Título PREPARACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIO DE COMPUESTOS XANTATOS Y XANTÓGENOS

L. C. JUNCAL; M. V. COZZARÍN ; R. M. ROMANO

Lanus

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Química y 4to Workshop de Química Medicinal.; 2010

Asociación Química Argentina.

Introducción En los últimos años, compuestos de la familia de los xantatos (ROC(S)S¯+M), xantógenos (R1OC(S)SR2) y relacionados han recibido especial atención debido a sus potenciales aplicaciones. Se han realizado estudios de propiedades antivirales, , antibacterianas, antitumorales, , , antioxidantes, antiartríticas, así como también estudios mutagénicos, citotóxicos y en el campo de la neurociencia, sobre algunos exponentes de estas familias de compuestos, así como sobre los complejos que forman con metales de transición como oro, platino, entre otros.5,6 Además, estos compuestos son extensamente utilizados para la flotación de metales. A pesar de sus variadas aplicaciones, son escasos en la literatura los compuestos de este tipo que han sido aislados y caracterizados. Un ejemplo reciente lo constituye la síntesis del (CH3)2CHOC(S)SC(O)OCH3, y del [(CH3)2CHOC(S)]2S y posterior análisis de difracción de rayos X y estudios vibracionales. Se presenta en este trabajo un estudio de las propiedades conformacionales, estructurales y vibracionales de algunos compuestos pertenecientes a la familia de los xantatos y xantógenos. Los resultados presentados se enmarcan en un proyecto más general tendiente a la determinación de la influencia de los sustituyentes en las propiedades moleculares, especialmente la estructura, las diferentes conformaciones adoptadas y la flexibilidad molecular, ya que resultará de fundamental importancia para una futura correlación entre la estructura y actividad de estos compuestos. Para caracterizar los compuestos obtenidos, y para la determinación de sus propiedades se utilizaron diferentes métodos como espectrometría de masas (GC-MS), espectroscopia electrónica (UV-Visible) y vibracional (IR y Raman), que permite interpretar los resultados en términos de conformaciones moleculares ya que los modos vibracionales correspondientes a los grupos -C=S y –C=O son considerados como sensores conformacionales. Metodología Síntesis Las sales de xantatos (ROC(S)S¯) pueden ser preparadas a partir de sulfuro de carbono, una solución de hidróxido de potasio y el alcohol correspondiente, como se describe en la ecuación 1: KOH + ROH + CS2 0ºC ROC(S)SK + H2O (1) Las compuestos de tipo xantógenos (R1OC(S)S-R2) fueron preparados a partir de las sales de xantatos, mediante diferentes reacciones. Por ejemplo el tratamiento de un xantato con diferentes agentes oxidantes, como yodo, da lugar a la formación de un xantógeno con enlace disulfuro simétrico, según la ecuación 2: 2 ROC(S)SK + I2 ROC(S)SSC(S)OR + 2 KI (2) La reacción con un cloroformiato de alquilo, ClC(O)OR2, puede describirse a través de la ecuación 3: R1OC(S)SK + ClC(O)OR2 R1OC(S)SOC(O)R2 + KCl (3) Los compuestos sintetizados son sólidos o líquidos a temperatura ambiente de color amarillo claro y presentan olor desagradable. Son inestables a elevadas temperaturas y en presencia de agua o ácidos esta inestabilidad depende en gran medida del grupo sustituyente (R) presente en la molécula. Aislamiento y purificación En el caso de los compuestos sólidos, el solvente se extrajo en vacío y el sólido se purificó mediante sucesivas recristalizaciones. Luego se secó en condiciones de vacío. En cambio para los compuestos obtenidos en estado líquido, la mezcla de reacción se filtró y el residuo se lavó con éter etílico. Los filtrados se recogieron y concentraron a sequedad obteniéndose, en general, un aceite amarillo. El producto aceitoso se purificó por destilación fraccionada a presión reducida. La purificación de las muestras se siguió por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas. Se utilizó el programa Gaussian 03 para encontrar las conformaciones más estables, usando la aproximación HF/6-31+G*. Los mínimos de energía encontrados fueron optimizados, empleando métodos ab initio (HF) y métodos derivados de la Teoría de Funcionales de la Densidad (B3LYP), en combinación con un conjunto de funciones bases 6-31G+(d). Posteriormente se calculó el espectro vibracional teórico de cada una de las estructuras. Espectroscopia vibracional El espectro FTIR de los compuestos sintetizados se midió en un espectrofotómetro NEXUS NICOLET equipado con detectores MCTB (para un rango de 4000-400 cm-1) o DTGS (para un rango de 600-50 cm-1 respectivamente). El espectro FTRaman se midió en un espectrofotómetro Bruker 66 provisto con un accesorio Raman Bruker modelo FRA106 a temperatura ambiente, utilizando un tubo capilar, en la región de 3500 a 100 cm-1 con resolución de 4 cm-1 y 600 barridos. Para la excitación de la muestra se usó un láser de Nd-YAG de 1064 nm con una potencia de 1,8 mW. La asignación de las frecuencias vibraciones observadas en los espectros FTIR y Raman de estos compuestos fue realizada en base a la comparación con cálculos computacionales y espectros experimentales de moléculas relacionadas. Los resultados teóricos computacionales concordaron muy bien con aquellos obtenidos experimentalmente. Los estudios por cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas, GC-MS, se realizaron mediante un equipo Shimadzu QP-2010 usando helio gaseoso como fase móvil, con una columna 19091J-433 HP-5 de 30 metros de longitud, 0,25 milímetros de diámetro interno y relleno de 0,25 micrómetros. Conclusiones Durante la realización de este trabajo se llevó a cabo la síntesis de diferentes exponentes de la familia de los xantatos y sus derivados xantógenos y dixantógenos, así como su caracterización y estudios espectroscópicos. Se prevé la utilización de estos compuestos como ligandos en la formación y posterior estudio de complejos con metales de transición y ensayos de la actividad biológica de los mismos.