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El presente trabajo trata sobre la síntesis de un cierto número de flavonoles empleando el método de Kuhn y Loew. También se ha aplicado dicho método a la síntesis de una flavona. El método de Kuhn y Loew es una modificación del método de Robinson y consiste en condensar una omega-benzoiloxiacetofenona con un anhídrido de ácido aromático empleando como catalizador básico la trietilamina. Para interiorizarnos con dicho método hemos sintetizado la galangina, 7-hidroxiflavonol e isoramnetina obteniendo dichos flavonoles con buen rendimiento. A continuación se sintetizó por primera vez la ombuina; un nuevo flavonol que fué hallado en forma de glucósido (ombuósido) en las hojas del ombú. Se obtuvo satisfactoriamente dicho flavonol que resultó idéntico a la ombuina natural obtenida por hidrólisis del ombuósido. Para conocer mejor los flavonoles que poseen un grupo metoxilo en el carbono 4' y un grupo hidroxilo en el carbono 3'(estructura correspondiente a la isovainillina) se han sintetizado 3 nuevos flavonoles que poseen ésta estructura y son la 4'-metilquercetina; 4',5,7-trimetilquercetina y 3',7-hidroxi-4'-metoxiflavonol. Finalmente se ha deseado saber si el método de Kuhn y Loew puede aplicarse a la síntesis de flavonas. A tal efecto hemos sintetizado la 7-hidroxiflavona pero se obtuvo en menor rendimiento que empleando el método de Robinson. Para la preparación de los flavonoles se emplearon sin inconveniente los acetilderivados de los anhidridos de los ácidos aromáticos hidroxilados en lugar de los benzoilderivados como se hizo hasta ahora. También se han preparado los siguientes nuevos derivados de los ácidos vainíllico e isovainíllico: El cloruro del ácido acetilisovainíllico, el anhídrido del ácido acetilvaiíllico y el anhídrido del ácido acetilisovainíllico.

Se sintetizaron y estudiaron cuatro fotosensibilizadores de potencial aplicación en terapia fotodinámica: tetra-t-butilftalocianinato Zn(II), tetrakis(1,1-dimetil-2-ftalimido)etilftalocianinato Zn (II), tetrakis-(1,1-dimetil-2-amino)etilftalocianinato Zn (II) y tetrayoduro de tetrakis-(1,1-dimetil-2-trimetilamonio)etilftalocianinato Zn (II) en medio homogéneo orgánico y acuoso. Se determinaron las constantes de dimerización y los espectros de monómero y dímero. Se midieron los rendimientos cuánticos de fluorescencia, triplete y de formación de oxígeno singulete, y se realizó la caracterización fotofísica del estado triplete para los colorantes. Los parámetros obtenidos de las mediciones fueron evaluados teniendo en cuenta los resultados de la agregación.

En esta tesis se estudió el comportamiento de catalizadores metálicos soportados en la hidrogenación e hidrogenólisis de anhídrido maleico para obtener gama-butirolactona. La reacción se ensayó exclusivamente en fase gas, a presión atmosférica y un rango de temperaturas moderado (170-220 °C). Primero, se prepararon catalizadores de Platino, Paladio, Níquel, Cobalto y Cobre soportados sobre sílice, de los cuales se estableció que: el Platino y el Paladio resultaron ser muy hidrogenolíticos dando preferentemente ácido propiónico; el Níquel y el Cobalto resultaron en catalizadores formados por partículas grandes sobre los cuales se obtiene mayormente gama-butirolactona y en menor proporción ácido propiónico; el Cobre soportado en sílice presentó una marcada desactivación de la cual se realizó un estudio cinético. A continuación se prepararon catalizadores de níquel sobre diferentes soportes (gama-alúmina, sílice-alúmina y zeolita H-beta), hallándose que la sílice-alúmina es el soporte sobre el cual se obtiene una fase de Níquel activa y estable hacia la obtención de gama-butirolactona. Por último se consideró la influencia que tiene el agregado de Cobre o Cobalto sobre las propiedades hidrogenolíticas del Níquel soportado sobre sílice-alúmina. Se estableció así que la relación de metales elegida lleva, en algunos casos, a la formación de óxidos mixtos que por reducción darían aleaciones. De estos, los catalizadores de mayor proporción de Níquel fueron los que dieron los rendimientos en gama-butirolactona más altos de todo el trabajo: 85%. La concentración del segundo metal, Cobalto o Cobre, en estos catalizadores fue tan baja que se puede hablar de un efecto promotor estructural.

