Exploración de rutas sintéticas A incednam

Exploración de rutas sintéticas A incednam

Sandra Sarceda López Tesis Doctoral

2019

Escola Internacional de Doutoramento

Sandra Sarceda López

TESIS DOCTORAL

Exploración de rutas sintéticas a Incednam

Dirigida por las Dra. Rosana Álvarez Rodríguez y la Dra. Marta Domínguez Seoane

Vigo, octubre 2019

Escola Internacional de Doutoramento

Dra. Rosana Álvarez Rodríguez, Catedrática y la Dra. Marta Domínguez Seoane, ambos pertenecientes al Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Vigo,

CERTIFICAN QUE,

el presente trabajo, titulado “Exploración de rutas sintéticas a Incednam“, que presenta Sandra Sarceda López para la obtención del título de Doctor, fue elaborado bajo su dirección y como parte del programa de doctorado interuniversitario “Ciencia y Tecnología Química” de las Universidades de Vigo y Santiago de Compostela.

Vigo, 2 de octubre de 2019

Los directores de la tesis doctoral

Prof. Dr. Rosana Álvarez Rodríguez Dra. Marta Domínguez Seoane

“El éxito consiste en ir de fracaso en fracaso sin perder el entusiasmo”

Winston S. Churchill

A mis padres.

¡Papá te recuerdo siempre! ¡Lloro por ti!

“Te echo de menos”

AGRADECIMIENTOS

Me gustaría que estas líneas sirvieran para expresar mi agradecimiento a todas aquellas personas que con su ayuda han colaborado, de una u otra manera en la realización de este trabajo.

En primer lugar, me gustaría agradecer a Ángel y a Rosana la gran oportunidad que me brindaron al acogerme en su grupo de investigación.

Gracias por la confianza plena que un día habéis depositado en mí y por todo el apoyo que me habéis dado durante estos años sin el cual este trabajo no hubiera sido posible. Fue un auténtico LUJAZO poder formar parte de este grupo y permitidme seguir admirándoos.

A Marta, gracias por tu lucha continua, el empeño y la paciencia en enseñarme a trabajar e inculcarme las costumbres de una gran química como cada día demuestras ser. Gracias por tu ayuda, tu tiempo y esfuerzo dedicado para que este trabajo saliese adelante.

A Antonio Ibáñez Paniello, gracias por haberme enganchado a la química orgánica y haber despertado en mi un enorme gusanillo dirigido hacia este mundo de la investigación.

A mis compañeros de laboratorio, Belén, Esther, Susi, Paula L, Josito, Claudio, Efrén, Jose G, Santi, Patri, Noelia, Paula R, Adán, Sara, Leti, Gabi, Iago, David, Raquel P, Fátima, Esteban, Luci, Sheila, Auri, Andrea, Fran, Samu, Miguel, Pedro, Riquelme, Dani, Edu, Raquel, Dragana, Julia, Rocio, gracias por hacerme el día a día más ameno, por todos eses “momentazos” inolvidables vividos en el laboratorio, por esas “fiestas” donde la juerga estaba más que asegurada y sobre todo gracias por estar ahí en los momentos buenos y no tan buenos.

A Luci, gracias por estar ahí las 24h don´t stop. Eres una chica 10, tanto profesionalmente como personalmente, gracias por dejarme conocerte y ser tu amiga.

A todas las personas que conozco de los laboratorios vecinos (que no son pocos), gracias.

Al personal del CACTI, en especial a Manolo, Nieves, Sonia y Berta (RMN, Masas y RX), por su inestimable ayuda en todo momento y por el gran trato recibido.

A mis padres por estar ahí siempre al pie del cañón, por su lucha y esfuerzo diario, por apoyarme y animarme a realizar mi sueño, por enseñarme unos principios basados en la sencillez y en la humildad. Gracias por no dejarme caminar nunca sola y hacerme sentir especial.

A ti papá que desde el cielo a pesar de estar a una distancia inalcanzable para poder verte continúas guiándome por el buen camino y dándome mucha fuerza en el día a día. Con certeza sé que nunca me abandonas, continúa siendo mi ángel.

A ti mamá, gracias por el esfuerzo enorme que sigues haciendo día a día, por tu paciencia y comprensión, por estar siempre ahí de una manera incondicional, por escucharme, por darme siempre buenos consejos, por confiar en mí, por apoyarme en cada una de las decisiones que he ido tomando en la vida y por quererme tanto, nunca me cansaré de darte las gracias. TE QUIERO.

A Rober, MI AMOR gracias por darme el mejor regalo y cumplir mi sueño, formar una familia junto a ti, es lo mejor que me paso en mi vida. Gracias por quererme de la forma más sana que se puede, por hacerme ver que el amor se demuestra con hechos y no con palabras, por tanta complicidad y tanta verdad, por desvivirte en hacerme sentir tan especial día a día, por hacerme sonreír pase lo que pase, pero siendo conscientes de que la vida no es una fiesta y que la perfección no existe. Estar junto a ti me da fuerzas y me hace creer que soy capaz de conseguir todo lo que me proponga. Amor sigue así nunca cambies.

TE QUIERO MUCHO.

A Martina. Gracias por llegar a mi vida de manera inesperada, cuando todavía no estaba preparada para tal responsabilidad. Gracias por hacerme madurar de repente y comenzar a ver la vida de otra manera, poniendo en orden mis prioridades. Recuerdo el día que naciste, cuando escuché tu llanto por primera vez y cuando te colocaron encima piel con piel, mientras tus manitas me acariciaban y tu mirada perdida me buscaba, de repente sentí una felicidad inmensa, no podía parar de llorar, cuantos sentimientos y emociones en tan poco espacio de tiempo. Siempre había oído que iba a conocer el amor de mi vida

cuando tuviera a mi hijo/a en brazos y es un sentimiento tan fuerte que creo que esa definición se queda corta. Llegaste para revolucionarlo todo de la manera más dulce que uno pueda imaginar, no fuiste ni eres la típica “bebé trampa” que solo duermes y comes, no, tienes tu carácter, tus pequeñas manías, tus arrebatos y tus carcajadas, pero aun así con tu sonrisa, tus caricias, tus besos y abrazos inesperados junto con tu mirada limpia y tierna iluminas nuestras vidas día a día. Gracias por enseñarme el significado de muchas cosas que hoy en día me parecen los pilares más importantes de la vida: inocencia, curiosidad, paciencia y amor verdadero, me muero por seguir aprendiendo a tu lado día tras día, ser tu madre es lo mejor que me pasó en mi vida. TE QUIERO cariño.

A mis tíos, Manolo, Manuela y Felicitas, gracias por todo el apoyo que me estáis dando, por no fallarme nunca y sobre todo por hacerme sentir como una hija para vosotros. OS QUIERO.

A mis primas Carmen y Sonsi, gracias por estar siempre ahí.

A mi familia materna y paterna, especialmente a los “Primos Power” por las fiestas, las risas, las juergas y sobre todo por esa unión que tanto nos caracteriza.

A Sara, Lino, Marcos, Manoli y Sarita, gracias por acogerme y hacerme sentir como una más en vuestra familia, sé que puedo contar con vosotros para lo que necesite.

A mis grandes amigas, Mar, Natalia, Ásun, Raquel F, Eva, María, Sonia, Vane, Elena y Nieves, gracias por estar siempre ahí cuidándome día a día, por ayudarme en los momentos más difíciles, por tener un hombro en el que llorar, por hacerme ver que la vida sigue aunque haya un contratiempo, por las fiestas, las risas, por tantas cosas vividas con vosotras, imposibles de olvidar. GRACIAS.

