Efecto de grupos aceptores y donores de electrones en el mecanismo de sulfoxidaciones biomiméticas.

SCHMIDT LUCIANA C., ARGÜELLO, JUAN E. Y PEÑÉÑORY, ALICIA B

San Luis

Congreso; XXVI Congreso Argentino de Química Dr. Ángel del Carmen Devia; 2006

Asociación Química Argentina

Introducción Introducción En la década del 80 se encontró que las peroxidasas son capaces de catalizar reacciones de sulfoxidación.[1] La primera sulfoxidación enantioselectiva fue descripta en 1987 usando cloroperoxidasa (CPO). [2] Desde entonces se ha estudiado en detalle el uso de otras peroxidasas para la obtención de sulfóxidos. Sin embargo, todavía está en controversia el mecanismo por el que transcurren estas reacciones. Para las sulfoxidaciones enantioselectivas catalizadas por citocromo P-450 [3] y horseradish peroxidasa (HRP) [4], se propuso que la oxidación es iniciada por la transferencia de un electrón desde el sulfuro al radical catión de la Fe (IV)-oxoporfirina (Compuesto I de la enzima), con la generación del correspondiente radical catión de sulfuro intermediario. Posteriormente, la reacción de este radical catión con el complejo de Fe(IV)-oxoporfirina (Compuesto II) origina el sulfóxido; este mecanismo se denomina reenlace de oxígeno. También es posible la transferencia de oxígeno directa desde el Compuesto I al sulfuro neutro. En el mecanismo de la sulfoxidación catalizada por HRP y peroxidasa de Coprinus cinereus (CiP) se estableció la presencia de radicales cationes de azufre como intermediarios, por lo que se propuso un mecanismo de TE. [5] Por otra parte, se han empleado modelos sintéticos del sitio activo de las enzimas peroxidasas como el cloruro de 5,10,15,20-tetrafenilporfirinato de Fe(III) (TPPFe(III)Cl). En las sulfoxidaciones con estos catalizadores biomiméticos existen antecedentes contradictorios en cuanto a la mediación o no de radicales cationes de azufre como intermediarios. [5], [6] Para analizar el mecanismo por el que transcurren estas reacciones de oxidación es necesario partir de sulfuros que, si se forma el radical catión, den procesos competitivos a la formación del sulfóxido, tal como la ruptura del enlace C-S. En la presente comunicación se emplean sustratos que poseen esta característica, para estudiar el efecto de grupos aceptores y donores de electrones en el mecanismo de las sulfoxidaciones catalizadas por TPPFe(III)Cl. Resultados Para el sulfuro 1 se obtuvo, en las condiciones descriptas, un 65 % del correspondiente sulfóxido, sin trazas de fragmentación del enlace C-S. El sulfuro 2 mostró ser menos reactivo, ya que en el mismo tiempo de reacción, sólo se encontró un 27 % del sulfóxido. Esto se debe, probablemente, al efecto aceptor de electrones del anillo de piridina, que aumenta el potencial de oxidación del sulfuro en estudio. Si en el anillo están presentes dos átomos de N, como es el caso del sustrato 3, este efecto se acentúa y sólo es posible obtener un 15 % del sulfóxido correspondiente, en las mismas condiciones de reacción. En ninguna de las reacciones descriptas fue posible detectar producto de fragmentación  proveniente del radical catión de sulfuro. En un trabajo reciente informamos que en la oxidación de PhSCHPh2, con H2O2 en presencia de TPPFe(III)Cl e imidazol como aditivo en acetonitrilo, sólo se obtuvo productos de oxidación.5 Sin embargo, cuando se genera el radical catión por reacción fotoquímica con tetranitrometano, este sustrato sufre tanto oxidación como ruptura del enlace C-S. [7] Estas observaciones nos llevan a estudiar otros sustratos con grupos aceptores, como 6 y donores de electrones (4 y 5). Se analizará si el menor potencial de oxidación de los sulfuros 4 y 5 produce cambios en el mecanismo y es posible observar con 4 producto de N-desmetilación y/o fragmentación del enlace C-S. También se discutirán los resultados obtenidos con 5 donde se evaluará la regioquímica de la reacción. Conclusiones En presencia de grupos aceptores y donores de electrones sólo se observaron productos de oxidación de sulfuros con H2O2 como oxidante y TPPFe(III)Cl como catalizador en acetonitrilo. La ausencia de productos provenientes de la fragmentación del radical catión de sulfuro, nos sugiere que la oxidación transcurre por un mecanismo de transferencia directa de oxígeno desde el Compuesto I al sulfuro, tanto en presencia de grupos aceptores y donores de electrones contrariamente a lo previamente informado. [6] Referencias [1] Doerge, D. R. Arch. Biochem. Biophys. 1986, 244, 678-685 [2] Kobayashi, S.; Nakano, M.; Kimura, T.; Schaap, A. P. Biochem. 1987, 26, 5019-5022. [3] Watanabe, Y.; Numata, T.; Oae, S.; Iyanagi, T. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1981, 54, 1163- 1170. [4] Baciocchi, E.; Lanzalunga, O.; Malandrucco, S.; Ioele, M.; Steenken, S. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8973-8974. [5] Peñéñory, A. B.; Argüello, J. E.; Puiatti, M. Eur. J. Org. Chem., 2005, 114 –122. [6] Baciocchi, E.; Guerini, M.; Lanzalunga, O.; Lapi, A.; Lo Piparo, M. Org. Biomol. Chem. 2003, 1, 422-426. [7] Adam, W; Argüello, J. E.; Peñéñory, A. B. J. Org. Chem. 1998, 63, 3905-3910.