Objetivo general Sintetizar nuevos glicomiméticos que puedan ser empleados como agentes antitumorales y antibacterianos. Objetivos particulares -Sintetizar C-glicósidos y N-glicósidos que presenten la función fenólica, metoxifenilo o sulfamato. -Realizar el estudio conformacional de los glicósidos obtenidos empleando resonancia magnética nuclear y difracción de rayos X. -Estudiar el perfil inhibitorio de los compuestos sintetizados frente a la anhidrasas carbónicas, tanto las isozimas humanas como aquellas presentes en Mycobacterium tuberculosis y Brucella suis. -Estudiar la actividad antibacteriana de los glicósidos obtenidos frente a Mycobacterium tuberculosis y Brucella suis.

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.

El glucógeno es el polisacárido de reserva presente en tejidos animales, así como también en algunas plantas superiores, hongos y bacterias. Es un homopolímero ramificado de moléculas de D-glucosa, unidas entre sí por uniones glucosídicas α 1,4, mientras que en los puntos de ramificación presenta uniones α 1,6. En la síntesis del glucógeno intervienen dos enzimas: la glucógeno sintetasa (UDP-Glc: α 1,4-glucan-α 1,4 glucosil transferasa) y la enzima ramificante (α 1,4-glucan-α 1,4 glucan-6 glucosil transferasa). La glucógeno sintetasa cataliza la transferencia de restos glucosilo de un nucleótido-glucosa específico (UDP-Glc ó ADP-Glc según el organismo) al extremo no reductor de una molécula aceptora del tipo del glucógeno que puede llegar a ser tan pequeña como maltotriosa. Una vez sintetizada una cadena glucosídica α 1,4 de largo suficiente, la enzima ramificante produce un reordenamiento de la misma, formando un punto de ramificación α 1,6. Este esquema de síntesis corresponde en realidad a un mecanismo de alargamiento de glucanos α 1,4 preexistentes. El hecho de que la glucógeno sintetasa requiera un "primer" o aceptor para los residuos de glucosa que se van a transferir plantea, por lo tanto, el problema de cómo se lleva a cabo la síntesis "de novo" del glucógeno. Es decir, cómo se sintetiza una molécula de glucógeno cuando en la célula no existe aceptor para la glucógeno sintetasa. Se ha demostrado que fracciones microsomales de hígado de rata y de Escherichia coli carentes de glucógeno transfieren marca radioactiva a partir de nucleótido-(14C)glucosa a un compuesto insoluble en ácido tricloroacético (TCA), que es sensible a la digestión con enzimas amilolíticas o proteolíticas. En base a estos resultados y evidencias adicionales, Krisman ha postulado que la síntesis "de novo" del glucógeno involucraría una etapa inicial de formación de una glucoproteína catalizada por una enzima distinta de la glucógeno sintetasa. Los glucanos así sintetizados, unidos covalentemente a la proteína, servirían a su vez como "primers" para la acción conjunta de la glucógeno sintetasa y la enzima ramificante. Se formarían entonces moléculas de glucógeno unidas a proteína que serían liberadas de la misma por acción de enzimas de tipo amilolítico, proporcionando así aceptores para la síntesis del glucógeno no unido a proteína, según el esquema clásico. Este modelo ha sido apoyado por la demostración de la existencia "in vivo" de glucógeno unido a proteína (desmoglucógeno) en sistemas tales como hígado y corazón de rata. En el caso particular del músculo cardíaco de rata, se ha descripto que alrededor del 50% del glucógeno extraíble por agua a 100°C, es insoluble en TCA, y que 25% del polisacárido sigue precipitando con ácido aún después de digestión con solución alcalina caliente. Por otra parte, el glucógeno insoluble en