Os quiero muchísimo.

A todas aquellas personas que no menciono, pero que saben de sobra que sería incapaz de olvidarme de ellas, por favor continuad ahí apoyándome, sabéis que os quiero un montón.

¡Gracias a todos!

ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS

Å angstrom (10^-10 m)

ac acuoso

AD-mix α ligando quiral AD-mix β ligango quiral

app aparente (espectros de RMN) BAIB (bisacetoxi)yodobenceno Bak proteína proapoptotica Bax proteina proapoptotica

BCl-2 linfoma de células B-2 (proteína reguladora de apoptosis) BCl-XL linfoma de células B-XL (proteína antiapoptotica)

BH3 proteína proapoptotica BHT hidroxitolueno butilado BnMe2SiH hidruro de dimetilbencilsililo

Bu butilo

⁰C grados centígrado (0 ⁰C = 273.15 K) CAN nitrato de amonio cerio (IV)

Cosy COrrelated SpectroscopY CSA ácido camphor-10-sulfónico CuTC tiofenocarboxilato de cobre

d doblete (espectros de RMN)

DBU 1,8-diazabiciclo[5.4.0]-undec-7-eno DCC N,N'-diciclohexilcarbodiimida

dd doble doblete (espectros de RMN)

DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer DFT Density Functional Theory

(DHQ)2PHAL 1,4-ftalazinedil diéter dihidroquinina DIAD azodicarboxilato de diisopropilo DIBAL-H hidruro de diisobutilaluminio DIPEA N,N-diisopropiletilamina DMAP 4-dimetilaminopiridina DMF N-N-dimetilformamida

DMPU 1,3-dimetil-3,4,5,6-tetrahidro-2(1H)-pirimidinona DMSO dimetilsulfóxido

DMT-MM [cloruro de 4-(4,6-dimetil-1,3,5-triazin-2-il)-4-metilmorfolina]

Dowex-H resina de hidrógeno

EDC N-(3-dimetilaminopropil)-N'-etilcarbodiimida ee exceso enantiomérico

EI impacto de electrones equiv equivalentes

ESI⁺-MS ElectroSpray Ionization mass spectrometry

Et etil

FADD receptores de muerte celular

h hora(s)

HATU 1-[Bis (dimetilamino) metileno]-1H-1,2,3-triazolo[4,5-b]piridinio- 3-oxido hexafluorofosfato

HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation HMPA hexametilfosforamida

HOBt hidrato de 1-hidroxibenzotriazol HOPO 2-piridinol 1-óxido

HRMS High Resolution Mass Spectrometry

HSQC Heteronuclear Single-Quantum Correlation Spectroscopy HWE Reacción de Horner–Wadsworth–Emmons

IBX ácido o-yodoxibenzoico IR espectro de infrarrojo

J constante de acoplamiento (NMR) JohnPhos (2-bifenilil) di-terc-butilfosfina KHMDS bis(trimetilsilil)amida de potasio LDA diisopropilamida de litio

M molar

m multiplete (espectros de RMN), medio (espectros de IR) m.p Melting point (temperatura de fusión)

Me metil

MHz megahercios

min minuto(s)

mL mililitro(s) mmol milimol(s)

NaHMDS hexametildisilazida de sodio

n-BuLi n-butil litio

NIS N-iodosucinimida

nm nanómetro(s)

NMP metilpirrolidona

NMR/RMN Nuclear Magnetic Resonance (Resonancia Magnética Nuclear) NOESY Nuclear Overhauser SpectroscopY

PMBz parametoxibencilo ppm partes por millon

PPTS paratoluenosulfonato de piridinio

Pt(DVDS) 1,3-divinil-1,1,3,3-tetrametildisiloxano platino(0) p-TSOH Ácido paratoluenosulfónico

q cuartete (quartet, espectros de RMN)

rt Room temperature

RX Rayos X

s singlete (espectros de RMN)

intensidad fuerte (strong, espectros de IR)

sh Señal tipo hombro (shoulder), espectro de ultravioleta

t Tiempo

triplete (espectros de RMN) TBAF fluoruro de tetra-n-butilamonio TBDMS terc-butildimetilsililo

TBDPS terc-butildifenilsililo TBS terc-butildimetilsililo

TEMPO 2,2,6,6-tetrametil-1-piperidiniloxilo

TES Trietilsilano

TFN factor de necrosis tumoral THF tetrahidrofurano

TMS Trimetilsililo tetrametilsilano

TMSCHN2 trimetilsilildiazometano TMSOK trimetilsilanoato de potasio TPAP perrutenato de tetrapropilamonio UV espectro de ultravioleta

w weak (intensidad débil, espectros de IR) υ frecuencia de vibración (cm-1)

δ desplazamiento químico en ppm relativo al TMS

λ longitud de onda

µL microlitro (s)

ÍNDICE

1 Introducción ... 4

1.1 Síntesis Total de Productos Naturales ... 6

1.2 Macrólidos poliénicos de origen natural: Macrolactamas poliénicas. ... 9

1.3 Síntesis de macrolactamas poliénicas ... 12

1.3.1.1 Macrolactonización (C-O) y macrolactamización (C-N) ... 13

1.3.2 Cierre mediante acoplamientos cruzados (C-C) ... 17

1.3.3 Cierre mediante la formación de enlaces C=C ... 23

1.4 Incednine. Objetivo sintético ... 29

2 Metodología Sintética ... 33

2.1 Aproximaciones a la Síntesis Total de incednam 2.1 ... 36

2.1.1 Macrolactamización/Julia-Kocienski. ... 39

2.2 Lactamización/Acoplamiento cruzado. ... 41

2.3 Síntesis de incednam 2.1 mediante una estrategia macrolactamización/ Acoplamiento cruzado ... 43

2.3.1 Construcción de la subunidad C1-C13. ... 43

2.3.2 Construcción de la subunidad C14-C23. ... 66

2.3.3 Construcción del esqueleto carbonado de incednam 2.1 ... 86

2.4 Síntesis de incednam mediante una estrategia lactamización/ Metátesis. ... 90

2.5 Conclusiones ... 96

2.6 Experimental part ... 97

3 Ee determinations (quiral HPLC chromatogram) ... 145

3.1 (2S,3R)-2,3-Dihydroxy-3-methylpen-4-yn-1-yl 4-Methoxybenzoate 2.56 ... 145

3.2 (2S,4E)-2-(5-Bromohex-4-en-2-yl)-isoindoline-1,3-dione x ... 146

4 Material Suplementario ... 147

5 Bibliografía………287

1 RESUMEN GENERAL

Los productos naturales son una prolífica fuente de medicamentos.^1–3 Se estima que más del 50% de los fármacos antitumorales son productos naturales, derivados de los mismos o moléculas inspiradas en sus estructuras. Entre1981 y 2014, la Administración de Alimentos y Fármacos (Food and Drug Administration, FDA) de los Estados Unidos aprobó para su uso terapéutico un total de 1211 fármacos, de los que un 35% son sintéticos, pero la mayoría son productos naturales (6%), derivados de los mismos (26%), productos de síntesis que imitan sus actividades (13%), y otros inspirados en sus estructuras.⁴ Es evidente que los productos naturales constituyen una colección de estructuras privilegiadas que han sido seleccionadas durante la evolución para coexistir con biomoléculas, incluídos los receptores, las enzimas y los ácidos nucleicos y, a través de dichas interacciones, juegan un determinado e importante papel en las células.⁵

Las macrolactamas poliénicas (Figura 1) constituyen una familia de productos naturales aislados de bacterias del filo o clase Gram-positiva Actinomicete,⁶ que contienen una lactama cíclica de entre 20 y 26 átomos, formada por dos regiones poliénicas estereoquímicamente definidas y conectadas por fragmentos carbonados que pueden contener grupos hidroxilo, alguno de los cuales incluso funcionalizado con un carbohidrato. Cercano al grupo amino de dichas macrolactamas (posiciones α o β), se pueden encontrar grupos metilo o cadenas de seis u ocho átomos de carbono con una olefina o un dieno conjugado de geometría E.

