Síntesis, estructura cristalina, espectro vibracional y conformaciones de 3-hidroxi-6-acetil-2,2-dimetyl-cromano

E. LIZARRAGA,; D. M. GIL; G. A. ECHEVERRÍA; O. E. PIRO; C. A. N. CATALÁN ; A. BEN ALTABEF

Buenos Aires

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

Asociacion Argentina de Fisicoquímica

Los benzocromanos y benzofuranos son derivados de la 4-hidroxi-3-(3-metil-2-butenil)-acetofenona (4-HMBA) sintetizados por algunas especies vegetales como productos  defensivos para evitar el ataque de predadores fitófagos. Se ha informado que estos compuestos exhiben además una variada actividad biológica. Con el propósito de mimetizar la biosíntesis de benzocromanos y benzofuranos, se intentó preparar el epóxido de la 4-HMBA para estudiar su reactividad y facilidad de ciclación. La epoxidación de doble enlace del grupo prenilo de la 4-HMBA se realizó con ácido m-cloroperbenzoico (MCPA) siguiendo el procedimiento estándar con  cloroformo como solvente, exceso del reactivo oxidante y agitación magnética durante 18 horas a temperatura ambiente. El progreso de la reacción fue monitoreado por cromatografía en capa delgada (CCD). Finalizada la reacción se destruyó el exceso de perácido mediante adición de una solución de sulfito de sodio (Na2SO3) al 10%. Se separó la fase orgánica y se lavó primero con NaHCO3 al 5% para extraer el ácido m-clorobenzoico y luego con solución saturada de cloruro de sodio. La fase orgánica resultante fue analizada por GC-MS. Se obtuvo una mezcla de productos que fueron separados por HPLC semi-preparativa. La estructura de los compuestos obtenidos fue elucidada por espectroscopia 1H-RMN, FTIR, Raman, UV-visible y EM. Notablemente, el epóxido deseado fue solo un componente minoritario de la mezcla, siendo los productos mayoritarios de la reacción benzocromanos y benzofuranos generados por ataque intramolecular del hidroxilo fenólico a los carbonos base de epóxido. El producto mayoritario fue un sólido cristalino con punto de fusión de 101.4 ºC caracterizado como 3-hidroxi-6-acetil-2,2-dimetil-cromano (91,4 mg). Su estructura en el sólido fue confirmada por difracción de rayos X. Este benzocromano cristaliza en el grupo espacial triclínico P-1, con parámetros de celda a=6,4289(6) Å, b=8.7120(6) Å, c=10.952(1) Å, α=92.280(7)°, β=95.738(7)°, γ=103.973(7)°, y Z=2 moléculas por celda unidad. Los parámetros geométricos y frecuencias de modos vibracionales de la molécula in vacuo se calcularon ab-initio mediante la teoría de la funcional densidad. La estabilidad referida a interacciones hiperconjugativas y delocalización electrónica se evaluó mediante análisis de los orbitales naturales de enlace. Mediante el análisis de los orbitales moleculares HOMO y LUMO se determinaron los descriptores locales de reactividad tales como funciones de Fukui, blandura local e índice de electrofilicidad, para determinar los sitios más susceptibles para los ataques electrofílico, nucleofílico y radicalario.