TCA puede ser solubilizado por proteólisis. Estos resultados, si bien no demuestran la existencia de una unión covalente entre polisacárido y proteína, sugieren una fuerte asociación entre ambos. Con el objeto de ampliar y generalizar las observaciones realizadas en hígado de rata y E. coli, y considerando que el músculo cardíaco de rata constituía un sistema adecuado, se estudió la formación de glucanos α 1,4 unidos a proteína y su probable papel como intermediarios en la síntesis "de novo" del glucógeno. Los resultados obtenidos se resumen a continuación. - Se puso a punto la preparación de fracciones microsomales de músculo cardíaco de rata con muy bajo contenido de glucógeno. - Después de incubar estas preparaciones enzimáticas con UDP-(14C)Glc, se incorporó radioactividad a un aceptor endógeno presente en una fracción insoluble en TCA 10% (fracrión TCApp), y en menor grado a una fracción soluble en ácido e insoluble en alcohol (fracción TCAsol-EtOHpp). La actividad enzimática en ausencia de "primer" se denominó GS-2. La insolubilidad en ácido de la (14C)glucosa incorporada indicó que el producto mayoritario de la reacción GS-2 era un glucoconjugado, y que la aglicona era probablemente una proteína. La radiomarca insoluble en TCA fue precursora de la presente en la fracción TCAsol-EtOHpp. Esto requirió la incorporación previa de restos glucosilo del UDP-Glc. Las curvas de tiempo de la actividad GS-2 presentaron un período "lag" que varió con la concentración de UDP-Glc y con la preparación. Este período de latencia correspondió a la formación de un mejor aceptor para la transferencia de restos glucosilo del UDP-Glc, ya que desapareció al preincubar las mezclas de reacción con nucleótido-azúcar no radioactivo. Las preparaciones enzimáticas presentaron también actividad de glucógeno sintetasa (actividad GS-1), medida como la incorporación de glucosa del UDP-Glc al glucógeno exógeno presente en el precipitado etanólico de la mezcla de reacción digerida con KOH (fracción KOH-EtOHpp). El agregado de glucógeno durante el ensayo GS-2 inhibió la incorporación de (14C)glucosa a la fracción TCApp, pero aumentó la correspondiente a TCAsol-EtOHpp. En este caso, la reacción se llevó a cabo sin período "lag", al igual que lo que ocurrió con el ensayo GS-1. Por lo tanto, el aceptor endógeno era distinto, al menos en parte, que el glucógeno exógeno, el cual era un mejor sustrato para la transferencia de restos glucosilo. Se estudiaron algunas propiedades de la actividad GS-2 (curva de UDP-Glc, efecto de la preincubación, concentración de proteínas y temperatura), así como diversas propiedades comparativas de las actividades GS-1 y GS-2 (efecto del DTT, sales, nucleótidos de uridina y adenina, y otros activadores e inhibidores, PH, y especificidad del nucleótido-azúcar). Se concluyó que las actividades GS-1 y GS-2 eran catalizadas por la misma enzima, la glucógeno sintetasa, y que las diferencias observadas en algunos casos se debían a la variación del cosustrato aceptor de la reacción: glucógeno exógeno para GS-1 y aglicona endógena para GS-2. Los productos radioactivos insolubles en TCA, sintetizados durante la reacción GS-2 fueron degradados por α- o β-amilasas, amiloglucosidasa o proteasa libre de amilasa. El grado de sensibilidad a la digestión con enzimas amilolíticas correspondió al de una estructura ramificada semejante a la del glucógeno nativo. La radioactividad insoluble en ácido se solubilizó por tratamiento ácido suave (HCl 0,01 ó 0,1 N, 15 min, 100°C). La cinética de ambas hidrólisis sugirió que la (14C)glucosa estaba unida a la aglicona