Upload
vudat
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Ana Preciado Ortega
Diego Sampedro Ruiz
Facultad de Ciencias, Estudios Agroalimentarios e Informática
Máster universitario en Química Avanzada
2014-2015
Título
Director/es
Facultad
Titulación
Departamento
TRABAJO FIN DE ESTUDIOS
Curso Académico
Síntesis y estudio fotoquímico de derivados de la Cromona
Autor/es
© El autor© Universidad de La Rioja, Servicio de Publicaciones, 2015
publicaciones.unirioja.esE-mail: [email protected]
Síntesis y estudio fotoquímico de derivados de la Cromona, trabajo fin de estudiosde Ana Preciado Ortega, dirigido por Diego Sampedro Ruiz (publicado por la Universidad
de La Rioja), se difunde bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 Unported.
Permisos que vayan más allá de lo cubierto por esta licencia pueden solicitarse a lostitulares del copyright.
SÍNTESIS Y ESTUDIO FOTOQUÍMICO DE
DERIVADOS DE LA CROMONA
Ana Preciado Ortega
Máster en Química Avanzada
Julio 2015
1
Diego Sampedro Ruiz, Profesor Titular de Química Orgánica de la Universidad
de la Rioja
Certifica:
Que la presente memoria titulada “Síntesis y estudio fotoquímico de
derivados de la cromona” ha sido realizada por la licenciada ANA PRECIADO
ORTEGA en el departamento de Química de la Universidad de La Rioja bajo su
inmediata dirección y reúne las condiciones exigidas para conseguir los 30
créditos ECTS correspondientes al periodo de investigación del Trabajo fin de
Máster.
Logroño, julio 2015
Fdo.: Diego Sampedro Ruiz
2
3
Agradecimientos
Estos meses en la Universidad de la Rioja han sido cortos pero
intensos, ha sido una experiencia nueva para mí y he aprendido más de lo que
podía imaginar, por esto, me gustaría dar las gracias a las personas que de una
forma u otra me han ayudado durante todo este tiempo.
En primer lugar a mis padres y a mi hermana, por hacerlo posible.
A mi director Diego, por estar siempre disponible, por tomarse todo
con humor y sobre todo por su paciencia.
Al resto de integrantes del grupo, Pedro, Miguel Ángel, David, Raúl
(gracias por aguantarme), Cris, Elena, Eduardo y Maite, y a las compañeras del
máster, Cintia y Rebeca, porque gracias a todos ellos los días son más
divertidos.
A las familias Preciado y Ortega, por su interés y sus ánimos.
A mis amigos, en especial a Luis Ángel, porque aunque no nos veamos
lo suficiente siempre estáis a mi lado.
Pero sobre todo a Alberto, que es el que me aguanta en casa.
“- ¿Cómo será la búsqueda?
- Volaremos bajo y miraremos por la ventanilla.”
4
5
Índice
Resumen/Abstract. 7
Abreviaturas. 9
1. Introducción. 11
2. Antecedentes. 17
3. Objetivos. 29
4. Síntesis de derivados de la cromona. 33
4.1 Síntesis de 5,7-dihidroxicromona (compuesto 1). 35
4.2 Síntesis de 2-metil-5-hidroxicromona y 2-metil-3-acetil-5-
hidroxicromona (compuestos 2 y 3). 36
4.3 Síntesis de la 5-hidroxiflavona (compuesto 4) y la 3-benzoil-5-
hidroxiflavona (compuesto 5). 37
4.4 Síntesis de análogos metilados (compuestos 2A y 4A). 38
5. Estudio fotoquímico de derivados de la cromona. 41
5.1 Espectros UV-Vis. 43
5.2 Estudio comparativo de derivados de la cromona frente a sus
análogos metilados. 46
5.3 Estudio computacional. 49
6. Conclusiones. 55
7. Parte experimental. 58
7.1 Consideraciones generales. 61
7.2 Caracterización y síntesis de los derivados de la cromona. 62
7.3 Aspectos fotoquímicos. 68
Anexo I: Espectros RMN. 71
6
7
Resumen/Abstract
Las cromonas y sus derivados son compuestos ubicuos en la naturaleza
y su química ha sido ampliamente estudiada en los últimos años dando lugar a
compuestos farmacológicos con diferentes actividades terapéuticas.
En este trabajo se simplifica su estructura hasta llegar a la más básica
que presente propiedades fotoprotectoras y se funcionaliza para estudiar su
estabilidad frente a radiación UV.
Por último se modifica una parte de la estructura de los compuestos
sintetizados para determinar qué factores estructurales son importantes para
su fotoestabilidad frente a la radiación UV.
Chromones and their derivatives are a group of naturally occurring
compounds that are ubiquitous in nature, and their chemistry has been
extensively studied in the last years resulting in drugs with different
therapeutic activities.
In this work, the structure is simplified to the core moiety that shows
photoprotective properties and further functionalized to study their stability
against UV radiation.
Finally, a part of the structure of the synthesized compounds is
modified to determine the factors relevant for the photostability against UV
radiation.
8
9
Abreviaturas
A Absorbancia
ACh Acetilcolina
AChE Acetilcolinesterasa
ADN Ácido desoxirribonucleico
13C RMN Resonancia magnética nuclear de 13C
COX Ciclooxigenasa
d Doblete (en RMN)
DMF Dimetilformamida
EM Espectrometría de Masas
ES+ Electrospray con detección de ión positivo
1H RMN Resonancia magnética nuclear de 1H
g/mol Gramos/mol
J Constante de acoplamiento (en RMN)
M Molaridad
m Multiplete (en RMN)
MDT Multi Drug Treatment
mM Milimolar
mmol Milimoles
MRSA Staphylococcus Aureus Resistente a la Penicilina
N Normalidad
s Singlete (en RMN)
S0 Estado fundamental
10
S1 Estado excitado singlete
t Triplete (en RMN)
u. A. Unidades de absorbancia
UV Ultravioleta
UV-Vis Ultravioleta-visible
VIH Virus de Inmunodeficiencia Humana
ɛ Coeficiente de extinción molar
δ Desplazamiento químico
λ Longitud de onda
11
1. Introducción
12
1. Introducción
13
La fotoquímica es una rama de la química que estudia las interacciones
de la materia (a nivel atómico y molecular) y la luz, y los cambios que induce
esta interacción.
La luz solar es una fuente energética muy importante, sin ella el
desarrollo de la vida en la tierra sería imposible, ya que participa activamente
en el proceso foto-biológico más relevante, la fotosíntesis.
La fotosíntesis es la conversión de CO2 y agua en materia orgánica y O2
a través de la energía que aporta la luz solar, esta reacción se lleva a cabo en
los cloroplastos, presentes en las células vegetales. Los organismos que
realizan la fotosíntesis son conocidos como fotoautótrofos.[1]
Figura 1.1: Esquema de la fotosíntesis
Por todos es sabido que la luz y el calor provenientes de la radiación
solar han fascinado a la humanidad desde el principio de los tiempos, llegando
a considerar al sol una divinidad por la mayoría de las civilizaciones antiguas,
incluyendo a los griegos, que fueron los primeros en escribir sobre los
beneficios de éste sobre la salud humana.
Hipócrates describió la “helioterapia”, tanto con propósitos médicos
como psicológicos, también mencionada por Heródoto en el 500 a.C.