El grupo de macrolactamas poliénicas que contienen una amina secundaria con un sustituyente metilo en un carbono estereogénico en posición α a la amina es el menos numeroso dentro de este grupo de productos naturales. Destacan entre ellos la incednina 1.14, aislada de Streptomyces sp.

ML694-90F3,⁷ la silvalactama 1.15, de Streptomyces sp. Tü 6392,⁸ y la auroramicina 1.13,⁹ de S. roseosporus, cuya estructura se propuso por analogía

2 con la de la silvalactama. Como muestra de los avances de la Biología y la Genética y su aplicación a la Química, la última se aisló tras activar la bacteria con la técnica CRISR-Cas9 como “factoría celular”, una forma contemporánea de producción de nuevos productos naturales.

Dichas macrolactamas poliénicas han mostrado poseer unas fascinantes actividades biológicas. La incednina 1.14 es un potente modulador de las funciones anti-apoptóticas de Bcl-xL, una oncoproteína que aparece expresada de forma incontrolada en muchos tipos de cáncer. La silvalactama 1.15 se ha descrito como un potente agente antiproliferativo, y ha mostrado la habilidad de inhibir el crecimiento y presentar actividades citotóxicas contra diversas líneas celulares de cáncer, incluyendo las de páncreas, que son difíciles de tratar con la quimioterapia existente, y también mostrar eficacia en el tratamiento de modelos de tumores preclínicos sin efectos secundarios importantes. Además, la silvalactama ha mostrado la capacidad de inhibir el crecimiento de las bacterias Gram positivas Bactillus subtilis, Staphylococcus aureus and S. lentus.

Finalmente, la auroramycin xx es también un potente antibacteriano, y ha mostrado actividad contra S. aureus resistente a la meticilina (anti-methicillin-

3 resistan Staphylococcus aureus, MRSA), un antibacteriano semisintético de amplio espectro con estructura de penicilina resistente a la acción de la enzima β-lactamasa.

Es importante señalar que Staphylococcus aureus es una de las bacterias incluídas en la docena de microorganismos considerados como patógenos prioritarios por la Organización Mundial de la Salud (World Health Organization), al ser resistente a los antibióticos y constituir, por tanto, una gran amenaza para la salud humana tanto en los hospitales, como en los hogares de ancianos, sobre todo en aquellos pacientes conectados a equipos de respiración y catéteres en el torrente sanguíneo. La lucha contra estos microorganismos es, por tanto, una prioridad en la investigación biomédica y farmacológica.

Disponer de nuevas herramientas terapéuticas para mejorar la calidad de vida de la población es uno de los objetivos de la Unión Europea en el programa europeo Horizonte Europa (European Programme Horizon Europe) que comenzará en 2021.

En este contexto se enmarca el trabajo recogido en esta Memoria, que pretende desarrollar una nueva aproximación sintética al aglicón de la incednina de naturaleza bis-poliénica. La síntesis de productos naturales de naturaleza poliénica es un gran reto, no solo por la inestabilidad intrínsica de dichos compuestos con dobles enlaces conjugados, los cuales son sensibles a la luz, el oxígeno, los ácidos de Lewis y próticos, sino también por la necesidad de generar de forma estereoselectiva el esqueleto de polieno con la geometría deseada. Por tanto, será imprescindible recurrir al uso de metodologías sintéticas basadas en fragmentos insaturados de reactividad complementaria (halogenuros de alquenilo y organometálicos de alquenilo) para obtener estos productos naturales de estructura bis-poliénica.

4

1 Introducción

Un producto natural se define como un compuesto químico producido por un organismo vivo para desempeñar una función determinada y que deriva del metabolismo primario o secundario de ese ser vivo. Por su parte, los metabolitos primarios son aquellos esenciales para la supervivencia del organismo, mientras que los metabolitos secundarios no desempeñan un papel directo en el crecimiento o en la reproducción del individuo. A pesar de que la ausencia de los metabolitos secundarios no impide la supervivencia, esta se verá afectada por ella, a veces gravemente, y son específicos de las diferentes especies.

De los millones de compuestos químicos que se conocen, el 99% son sintéticos y sólo un pequeño número (entre 200.000-300.000) se han aislado de un organismo vivo. Sin embargo, ¿cómo se puede explicar que casi un 60% de los fármacos comercializados sean de origen natural? Esto se debe a que los productos naturales son compuestos que ya han sido validados por la Naturaleza, es decir, sintetizados, degradados, y transformados por sistemas enzimáticos complejos de tal forma que, a la hora de interactuar con las moléculas dianas lo realizan con total eficacia. Así pues, los metabolitos secundarios constituyen una fuente inagotable para el descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos.

Desde los orígenes de la civilización se han llevado a cabo numerosos experimentos con una gran variedad de plantas y animales para conocer si estas tenían algún efecto beneficioso para el ser humano. Así, a través del mecanismo de prueba y error, fueron capaces de determinar que extractos naturales tenían propiedades curativas para ciertas enfermedades, conocimiento que se ha trasmitido entre generaciones, como por ejemplo en la Medicina tradicional china. Así, a principios del siglo XIX, las enfermedades eran tratadas exclusivamente con tisanas y ungüentos, preparados a partir de plantas como la quina (Cinchona pubescens; principio activo, la quinina 1.1), la belladona (Atropa belladona; principio activo, la atropina 1.2) o el opio (Papaver somniferum;

principio activo, p. ej., la morfina 1.3), entre otras.

5 Figura 1.1: Ejemplo de productos naturales empleados por la Medicina tradicional y la convencional.

Actualmente, todavía pueden encontrarse en tiendas especializadas algunas fórmulas de tónicos revitalizantes de la Medicina tradicional como el Noni (bebida elaborada a partir de extractos de algas y fruta fermentada;

empleada para tratar diferentes afecciones); o las algas marinas limu, kelp y wakame (utilizadas como complementos alimenticios para el tratamiento de dolencias como el estrés, la depresión, la artritis o los resfriados); o la absenta derivada de Seriphum, para el tratamiento de alteraciones gastrointestinales. El efecto beneficioso de estos tónicos, tisanas o ungüentos continúan empleándose como terapia complementaria a la Medicina convencional y continúan contribuyendo a aumentar el bienestar de la población mundial. Sin embargo, y para evitar efectos adversos, se requiere estudiar a fondo su composición y determinar su composición, constituyendo una fuente de inspiración para el desarrollo de nuevos medicamentos.

