Estudio comparativo de la oxidación química y microbiológica del ácido 3-prenil-p-cumárico

SANCHEZ C; BISOGNO FR; AGUIRRE PRANZONI C; GARIBOTTO F; ANDUJAR S; GIANNINI FA; ENRIZ RD; KURINA SANZ M

Mar del Plata Argentina

Simposio; XVI Simposio Nacional de Química Orgánica. Primer Simposio Iberoamericano de Química Orgánica SIBEAQO I.; 2007

SAIQO

La clásica reacción de epoxidación con ácido m-cloroperbenzoico del producto natural ácido (E)-3-(4-hidroxi-3-(3-metilbut-2-enilfenil)-acrílico conduce al ácido (E)-3-(3-hidroxi-2,2-dimetilcroman-6-il)-acrílico como producto principal. Por otra parte la biotransformación xenobiótica del mismo sustrato mediada por cultivos sumergidos de la especie fúngica Aspergillus terreus en un procedimiento en dos etapas prolongado por ocho días permitió recuperar como metabolito mayoritario el ácido 2-(2-hidroxipropan-2-il)-2,3-dihidrobenzofuran-5-carboxílico. Además de la clásica beta-oxidación de la cadena lateral, la formación del anillo dihidrofurano esta precedida de la acción de una monooxigenasa sobre el doble enlace no conjugado. Contrariamente a lo observado en la reacción A, el ataque nucleofílico del hidroxilo fenólico se lleva a cabo sobre el carbono menos sustituido del grupo oxirano. Para entender mejor los mecanismos moleculares de estas reacciones se simularon ambas utilizando cálculos mecanocuánticos. Para dicho estudio se emplearon cálculos ab initio (RHF/3-21G y RHF/6-31G(d)) utilizando el programa Gaussian 03. En este trabajo se obtuvieron, en una primera etapa las superficies de energía potencial mediante cálculos RHF/-3-21 y en una segunda etapa, todos los puntos críticos de la superficie de cada energía potencial (reactivos, estados de transición y productos) fueron obtenidos a nivel RHF/6-31G(d). Nuestros resultados muestran que si bien ambos mecanismos son termodinámicamente factibles, la reacción B es energéticamente preferida por 5.27 Kcal/mol con respecto a la reacción A que involucra el ataque nucleofílico sobre el carbocatión más estable ya que se realiza bajo condiciones termodinámicas. Sobre la base de estos resultados es posible especular que, a pesar de lo observado desde el punto de vista energético en la reacción A, la ciclación en el bioproceso podría interpretarse como una reacción donde el entorno proteico induzca el ataque del oxígeno fenólico sobre el carbono menos impedido.