En la Edad Media surgieron evidencias de que la luz solar podía
resultar perjudicial en algunos casos, como en los pacientes que sufrían
viruela, pero no hubo entendimiento científico de estos fenómenos hasta que
no se descubrió que existían otros rayos además de los presentes en la luz
visible, los UV.[2]
[1] D. O. Hall, K. Rao, Photosynthesis, Vol. 6, Cambridge University Press, 1999. [2] S. Cabrera-Silva, Radiación ultravioleta y salud, Editorial Universitaria, 2005.
1. Introducción
14
En un gran número de medicinas populares de hace cientos de años se
indicaba la exposición a la luz solar como parte del tratamiento médico. Sin
embargo, las investigaciones que conectaban la absorción de luz por la materia
y sus consecuencias químicas y físicas no se produjeron hasta el siglo pasado.
Lo primero fue descubrir que la luz proveniente del sol era capaz de producir
procesos químicos.
Probablemente la primera reacción fotoquímica fue descrita por C.W.
Scheele en 1777, que observó la descomposición del AgCl al exponerlo a la
luz.[3]
En 1801, J. W. Ritter expuso el AgCl a diferentes zonas del espectro
visible utilizando un prisma y vio que éste reaccionaba más al exponerlo a la
zona violeta del espectro que a la roja. Entonces Ritter decidió exponerlo a la
zona más allá del violeta, donde la luz del sol no era visible. Para su asombro,
en este extremo del espectro la reacción era mucho más intensa. A este nuevo
tipo de luz la llamo rayos químicos, que más tarde fueron conocidos como
rayos UV.
Un poco más tarde, Trommsdorf en 1834, observó que al exponer al
sol los cristales del compuesto α-santonina, se volvían amarillos.[4]
En la primera parte del siglo XX la fotoquímica recibió poca atención,
debido a la falta de herramientas experimentales y de conceptos teóricos. En
los 40s, se confirmó experimentalmente la idea teórica del estado triplete,
pero fue a partir de mitad de siglo cuando se hicieron importantes avances. En
los 60s se produjo un gran desarrollo de las técnicas espectroscópicas (ESR,
destello láser, emisión) y de teorías (reglas de Woodward-Hoffmann, teorías
de las transiciones no radiantes, cálculos de mecánica cuántica) que
consolidaron a la fotoquímica como una disciplina emergente.[5]
[3] J. B. West, Carl Wilhelm Scheele, the discoverer of oxygen, and a very productive
chemist, Vol. 307, 2014. [4] H. Trommsdorf, Ann. Chem. Pharm. 1834, 11. [5] V. Ramamurthy, N. J. Turro, Chem. Rev. 1993, 93, 585-586.
1. Introducción
15
La luz da lugar a diversos procesos biológicos, como la fotosíntesis de
la que ya hemos hablado anteriormente, también nos ayuda a fijar el calcio en
los huesos a través de la vitamina D, y es esencial para el desarrollo de la visión
de los seres vivos.
Por otro lado, también sabemos que la exposición a la radiación solar
tiene efectos perjudiciales para la salud, por lo que los organismos han
desarrollado mecanismos para hacerle frente, tales como el aumento de
espesor en la epidermis, los mecanismos de reparación del ADN y la apoptosis,
enzimas antioxidantes y por último pero no menos importante, la
pigmentación de la piel.[6] Las melaninas son los pigmentos más extendidos
tanto en el reino animal como en el vegetal, y su absorción de luz tiene muchas
funciones biológicas como la termorregulación, la visión, el camuflaje y por
supuesto la fotoprotección. Además es un potente quelante de cationes y
puede actuar como neutralizador de radicales libres.[7]
Aunque la melanina duplique el factor de protección solar en piel
humana clara, lo que quiere decir que duplica el tiempo de capacidad de
defensa natural de la piel ante la radiación UV, todos sabemos que no es
suficiente para evitar las quemaduras solares, principales causantes de
melanomas y cáncer de piel.[6]
Este trabajo trata sobre compuestos con una estructura básica común,
la cromona, y algunos de sus derivados como los flavonoides. La cromona es
un isómero de la cumarina, y ambos son compuestos con muchas aplicaciones
biológicas, tienen actividad antitumoral, antiinflamatoria, antiedematosa,
antiarrítmica, analgésica y antiséptica entre otras. Además también aparecen
en grandes cantidades en el mundo vegetal con una extensión muy
generalizada, donde tienen propiedades antimicrobianas, captadoras de rayos
UV e inhibidoras de la germinación.[8]
[6] M. Brenner, V. J. Hearing, Photochem. Photobiol. 2008, 84, 539-549. [7] P. Riley, Int. J. Biochem. Cell Biol. 1997, 29, 1235-1239. [8] S. Khadem, R. J. Marles, Molecules 2011, 17, 191-206.
1. Introducción
16
Figura 1.2: cumarina – cromona - flavona.
Por todo esto, en este trabajo se han tratado de sintetizar las formas
más simples de éstas estructuras, así como derivados con pequeñas
modificaciones, para hacer un estudio fotoquímico que nos indique si existe
actividad fotoprotectora y en qué se basa su mecanismo de fotoprotección.
17
2. Antecedentes
18
2. Antecedentes
19
“Cromona” es el término químico que utilizamos para designar a la
1,4-benzopirona, un derivado del benzopirano sustituido con un grupo cetona
en el anillo de pirano. También es un isómero de la cumarina, y se encuentra
dentro de la estructura química de los flavonoides, un grupo de sustancias de
origen natural que son de interés actual debido a su actividad antioxidante.
Las cromonas son un grupo de compuestos ubicuos en la naturaleza,
especialmente en las plantas. La palabra cromona deriva del término griego
chroma, que significa “color”, que señala la gran variedad de colores que
pueden llegar a mostrar sus derivados.[9]
La primera cromona pura que se utilizó en la práctica clínica fue la
“kelina”, que se extrajo de las semillas de la planta Ammi visnaga. La Ammi
visnaga es una planta silvestre que crece en el mediterráneo oriental cuyas
semillas se han utilizado durante siglos como diurético y relajante muscular,
sobre todo para tratar el cólico nefrítico.[10] Primero fue preparada impura por
Mustapha I. en 1892,[11] Samaan la estudió farmacológicamente en 1932[12] y
demostró que relajaba las fibras musculares lisas por acción directa sobre ellas.
En 1934 fue aislada pura por Ernst Späth,[13] y fue sintetizada por primera vez
por el Dr. G. R. Ramage en colaboración con R. A. Baxter y N. R. Timson en
1947.[14]
Figura 2.1: kelina - Ammi visnaga.
[9] G. P. Ellis, The chemistry of heterocyclic compounds, chromenes, chromanones, and chromones, Vol. 31, John Wiley & Sons, 2009.
[10] A. M. Edwards, J. B. Howell, Clin. Exp. Allergy 2000, 30, 756-774. [11] I. Mustapha, Acad. Sci. Paris 1879, 89, 442. [12] K. Samaan, J. Quart, Pharm. and Pharmacol. 1932, 5, 6. [13] E. Späth, Gruber, Ber. Dtsch. chem. Ges. 1938, 71, B106. [14] R. Baxter, G. Ramage, J. Timson, J. Chem. Soc. 1949, 30, 3.