La mayor parte de los medicamentos que se prescriben a día de hoy, derivan de un organismo vivo o han sido inspirados por productos naturales. Es el caso, por ejemplo, los analgésicos estructuralmente relacionados con el ácido acetilsalicílico, que fue descubierto a partir del estudio de la corteza de sauce que se empleaba para aliviar el dolor, efecto provocado por el salicino y que

6 condujo al descubrimiento del ácido acetilsalicílico (principio activo de la aspirina 1.6); o el primer antibiótico descubierto, la penicilina 1.4, aislada apartir del hongo Penicillium Notatum por Alexander Fleming (Figura 1.1).

1.1 S

T

P

N

La necesidad de entender el mecanismo de acción de estos remedios naturales hizo que a mediados del siglo XIX naciese lo que se conoce actualmente como Síntesis Orgánica con la preparación en 1828 de la urea por Wöhler a partir de cianato potásico. Desde entonces, comienza a establecerse la idea de que el hombre tiene la capacidad para reproducir comportamientos que hasta entonces solo la Naturaleza podía controlar y se desencadena una actividad frenética en este campo, que llega hasta nuestros días.

Históricamente el descubrimiento de fármacos ha estado asociado a dos disciplinas: la Química de Productos Naturales y la Síntesis Orgánica. Ninguna otra disciplina puede descubrir y desarrollar nuevas moléculas de pequeño peso molecular que puedan ser utilizadas como fármacos. La principal fuente de inspiración de estas disciplinas ha sido la propia Naturaleza capaz de, a partir de una selección limitada de bloques de construcción, sintetizar selectivamente compuestos de extraordinaria complejidad estructural y diversidad. Es por ello que los productos naturales constituyen el punto de partida para el diseño de nuevos fármacos.^10,11

La Síntesis Total de productos naturales con estructuras complejas ha supuesto un desafío para los Grupos de investigación sintéticos a lo largo del mundo entero, lo que ha sido la fuerza impulsora de grandes avances para la Química Orgánica, sobre todo en el siglo XX, tal y como afirmó K. C. Nicolau (Rice University, USA):¹²

“A día de hoy, la Síntesis Total de productos naturales está asociada con la prudente y delicada selección de moléculas objetivo, preferiblemente biológicamente activas, y que supongan un desafío, al descubrimiento y la invención de nuevas estrategias sintéticas y tecnologías; y a la exploración de la Química Biológica a través del diseño molecular y los estudios mecanísticos. Futuros avances en

7 este campo estarán en su mayor medida ayudados por avances en el aislamiento y la caracterización de nuevas moléculas objetivo procedentes de la Naturaleza, la disponibilidad de nuevos reactivos y métodos sintéticos, información y tecnologías de automatización”

Hoy en día, la síntesis (total o parcial) de productos naturales es un campo de investigación fundamental donde se obtienen beneficios tanto a nivel de nuevo conocimiento científico, ya que motivan y ayudan al desarrollo de nuevas variantes de reacciones ya conocidas, como de las aplicaciones prácticas. Un factor limitante para el desarrollo de fármacos derivados de productos naturales es el acceso a una cantidad suficiente de material para las fases preclínicas y clínicas, por lo que el desarrollo de estrategias sintéticas económicamente sostenibles para su obtención es de gran importancia, un ejemplo de ello es discodermolida 1.7, un anticancerígeno de origen marino, cuya síntesis permitió comenzar los ensayos clínicos que, desafortunadamente, acabaron en fase I/II debido a problemas con la toxicidad (Figura 1.2).¹³

Figura 1.2. Estructura de la discodermolida 1.7

Otro aspecto importante de la Síntesis Total de productos naturales es que, debido a que se dispone de más cantidad, se pueden llevar a cabo estudios detallados de estructura-actividad lo que facilita la identificación de las subestructuras esenciales para la actividad descrita (farmacóforos), lo que permite desarrollar el diseño y síntesis de análogos, con el fin de mejorar su eficacia, potencia y seguridad. Teniendo en cuenta que la actividad biológica está directamente relacionada con la estructura tridimensional y los grupos funcionales de la molécula, errores durante la elucidación estructural de los productos naturales pueden condicionar el desarrollo de nuevos fármacos. Un ejemplo que ilustra los problemas que causan los errores en la elucidación

8 estructural de nuevas moléculas con actividades biológicas de interés fue el de TIC10 1.8, un compuesto identificado de una librería (NCI) que resultó ser apoptótico de diferentes líneas celulares de cáncer; posteriormente, científicos no involucrados en su descubrimiento y durante el desarrollo de nuevos estudios para caracterizar exhaustivamente su actividad, descubrieron que la estructura asignada a TIC10 1.8 no presentaba esa actividad y era un regioisómero del mismo el que presentaba en su estructura el farmacóforo responsable de la actividad (la conexión angular de los tres anillos, Figura 1.3).¹⁴

Figura 1.3. Estructura propuesta 1.8a y corregida 1.8b para TIC10

La determinación de la estructura de una molécula desconocida es un arduo proceso que requiere, además del empleo de las técnicas espectroscópicas disponibles en la actualidad, la derivatización, degradación y determinación de la reactividad de la molécula objeto de estudio. Sin embargo, y debido a la elevada complejidad y funcionalización de las moléculas aisladas, en numerosas ocasiones se convierte en “un verdadero trabajo de detectives” difícil de resolver sin ayuda de la Síntesis Total.

Son numerosos los ejemplos presentes en bibliografía, de productos naturales cuyas estructuras han sido revisadas y corregidas.15,16,17,18 Es el caso, por ejemplo, de (-)-protubonina A 1.9 y B 1.10, dos alcaloides con estructura de pirrolidinoindolindicetopiperacina, aisladas de un hongo marino Aspergillus sp.

SF-5044 cuya Síntesis Total estableció la estereoquímica real de los productos naturales como epímeros en el C-11 de las estructuras propuestas (Figura 1.4).¹⁹

9 Figura 1.4. Estructuras propuestas y corregidas de (-)-protubonina A 1.9 y B 1.10

1.2 M

: M

.

Los polienos están presente en una gran variedad de productos naturales con estructuras diversas entre los que destacan aquellos que poseen interesantes actividades biológicas,²⁰ como los icosanoides (p.e. el ácido araquidónico 1.11),²¹ los retinoides^22–24 (p.e. ácido 4-oxo-retinoico 1.12) y los macrólidos polienicos (p.e. filipin III 1.13).²⁵ Todavía hay un número considerable de polienos relativamente inexplorados que proceden de una gran variedad de fuentes que incluyen organismos marinos, bacterias, hongos, plantas y hongos de fango (figura 1.5).

OH OH OH OH OH OH

OH HO

OH O O

filipin III 1.13 O

CO₂H

ácido 4-oxo-retinoico 1.12 CO₂H

ácido araquidónico 1.11

Figura 1.5. Polienos naturales biológicamente activos

10 Los macrólidos polénicos (macrociclos de más de 12 miembros) de origen natural constituyen una familia estructuralmente diversa y compleja, que han demostrado una gran eficacia como agentes farmacéuticos y están jugando un papel cada vez más importante en el tratamiento de un elevado número de enfermedades.²⁶ Entre ellos destacan las macrolactamas poliénicas, un grupo de productos naturales no muy comunes y biosintéticamente relacionados, aisladas de las actinobacterias y que se caracterizan por presentar una zona hidrofílica con uno o varios hidroxilos quirales, el grupo amida, y por el tamaño del ciclo (16-26 miembros). Las macrolactamas poliénicas descritas en bibliografía pueden ser divididas en dos subgrupos que se diferencias en función de la presencia, o no, de un sacárido conectado a uno de los hidroxilos (Figura 1.6).²⁷

Figura 1.6: Algunas macrolactamas poliénicas aisladas de actinobacterias

Es el caso de aureoverticillactama 1.15,²⁸ aislada de Streptomyces sp., el género más extenso de actinobacterias, que presenta actividad antibacteriana y citotóxica; o de vicenistatina 1.17,²⁹ un antibiótico que muestra una potente actividad antitumoral; o el ciclamenol A 1.16,³⁰ con actividad antiinflamatoria; y la

11 macrolactama de 26 miembros y con actividad antifúngica, denominada sceliphrolactactama 1.18.³¹ La elevada complejidad estructural de estas macrolactamas determinan el éxito de la elucidación de sus estructuras que, en ocasiones, no puede ser totalmente determinada, o bien tiene que ser corregida.

