de la ciano-β-lactama 7.
En cambio, cuando se emplea el Método B y se utiliza DIBAL como agente reductor, el impedimento estérico que ejerce el grupo protector TIPDS por la cara α de la ciano-β-lactama 7 junto con el requerimiento estérico del DIBAL, hace que el ataque preferente sea el ecuatorial (cara menos impedida) generando mayoritariamente la hidroxi-ciano-β-lactama 28 (Esquema 1.11).20
La asignación estructural de la hidroxi-ciano-β-lactama 28 se hizo en función de sus datos espectroscópicos (Figura 1.10).
20 Esta hipótesis también confirma lo observado en la reacción de adición conjugada de cianuro a la ciclohexenona 9 con Et2AlCN, ya que al utilizar un reactivo impedido estéricamente, cuando se aísla la cianhidrina 20, únicamente se observa el producto de ataque ecuatorial y no la mezcla de productos de ambos ataques.
Figura 1.10. Selección de datos espectroscópicos de la hidroxi-ciano-β-lactama 28.
En el espectro de 1H-RMN, se observa la aparición de una señal a 4.12
ppm con una multiplicidad de triplete de tripletes (J = 9.5, 3.7 Hz) que se asignó al protón H-7. Los protones bencílicos se muestran como un sistema AB cuya parte A aparece a 5.14 ppm y cuya parte B se muestra a 5.11 ppm (JAB = 10.2 Hz).
La señal centrada a 4.59 ppm que aparece como un triplete con una constante de acoplamiento de J = 3.7 Hz se asignó al protón H-6, mientras que la señal asignada al protón H-5 aparece como un doblete a 4.54 ppm con una constante de acoplamiento de J = 3.7 Hz. La señal localizada a 3.10 ppm asignada al protón H- 9, se muestra como un triplete (J = 4.2 Hz). Por otra parte, el multiplete que integra para dos protones, localizado a 2.15-2.08 ppm se asignó al protón H-8 junto con el protón del hidroxilo de la posición C-7, mientras que el doble doblete de dobletes asignado al protón H-8ʹ se muestra a 1.92 ppm (J = 13.2, 9.5, 4.2 Hz). Por último, a 3.22 y 2.35 ppm, aparecen las señales que se asignaron al sistema
AB (JAB = 13.9 Hz) formado por los protones del metileno de la β-lactama, H-3 y
H-3ʹ, respectivamente.
En el espectro de 13C-RMN, se observó la aparición de una señal a 66.7
ppm asignada al carbono C-7 de hidroxi-ciano-β-lactama 28. Por otro lado, se conservan las señales características de los carbonos de una estructura tipo
ciclohexano-espiro-β-lactama apareciendo C-8 a 29.5 ppm, C-6 a 73.8 ppm, C-5 a 69.3 ppm, C-4 a 65.9 ppm, C-3 a 40.6 ppm y C-2 a 164.0 ppm.21 Además, aparece
a 118.5 ppm la señal que se asignó al carbono del grupo CN.
En el espectro de masas LRMS (API-ES+) realizado, se observaron los
picos m/z 561 (M+H)+, 583 (M+Na)+ y 1143 (2M+Na)+ correspondientes a la
hidroxi-ciano-β-lactama 28.
En el espectro de IR, aparece una banda a 3460 cm−1 que se asignó a la
tensión del enlace O-H del grupo hidroxilo. Además, aparece una banda a 2236 cm−1 que se asignó a las vibraciones de tensión del enlace C≡N, junto con otra banda localizada a 1771 cm−1 que se asignó a las vibraciones de tensión del enlace
N-C=O de la β-lactama.