2. Antecedentes
20
En 1952 ya aparecían en la farmacopea de Reino Unido dos productos
farmacéuticos que contenían kelina “Benecardin” y “Eskel” los dos indicados
como relajantes musculares, en 1954 apareció “Kelfren” una solución al 0.5%
de kelina que se usó como antiasmático en aerosol. Sin embargo, ahora su uso
se centra en el tratamiento terapéutico del vitíligo, un trastorno de la
pigmentación.[15]
Uno de los primeros análogos de la cromona producidos basado en la
kelina se denominó K18, se desarrolló en el departamento farmacológico de
Bengers, donde Philip Sheard demostró su actividad broncodilatadora con
diversos estudios en cobayas.[10]
Figura 2.2: K18.
Las cromonas y sus derivados están muy extendidos en el reino
vegetal, se han encontrado por lo menos en 17 familias de plantas, incluyendo
helechos, monocotiledóneas y desde las más primitivas a las más avanzadas
órdenes de dicotiledóneas, también se han encontrado en dos tipos muy
diferentes de animales: corales e insectos.[8] Se sabe que son metabolitos
activos en numerosos procesos como la regulación del crecimiento,
estimulación de la captación de oxígeno en los tejidos vegetales o protección
contra depredadores. Por todo esto, estos heterociclos han demostrado tener
una gran variedad de actividades farmacológicas debido a la gran diversidad de
posibles cambios en su estructura, por lo que han servido de base para el
desarrollo de numerosos compuestos con diferentes actividades
terapéuticas.[16]
2. Antecedentes
21
Actividad antioxidante
Los compuestos antioxidantes juegan un papel clave en nuestro
organismo, ya que nos protegen atrapando los radicales libres, y está
científicamente comprobado que reducen el riesgo de padecer ciertas
enfermedades como el cáncer y enfermedades coronarias. Dentro de los más
importantes están los flavonoides, derivados de las cromonas que se
encuentran en una gran variedad de frutas y verduras. El flavonoide más
abundante y habitual en la dieta humana es la quercetina, a partir de él se
pueden obtener otros flavonoides como la naringenina.
Figura 2.3: flavona – quercetina – naringenina.
Otros compuestos derivados de los anteriores y por consiguiente
también de las cromonas son los isoflavonoides, que presentan un anillo
bencénico en la posición 3 del anillo central en lugar de la posición 2, siendo
uno de los más importantes la genisteína, que también tiene actividad
antioxidante.
[15] H. A. Tawfik, E. F. Ewies, W. S. El-Hamouly, Int. J. Res. Pharm. Chem. 2014, 4, 1046-1085.
[16] R. S. Keri, S. Budagumpi, R. K. Pai, R. G. Balakrishna, Eur. J. Med. Chem. 2014, 78, 340-374.
2. Antecedentes
22
Figura 2.4: isoflavona – genisteína
Actividad antiinflamatoria
Uno de los primeros que se sintetizó fue el cromoglicato disódico,
también conocido como DSCG, que inhibe la liberación de los factores de
inflamación en los mastocitos, se ha utilizado en rinitis alérgica, asma y
conjuntivitis alérgica.[17]
Figura 2.5: Cromoglicato disódico.
Pero también se han desarrollado otros con diferentes mecanismos de
acción tales como inhibidores de la ciclooxigenasas, o antagonistas de los
receptores de leucotrienos, ambos implicados en varias enfermedades
inflamatorias.
[17] A. Gaspar, M. J. Matos, J. Garrido, E. Uriarte, F. Borges, Chem. Rev. 2014, 114, 4960-4992.
2. Antecedentes
23
Figura 2.6: T-614 (Inhibidor de la COX) – Pranlukast (antagonista del receptor
de leucotrienos).
Actividad anticancerígena
Desde 1990, la terapia dirigida para combatir el cáncer ha sido y es un
área de investigación muy activa, y la estructura de la cromona se ha utilizado
como base para desarrollar tratamientos que bloqueen el crecimiento y la
extensión del cáncer. Unas de las más importantes son las cromonas
inhibidoras de las kinasas, proteínas reguladoras de las funciones celulares que
activan o desactivan sustratos mediante una fosforilación.
Figura 2.7: Inhibidores de la PI3K basados en cromonas.
Existen muchas otras como las inhibidoras de las tirosina fosfatasas o
las inhibidoras de las topoisomerasas que todavía están en desarrollo.[17]
2. Antecedentes
24
Actividad anti-VIH
En este momento la infección por el Virus de Inmunodeficiencia
Humana significa tratamiento de por vida debido a la capacidad de adquirir
resistencia de la proteasa-VIH que obliga a instaurar terapias MDT, por lo que
el desarrollo de nuevos tratamientos sigue centrándose en nuevas estructuras
o mecanismos de acción.[16]
Figura 2.8: Prototipos de fármacos anti-VIH basados en cromonas.
Actividad antiagregante plaquetaria
Las plaquetas desempeñan un papel importante en la hemostasia y la
trombosis, además de en la aterogénesis, y sus procesos de activación y
agregación juegan un papel muy importante en muchas enfermedades. La
búsqueda de fármacos inhibidores de su agregación se ha centrado en la
síntesis de antagonistas de receptores, inhibidores de enzimas o mediadores
de la agregación plaquetaria, como los tromboxanos o los factores de
activación.
Figura 2.9: Antiagregante plaquetario basado en cromonas.
2. Antecedentes
25
Actividad antimicrobiana y antifúngica
La necesidad de desarrollar nuevos antibióticos es mayor que nunca
debido a la aparición de microorganismos multirresistentes y adaptados que
hacen las terapias menos efectivas y a la emergencia de nuevas infecciones.
Las cromonas tanto naturales como sintéticas presentan actividad
antimicrobiana y antifúngica, siendo estructuras muy relevantes las indol,
cloroquinolin y fenilglicincromonas, además de los complejos con Cu (II). Los
compuestos derivados de la aposphaerina (metabolito del hongo
Apiosphaeria) presentan potente actividad antibiótica frente a S.aureus y a
MRSA.[17]
Figura 2.10: Antibiótico basado en cromona (análogo de la aposphaerina).
Actividad antineurodegenerativa:
Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por un
deterioro progresivo de las neuronas, produciendo enfermedades distintas
como el Alzehimer o el Parkinson.
El aumento de los niveles de ACh es uno de los enfoques más
prometedores para el tratamiento sintomático del Alzehimer, en cuanto al
Parkinson, siempre hablando de tratamientos paliativos de sus efectos, el
desarrollo de nuevos medicamentos está enfocado hacia la inhibición de la
MAO, una familia de enzimas que actúa en la descomposición de la dopamina.
La falta de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra es uno de los
aspectos más estudiados del Parkinson.[17]
2. Antecedentes
26
En los últimos años también se han desarrollado opciones terapéuticas
basadas en cromonas como inhibidores de la AChE, que es la encargada de
hidrolizar la ACh, tanto como inhibidores de la MAO.
Figura 2.11: Inhibidor de la AChE – Inhibidor de la MAO basados en cromonas.
Existen otros muchos compuestos basados en cromonas que
presentan actividades tan dispares como insecticidas o antiobesidad, además
es un campo en continuo desarrollo gracias a que las cromonas y sus análogos
han demostrado que son de gran importancia en la síntesis de nuevos
compuestos con actividad farmacológica gracias a su biciclo rígido, clasificado
como una estructura privilegiada y muy versátil capaz de unirse a diferentes
receptores y por lo tanto de dar diferentes respuestas biológicas.
Figura 2.12: Derivado de cromona con actividad antiobesidad – inseticida.
