Estudios de la acetalización regioselectiva controlada por catalizadores y su aplicación a la síntesis de sacáridos...

Área de la Ciencia:

• Química de los carbohidratos
• Síntesis orgánica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La funcionalización regioselectiva de los carbohidratos es crucial para la síntesis de derivados complejos.
• Los ácidos fosfóricos quirales (CPA) han surgido como catalizadores efectivos en la síntesis asimétrica.
• El desarrollo de catalizadores reciclables y altamente selectivos para la protección de los carbohidratos sigue siendo un objetivo importante.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de ácidos fósforicos quirales (CPA) y sus variantes poliméricas inmovilizadas para la protección acetal regioselectiva de los diolos derivados de monosacáridos.
• Explorar el potencial regiodivergente de estos catalizadores basado en la elección del catalizador.
• Demostrar la utilidad de los catalizadores poliméricos en síntesis escalables de un solo recipiente e investigaciones mecanicistas.

Principales métodos:

• Acetalización regioselectiva de varios 1,2-diolos derivados de monosacáridos mediante el uso de catalizadores poliméricos (R) -Ad-TRIP-PS y (S) -SPINOL-PS.
• Reciclaje y reutilización de catalizadores poliméricos para la funcionalización a escala de gramos.
• Procedimientos telescópicos de un solo recipiente que combinan la acetalización con otras funcionalizaciones del grupo hidroxilo.
• Estudios mecanicistas mediante espectroscopia RMN y modelado computacional.

Principales resultados:

• Se obtienen elevadas regioselectividades (hasta >25:1 rr) en la protección acetal de los diolos derivados de d-glucosa, d-galactosa, d-manosa y l-fucosa.
• Acetalización regiodivergente posible mediante la selección de diferentes catalizadores quirales.
• Los catalizadores poliméricos demostraron un rendimiento superior, reciclabilidad y permitieron la síntesis a escala de gramos con una baja carga de catalizador (0,1 mol %).
• Síntesis exitosa de 32 derivados mono- y disacáridos protegidos diferencialmente de forma regioisomérica.
• Los estudios de RMN y computacionales revelaron un mecanismo de sínaddición dependiente de la temperatura que involucra una formación de acetal anómero intermedio o asíncrono concertado, lo que explica las selectividades observadas.

Conclusiones:

• Los catalizadores quirales de ácido fosfórico inmovilizados proporcionan un método eficiente, reciclable y altamente regioselectivo para proteger los diolos de carbohidratos.
• Los métodos desarrollados facilitan la síntesis de diversos derivados de carbohidratos protegidos regioisoméricamente puros a través de procedimientos escalables de un solo recipiente.
• Las ideas mecanicistas aclaran la regioselectividad dependiente de la temperatura, allanando el camino para el diseño racional del catalizador.