La conformación mayoritaria, en disolución del anillo de ciclohexano de la hidroxi-ciano-β-lactama 28 es una silla 4C
7, en la que la reducción del grupo
carbonilo de la posición C-7 se ha producido por la cara β de la molécula, disponiendo el grupo hidroxilo generado en C-7(R*) en disposición ecuatorial
(Figura 1.11). Esto se puede deducir de las constantes de acoplamiento que presenta el protón H-7 (4.12 ppm), Janti = 9.5 Hz con H-8ʹ, Jgauche = 3.7 Hz con H-
8 y Jgauche = 3.7 Hz con H-6, así como del NOE observado entre el protón H-7 y el
protón H-5 (4.54 ppm). Por otro lado, tanto el análisis del resto de constantes de acoplamiento (Jgauche = 4.2 Hz entre H-9 y H-8, Jgauche = 4.2 Hz entre H-9 y H-8ʹ y
Jgauche = 3.7 Hz entre H-5 y H-6) como del resto del NOEs observados (H-3 y H-9,
OCH2Ph y H-5), corrobora la conformación de la silla del anillo de ciclohexano y
la configuración de la posición C-7 propuesta para la hidroxi-ciano-β-lactama 28.
21 El carbono C-9, se asignó en base al pico de cruce que aparece en el espectro de HSQC entre la señal de protón localizada a δ 3.10 ppm, asignada al protón H-9 y una señal de carbono centrada a δ 32.8 ppm. Dicha señal no se observó en el espectro de 13C-RMN monodimensional.
Además, las correlaciones HMBC a tres enlaces observadas entre el protón H-8 y el carbono C-6 y entre el protón H-5 y el carbono C-3 apoyan esta afirmación.
Figura 1.11. Relación de constantes de acoplamiento, NOEs (en color rojo) y
correlaciones HMBC (en color azul) más significativas de la hidroxi-ciano-β-lactama 28.
La asignación estructural de la hidroxi-ciano-β-lactama 22 se realizó en función de sus datos espectroscópicos (Figura 1.12).
Figura 1.12. Selección de datos espectroscópicos de la hidroxi-ciano-β-lactama 22.
En el espectro de 1H-RMN, aparece un singlete ensanchado a 3.91 ppm
que se asignó al protón H-7. El sistema AB, cuya parte A aparece localizada a 5.19 ppm y cuya parte B aparece a 5.14 (JAB = 10.3 Hz) se asignó a los protones de la
ensanchados localizados a 4.39 ppm y 4.16 ppm, respectivamente. El doble doblete centrado a 3.34 ppm, asignado al protón H-9 muestra dos constantes de acoplamiento, J = 11.5, 3.5 Hz. El protón H-8 junto con el protón del hidroxilo de la posición C-7 se muestra como un multiplete localizado a 2.43-2.30 ppm. Por otro lado, el protón H-8ʹ aparece localizado a 1.99-1.90 ppm con una apariencia de multiplete. Por último, el singlete ensanchado que aparece a 2.83 ppm e integra para dos protones se asignó a los protones del metileno de la β-lactama.
En el espectro de 13C-RMN, se observó la aparición de una señal a 68.7
ppm asignada al carbono C-7 de la hidroxi-ciano-β-lactama 22. Las demás señales son las características de los carbonos de una estructura tipo ciclohexano-espriro- β-lactama y son referibles a los que aparecen en el espectro de 13C-RMN de la hidroxi-ciano-β-lactama 28.22
En el espectro de masas LRMS (API-ES+) realizado, se observaron los picos m/z 561 (M+H)+, 583 (M+Na)+ y 1143 (2M+Na)+ correspondientes a la
hidroxi-ciano-β-lactama 22, isómero de la hidroxi-ciano-β-lactama 28.
El espectro de IR de la hidroxi-ciano-β-lactama 22 muestra una distribución de bandas referible a la que aparece en el espectro de IR de la hidroxi-ciano-β-lactama 28, pudiéndose hacer una asignación equivalente: tensión del enlace O-H del grupo hidroxilo a 3401 cm−1, vibraciones de tensión del enlace
C≡N a 2242 cm−1, tensión del enlace N-C=O de la β-lactama a 1761 cm−1.