El trabajo previo realizado en esta línea de investigación ha consistido
en el estudio fotoquímico de compuestos derivados de los MAAs
(Mycosporine-like Amino Acids, aminoácidos de tipo micosporina) que
presentan actividad fotoprotectora.
2. Antecedentes
27
Dentro de los primeros mil millones años de vida de la tierra, el reino
vegetal comenzó a producir el oxígeno que se acumuló en la atmósfera que
ahora conocemos. La fotólisis de oxígeno en la estratosfera generó la capa de
ozono, lo que protegió a la vida humana y animal de los rayos solares de más
energía.
Cuando el homo sapiens empezó a perder el pelo que cubría su cuerpo,
empezó a desarrollar procesos celulares de reparación y protección para
defenderse de la radiación solar.[18]
Hoy en día, aunque sabemos que exponerse a la radiación solar nos
aporta beneficios, como la producción de la vitamina D por la transformación
del 7-dehidrocolesterol gracias a la acción de los rayos UV, también sabemos
que puede ser perjudicial para nuestra salud, ya que produce mutaciones en el
ADN celular que pueden desembocar en cáncer epitelial.[6]
Por todo esto, a lo largo de los años, los organismos han desarrollado
en sus células epiteliales compuestos que presentan una gran absorción de la
luz más energética. Unos de los pigmentos más importantes y conocidos son
las melaninas, siendo la eumelanina la más común. En el ser humano, las
melaninas se encuentran en la piel, pelo, retina, glándulas suprarrenales,
médula espinal y en el cerebro (neuromelanina). Pero también por todos es
sabido que una exposición prolongada a los rayos UV produce eritema y daño
celular, por lo que es evidente que estos pigmentos protectores no son
suficientes.
Figura 2.13: Eumelaninas – Feomelaninas
2. Antecedentes
28
Los MAAs están presentes en un gran número de organismos en
diferentes partes de nuestro planeta, presentan una fuerte absorción UV,[19] y
su función biológica más importante es la de protección de los organismos de
esta radiación. Esta protección es debida a las especiales propiedades
fotoquímicas que tienen estos compuestos y sus derivados.
Figura 2.14: Ejemplos de MAAs.
Al igual que los MAAs, las cromonas y sus derivados están distribuidos
muy ampliamente en el reino vegetal, insectos y corales, forman parte de la
estructura de los flavonoides, que son los antioxidantes más conocidos, y
también presentan absorción UV, proporcionando fotoprotección a los
organismos que las contienen.
Juntando estos dos conceptos, el presente trabajo consiste en la
síntesis de las formas más simples de los derivados de las cromonas para
estudiar sus propiedades fotoquímicas, en concreto su estabilidad a la
radiación UV, y en la modificación de aspectos en su estructura que nos
ayuden a conocer mejor su mecanismo de fotoprotección.
[18] H. D. Roth, Angew. Chem. Int. Ed. 1989, 28, 1193-1207. [19] H. Nakamura, J. Kobayashi, Y. Hirata, J. Chromatogr. A 1982, 250, 113-118.
29
3. Objetivos
30
3. Objetivos
31
El objetivo de este trabajo es la preparación de la estructura base con
capacidad fotoprotectora de las cromonas y su estudio fotoquímico. La síntesis
de los derivados de las cromonas ha sido ampliamente estudiada y aparece
numerosas veces en la bibliografía para las distintas aplicaciones terapéuticas
ya mencionadas. En cambio su estudio fotoquímico no está tan ampliamente
estudiado, por tanto los objetivos se resumen en:
La síntesis de los derivados relevantes más simples de las
cromonas y la caracterización de los que todavía no se encuentren
en la bibliografía.
El estudio de sus propiedades fotoquímicas así como el cambio de
éstas en función de las posibles modificaciones en su estructura,
para así conocer su posible mecanismo de fotoprotección.
32
33
4. Síntesis de derivados de la cromona
34
4. Síntesis de derivados de la cromona
35
Todos los compuestos sintetizados tienen una estructura básica
común, a la que se denomina “cromona”, isómero de la cumarina. La cromona
es un derivado del benzopirano sustituido con un grupo cetona en el anillo de
pirano.
Se ha elegido esta estructura ya que forma parte de la estructura
básica común de los compuestos naturales obtenidos de las plantas y de los
sintéticos que ya se nombraron anteriormente. Además en todas las
estructuras sintetizadas se ha añadido un grupo –OH en la posición 5 ya que
disponer de un hidrógeno en esa posición puede ser importante para su
mecanismo de fotoprotección porque puede estabilizar a la cromona
formando un puente de hidrógeno con el carbonilo contiguo.
Figura 4.1: Estructura común (rojo) de un antibiótico y un antiviral basados en
cromonas.
4.1 Síntesis de 5,7-dihidroxicromona (compuesto 1)
La primera ruta de síntesis que se realizó fue la obtención de la 5,7-
dihidroxicromona a partir del 1, 3, 5-trihidroxibenceno, también conocido
como floroglucinol.
Figura 4.3: Síntesis de 5,7-dihidroxicromona 1
4. Síntesis de derivados de la cromona
36
La síntesis se realizó a partir del compuesto comercial floroglucinol,
que se hizo reaccionar con Ac2O en BF3·OEt a temperatura ambiente durante
34 horas, después se le añadió NaOAc 10% y se dejó agitando 12 horas más
para dar un sólido amarillo con un rendimiento de un 90%, la 2,4,6-
trihidroxiacetofenona.
Después se le añadió BF3Oet a una disolución de 2,4,6-
trihidroxiacetofenona en DMF seca y se dejó agitando a temperatura ambiente
durante 1 hora, al pasar esa hora se le añadió MsCl y se calentó a 50ºC durante
4h en atmósfera inerte, el compuesto se purificó mediante cromatografía de
columna en sílica-gel, para dar la 5,7-dihidroxicromona (compuesto 1) con un
rendimiento de un 33%.[20]
4.2 Síntesis de 2-metil-5-hidroxicromona (compuesto 2) y 2-metil-3-
acetil-5-hidroxicromona (compuesto 3).
Una vez obtenida la estructura simplificada se utilizó otra ruta de
síntesis para obtener compuestos similares funcionalizados. En estos
compuestos se prescindió también del –OH de la posición 7 que si se incluyó
en la anterior síntesis ya que se presume que es trivial en el mecanismo de
fotoprotección, y se añadieron diferentes sustituyentes para ver cómo influían
en la fotoquímica de los compuestos.
Figura 4.4: Síntesis de 2-metil-5-hidroxicromona y 2-metil-3-acetil-5-
hidroxicromona.
2 3
4. Síntesis de derivados de la cromona
37
La síntesis se realizó a partir del compuesto comercial 2,6-
dihidroxiacetofenona, al que se le añadió, K2CO3 en acetona a temperatura
ambiente durante 15 minutos. Después se añadió cloruro de acetilo y se dejó a
reflujo de acetona durante 24 horas, los dos compuestos (2 y 3) se purificaron
y se separaron mediante cromatografía de columna en sílica-gel, obteniendo
un rendimiento del 8% para el compuesto 2 y de un 11% para el compuesto 3. [21]
4.3 Síntesis de la 5-hidroxiflavona (compuesto 4) y la 3-benzoil-5-
hidroxiflavona (compuesto 5).
Se utilizó una ruta de síntesis similar a la anterior pero utilizando como
cloruro de ácido el cloruro de benzoílo.
Figura 4.3: Síntesis de la 5-hidroxiflavona y la 3-benzoil-5-hidroxiflavona.