Es el caso de la heronamida C 1.14, cuya estructura inicialmente propuesta por Capon y colaboradores,³² presentaba dos hidroxilos en las posiciones C8 y C9 de configuración R y S, respectivamente, que posteriomente fue corregida mediante Síntesis Total del producto natural de configuración (8S,9R).³³

Recientemente se han aislado nuevos productos naturales, estructuralmente relacionados, que se caracterizan por presentar una macrolactama poliénica de 24 miembros con idéntico patrón de sustitución, a excepción de la posición C2, y con tres estereocentros de configuración (10R,11S,23S), conectada a un sacárido o disacárido de diferente naturaleza.

Desde el punto de vista de su perfil bioactivo, todos ellos han presentado una potente actividad frente a patógenos Gram-positivos, comportamiento que parece estar relacionado con la presencia del sacárido conectado a la posición C11 (Figura 1.7). Adicionalmente, algunos de ellos presentan actividades como antimicrobianos y anti-apoptóticos.^9,34,7,8

12 Figura 1.7: Macrolactamas poliénicas de 24 miembros

1.3 S

La Síntesis Total de estas macrolactamas (también de las macrolactonas poliénicas) está condicionada por la formación del macrociclo que es una de las etapas cruciales, y que supone un reto sintético que debe ser analizado en profundidad antes de comenzar la síntesis. La construcción de anillos de tamaño medio (de 8 a 11 miembros) y grande (> 12 miembros) es generalmente difícil debido a contribuciones entálpicas y entrópicas que penalizan la macrociclación y permiten que compita con la oligomerización.³⁵ Para neutralizar esa contribución se emplean condiciones de alta dilución que se llevan a la práctica de dos formas: la macrociclación se lleva a cabo con una cantidad importante de disolvente; o bien, el sustrato de partida es añadido lentamente al matraz de reacción durante un periodo de tiempo largo. Estudios cinéticos desarrollados por Galli y colaboradores permiten determinar la concentración óptima para favorecer las macrociclaciones.³⁶

13 En este sentido, en los últimos años, la Síntesis Total de macrociclos complejos ha despertado mucho interés, lo que ha permitido realizar grandes avances. Así, las estrategias sintéticas más utilizadas se pueden dividir en función de la naturaleza de la etapa de cierre de anillo:²⁶

• Mediante la formación del enlace amida (o éster).

• Mediante la formación de un enlace de la cadena poliénica. En este caso, debe elegirse la herramienta sintética que se va a emplear para la última etapa, bien mediante métodos de formación de dobles enlaces (C=C), o bien de enlaces sencillos (C-C).

A continuación, se recogen las transformaciones más empleadas para la construcción de estos macrociclos empleando ambas aproximaciones.

1.3.1.1 Macrolactonización (C-O) y macrolactamización (C-N)

La macrolactonización/macrolactamización, como última etapa, continúa siendo a día de hoy la estrategia más empleada para la Síntesis Total de estos macrólidos, empleando directamente ácidos carboxílicos y alcoholes o aminas mediante el uso del correspondiente método de activación del carboxilo para aumentar su electrofilia y favorecer la ciclación. Alternativamente, también se han empleado otras estrategias como convertir el grupo alcohol o amino en un mejor grupo saliente que pueda ser atacado por el carboxilato o mediante la activación simultanea tanto del ácido carboxílico como del alcohol o amina.^37,38

Hasta la fecha, se han descrito innumerables aplicaciones a la Síntesis Total de productos naturales mediante el uso de diferentes reactivos para activar el ácido carboxílico, y entre ellos destaca el empleo del cloruro del ácido 2,4,6- triclorobenzoico desarrollado por Yamaguchi.³⁹ A pesar de que el procedimiento experimental inicialmente descrito por Yamaguchi, ha sufrido modificaciones con respecto al orden de adición de los reactivos, es el método que permite obtener estos macrociclos cuando otros agentes de acoplamiento fracasan. Así, Yonemitsu y colaboradores describieron un procedimiento alternativo que disminuía considerablemente la temperatura y el tiempo de reacción durante la síntesis estereoselectiva del aglicon de eritronolida A, una macrolactona de 14

14 miembros empleado como antibiótico y aislado de una actinopoliespora (Saccharopolyspora erythraea) .^40–42

En 2011, Sammakia y colaboradores llevaron a cabo, con éxito, la síntesis estereoselectiva de dermostatin A 1.26, una macrolactona hexaénica con 12 centros estereogénicos y nueve hidróxilos. Para ello, y en la construcción del esqueleto carbonado abierto, se emplearon distintas herramientas de formación de dobles enlaces, una reacción de metátesis que condujo a una mezcla 4:1 de los isómeros E:Z, y una olefinación estereoselectiva de Horner-Wadsworth- Emmons. Posteriormente y tras la hidrolisis, la macrolactonización tuvo lugar, en buenos rendimientos, utilizando el reactivo de Yamaguchi a temperatura ambiente, en presencia de un exceso de DMAP (20 equiv.) y en condiciones de alta dilución (0.002M) (Esquema 1.1).⁴³

Esquema 1.1

Reactivos y condiciones: a) (2E,4E)-hepta-2,4,6-trienal, catalizador de Grubbs 1ª generación, CH2Cl2, reflujo, 88%. b) i. LDA, THF. ii. (2E,4E)-6-(dietoxifosforil)hexa-2,4- dienoato de etilo, THF, -78 ºC, 66%. c) LiOH, 4:1:1 THF:H2O:MeOH, 25 ºC. d) cloruro de 2,4,6-triclorobenzoilo, Et3N, DMAP, tolueno, 25 ºC, 75% (2 etapas). e) HCl, MeOH, 25 ºC, 76%.

15 Otro agente de acoplamiento ampliamente utilizado en macrociclaciones es el reactivo desarrollado por Mukaiyama, el yoduro de 1-metil-2-cloropiridinio, que permite obtener un aciloxipiridinio intermedio, a partir del ácido carboxílico, sobre el cual tiene lugar la ciclación.⁴⁴ Posteriormente, el mismo grupo de investigación ha desarrollado diversas modificaciones del reactivo para mejorar la estabilizad y evitar reacciones secundarias.^45,46

El reactivo de Mukaiyama modificado fue empleado con éxito en la Síntesis Total de marinmicina A 1.27, una macrolactona dímera de 44 miembros con actividad antibiótica frente a Staphylococcus aureus resistentes a meticillina y Enterococcus faecium resistentes a vancomicina. Su síntesis total fue descrita por Evans y colaboradores,⁴⁷ empleando una síntesis convergente en la que el paso clave era la formación secuencial de los dos enlaces éster presentes en la molécula, para lo que utilizaron ésteres ortogonales que permitieron la soble esterificación quimioselectiva (Figura 1.8).

