Determinación de la estereoquímica de Enigmazol C (7)

Una vez determinada la estructura plana, se procedió al estudio de la estereoquímica del compuesto 7.

a) Estereoquímica absoluta de C5.

El primer paso fue la determinación de la configuración de C5, que se llevó a cabo mediante el método de Mosher,118 tratado en profundidad en el Capítulo II, y con el que se obtendría además su configuración. La reacción de 7 con los reactivos quirales R y S del cloruro de ácido del MTPA permitió la obtención de los respectivos ésteres sobre el grupo hidroxilo de la posición C5.

El análisis de los desplazamientos químicos de protón y el 1H-1H COSY de los dos ésteres, permitió calcular los valores de las HSRde los protones entorno a C5. La distribución consistente de las positiva y negativa alrededor de C5 permitió asignar la configuración 5R. En la Figura 142 se muestran las señales de los protones de ambos ésteres a partir de las cuales se pudieron determinar los valores de las diferencias de los desplazamientos químicos . La irradiación selectiva 1D-TOCSY sobre el protón H8, fácilmente identificable en los espectros de RMN 1H, permitió confirmar la asignación de los protones entorno a C5 en cada uno de los ésteres.

118

165

Figura 142. 1D-TOCSY selectivos de los ésteres MTPA formados a partir del compuesto 7 en piridina

deuterada.

Figura 143. Determinación de la configuración absoluta de C5 en el compuesto 7.

R-MTPA-éster S-MTPA-éster H2 H2 H6 H6 H4 H4 H3 H3 H26 H26 H8 H8

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b) Determinación de la estereoquímica absoluta de C17.

Para determinar la estereoquímica absoluta de C17 en el compuesto 7, se aplicó de nuevo el método de Mosher sobre el grupo hidroxilo en C17 del compuesto 8, ya que la apertura del anillo de lactona de 7 no implica cambio en ninguno de los centros quirales.

Figura 144. Estructura con estereoquímica parcial del compuesto 7.

La esterificación del compuesto 8 con los reactivos quirales R y S del cloruro de ácido del MTPA permitió la obtención de los respectivos ésteres. El cálculo de los valores de las Δδ (Figura 145) permitió establecer la estereoquímica absoluta en C17 como S y corroborar la del C5 como R.

167

c) Determinación de la estereoquímica del doble enlace ∆21

.

El siguiente paso fue deducir la geometría del doble enlace ∆21. La correlación ROE entre H25 (δH 1.86) y H21 (δH 6.20) en el experimento

bidimensional ROESY de 7 es indicativa de una geometría Z para dicho doble enlace.

Figura 146. Ampliación de las correlaciones clave experimento ROESY del compuesto 7.

d) Determinación de la estereoquímica de C11 y C13.

Para la determinación de la estereoquímica relativa entre C11 y C13 se realizó un estudio de las constantes de acoplamiento y de las correlaciones ROE observadas en el experimento 1H-1H ROESY de 7.

168 d.1. Análisis entorno al enlace C11 - C12.

En primer lugar, se midieron las constantes de acoplamiento 3JHH del sistema: H11/ H12h, H11/ H12l, H12h/H13 y H12l/H13. La medición directa de

estas constantes no fue posible en el experimento ordinario de RMN 1H debido a la complejidad de la multiplicidad de estas señales, por lo que se recurrió a experimentos 1D-TOCSY e irradiaciones selectivas sobre el espectro “homodecoupling” de RMN de 1

H.

La multiplicidad dddd de la señal de H11 (δH 4.48) con constantes

L/L/S/S (14.0, 10.9, 2.7, 2.7 Hz) era debida al acoplamiento con valores de J

grandes y pequeñas (L/S) con H10 (δH 2.41;2.23) y también con H12 (δH

1.81;1.46). Cómo las constantes de acoplamiento de los protones de H10 (δH

2.41;2.23) con H11 (δH 4.48) eran 14.0 Hz y 2.7 Hz respectivamente, fue

necesario asignar las constantes de J grandes y pequeñas (L/S) restantes entre H11 y los protones de H12.

Para ello, se planteó irradiar la señal H12h (δH 1.46), ya que viendo la

constante que desaparece con H11 (δH 4.48) se podría deducir si es grande o

pequeña. Desafortunadamente, al irradiar dicha señal, el software utilizado no pudo resolver el multiplete automáticamente. Como alternativa se procedió a simular el multiplete H11 (δH 4.48) resultante de eliminar las constantes de

acoplamiento de 10.9 Hz y de 2.7 Hz por separado. Una vez obtenido los multipletes simulados, se compararon con los obtenidos experimentalmente. En la Figura 147 se muestra que el multiplete simulado obtenido al eliminar la constante pequeña, era similar al obtenido experimentalmente al irradiar a δH

1.46 (H12h) por lo que la J grande correspondía al acoplamiento que sufría con

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Figura 148. Comparativa de los multipletes simulados a) con el experimental b) tras irradiar δH 1.46.