Para obtener este derivado flavonoide, la síntesis se realizó también a
partir del compuesto comercial 2,6-dihidroxiacetofenona, al que se le añadió,
K2CO3 en acetona a temperatura ambiente durante 15 minutos. Después se
añadió el cloruro de benzoílo y se dejó a reflujo de acetona durante 24 horas,
los dos compuestos (4 y 5) se purificaron y se separaron mediante
cromatografía de columna en sílica-gel, obteniendo un rendimiento del 11%
para el compuesto 4 y de un 10% para el compuesto 5.
[20] G. Wei, B. Yu, Eur. J. Org. Chem. 2008, 3156-3163. [21] S. Okombi, J. Schmidt, A.-M. Mariotte, E. Perrier, A. Boumendjel, Chem. Pharm. Bull.
2005, 53, 1460-1462.
4 5
4. Síntesis de derivados de la cromona
38
4.4 Síntesis de análogos metilados:
Después de obtener los compuestos anteriores se procedió a metilarlos en
la posición 5. De esta manera, se podrá valorar el efecto de tener hidrógeno en
la posición 5. Este tipo de subestructuras pueden sufrir una transferencia de
hidrógeno intramolecular en el estado excitado que se relaciona con cierta
fotoestablidad. Al sustituir el grupo OH por un grupo OMe se anula esta
posible vía de reacción lo que permitirá determinar si es relevante en estos
compuestos.
5-metoxi-2-metilcromona (compuesto 2A).
Figura 4.4: Síntesis de 5-metoxi-2-metilcromona.
La síntesis parte del compuesto 2, al que se le añadió MeI y K2CO3 en
DMF y estuvo en agitación durante 24 horas a temperatura ambiente,
obteniendo la 2-metoxi-4-metilcromona (compuesto 2A), con un rendimiento
del 64%.
5-metoxiflavona (compuesto 4A).
Para obtener el análogo metilado del derivado flavonoide se utilizó un
procedimiento similar al anterior.
2A
4. Síntesis de derivados de la cromona
39
Figura 4.5: Síntesis de la 5-metoxiflavona.
Partiendo del compuesto 4, se le añadió MeI y K2CO3 en DMF y estuvo
en agitación durante 24h a temperatura ambiente, obteniendo la 5-
metoxiflavona (compuesto 4A), con un rendimiento del 66%.
También se realizaron otros intentos de síntesis de derivados
intentando funcionalizar la posiciones 2 y 3 de la cromona con yodo, grupos –
OH y –OMe que no condujeron a resultados satisfactorios.
4A
40
41
5. Estudio fotoquímico de derivados de la cromona
42
43
Una vez obtenidos algunos derivados de las cromonas y análogos
metilados de dos de ellos, se realizaron los espectros UV-Vis de todos ellos y se
procedió a su irradiación para comprobar sus diferencias en cuanto a
estabilidad fotoquímica.
5.1 Espectros UV
Los espectros UV-Vis se realizaron todos usando acetonitrilo como
disolvente, y los espectros obtenidos se muestran en las figuras 5.1 y 5.2 junto
con sus coeficientes de extinción molar (M-1cm-1).
A continuación se muestran los espectros de algunos de los
compuestos derivados de la cromona y justo después los espectros de los
análogos metilados.
Derivados de la cromona:
Compuesto 1:
λ = 224 nm ɛ = 11047 M-1cm-1
λ = 257 nm ɛ = 14251 M-1cm-1
λ = 286 nm ɛ = 8128 M-1cm-1
44
Compuesto 2:
Compuesto 4:
λ = 227 nm ɛ = 17580 M-1cm-1
λ = 252 nm ɛ = 11100 M-1cm-1
λ = 322 nm ɛ = 4480 M-1cm-1
λ = 213 nm ɛ = 12020 M-1cm-1
λ = 267 nm ɛ = 17420 M-1cm-1
λ = 336 nm ɛ = 7740 M-1cm-1
45
Análogos metilados:
Compuesto 2A:
Compuesto 4A:
λ = 223 nm ɛ = 4120 M-1cm-1
λ = 273 nm ɛ = 24340 M-1cm-1
λ = 208 nm ɛ = 12620 M-1cm-1
λ = 260 nm ɛ = 16340 M-1cm-1
λ = 317 nm ɛ = 5680 M-1cm-1
46
Todos los compuestos tienen absorción en la zona UV, entre 280 y 400
nm, lo que implica que absorben en la zona de los rayos UVB (280-315 nm) y
en la zona de los rayos UVA (280-400 nm), que son los rayos solares que en
mayor o menor medida pueden atravesar la capa de ozono y resultar dañinos
para los seres vivos, por lo que podrían ser eficientes como fotoprotectores.
5.2 Estudio comparativo de los compuestos frente a sus análogos metilados.
Para ver la fotoestabilidad de los compuestos sintetizados se llevó a
cabo un estudio comparativo frente a dos compuestos análogos metilados en
la posición 5, ya que como se ha comentado antes, el H del –OH de la posición
5, puede afectar a la fotoestabilidad del compuesto a través de una
transferencia de hidrógeno intramolecular en el estado excitado, por lo que
sustituyéndolo, podríamos obtener un compuesto con menor fotoestabilidad.
La irradiación se lleva a cabo con las muestras disueltas en d4-MeOD y
CDCl3 y directamente en tubo de Pyrex de RMN con una lámpara de Hg de
media presión de 400W, siguiendo la fotodescomposición de los compuestos
mediante RMN de protón cada hora y durante 8 horas. La descomposición de
los compuestos se cuantificó usando como referencia el disolvente.
Los resultados de estabilidad obtenidos de los compuestos no
metilados se muestran en la tabla 5.1 en la que además se recogen la longitud
de onda de absorción y el coeficiente de extinción molar de dicha banda.
Compuesto Absorción zona UV
λ (ɛ)
Estabilidad tras 1h
Estabilidad tras 2h
Estabilidad tras 4h
Estabilidad Tras 8h
1 286 (8128) 98% 96% 95% 91%
2 322 (4480) 93% 91% 88% 83%
3 330 (4060) 93% 92% 90% 87%
4 366 (7740) 94% 94% 92% 86%
5 336 (6780) 93% 91% 90% 89%
Tabla 5.1: Datos UV e irradiación de los compuestos 1 a 5.
47
Más tarde se irradiaron en condiciones similares a las anteriores los
compuestos metilados, y los resultados se muestran en la tabla 5.2.
Compuesto Absorción zona UV
λ (ɛ)
Estabilidad tras 1h
Estabilidad tras 2h
Estabilidad tras 4h
Estabilidad Tras 8h
2A 273 (24340) 62% 90% 74% 0%
4A 317 (5680) 77% 59% 63% 54%
Tabla 5.2: Datos UV e irradiación de los compuestos metilados 2A y 4A.
Como se aprecia en las tablas, existe una diferencia significativa en la
estabilidad de los derivados de la cromona frente a sus análogos metilados que
nos indica que el protón situado en el –OH de la posición 5 es importante para
el mecanismo de fotodescomposición del compuesto (Figura 5.1).
Figura 5.1: Derivados de la cromona frente a su análogos metilados.
A continuación se muestran los RMN superpuestos de los compuestos
metilados a tiempo 0 (rojo) y después de 8 h de irradiación (azul) siendo
evidente la descomposición de estos.