Figura 1.8: Esquema retrosintético empleado por Evans y colaboradores para la síntesis de marinmicina A 1.27

Por analogía con las macrolactonizaciones, el método más común para la formación de macrolactamas consiste en hacer reaccionar una amina con el ácido carboxílico activado. A pesar de que muchos de los agentes activantes

16 desarrollados para la formación de ésteres han sido usado con éxito en la formación de enlaces amida, dos son los métodos que han destacado en bibliografía para la formación de macrolactamas: (a) el empleo de agentes de activación de ácidos carboxílicos como sales de uronio o DMT-MM [cloruro de 4- (4,6-dimetil-1,3,5-triazin-2-il)-4-metil-morfolina] para generar un éster activado intermedio; (b) el empleo de una mezcla de una carbodiimida (DCC o EDC) y un agente de acoplamiento (p.e. HOBt, HATU o HOPO).

Ambas estrategias son muy eficientes y han sido ampliamente utilizadas en bibliografía para la síntesis de macrolactamas. Es el caso de la Síntesis Total del aglicon de vicenistatina 1.34, anteriormente mencionada, desarrollada por Kakinuma y colaboradores,⁴⁸ quienes emplearon el reactivo de Shioiri⁴⁹ (difenilfosforil azida) para la macrolactamización como última etapa (Esquema 1.2).

Esquema 1.2

Reactivos y condiciones: a) Periodinano de Dess-Martin, CH2Cl2, 25 ºC. b) xx, LiN(TMS)2, THF, -78 ºC, 58% 2 etapas. c) Pd(PPh3)4, ácido dimetilbarbitúrico, THF, 25 ºC, 65%; (d) TBAF, THF, 25 ºC; (e) (EtO)2P(O)CN, Et3N, DMF, 0 ºC, 28% 2 etapas;(f) PPTS, MeOH; TMSCl, Et3N, DMAP, CH2Cl2, 25 ºC, 92%.

A pesar de que el método, más empleado en bibliografía para la formación de enlaces C-N y C-O, es el uso de agentes de acoplamiento que activen el

17 ácido carboxílico, existen otras herramientas sintéticas para este fin como es el caso de la reacción de Ullmann catalizada por Cu,⁵⁰ para la formación de enlaces C-O, y la reacción de Buchwald-Hartwig catalizada por Pd,⁵¹ para la formación de enlaces C-N. En bibliografía se han empleado ambas herramientas para la construcción de macrociclos no poliénicos.^52,53 Sin embargo y debido a que requieren condiciones de reacción drásticas, no son el método de elección para la síntesis de macrociclos poliénicos debido a que no garantizan la integridad del polieno.

1.3.2 Cierre mediante acoplamientos cruzados (C-C)

En las últimas décadas, las reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por metales de transición han sido una herramienta fundamental en Síntesis Total de productos naturales.^54,55 A pesar de que se han descrito acoplamiento cruzados para la formación de enlaces C-heteroátomo (C-O y C- N), de entre aquellas que permiten formar enlaces C-C destacan la reacción de Stille, de Suzuki y la reacción de Heck, por su versatilidad y los buenos resultados obtenidos en la síntesis de macrólidos de gran tamaño.

Desde su descubrimiento en 1978,^56–58 la reacción de Migita-Kozugi-Stille se ha convertido en la reacción de acoplamiento catalizada por paladio más usada debido en gran parte a las condiciones suaves de reacción, a la relativa facilidad para sintetizar los fragmentos con la funcionalidad necesaria y a la gran tolerancia con distintos grupos funcionales. Además de convertirse en una poderosa herramienta para la formación de enlaces C-C intermolecularmente, la reacción de Migita-Kozugi-Stille se ha usado también, desde su descubrimiento,⁵⁹ para la síntesis de estructuras cíclicas, hasta el punto que hoy en día constituye un método fiable y ampliamente usado para la construcción de ciclos de tamaño medio y grande.^60,61

Un ejemplo de la elevada aplicabilidad de esta reacción es la síntesis altamente convergente descrita en 2017 por Paterson y colabores de chivosazol F1.41,⁶² un potente agente antiproliferativo contra algunas líneas de cáncer, que posee una estructura compleja que consta de una macrolactona de 31 miembros que contiene 10 centros estereogenicos, una unidad de oxazol y tres cadenas

18 poliénicas conjugadas de geometría E y Z, siendo el tetraeno de geometría (Z,E,Z,E). A pesar de la estructura lábil y fácilmente isomerizable de chivosazol, los autores emplearon tres acoplamientos de Migita-Kozugi-Stille para su síntesis, siendo uno de ellos la etapa final. Paterson demostró la versatilidad de este acoplamiento cruzado realizando una reacción “one-pot” entre los estannanos 1.36 y 1.37 y el dihaluro 1.35, que transcurrió con elevada eficiencia (80% de rendimiento). Posteriormente y tras una olefinacion de Still-Genanni del fosfonato obtenido con el (E)-3-(tributilestannil)acrilaldehído 1.39, una oxidación con MnO2 y una olefinacion de Stork-Zao se obtiene el precursor para la macrociclación. Finalmente, otra reacción de Migita-Kozugi-Stille intramolecular dió lugar a la macrolactona deseada con total retención de la estereroquímica del polieno y chivosazol F 1.41 fue obtenida tras una etapa de desprotección de los grupos protectores (Esquema 1.3).

Esquema 1.3

Reactivos y condiciones: a) Pd(PPh3)4, CuTC, [Ph2PO2][NBu4], DMF, 0 ºC, 80%. b) NaH, THF, -78 ºC, 80%, 2.5:1 Z/E. c) MnO2, C6H6, 25 ºC, 33%. d) [PPh3CH2I]⁺I^-, NaHMDS, THF, -78 ºC. e) Pd(PPh3)4, CuTC, [Ph2PO2][NBu4], DMF, 0 ºC. f) HF·piridina, piridina, THF, 25 ºC, 41% (3 etapas).

19 Kanoh y colaboradores llevaron a cabo la Síntesis Total de la estructura inicialmente propuesta para Heronamide C 1.14, una macrolactama formada por dos sistemas conjugados, un trieno y un tretraeno.⁶³ Para ello, y una vez obtenidos los dos precursores 1.42 y 1.43, inicialmente ensayaron la estrategia acoplamiento cruzado-macrolactamización; sin embargo, el producto de la reacción de Migita-Kozugi-Stille resultó ser muy inestable y fue obtenido en bajo rendimiento (8%). Alternativa, la modificación del orden de las etapas (macrolactamización-acoplamiento cruzado) les llevó con éxito a la síntesis de la estructura propuesta para el producto natural (87% de rendimiento para la macrolactonización; 48% para la reacción de Migita-Kozugi-Stille). A pesar de los buenos resultados obtenidos, la etapa de macrolactonización requirió el ensayo de varios agentes de condensación resultando el más efectivo aquel que emplea HATU (hexafluorofosfato de N,N,N,N-tetrametiluronio) y DIPEA.