por al menos dos tipos de uniones distintas, cuyos t1/2 eran similares al de la unión ésterfosfato. La permetilación e hidrólisis ácida total de los compuestos liberados por HCl 0,1 N confirmaron que la porción sacarídica del glucoconjugado sintetizado durante la reacción GS-2 tenía la estructura ramificada del glucógeno nativo. Se purificó parcialmente la glucógeno sintetasa, separándose cromatográficamente dos especies enzimáticas: una, que presentaba las actividades GS-1 y GS-2 (fracción D1A), y otra que solo tenía actividad GS-1 (fracción D2A). La actividad GS-2 de D1A fue estimulada por Glc-6-P y, en menor grado, por otros ésteres fosfato. Estos compuestos activaron de forma semejante la actividad GS-1. La fracción D2A, que no presentaba actividad GS-2, también fue activada por estos compuestos. La fracción D1A no fue capaz de sintetizar glucanos insolubles en ácido a partir de aceptores exógenos no unidos a proteína (maltosacáridos o glucógeno), indicando que los aceptores endógenos de la actividad GS-2 no eran de este tipo. Al igual que en el caso de las fracciones microsomales, los compuestos radioactivos insolubles en TCA sintetizados por D1A fueron sensibles a la degradación amilolítica o proteolítica. Se desarrolló un método de detección "in situ" de actividad de glucógeno sintetasa en geles de poliacrilamida en condiciones nativas. Este método permitió determinar que las actividades GS-1 y GS-2 eran catalizadas por una misma proteína. Por otra parte, dado que se pudo detectar actividad en ausencia de "primer" después de una corrida electroforética, se concluyó que la enzima y el aceptor endógeno de la reacción GS-2 estaban fuertemente asociados, ya que migraban juntos en electroforesis. Los productos de reacción de GS-2 sintetizados por D1A se analizaron mediante electroforesis en geles de poliacrilamida. Se observó migración de (14C)glucosa tanto en condiciones nativas como desnaturalizantes. En este último caso se comprobó que la movilidad de las bandas radioactivas disminuía en función del tiempo de incubación. Por otra parte, la radioactividad desapareció después de incubar las mezclas con α-amilasa. Cuando se estudiaron muestras provenientes de un pulso con UDP-(14C)Glc y posterior "chase" con nucleótido-azúcar no radioactivo, se verificó que las especies radioactivas de mayor movilidad daban lugar, después del "chase" a las de menor migración. Por su parte, las bandas radiomarcadas más móviles se regeneraron por incubación de las mezclas de reacción con amiloglucosidasa. La preincubación de la fracción D1A con α-amilasa insoluble produjo una notable disminución de la actividad GS-2 sin afectar mayormente la actividad GS-1 de la preparación. En consecuencia, se demostró que las preparaciones enzimáticas de músculo cardíaco de rata estudiadas en el presente trabajo de tesis catalizaban la síntesis "in vitro" de glucanos α 1,4 unidos a proteína. El aceptor proteico tenía, en este caso en particular, glucanos presintetizados "in vivo", los que eran alargados por la glucógeno sintetasa durante el ensayo GS-2, y en el caso de las preparaciones microsomales, eran ramificados por la enzima ramificante. Se formaban así moléculas del tipo del glucógeno, unidas a proteína, coincidiendo con lo postulado en el modelo de Krisman para la iniciación de la biosíntesis del glucógeno. Por lo tanto, aún cuando en el caso particular de esta tesis, el ensayo GS-2 no constituyó un sistema de estudio de la iniciación propiamente dicha, la síntesis "in vitro" de los intermediarios (proteoglucanos) apoya fuertemente el modelo antes mencionado.

