditol obtenido por reducción de un hidrolizado de Mycobacterium tuberculosis. Este hecho confirma la configuración y la regioquímica de la unión interglicosídica de 106. Por reducción con DSB del grupo lactónico de 106, se obtuvo el disacárido parcialmente acilado 108, mayoritariamente de configuración β (88%). Durante la O-desbenzoilación de 108 con NaMeO para dar el disacárido 6-O-β-D-galactofuranosil-D-galactosa (16), se observó la hidrólisis parcial de la unión glicosídica. Por c.l.a.r. se obtuvo el disacárido 16, componente de polisacáridos de Mycobacterium tuberculosis y Mycobacterium leprae. La acetilación inmediata del producto de desacilación de 108, minimizaba la degradación y condujo al derivado peracetilado (72) de 16 con buen rendimiento; sus propiedades físicas y espectroscópicas eran coincidentes con las descriptas en 1a literatura. El procedimiento aquí descripto para la obtención de 16 constituye una ruta sintética más sencilla que la anteriormente desarrollada por Jaquinet y Sinay. Con el objeto de conservar la configuración furanósica de los dos anillos de 108 en el disacárido libre, se realizó la metilación de su HO-anomérico. Por tratamiento de 108 con diazometano en presencia de B3F:OEt2, se obtuvo el metil glicósido 110 como una mezcla anomérica β/α en relación 2,1:1 (77%). La O-desbenzoilación de 110 (MeOH-H2O-TEA) dió el metil 6-O-β-D-galactofuranosil-α,β-D-galactofuranósido (112), cuyo anómero β se aisló por cromatografía en columna. En base a sus propiedades espectroscópicas se confirmó la estructura de este disacarido, que no se encontraba descripto en 1a literatura. Durante la reacción de condensación de 91 con las lactonas 102 o 103 se observó la formación del disacárido β,β’(1->1’) 113, como un producto secundario. Posteriormente se sintetizó 113, en escala preparativa (88%), por tratamiento de 91 con SnCl4 y adición de una cantidad controlada de agua. Las estructuras de 113 y del producto cristalino obtenido por desacilación con NaMeO (114), se determinaron por analisis de sus espectros de R.M.N.-¹H y ¹³C. Se aplicó la metodología utilizada en la síntesis de 16 para preparar el disacárido Galf-β-(1—>5)—Galf (1). Como precursor del extremo reductor del mismo, se utilizó la 2,6-di-O-benzoil-D-galactono-1,4-1actona (117), obtenida por benzoilación parcial de 87 con 2,2 eq. de BzCl/Py a -23°C. La condensación de 91 con 2,0 eq. de 117, catalizada por SnCl4 ocurrió regio y estereoselectivamente, para dar la 5-O-β-D-galactofuranosil lactona 118, con 70% de rendimiento. Para confirmar su estructura, 118 se redujo con NaBH4 y se desbenzoiló, obteniéndose el 5-O-β-D-galactofuranosil-D-galactitol (121), descripto en la literatura. El perbenzoato (120) de 118, se redujo con DSB al lactol, para dar el heptabenzoato 122, el cual por desacilación (MeOH-H2O-TEA) condujo al disacárido 1 (87%), componente de un gran número de glicoconjugados de hongos, como por ejemplo del Helminstosporium sacchari y varias especies de Penicillium y Asperoillus. Cuando la reacción de condensación de 91 con el dibenzoato 117 se realizó en presencia de un exceso de 91, se obtuvo el perbenzoato de la 3,5-di-O-β-gicosil lactona (119, 47%), producto de la sustitución de los dos hidroxilos libres de 117: HO-3 y HO-5. Por reducción de 119 con DSB se obtuvo el lactol 123, precursor de un trisacarido ramificado (124), el cual se obtuvo por desacilación (MeOH-H2O-TEA). Por tratamiento de 123 con BzCl/Py y purificación por cromatografía en columna se aislaron los perbenzoatos anoméricamente puros 125 (β) y 126 (α). El proceso sintético empleado para la obtención de los disacáridos 1, 16 y 112, y para el trisacárido 124, tiene la ventaja de utilizar compuestos de partida de fácil preparación y purificación, y el paso clave, la reacción de glicosidación, transcurre estéreo y regioselectivamente, con excelente rendimiento. Continuando con el estudio de la reacción de eliminación beta en derivados de aldono-1,4-lactonas, realizado en este laboratorio, se sometieron a los perbenzoatos de D-galactono (88) y L-manono (143) 1,4-lactonas a tratamiento con TEA al 20% en Cl2CH2, durante 2 h. Se observó en ambos casos, la formación de 3-benzoiloxi-5-(2-benzoiloxietilidén)-2(5H)-furanona (132) con muy buen rendimiento. Este resultado, confirmaría el mecanismo E1cB propuesto para esta reacción, ya que el rendimiento de la misma es independiente de la relación estereoquímica del protón y del benzoato que se eliminan. Se estudió la reacción de eliminación beta, en la glicosil aldono-1,4—lactona 106. Los productos insaturados serian precursores adecuados de disacáridos cuyo extremo reductor estaría constituido por un 3-desoxi o 3,5-didesoxi azúcar. En efecto, por tratamiento de la glicosil lactona 106 con TEA en solución de Cl2CH2, se obtuvo el producto de doble eliminación de benzoato (153, 70%) como una mezcla de los isómeros Z:E en relación 1,5:1. Si la reacción se llevaba a cabo con 1,8-diazobiciclo [5.4.0Jundecén-7-eno (DEU) en solución de acetonitrilo, se obtenía exclusivamente el isómero Z. La hidrogenación de 153 en presencia de 10% Pd/C, condujo a la mezcla diasteromérica 157, 158, la cual se separó por c.l.a.r. Alternativamente y confirmando la estructura propuesta, la mezcla 157,158 se obtuvo por condensación del perbenzoato 91 con 2-O-benzoil-6-O-tritil-3,5—didesoxi—D,L-treo—hexono-1,4-lactona (159), catalizada por SnCl4. Con el objeto de obtener una glicosil 3-desoHilactona se realizó la hidrogenación en condiciones de eliminación beta (H2, Pd/C, TEA) de 106, reacción que condujo a la glicosil 3-desoxilactona 167. Para el anillo lactónico de 167 se determinó la configuración cis de los sustituyentes de C-2 y C-4. Este producto sería un precursor conveniente para la síntesis de un disacarido cuyo extremo reductor estaría constituido por un 3-desoxiazucar. También en este caso, se confirmó la estructura propuesta al obtener 167 por condensación de 91 con 2,5-di-O-benzoil-6-O-tritil-3-desoxi-D-xilo-hexono-1,4-lactona (165). Por ultimo, se realizó el analisis conformacional del metil glicósido 90 utilizando un procedimiento desarrollado en este laboratorio, que permite calcular, para un dado compuesto los ángulos diedros protón-protón (h,h) y los ³Jh,h esperados para cada forma twist y sobre del itinerario pseudorrotacional. Por comparación con los valores de ³Jh,h, se acota fácilmente el sector poblado conformacionalmente. Los resultados son comparables can los obtenidos para el metil glicósido 5 y otros compuestos análogos, por otros métodos. Los compuestos 89, 90, 96, 97, 106, 108, 109, 110, 112, 113, 114, 118, 119, 120, 122, 123, 124, 125, 126, 157, 158 y 167 no se encontraban descriptes en la literatura.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
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Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
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| No requiere | 1990 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
1990
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