Figura 1.9: Esquema retrosintético empleado por Kanoh y colaboradores para la síntesis de la estructura propuesta para Heronamide C 1.14

20 A pesar de los buenos resultados descritos en bibliografía para el empleo de la reacción de Migita-Kozugi-Stille en la síntesis de macrociclos poliénicos, en numerosas ocasiones no puede ser empleado debido, bien a la dificultad para obtener estereoselectivamente los derivados de estaño o por su inestabilidad intrínseca debido a la fragilidad del enlace C-Sn, o bien a la susceptibilidad de este acoplamiento cruzado al impedimento estérico. Es entonces cuando se recurre a su alternativa natural, la reacción de Miyaura-Suzuki, el cual emplea halogenuros o triflatos de alquenilo o arilo con organoboranos en presencia de una base. Desde su aparición en 1979 esta metodología, descrita por Suzuki y colaboradores,⁶⁴ se ha convertido en un método para construir polienos de diferente tamaños con elevada pureza estereoquímica. La facilidad de preparación de los compuestos orgánico de boro y su relativa estabilidad frente al aire y la humedad, junto con las condiciones de reacción suaves y la formación de subproductos no tóxicos, hacen de esta reacción una opción a considerar para la síntesis de enlaces C-C, lo que ha facilitado que se haya convertido en el acoplamiento cruzado más empleado y fiable en síntesis total.⁶⁵

Su versatilidad en la obtención de macrociclos queda reflejado en la llevada a cabo por Smith III y colaboradores en 2008 del aglicon de Rimocidina 1.47, un antifungicida aislado en 1951 de fermentaciones de Streptomyces rimosus, en cuya estructura podemos encontrar un tetraeno, de geometría todo trans, un hemiacetal y nueve centros estereogénicos. En este caso, la reacción de Miyarura-Suzuki se empleó, con éxito, como cierre de anillo [Pd(PPh3)4, K2CO3, EtOH, tolueno, 42 ºC, 50%]. Adicionalmente, la cadena poliénica se construyó mediante otro acoplamiento cruzado intermolecular (54%, Figura 1.10).⁶⁶

21 Figura 1.10. Esquema retrosintético empleado por Smith III y colaboradores para la síntesis del aglicon de Rimocidina 1.47

El otro acoplamiento cruzado más empleado en síntesis, tanto en su versión intermolecular como la intramolecular, es la reacción de Mozoroki- Heck,^67,68 que se ha convertido en una metodología atractiva, robusta y eficiente para la síntesis de enlaces C-C.^69–71

Etnangien 1.54 es una lactona polialcohólica que presenta una cadena lateral poliinsaturada y 12 centros estereogénicos. Su primera Síntesis Total, que incluye la asignación inequívoca de su configuración relativa y absoluta, fue desarrollada por Menche y colaboradores en 2009.⁷² Su aproximación sintética se basó en la introducción tardía de la cadena poliénica lateral mediante una reacción de Migita-Kozugi-Stille una vez construída la macrolactona mediante el tándem: esterificación, siguiendo el procedimiento de Yamaguchi (97%

rendimiento), y macrociclación, mediante una reacción de Mizoroki-Heck

22 intramolecular altamente eficaz (70% rendimiento) y diastereoselectiva (E/Z >

20:1) (Figura 1.11).

Figura 1.11. Esquema retrosintético empleado por Menche y colaboradores para la síntesis de etnangien 1.54

A pesar de que los acoplamientos cruzados, anteriormente mencionados, son los más empleados para la construcción de macrociclos, el descubrimiento pionero de Hiyama de la capacidad de los alquenil y aril silanos para trasmetalarse, una vez activados con fluoruro, pone a disposición de los químicos sintéticos una nueva herramienta, la reacción de Hiyama-Denmark.

Investigaciones desarrolladas desde entonces, han mostrado a los organosilanos como especies organometálicas atractivas para los acoplamientos cruzados catalizados por paladio. La reacción de Hiyama-Denmark ofrece una serire de ventajas sobre los protocolos tradicionales de acoplamiento como son la baja toxicidad y elevada estabilidad química de los organosilanos, su gran compatibilidad con los grupos funcionales más frecuentes, sus condiciones

23 suaves de reacción, la elevada regio- y estereoselectividad y su baja susceptibilidad a impedimentos estéricos.^73,74

Entre los escasos ejemplos, descritos en bibliografía, de la síntesis de macrociclos empleando el acoplamiento cruzado de organosilanos, destaca la estrategia general, descrita por Denmark y colaboradores, para la construcción de macrolactonas de 11 a 14 miembros. La eficacia de esta estrategia se basa en una reacción de metátesis que forma un siloxano cíclico 1.59 seguida de un acoplamiento cruzado intramolecular del derivado de silicio con un yoduro de alquenilo (Figura 1.12).⁷⁵

Figura 1.12. Esquema retrosintético general de la estrategia empleada por Denmark para la construcción de macrociclos.

1.3.3 Cierre mediante la formación de enlaces C=C

1.3.3.1 Metátesis de olefinas

La reacción de metátesis de olefinas se ha convertido en una poderosa herramienta para la formación de enlaces C-C en Química Orgánica debido a su elevada compatibilidad con distintos grupos funcionales y a que da lugar a un doble enlace que puede ser susceptible de futuras transformaciones. Aunque en los últimos tiempos se han hecho numerosos avances, el control de la estereoquímica del doble enlace formado y la obtención de las condiciones óptimas de reacción siguen siendo el punto débil de esta metodología.

Desde la aparición de la reacción de cierre de anillo por metátesis, ésta ha ganado protagonismo como etapa clave en la síntesis de macrociclos.^76,77,78 La síntesis estereoselectiva de las citotrieninas A-D es un buen ejemplo de ello, una familia de macrolactamas triénicas de 21 miembros y con cuatro centros estereogénicos que han suscitado el interés de la comunidad científica debido a su compleja estructura y a su prometedora actividad biológica como inductores

24 de la apoptosis de células HL-60 y su potencial uso como anticancerígeno. Su síntesis ha sido descrita siguiendo diferentes estrategias por los grupos de Panek,⁷⁹ Krische⁸⁰ y Hiyashi,⁸¹ y en todas ellas se emplea, como cierre de anillo, una reacción de metátesis para la construcción de la macrolactama (43-47%, Figura 1.13).

Figura 1.13. Herramientas sintéticas empleadas en la síntesis de (+)-citotrieninas A 1.61 descrita por Krische.

Kanoh y colaboradores, durante la síntesis de la estructura corregida de Heronamida C 1.14, y siguiendo la estrategia anteriormente mencionada que empleaba una reacción de Migita-Kozugi-Stille como cierre de anillo, no obtuvieron buenos resultados, observándose en todos los casos la descomposición del material de partida a pesar de que ensayaron diferentes grupos protectores para los hidróxilos y el grupo amina. Alternativamente, propusieron un esquema retrosintético que empleaba una reacción de metátesis de olefinas para la construcción del macrociclo, lo que les permitió obtener Heronamide C 1.14, con un rendimiento modesto (10-11%) pero mediante un procedimiento muy reproducible (Figura 1.14).⁶³

25 Figura 1.14: Esquema retrosintético empleado por Kanoh y colaboradores para la síntesis de la estructura corregida de heronamide C 1.14