El Grafeno es un nanomaterial bidimensional que puede consistir en una sola capa de átomos de carbono, es decir: de espesor tan delgado como un átomo de carbono. En el laboratorio se obtuvo por el método de depósito químico de vapores (CVD) el cual permite tener un control sobre el crecimiento de una o más capas dependiendo de los parámetros de síntesis. Desde su descubrimiento en 2004 y posterior premio Nobel en el 2010 este nanomaterial bidimensional ha generado grandes expectativas en áreas de ciencia básica y aplicada. Sus usos se han extendido en forma exponencial abarcando la electrónica, la química analítica, el monitoreo ambiental, las energías renovables y su almacenamiento, sensores, etc. En objetivo de la presente Tesis es proponer el uso de grafeno como eslabón fundamental que combinado con nanopartículas metálicas (Au y Ag) y semiconductoras (TiO2 y ZnO) conformen “heteroestructuras” que actúen en forma sinérgica frente a la caracterización de estructuras complejas de grafeno (grafeno 3D), a la detección y degradación de analitos de interés ambiental como así también, crear fotoánodos inteligentes que eficientemente conviertan luz en electrones. En principio las heteroestructuras se construyeron combinando Grafeno 3D con NPs metálicas para detección de contaminantes por sensado molecular, graphene-enhanced Raman Scattering (GERS) y surface-enhanced Raman scattering (SERS). La primera técnica consiste en monitorear la presencia del analito a través de los cambios que éste produce en las bandas de Raman características del grafeno una vez adsorbido. Las otras dos técnicas consisten en una exaltación de la señal de Raman del analito de interés por la presencia misma de grafeno y NPs metálicas. El diseño de la segunda heteroestructura consiste en la combinación de Grafeno 3D con NPs semiconductoras para detección y conversión fotocatalítica de analitos contaminantes, tanto en superficie como en solución. La sinergia lograda en estos desarrollos tiene sustento en que, una vez iluminada la heteroestructura, las NPs semiconductoras separen la carga mientras que el grafeno transporte eficientemente los electrones generados previniendo así la recombinación electrón-hueco. Por último, se sintetizaron heteroestructuras compuestas por NPs de Carbono y grafeno que combinadas con NPs semiconductoras permitieran un diseño eficiente en la aplicación como fotoánodos. Las heteroestructuras de NPs de grafeno-semiconductores y NPs de carbono-semiconductores generaron incremento en la respuesta de los fotoánodos en el espectro ultravioleta y el visible, respectivamente.

Tesis (Dr. en Ciencias Químicas) -- Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2009.

En este trabajo de Tesis se desarrollaron distintas secuencias sintéticas que nos permitieron la posibilidad de obtener diferentes bibliotecas de heterociclos nitrogenados y oxigenados. 4.1.1. Capítulo 2: Síntesis de heterociclos en solución empleando catálisis con oro. En la primera parte del capítulo 2 se desarrolló una ruta sintética para la construcción de una familia de alquinil aminoácidos, los cuales son estructuras muy versátiles que pueden obtenerse utilizando materiales de partidas económicos. A partir de estos, logramos obtener una biblioteca de heterociclos oxigenados y nitrogenados los cuales presentan diversidad en su estructura. Estos alquinil aminoácidos presentan la particularidad de ser nucleófilos bidentados, ya que poseen dos átomos nucleofílicos, el O y el N, los cuales pueden participar en cicloisomerizaciones intramolecular catalizadas por oro. Con el uso apropiado de grupos protectores es posible modular la nucleofilicidad del O y el N, logrando obtener dos clases diferentes de heterociclos a partir del mismo intermediario. En el caso que el átomo de oxígeno sea el nucleófilo atacante, la