Estudio Computacional de la Estereoquímica de Adición de Carbaniones y Aminas a Azúcares Vinil-sulfona Derivatizados

JAVIER I. BARDAGÍ; ADRIANA B. PIERINI

Mar del Plata – Buenos Aires.

Simposio; XV Simposio Nacional de Química Orgánica; 2005

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica

La adición nucleofílica a dobles enlaces de carbohidratos activados con grupos funcionales (nitro, ceto y sulfona, entre otros) figura como uno de los procedimientos más utilizados en la funcionalización de monosacáridos. Siguiendo esta vía se han derivatizado, por reacción con carbaniones y aminas, los compuestos piranósicos 1alfa y 1beta (Esquema 1).1,2 Los carbohidratos así obtenidos se han utilizado en la síntesis de D-lividosamina, un componente de antibióticosaminoglicosilados.3 Un factor muy importante en estas reacciones es la diastereoselectividad de la adición al C2. Se ha determinado experimentalmente que los nucleófilos carbaniónicos -CH2NO2 y -CH(CH3COO)2 adicionan a los compuestos 1alfa y a su anómero 1beta en dirección contraria a la posición del sustituyente en el carbono anomérico.1 Por el contrario, se ha observado un comportamiento diferente con nucleófilos nitrogenados, cuya adición origina el gluco derivado independientemente de la posición del sustituyente anomérico.2 A fin de analizar los factores determinantes de la estereoquímica observada se realizó un estudio computacional de la primera etapa de adición de carbaniones y aminas con distintos niveles de teoría (metodo semiempírico AM1, abinitio HF y funcional de la densidad (B3LYP)). En estos estudios se utilizaron nitrometano e isobutilamina como nucleófilos modelo. La superficie de energía potencial evaluada indica que la adición de carbaniones está dirigida por el OMe, siendo la repulsión electrostática uno de los factores determinantes de la estereoquímica. Estos resultados están de acuerdo con la información experimental y la racionalización derivada principalmente de observaciones de la adición a 3-nitro derivados. Por otro lado, en la adición de nucleófilos neutros como aminas se encontró que la adición syn está favorecida para ambos isómeros, si bien experimentalmente esto sólo se observa para el isómero 1alfa. La preferencia por la adición syn puede explicarse en base a interacciones estabilizantes tanto electrostáticas como tipo puente-hidrógeno entre los sustituyentes del azúcar y la amina entrante. A su vez, el análisis de estabilidad del producto final (3) indica que la estereoquímica de la reacción global de adición no puede explicarse sobre las bases de un control termodinámico. 1 Ravindran, B.; Sakthivel, K.; Suresh, C. G.; Pathak, T. J. Org. Chem., 2000, 65, 2637. 2 Sanki, A. K.; Suresh, C. G.; Falgune, U. D.; Pathak, T. Organic Lett., 2003, 5, 1285. 3 Ravindran, B.; Deshpande, S. G.; Pathak, T., Tetrahedron, 2001, 57, 1093.