2A
4A
2
4
48
Figura 5.2: Espectros superpuestos a tiempo 0 y a las 8h del compuesto 2A.
Figura 5.3: Espectros superpuestos a tiempo 0 y a las 8h del compuesto 4A.
49
5.3 Estudio computacional
Se ha llevado a cabo un estudio computacional de dos de los
compuestos a nivel TD-DFT con funcional CAM-B3LYP, base 6-31++G** y con el
modelo de polarizabilidad continua (PCM).
Primero se estudiaron dos conformaciones del compuesto 2, uno de
ellos con el hidrógeno del grupo –OH orientado hacia el carbonilo (isómero 2) y
el otro orientado hacia el lado contrario (isómero 1). El isómero 1 resultó ser
9.7 kcal/mol en energía mayor que el otro. Esto concuerda con los resultados
experimentales ya que sólo se observa la presencia de un único isómero. En
este caso, cuando el hidrógeno está orientado hacia el carbonilo se podría
establecer un puente de H que le daría estabilidad a la estructura.
Compuesto 2 – Isómero 1 Compuesto 2 – Isómero 2
Figura 5.4: Conformaciones estudiadas del compuesto 2.
El espectro de absorción calculado para el isómero 1 presenta dos
bandas a 224 y 271 nm y el del isómero 2 presenta otras dos a 218 y 287 nm
que comparadas con las experimentales (252 y 322 nm) están un poco
desplazadas hacia longitudes de onda menores. Así, la forma del espectro
experimental se reproduce bien aunque existe una desviación cuantitativa de
las bandas, de acuerdo con el margen de error del método usado.
-611.308724 Hartrees (+9.7 kcal/mol) -611.324172 Hartrees (0.0 kcal/mol)
50
Compuesto 2 – Isómero 1 Compuesto 2 – Isómero 2
Figura 5.5: Espectros UV-Vis calculados de los dos isómeros.
Más tarde se estudiaron dos isómeros del compuesto 2A, uno de ellos
con el metilo de la posición 5 orientado hacia el carbonilo (isómero 2) y el otro
con el metilo orientado hacia el lado opuesto (isómero 1). El isómero 2 resultó
ser 10.3 kcal/mol más inestable que el otro isómero ya que, por un lado, no
aparece un puente de hidrógeno estabilizante como en el caso del compuesto
2 y, por otro lado, existe impedimento estérico entre el metilo y el carbonilo.
De nuevo, la diferencia en energía es significativa como para que solo exista
una conformación.
Compuesto 2A – Isómero 1 Compuesto 2A – Isómero 2
Figura 5.6: Conformaciones estudiadas del compuesto 2A.
-650.583999 Hartrees (0.0kcal/mol) -650.567529 Hartrees (10.3kcal/mol)
51
Además, estos resultados concuerdan con los datos experimentales, ya
que el espectro UV-Vis del isómero 1 presenta tan solo una banda a 275 nm
que coincide con el espectro experimental, ya descrito anteriormente, que
presenta la banda a 273 nm, mientras que el espectro calculado del isómero 2
presenta dos bandas a 231 y a 286 nm.
Compuesto 2A – Isómero 1 Compuesto 2A – Isómero 2
Figura 5.7: Espectros UV-Vis calculados de los dos isómeros.
Después se estudiaron los mínimos del compuesto 2 en S1. En el
mínimo más alto en energía, el hidrógeno está situado en el fenol, de la misma
manera que en el mínimo en el estado fundamental. Sin embargo, existe otro
minimo en S1 más bajo en energía, en el que el hidrógeno ahora ha migrado al
carbonilo contiguo.
Compuesto 2 – Isómero 1 Compuesto 2 – Isómero 2
Figura 5.8: Conformaciones del compuesto 2 en S1.
-611.161993 Hartree (+24.1kcal/mol) -611. 200428 Hartree (0.0 kcal/mol)
52
En este diagrama se muestran los cambios en energía entre los dos mínimos
frente a la coordenada de reacción dominada por el movimiento del hidrógeno
de un átomo de oxígeno al otro tanto en S0 como en S1. Las geometrías
intermedias entre ambos mínimos se han obtenido a través de una
interpolación lineal de coordenadas internas (LIIC).
Figura 5.9: Diagrama de coordenadas del compuesto 2.
El mínimo en energía del compuesto 2 en S0 tiene el hidrógeno en el
fenol. Tras la excitación vertical, el compuesto pasa al mínimo más alto en
energía de S1, y para alcanzar el mínimo más bajo en energía el hidrógeno debe
pasar al carbonilo cercano, es decir, se produce una transferencia de
hidrógeno intramolecular en el estado excitado. Cuando el compuesto se relaja
y pasa de S1 a S0, pasa justo lo contrario, ya que al relajarse pasa al mínimo más
alto de energía de S0, y para alcanzar el más bajo, el hidrógeno debe volver al
oxígeno del anillo de benceno.
Por último se calcularon los mínimos del compuesto 2A en S1, en este
caso el mínimo más bajo en energía sigue siendo el isómero 1 como en S0, ya
que este compuesto no tiene un hidrógeno que migre de una posición a otra,
Isómero 2
Isómero 1*
****
Isómero 2*
53
por lo tanto, sigue siendo más estable el isómero con menos impedimento
estérico.
Compuesto 2A – Isómero 1 Compuesto 2A – Isómero 2
Figura 5.10: Conformaciones del compuesto 2A en S1.
Los resultados teóricos obtenidos ofrecen información adicional sobre
las capacidades de fotoprotección de los compuesto 2 y 2A. En el compuesto 2
existen dos posiciones distintas en las que se puede colocar el hidrógeno
inicialmente situado en el fenol. La geometría más estable para estos dos
isómeros depende del estado electrónico en que se encuentre la molécula.
Esta capacidad de fotoisomerizar a través de una trasferencia de hidrógeno
intramolecular parece estar relacionada con una mayor fotoestabilidad como
muestran los datos de la tabla 5.1. Al bloquear este canal reactivo por
sustitución del grupo alcohol por un grupo metoxi, la molécula se convierte en
menos fotoestable (ver tabla 5.2). Aunque las vías de desactivación de los
estados excitados implicados aún no están claras, parece evidente la
relevancia del fenol en las capacidades fotoprotectoras de este tipo de
compuestos.
-650.429585 Hartree (0.0 kcal/mol) -650.421052 Hartree (+5.4 kcal/mol)
54
55
6. Conclusiones
56
57
Las conclusiones que derivan de este proyecto son:
Se ha llevado a cabo una síntesis de derivados de la cromona
intentando simplificar lo máximo posible su estructura sin que
perdieran sus propiedades fotoquímicas.
Estos compuestos presentan gran absorción en la zona UV y alta
fotoestabilidad, dos condiciones imprescindibles para ser posibles
fotoprotectores.
Al metilar dos de estos compuestos en la posición 5 se ha confirmado
que es importante que la estructura disponga de un hidrógeno en esta
misma posición para conservar sus propiedades fotoquímicas y sobre
todo su fotoestabilidad.
58
59
7. Parte experimental
60
7. Parte experimental
61
7.1 Consideraciones generales
Resonancia magnética nuclear
Los experimentos de resonancia magnética nuclear de 1H y 13C se
realizaron en un equipo Bruker-ARX-300 y/o Bruker Avance 400. Se utilizó
como disolvente CDCl3 con TMS como referencia interna, d4-MeOD. Los valores
de desplazamiento químico (δ) se expresan en ppm y las constantes de
acoplamiento en hertzios (Hz). Las multiplicidades de las señales se indican de
la siguiente forma: (s) = singlete, (d) = doblete, (t) = triplete, (c) = cuatriplete,
(m) = multiplete.