cicloisomerización intramolecular catalizada por oro genera las correspondientes alquiliden lactonas (Ruta a, Figura 8). Por el contrario, si el nucleófilo de estos alquinil aminoácidos es el nitrógeno, la cicloisomerización intramolecular catalizada por oro, genera las correspondientes pirrolinas. Inicialmente, se llevó a cabo una secuencia sintética a partir del malonato de dietilacetoamida (137) con el objeto de obtener estos versátiles alquinil aminoester. Los distintos alquinos internos se lograron mediante una reacción de sonogashira efectuada sobre el derivado ester metílico de los alquinil aminoácidos. A partir de estos sustrato se pudieron obtener dos clases distintas de heterociclos, nitrogenados u oxigenados y dos tamaños de anillos, de cinco miembros (n=1) y anillos de seis miembros (n=2). Esto se logró modificando la protección de la amina o del acido carboxílico, a fin de que según sea el caso, el nitrógeno u el oxígeno puedan actuar como nucleófilos en ciclaciones intramoleculares catalizadas por oro y formar heterociclos oxigenados (-amino-lactonas,) o nitrogenados (1-pirrolinas,) respectivamente. En el caso que el nucleófilo atacante sea el átomo de oxígeno, fue necesario realizar la hidrólisis del ester a fin de regenerar el ácido carboxílico necesario para la cicloisomerización. Seguidamente se ensayaron distintas condiciones de ciclación catalizadas con oro, encontrándose que la utilización de AuCl 10 mol%, K2CO3 10 mol%, en MeCN a temperatura ambiente resultó ser la condición más propicia para efectuar la cicloisomerización. Bajo estas condiciones de ciclación intramolecular se obtuvieron nueve -amino--lactonas con rendimientos superiores a 95%. En el caso de alquinos internos existe la posibilidad de obtener lactonas con exo-metilenos Z o E. La reacción de ciclación catalizada por oro proporcionó selectivamente en todos los casos (Z)--lactonas, la estereoquímica de estos dobles enlaces fue determinada a través de experimentos de NOE y mediante los desplazamientos químicos de los protones vinilicos. Seguidamente, se evaluó la posibilidad de efectuar cicloisomerizaciones en donde el átomo de nitrógeno actúe como nucleófilo. En el caso de las condiciones de ciclación evaluadas para los distintos N-aminoésteres protegidos como Acetilo, Boc y tosilo, todas ellas fallaron para dar las correspondientes enamidas cíclicas. Por otra parte cuando el nitrógeno fue desprotegido, la amina libre participa en reacciones de ciclación catalizada por oro produciendo 1-pirrolinas. El catalizador más efectivo para esta transformación es el AuCl3. Usando esta estrategia obtuvimos una pequeña quimioteca de seis 1-pirrolinas, en donde se observó un notorio aumento del rendimiento cuando empleamos alquinil amino-ácidos sustituidos con grupos atractores de electrones. Por otra parte, los compuestos alquinil sustituidos con grupos fenilo y naftilo, proporcionan las correspondientes pirrolinas con buenos rendimientos. Rendimientos más bajos fueron observados para aquellos alquinil amino-ácidos sustituidos con grupos dadores de electrones, demostrando que la cicloisomerización es afectada por efectos electrónicos. Finalmente la reacción no funciona al tratar propargilglicina metil ester con alquino terminal. En vista de los resultados mencionados, concluimos que la catálisis mediada por oro es notablemente eficaz para la síntesis de ambos heterociclos conteniendo nitrógeno y oxigeno a partir del mismo intermediario bidentado. Por otra parte, se realizaron ensayos de concentración inhibitoria mínima sobre Escherichia coli y una colección de bacterias ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, y Enterobacter species (E. aerogenes)); y se concluyó que las 1-pirrolinas (183a, 183b, 183c, 183e) presentan actividad moderada incluso en presencia de Albúmina sérica bovina (BSA). Debido