22 El carbono C-6, se asignó en base al pico de cruce que aparece en el espectro de HSQC entre la señal de protón que aparece a δ 4.16 ppm, asignada al protón H-6 y una señal de carbono que aparece a δ 76.8 ppm. En el espectro de HSQC, no se observó pico de cruce entre la señal de protón que aparece a δ 4.39 ppm, asignada al protón H-5 y ninguna señal de carbono. En el espectro de 13C-RMN monodimensional, no aparecen las señales asignables a los carbonos de las posiciones C-5 y C-6.
Apoyados en experimentos bidimensionales de RMN23, COSY y NOESY,
se propone que la conformación mayoritaria, en disolución del anillo de ciclohexano de la hidroxi-ciano-β-lactama 22 es una silla 7C
4, en la que la
reducción del grupo carbonilo de la posición C-7 se ha producido por la cara α de la molécula, disponiendo el grupo hidroxilo generado en C-7(S*) en disposición ecuatorial (Figura 1.13).
Esto se puede deducir de las correlaciones COSY observadas entre H-7 (3.91 ppm) y H-8ʹ (1.99-1.90 ppm), asignada a una constante Janti; entre H-7 y H-8
(2.43-2.30 ppm), asignada a una constante Jgauche; entre H-9 (3.34 ppm) y H-8ʹ,
asignada a una constante Janti y entre H-9 y H-8, asignada a una constante Jgauche.
Por otra parte, los NOEs observados entre H-9 y H-7, entre H-9 y H-3 (2.83 ppm), entre H-6 (4.16 ppm) y H-8ʹ y entre H-3 y H-5 (4.39 ppm) corroboran tanto la conformación de la silla del anillo de ciclohexano como la configuración de la posición C-7 propuestas.
Figura 1.13. Relación de correlaciones COSY (en color verde) y NOEs
(en color rojo) de la hidroxi-ciano-β-lactama 22.
El hecho de que en el espectro de HMBC algunas señales de protones (H- 3, H-5, H-6 y H-7) no den correlación con señales de carbono, junto con el
23 El espectro de HMBC realizado para la hidroxi-ciano-β-lactama 22 no fue concluyente para su asignación estructural ya que las señales correspondientes a los protones H-3, H-5, H-6 y H-7 no dieron correlaciones con ninguna señal de carbono.
marcado ensanchamiento de las señales de 1H-RMN pueden indicar una alta
movilidad conformacional del anillo de ciclohexano.
En cuanto al transcurso estereoquímico de la reacción de reducción de la ciano-β-lactama 7, se puede concluir que debido al impedimento que ejerce el grupo protector TIPDS por la cara α de la molécula, los reductores se acercarán preferentemente por la cara β de la molécula (ataque ecuatorial; Esquema 1.11). Esto permitirá, usando el reductor adecuado, la síntesis de compuestos relacionados tanto con la rac-11-norTTX-(6R)-ol como con la rac-11-norTTX- (6S)-ol por inversión del hidroxilo de la posición C-6.
1.2.2.2. Sililación del hidroxilo secundario de la hidroxi-β-lactama 28
La reacción de sililación de la hidroxi-β-lactama 28 se llevó a cabo por el tratamiento de ésta con triflato de terc-butildimetilsililo y Et3N, a temperatura
ambiente, en DMF, seguida de la adición de cianuro de terc-butildimetilsililo y DBU y calefacción a 90 °C.24 La reacción condujo, tras su aislamiento y
purificación cromatográfica, a la sililéter-β-lactama 14 con un 82% de rendimiento (Esquema 1.12).25
24 Greene, T. W.; Wuts, P. G. M. Greene’s Protective Groups in Organic Synthesis; John Wiley & Sons: Hoboken, 2007. pp.: 189-211.
25 Cuando se intentó la sililación de la hidroxi-β-lactama 28 en condiciones más enérgicas, empleando TBDMSOTf y Et3N, también fue necesaria la adición de TBDMSCN y DBU y calefacción a 90 °C para completar la reacción. En este caso, el rendimiento de la reacción disminuyó hasta el 17% de rendimiento.