Espectroscopia ultravioleta-visible
Los espectros de absorción molecular se obtuvieron mediante un
espectrofotómetro de fila de diodos modelo HP 8451A. Se emplearon
disoluciones de concentración 5 x 10-5 M en cubetas de cuarzo de 1 cm de paso
óptico.
Espectrometría de masas
Los análisis de espectrometría de masa se realizaron con un equipo HP
5989B provisto de una interfase de electrospray HP 599987A y se registraron
en modo ión positivo.
Cromatografía
La cromatografía en columna se llevó a cabo empleando gel de sílice
como relleno y utilizando los eluyentes indicados en cada caso. Para la
cromatografía en capa fina se usaron cromatofolios de gel de sílice de 0.2 mm
de espesor, con indicador de ultravioleta (F254).
Lámparas e instrumentación fotoquímica
Las irradiaciones se realizaron en reactores de inmersión de Pyrex o de
cuarzo empleando un cilindro de vidrio Pyrex como filtro y utilizando lámparas
de mercurio de media presión de 400W de la marca Photochemical Reactors
LTD (UK)
7. Parte experimental
62
Figura 7.1: Lámpara y reactor fotoquímico.
7.2 Caracterización y síntesis
A continuación se recoge la síntesis y caracterización de los
compuestos realizados.
7.2.1 Síntesis de 5,7-dihidroxicromona, compuesto 1.
Una solución de un equivalente del compuesto comercial floroglucinol
y un equivalente de Ac2O en BF3·OEt se deja agitando a temperatura ambiente
durante 34 horas, después se le añade lentamente una disolución de NaOAc al
10% y se deja agitando durante toda la noche. Transcurrido este tiempo se
filtra, se lava con H2O y se seca para dar un sólido amarillo, el compuesto
intermedio 2, 4, 6-trihidroxiacetofenona.
Bajo atmósfera inerte se añaden lentamente 4.5 equivalentes de
BF3·OEt a una disolución de un equivalente del compuesto intermedio 2, 4, 6-
trihidroxiacetofenona en DMF seca, y se deja una hora a temperatura
ambiente. Tras pasar ese tiempo, se añaden 3.3 equivalentes de una disolución
de MsCl en DMF seca y se transfiere a un baño de aceite a 50ºC agitando
durante 4 horas. Al transcurrir las 4h se vierte poco a poco y agitando en 50 ml
de H2O helada. Aparece un precipitado negro que filtramos, y el filtrado se
extrae tres veces con EtOAc. Las fases orgánicas se juntan, se secan con sulfato
7. Parte experimental
63
de sodio y se evaporan a presión reducida Por último se purifica el compuesto
por cromatografía de columna en sílica-gel, utilizando como eluyente una
mezcla 20:1 de CH2Cl2/MeOH.
Compuesto 1: 5,7-dihidroxicromona
Fórmula molecular: C9H6O4
Peso molecular: 178.14 g/mol
Rendimiento: 33%
1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) δ ppm 6.20 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 6.27 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 6.36 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 8.17 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 10.85 (s, 1H), 12.69 (s, 1H). 13C RMN (100 MHz, DMSO-d6) δ ppm 93.9, 98.9, 104.8, 110.4, 149.8, 157.3,
157.7, 164.2, 181.2. [22]
UV-Vis (CH3CN): λ (nm) = 224 (ɛ = 11047 M-1cm-1), 257 (ɛ = 14251 M-1cm-1), 286
(ɛ = 8128 M-1cm-1).
ES-MS (+) (C9H6O4 + H): 179.0339.
Observaciones: Sólido naranja.
7.2.2 Síntesis de 2-metil-5-hidroxicromona y 2-metil-3-acetil-5-
hidroxicromona (Compuestos 2 y 3)
Se prepara una mezcla de un equivalente del compuesto comercial 2,
6-dihidroxiacetofenona y cinco equivalentes de K2CO3 en 5ml de acetona y se
deja agitando durante 15 minutos a temperatura ambiente. Después se añade
un equivalente de cloruro de acetilo y se deja a reflujo de acetona (75ºC)
durante 24 horas. Transcurrido ese tiempo se evapora la acetona y se añaden
5ml de H2O. La solución se acidifica con HCl 1N hasta pH 4 y después se extrae
tres veces con EtOAc. Las fases orgánicas se juntan, se secan con sulfato de
sodio y se evaporan a presión reducida. Por último se purifican los compuestos
por cromatografía de columna en sílica-gel, utilizando como eluyente una
mezcla 2:8 EtOAc/hexano.
7. Parte experimental
64
Compuesto 2: 2-metil-5-hidroxicromona
Fórmula molecular: C10H8O3
Peso molecular: 176.17 g/mol
Rendimiento: 8%
1H RMN (400 MHz, CDCl3): δ ppm 12.53 (s, 1H), 7.46 (t, 1H, J = 8.4 Hz), 6.83 (d, 1H, J = 8.0 Hz, 0.8 Hz), 6.74 (dd, 1H, J = 8.0 Hz, 0.8 Hz), 6.08 (s, 1H), 2.37 (s, 3H). 13C RMN (100 MHz, CDCl3): δ ppm 183.4, 167.6, 160.7, 156.7, 135.0, 111.1, 110.3, 109.0, 106.7, 20.5.[23] UV-Vis (CH3CN): λ (nm) = 227 (ɛ = 17580 M-1cm-1), 252 (ɛ = 11100 M-1cm-1), 322
(ɛ = 4480 M-1cm-1).
ES-MS (+) (C10H8O3 +H): 177.0546.
Observaciones: Sólido amarillo.
Compuesto 3: 2-metil-3-acetil-5-hidroxicromona
Fórmula molecular: C12H10O4
Peso molecular: 218.21 g/mol
Rendimiento: 11%
1H RMN (400 MHz, CDCl3): δ ppm 2.50 (s, 3H), 2.60 (s, 3H), 6.80 (d, 1H, J = 8.8
Hz), 6.85 (d, 1H, J = 8.8 Hz), 7.52 (t, 1H), 12.50 (s, 1H). [24]
[22] S. K. Yadav, Int. J. Org. Chem. 2014, 4, 236-246. [23] J. Liu, Z. Li, P. Tong, Z. Xie, Y. Zhang, Y. Li, J. Org. Chem. 2015, 80, 1632-1643. [24] T. Javed, S. S. Kahlon, J. Heterocycl. Chem. 2002, 39, 627-630.
7. Parte experimental
65
13C RMN (75 MHz, CDCl3): δ ppm 213.92, 199.14, 181.29, 170.19, 160.95,
155.46, 135.74, 122.14, 111.99, 106.75, 32.25, 19.99.
UV-Vis (CH3CN): λ (nm) = 262 (ɛ = 23020 M-1cm-1), 330 (ɛ = 4060 M-1cm-1).
ES-MS (+) (C12H10O4 + H): 219.0652.
Observaciones: Sólido amarillo.