a los pocos ejemplos evaluados, es difícil determinar en esta etapa la relación entre estructura y actividad. Se propone ampliar la quimioteca a fin de poder inferir una relación estructura actividad de dichos compuestos. Por otra parte, tanto los alquinil aminoácidos evaluados como las -amino-- alquiliden lactonas, no mostraron actividad antibiótica. Con lo que respecta a la segunda parte del capítulo 2, se planteó preparar derivados de aminoácidos con propargil amina con el fin de obtener heterociclos nitrogenados a través de cicloisomerizaciones catalizadas por oro. Los aminoácidos son compuestos enantiomericamente puros fácilmente asequibles, con lo se puede generar diversidad comenzando la secuencia con distintos aminoácidos de partida (diversidad basada en el sustrato). Para lograr nuestro objetivo, ideamos una secuencia a partir de aminoácidos para obtener el compuesto enantiomericamente puro 188, el cual puede ser tratado con distintos catalizadores de oro para obtener los heterociclos nitrogenados 189 o 190 dependiendo si la cicloisomerización ocurre de manera 6-exo-dig o 7-endodig. Es importante destacar que si bien hasta el momento no logramos encontrar las condiciones que permitan la formación del enlace C-N a través de catálisis con oro en esta clase de sustratos, es deseable seguir investigando nuevas condiciones capaces de lograr la cicloisomerización que conduzca a la formación de los compuestos 189 y/o 190. En el capítulo 3 hemos demostrado el potencial de la escasamente explorada combinación de la catálisis con oro y la síntesis orgánica en fase sólida (SOPS), mediante la síntesis de una pequeña biblioteca de imidazolin-2-onas e imidazol-2-onas a través de la ciclación de propargilureas soportadas sobre un soporte sólido empleando catálisis áurica como paso clave. Para llevar a cabo nuestro proyecto, diseñamos dos rutas sintéticas con el objetivo de obtener propargilaminas lineales inmovilizadas al soporte sólido. En primer lugar a partir de la ruta 1 pudimos obtener las propargilaminas terminales 205 unidas a resinas Wang o Rink (Esquema 98). Con el objetivo de sintetizar alquinos internos, se analizaron varias condiciones de Sonogashira sobre 205 sin éxito. La causa probable de este fracaso es que las propargilaminas unidas al polímero (205) pueden actuar como una base y competir con la amina terciaria empleada en condiciones clásicas de Sonogashira. Para solucionar este inconveniente, y poder finalmente acceder a los derivados de propargilaminas con alquinos internos, se ideo la ruta sintética 2, en donde el alquino en cuestión se introduce mediante una reacción de Mitsunobu proporcionando de este modo las propargilaminas 210. Por otra parte mediante esta estrategia es posible incorporar otros puntos de variabilidad a fin de obtener mayor diversidad de compuestos. A continuación, se procedió a la síntesis de las propargilureas 199, utilizando distintos isocianatos (Esquema 99). Estas propargilureas 199 tienen al menos dos átomos nucleofílicos que pueden producir cicloisomerización intramolecular catalizada por oro, el N y el O de la urea. Seguidamente, hemos examinado diferentes condiciones para la cicloisomerización catalizada con oro, usando 5 mol% de diferentes catalizadores de oro, en diclorometano anhidro o una mezcla de disolventes CH2Cl2:MeCN, variando el tiempo de las reacciones y la temperatura. En la mayoría de los casos, el paso de la catálisis por oro fue eficiente (> 84%) y la reacción se completa en 1 hora. Sin embargo, debido a la eficiencia durante la ciclación, fácil manejo y coste económico, la sal de AuCl fue elegido como el catalizador óptimo para esta transformación. Las condiciones de reacción seleccionadas fueron aquellas que involucraban AuCl (5 mol%) como catalizador en CH2Cl2: MeCN (10: 1) durante 2 horas a temperatura ambiente. Después