Esta situación indicó que H12l (δH 1.81) está en posición anti con H11

(δH 4.48) mientras que H12h (δH 1.46) podría localizarse en cualquiera de las

dos posiciones gauche que se muestra en la Figura 149. Para discernir entre las dos alternativas, se analizó el experimento bidimensional ROESY. La correlación ROE entre H12h (δH 1.46) y H10 (δH 2.41; 2.23) permitió establecer

que estos protones se encuentran en disposición gauche y de esta forma se pudo establecer la configuración relativa entre C11 y C12 (Figura 150).

Figura 149. Posibles conformaciones entre C11 y C12 en el compuesto 7.

SimulaciónδH 4.48 SimulaciónδH 4.48 sin J grande SimulaciónδH 4.48 sin J pequeña

a)

b)

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Figura 150. Ampliación de las correlaciones clave experimento ROESY del compuesto 7.

H12h – H10h

171 d.2. Análisis entorno al enlace C12 - C13.

Para el enlace C12 y C13 se hizo una aproximación similar.

Como la única constante de acoplamiento de H12h (δH 1.46) es de 10.8

Hz, implicaba disposición antiperiplanar con H13 (δH 2.20) mientras que H12l

(δH 1.81) con un valor pequeño se disponía en posición gauche.

Al igual que en el sistema anterior, fijadas las posiciones entre H12h (δH

1.46) y H13 (δH 2.20), existían dos escenarios posibles que se resolvieron

mediante el estudio de las correlaciones ROE observadas (Figura 152) entre H12l (δH 1.81) y H27 (δH 0.95), además de la observada entre H11(δH 4.48) y

H14l (δH 2.49), donde sólo era compatible la primera opción.

172

Figura 152. Ampliación de las correlaciones clave experimento ROESY del compuesto 7.

H12l – H27

173

e) Determinación de la estereoquímica de C23

La comparación de los desplazamientos químicos y las constantes de acoplamiento del compuesto 7 con los de los enigmazoles ya descritos permitieron sugerir que poseían la misma estereoquímica en C23.

f) Estereoquímica final del compuesto 7.

Una vez establecida la estereoquímica absoluta de C5 (R) y C17 (S), la relativa entre C11 y C13 (S*, S*), y suponiendo inicialmente que el centro quiral en C23 de la cadena del oxazol era igual a la de los enigmazoles descritos, como 23R, se recurrió finalmente a cálculos computacionales para relacionar todos los centros quirales de 7 y resolver así su estructura tridimensional. De este modo, se plantearon los siguientes 4 diasteroisómeros: 2R5R11R13R17S23R, 2S5R11R13R17S23R, 2R5R11S13S17S23R, 2S5R11S13S17S23R. Se realizó la búsqueda conformacional con una ventana energética de 3 kcal/mol, obteniendo los resultados mostrados en la Figura 153:

Figura 153. Estudio conformacional: estrategia parcial para 7.

Enigma_2R_5R_11R_13R_17S: 37 confórmeros Enigma_2R_5S_11R_13R_17R: 93 confórmeros

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El cálculo de la energía/frecuencias de los confórmeros obtenidos se basó en la función B3LYP/6-31+G(d,p), donde se eliminaron los valores redundantes y aquellos confórmeros con frecuencias imaginarias. Mediante distribución de Boltzmann se calcularon los desplazamientos químicos usando el funcional MPW1PW91/6-311++G(2d,p). Al comparar los valores obtenidos mediante los cálculos estadísticos R2, parámetros DP4 y DP4+, los resultados fueron los siguientes (Figura 154):

Figura 154. Resultados obtenidos mediante cálculos conformacionales DFT del compuesto 7.

La comparación mediante DP4+ dio como más probable para 7 el diasteroisómero 2S,5R,11S,13S,17S,23R cuando se tenía en cuenta sólo los valores de 13C, mientras que resultaba como más probable el 2S,5R,11R,13R,17S,23R cuando se tenían en cuenta los valores de 1H. Teniendo en cuenta que el mejor ajuste para el primero mediante estadística bayesiana y ajuste por mínimos cuadrados, decantó la balanza a favor del diasteroisómero 2S5R11S13S17S23R como configuración total del compuesto 7.