Así pues, la metátesis de olefinas es una alternativa a tener en cuenta para la obtención de macrociclos, sin embargo, la formación de mezclas de isómeros geométricos es un problema siempre presente. Como alternativa, la reacción de metátesis de alquinos y subsecuente reducción estereoselectiva del triple formado ha ganado importancia en los últimos años.^82,83 Así, Fürstner y colaboradores⁸⁴ utilizaron esta metodología para la Síntesis Total de un producto natural de origen marino que fue sintetizado a partir de tres fragmentos clave, ensamblados mediante una esterificación empleando el reactivo de Yamaguchi, un acoplamiento cruzado de Migita-Kozugi-Stille y una metátesis ino-ino de cierre de anillo para la macrociclación. La presencia de otras insaturaciones pone en evidencia la elevada quimioselectividad del catalizador de molibdeno 1.70, elegido para la macrociclacion, pues reacciona con los alquinos con gran eficacia dejando los otros sistemas π de la molécula intactos, obteniendo el producto ciclado en un 70% de rendimiento (Esquema 1.4)

26 Esquema 1.4

SnBu₃

OTBS OTBSH

CO₂H H

O

OTBS H H OH

a

O

OTBS

O H

SnBu₃ H

OTBS OTBSH H

O

I OTBS OTES

O

OTBS

O H

H

OTBS OTBSH H

O OTES

OTBS b

O c

OTBS

O H

H

OTBS OTBSH H

O OTBS

OTES

O

OH

O H

H

OH OTBSH H

O OH

O

d-h

O

Anfidinolida A 1.72

Ph₃SiOMo

OSiPh₃ OSiPh₃ C₆H₄OMe

1.70 1.65

1.66 1.67

1.68

1.69 1.71

Reactivos y condiciones: a) cloruro de 2,4,6-triclorobenzoilo, Et3N, DMAP, tolueno, 91%. b) Pd(PPh3)4, Ph2PO2NBu4, CuTC, DMF, 77%. c) 1.36, tolueno, CH2Cl2, 70 %; d) PPTS, MeOH, CH2Cl2, 88%. e) [(C2H4)PtCl2]2, Et2O. f) PPTS, benceno, 91 % (2 pasos).

g) TPAP, CH2Cl2, 65%. h) HF·Et3N, Et3N, MeCN, 66 %.

1.3.3.2 Reacción de Horner-Wadworth-Emmons

Desde su primera aparición en 1961, la olefinación de Horner-Wadworth- Emmons se ha convertido en un método popular para la formación estereoselectiva de olefinas en sustratos muy funcionalizados.^85,86 Por otra parte, y gracias al profundo estudio mecanístico, se ha revelado el papel determinante de la base, el disolvente y los aditivos (p.e. HMPA) en la estereoquímica final del producto de reacción. Además, en bibliografía se han descrito diferentes

27 modificaciones, del protocolo original, con el fin de aumentar su aplicabilidad en términos de tolerancia al sustrato.

Un método tan robusto y tolerante, fue empleado en épocas muy tempranas (1988), para el cierre de anillo de compuestos macrociclos, como la Síntesis Total de anfotericina B, un antibiótico y antifúngico que posee un heptaeno y una cadena polialcólica, llevada a cabo por Nicolaou y colaboradores.^87,88 Tras la preparación de los intermedios correspondientes a la parte polialcólica 1.74 y la cadena políenica 1.73, se exploraron las dos aproximaciones posibles: realizar primero la reacción de olefinación y, posteriormente, cerrar el ciclo mediante una reacción de macrolactonización; o bien llevar a cabo la reacción de esterificación seguida de una macrociclación mediante una olefinación de HWE. Se observó que la segunda aproximación era la más adecuada en términos de rendimiento (80% para las dos últimas etapas).

Finalmente la desprotección de los distintos grupos funcionales dio lugar al aglicon de anfotericina B 1.76 (Esquema 1.5).

Esquema 1.5

28 Reactivos y condiciones: a) DCC, DMAP, CH2Cl2, 70%. b) K2CO3, 18-corona-6, tolueno o LiCI, DBU, MeCN, 70%. c) HF-piridina, MeOH, 55%. d) CSA, MeOH, 50%.

e) NaBH4, MeOH, 95%. f) CSA, MeOH-H2O (9:1), 97%. g) LiOH, H2O, 80%.

La misma estrategia fue utilizada por Rychnovsky y colaboradores en 2001 en la síntesis total de dermostatina A 1.80,⁸⁹ una macrolactona de 36 miembros con potente actividad antifungica y estructuralmente similar a anfotericina A. Al igual que en el caso anterior, los desafíos sintéticos se centraron en la compleja región polialcohólica y el hexaeno conjugado. La construcción del precursor abierto se llevó a cabo mediante una reacción de Migita-Kozugi-Stille entre el tetraenilestannano 1.77 y el ioduro 1.78 que transcurrió con total estereoselectividad. Tras la oxidación con Dess-Martin, la macrociclacion tuvo lugar utilizando las condiciones desarrolladas por Masamune-Roush para la reacción de HWE, obteniéndose la macrolactona en un 50% de rendimiento (Esquema 1.6).

Esquema 1.6

Bu₃Sn

O O

a

Dermostatina A 1.80 OH

O O O O O

OTBS O

O P(O)(OEt)₂

O

O O O O O O O

OTBS

O O

O P(O)(OEt)₂

b,c,d

OH OH OH OH OH OH OH

OH

O OH

I

O

OH

36 1.77

1.78

1.79

Reactivos y condiciones: a) Pd2(dba)3·CHCl3, iPr2NEt, AsPh3, THF, 77%. b) periodinano Dess-Martin, NaHCO3, CH2Cl2. c) LiCl, DBU, CH3CN, 50% (2 pasos). d) Dowex-H, MeOH, 77%.

Otro miembro de esta misma familia, RK-397, fue sintetizado basándose en una estrategia sintética similar.⁹⁰

29

1.4 I

. O

La apoptosis es un proceso celular que se encuentra en el centro de mira de áreas como la Biología Celular y en el avance del conocimiento de enfermedades tales como el cáncer, como así lo demuestra la concesión del premio Nobel de Medicina, del 2002, a Sydney Brenner (Gran Bretaña), H.

Robert Horvitz (EUA) y John E. Sulston (GB) "por sus descubrimientos concernientes a la regulación genética del desarrollo de órganos y la muerte celular programada".

A pesar de que su relación con enfermedades que tienen gran impacto en la sociedad, hace que se asocie la apoptosis con procesos “no deseados”, en realidad, es un proceso ordenado que de forma general tienen una función beneficiosa en el ciclo normal de la vida. Así, por ejemplo, la diferenciación de los dedos humanos durante el desarrollo embrionario requiere que las células de las membranas intermedias inicien un proceso apoptótico para que los dedos puedan separarse. También se sabe que es un proceso complejo controlado no sólo por señales externas, sino también por programas genéticos y epigenéticos, a varios niveles intracelulares. Este proceso, ejecutado por unas proteasas de cisteínas llamadas caspasas, se activa por dos vías principales:

• La más antigua, llamada “vía stress”, está regulada principalmente por la familia de proteínas Bcl-2 y se desencadena debido a señales de desarrollo y diversas tensiones intracelulares que son traducidas por las proteínas BH3 que interaccionan con las proteínas “a favor de la supervivencia” (Bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1, A1). Esta interacción anula la función de pro-supervivencia y permite la activación de dos proteínas pro- apoptoticas (Bax y Bak) que preparan a la célula para la apoptosis.

Posteriormente, se permeabiliza la membrana externa de la mitocondria liberándose el citocromo C y se activan la caspasa 9, que a su vez activa las caspasas efectoras (3,6 y 7) las cuales provocan la destrucción celular mediante la escisión de cientos de proteínas celulares.^91,92