de la escisión con TFA, los compuestos finales fueron caracterizados completamente. De esta manera, llevamos a cabo la síntesis en fase sólida de imidazolidin-2-onas (220-exo) con altos rendimientos totales (> 70%) a partir de propargil ureas (199) a través de ciclaciones catalizadas por Au (I) mediante un mecanismo 5-exo-dig y 6-exo-dig, seguidos en algunos casos, por la migración del doble enlace para proporcionar el núcleo 1,3-dihidro-2H-imidazol-2-ona (220-endo). Experimentos de isomerización demostraron que la conversión de los productos ciclados 220-exo a los compuestos termodinámicamente más estables 220-endo se debe principalmente a la presencia de TFA, incrementándose el porcentaje endo con el tiempo. En el caso de sustratos que combinan funcionalidades fenil urea con alquinos internos, la cicloisomerización 6-endo-dig fue la principal ruta cuando R4≠H en combinación con R5=Ph y en el caso de m=2, independientemente de que se trate de fenil o tosil ureas, se observa una cicloisomenrización 6-exo-dig, obteniendo de este modo heterociclos de seis miembros. Curiosamente, se observó una tautomerización hacia la especie zwitteriónica 236 para todos los productos 235 (m=2 o R4≠H en combinacion con R5=Ph), independientemente del mecanismo de ciclación por la cual se originan. Además, se concluye que la sintesis de los productos ciclados provenientes de la incorporación de alquinil alcoholes secundarios (R3 ≠ H) requerirá de un estudio mas profundo de la prepaparacion de las propargilureas 199g y 199o, y diversos análogos. Es de destacar que en todos los casos sólo se observó una C-N cicloisomerización catalizada con oro, como lo demuestra el análisis de experimentos de RMN 15N HMBC y ROESY para los compuestos finales seleccionados. Esta estrategia sintética ha proporcionado, a través ciclaciones catalizadas con oro en fase sólida, una pequeña biblioteca de heterociclos similares a drogas farmacéuticas con varios puntos de diversidad. Finalmente los estudios de actividad biológica desarrollados sobre estos compuestos han arrojado resultados negativos; no obstante, se propone seguir realizando nuevos intentos sobre diferentes objetivos biológicos.

En el presente trabajo se describe la síntesis de heterociclos nitrogenados-oxigenados de cinco miembros tales como isoxazolinas, isoxazoles y oxadiazoles derivados de hidratos de carbono. La mayoría de los compuestos se obtuvieron por cicloadiciones 1,3-dipolares entre un dipolarófilo,generalmente comercial y un 1,3-dipolo proveniente de un hidrato de carbono libre o debidamente protegido. Se sintetizaron isoxazoles e isoxazolinas derivadas de 2-desoxiazúcares utilizando como dipolos las oximas de 2-desoxi-D-glucosa y 2-desoxi-D-ribosa, siendo los dipolarófilos alquinos y alquenos sustituidos con grupos atractores de electrones. Por otra parte, se obtuvieron también los derivados isoxazolínicos e isoxazólicos partiendo de la 1,2-O-isopropilidén-α-D-xílo-pentadialdo-1,4-furanosa oxima como precursor del 1,3-dipolo, utilizando una gama más variada de dipolarófilos algunos de los cuales se sintetizaron especialmente para este trabajo. Además partiendo de un hidrato de carbono protegido, como el 2,3,4,5,6-penta-O-benzoíl-D-manononitrilo, pudieron sintetizarse los derivados 1,3,4- y 1,2,4-oxadiazólicos correspondientes. Se realizó la cicloadición 1,3-dipolar intramolecular de la 1,2-O-isopropilidén-3-O- alil-α-D-xilopentadialdo-1,4-furanosa oxima que condujo a un producto tetracíclíco enantioméricamente puro. Finalmente se analizaron los resultados de la hidrogenación catalitica de algunos de los heterociclos isoxazolínicos sintetizados anteriormente, como probables intermediarios sintéticos. Todos los compuestos nuevos fueron caracterizados por sus constantes físicas y por espectroscopía de resonancia magnética nuclear y masa.