7.2.3 Síntesis de la 5-hidroxiflavona y la 3-benzoil-5-hidroxiflavona
(Compuestos 4 y 5)
La síntesis es similar a la anterior pero utilizando como cloruro de ácido
el cloruro de benzoílo:
Se prepara una mezcla de un equivalente del compuesto comercial 2,6-
dihidroxiacetofenona y cinco equivalentes de K2CO3 en 5ml de acetona y se
deja agitando durante 15 minutos a temperatura ambiente. Después se añade
un equivalente de cloruro de benzoílo y se deja a reflujo de acetona (75ºC)
durante 24 horas. Transcurrido ese tiempo se evapora la acetona y se añaden
5ml de H2O. La solución se acidifica con HCl 1N hasta pH 4 y después se extrae
tres veces con EtOAc. Las fases orgánicas se juntan, se secan con sulfato de
sodio y se evaporan a presión reducida. Por último se purifican los compuestos
por cromatografía de columna en sílica-gel, utilizando como eluyente una
mezcla 3:7 EtOAc/hexano.
Compuesto 4: 5-hidroxiflavona
Fórmula molecular: C15H10O3
Peso molecular: 238.24 g/mol
Rendimiento: 11%
7. Parte experimental
66
1H RMN (400 MHz, CDCl3) δ ppm 7.10 (s, 1H), 6.81 (d, J = 8.3, 1H), 7.68 (d, J = 8.3, 1H), 7.19 (d, J = 8.3, 1H), 8.11 (d, J = 1.6, 1H), 7.59 (m, 1H), 7.61 (m, 1H), 7.59 (m, 1H), 8.11 (d, J = 6.9, 1H), 12.65 (s, 1H). 13C RMN (100 MHz, CDCl3) δ ppm 164.1, 105.7, 183.2, 159.8, 111.0, 135.9,
107.5, 155.9, 110.1, 130.5, 126.6, 129.2, 132.3, 129.2, 126.6.[25]
UV-Vis (CH3CN) λ (nm) = 213 (ɛ = 12020 M-1cm-1), 267 (ɛ = 17420 M-1cm-1), 336
(ɛ = 7740 M-1cm-1).
ES-MS (+) (C15H10O3 + H): 239.0703.
Observaciones: Sólido amarillo claro.
Compuesto 5: 3-benzoil-5-hidroxiflavona
Fórmula molecular: C22H14O4
Peso molecular: 342.35 g/mol
Rendimiento: 10%
1H RMN (300 MHz, CDCl3) δ ppm 6.36 (d, 1H), 6.76 (s, 1H), 6.87 (d, 1H), 7.05 (d,
1H), 7.40 (m, 1H), 7.63 (m, 1H), 7.94 (dd, 1H), 9.76 (s, 1H), 12.19 (s, 1H). 13C RMN (75 MHz, CDCl3): δ ppm 213.92, 192.53, 181.57, 163.69, 160.82,
156.17, 136.72, 136.12, 135.05, 131.83, 131.14, 129.34, 128.83, 128.81,
128.52, 126.39, 120.97, 111.93, 110.08, 107.5, 77.19, 33.38.
UV-Vis (CH3CN): λ (nm) = 218 (ɛ = 17000 M-1cm-1), 262 (ɛ = 29200 M-1cm-1), 336
(ɛ = 6780 M-1cm-1).
ES-MS (+) (C22H14O4 + H) 343.0965.
Observaciones: Sólido amarillo.
[25] Y. Park, B.-H. Moon, E. Lee, Y. Lee, Y. Yoon, J.-H. Ahn, Y. Lim, Magn. Reson. Chem.
2007, 45, 674-679.
7. Parte experimental
67
7.2.4 Síntesis de análogos metilados de los compuestos 2 y 4.
Se añade un equivalente del compuesto 2/compuesto 4, 3
equivalentes de MeI y otros 3 equivalentes de K2CO3 en DMF y se deja
agitando a temperatura ambiente durante 24 horas.
Transcurrido ese tiempo se evaporó el disolvente a presión reducida,
se añadió H2O y se extrajo tres veces con EtOAc, las fases orgánicas se juntan,
se secan con sulfato de sodio y se evaporan a presión reducida. El crudo de
reacción obtenido es en los dos casos el análogo metilado prácticamente puro.
Compuesto 2A: 5-metoxi-2-metilcromona
Fórmula molecular: C11H10O3
Peso molecular: 190.20 g/mol
Rendimiento: 64%
1H RMN (300 MHz, CDCl3) δ ppm 2.27 (s, 3H), 3.93 (s, 3H), 6.04 (s, 1H), 6.75 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 6.94 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 7.27 (dd, J = 8.5, 8.2 Hz, 1H). 13C RMN (75 MHz, CDCl3): δ ppm 19.9, 56.4, 106.3, 109.9, 112.1, 114.2, 133.5, 158.6, 159.7, 163.8, 178.3, 196.1.[26] UV-Vis (CH3CN) λ (nm) = 223 (ɛ = 4120 M-1cm-1), 273 (ɛ = 24340 M-1cm-1).
ES-MS (+) (C11H10O3 + H): 191.0709.
Observaciones: Sólido amarillo anaranjado.
[26] A. Y. Shaw, C.-Y. Chang, H.-H. Liau, P.-J. Lu, H.-L. Chen, C.-N. Yang, H.-Y. Li, Eur. J. Med. Chem. 2009, 44, 2552-2562.
7. Parte experimental
68
Compuesto 4A: 5-metoxiflavona
Fórmula molecular: C16H12O3
Peso molecular: 252.27 g/mol
Rendimiento: 66%
1H RMN (400 MHz, DMSO-d6) δ ppm 6.83 (s, 1H), 6.97 (d, 8.4, 1H), 7.68 (dd, J = 8.4, J = 8.4, 1H), 7.25 (m, 1H), 8.03 (dd, J = 2.0, J = 7.6, 1H), 7.54 (m, 1H), 7.56 (m, 1H), 7.54 (m, 1H), 8.03 (dd, J = 2.0, J = 7.6, 1H), 3.86 (s, 3H), 13C RMN (400 MHz, DMSO-d6) δ ppm 160.0, 108.4, 176.4, 159.1, 107.2, 134.2, 110.0, 157.6, 113.8, 130.8, 126.0, 129.0, 131.5, 129.0, 126.0, 56.1. [27] UV-Vis (CH3CN) λ (nm) = 208 (ɛ = 12620 M-1cm-1), 260 (ɛ = 16340 M-1cm-1), 317
(ɛ = 5680 M-1cm-1).
ES-MS (+) (C16H12O3 + H): 253.0859.
Observaciones: Sólido amarillo.
[27] S. Lee, B.-H. Moon, Y. Park, E. Lee, S. Hong, Y. Lim, Bull. Korean Chem. Soc. 2008, 29, 1793-1796.
7. Parte experimental
69
7.3 Aspectos fotoquímicos
Irradiación comparativa de los compuestos frente a sus análogos
metilados
La irradiación se lleva a cabo con las muestras disueltas en d4-MeOD y
CDCl3 para todos los compuestos y directamente en tubo de Pyrex de RMN con
una lámpara de Hg de media presión de 400W, siguiendo la
fotodescomposición de los compuestos mediante RMN de protón. La
descomposición se cuantificó usando el disolvente como patrón interno.
Medidas de UV
Las medidas se llevaron a cabo usando una cubeta de cuarzo y una
disolución de los compuestos en acetonitrilo de una concentración de
aproximadamente 5·10-5 M. Los datos obtenidos se trataron con Origin Pro 9.
70
71
Anexo I: Espectros RMN
72
Anexo I: Espectros RMN
73
Datos de RMN del compuesto 5.
74