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FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
ESTUDIO ESTRUCTURAL DE LAS INTERACCIONES NO
COVALENTES EN DERIVADOS DEL CARBOXILATO DE ETILO DE
LA CUMARINA CON POTENCIAL ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE
Para obtener el grado de:
DOCTORA EN CIENCIAS QUÍMICAS
Presenta:
Q.F.B. ROCIO JAEL SANTOS CONTRERAS
Asesor:
Dr. FRANCISCO JAVIER MARTÍNEZ MARTÍNEZ
Asesor Externo:
Dr. EFRÉN VENANCIO GARCÍA BAÉZ
Coquimatlán, Col. Julio del 2009
ii
iii
iv
v
A la Universidad de Colima por su compromiso de ofrecer opciones
educativas de calidad.
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por el apoyo
brindado al desarrollo del posgrado y de mi proyecto de investigación.
Al Dr. Francisco Javier Martínez Martínez, Dr. Efrén Venancio García
Báez, Dra. Ana Lilia Peraza Campos, Dra. Itzia Irene Padilla Martínez,
Dra. Ana Mirna Flores Bustamante, Dra. Norma Alejandra Mancilla
Margali, Dr. Angel Andres Ramos Organillo, por sus consejos,
comentarios, para orientar y conducir mi proyecto de investigación.
A mi familia por ser mi inspiración, respaldo, este logro también es de
ustedes.
Con todo mi amor para ti Joshua
De la investigación realizada se derivan trabajos y artículos los cuales se enlistan
a continuación:
vi
ARTÍCULOS PUBLICADOS:
Santos-Contreras, R., Martínez-Martínez, F., García-Báez, E., Padilla-Martínez, I.,
Peraza, A., y Höpfl, H. (2007). Carbonyl-carbonyl, carbonyl-π and carbonyl-
halogen dipolar interactions as the directing motifs of the supramolecular
structure of 6-Chloro-and 6-Bromo-2-oxo-1H-benzopyran-3-ethyl
carboxylates. Acta Crystallographica, C63, o239-o242.
Santos-Contreras, R., Ramos-Organillo, A., García-Báez, E., Padilla-Martínez, I.,
Martínez-Martínez, F. (2008). The zwitterion of 4-nitro-2-{(E)-[2-(piperidin-1-
yl)ethyl]iminomethyl}phenol. Acta Crystallographica, C65, o8-o10.
Santos-Contreras, R., Martínez-Martínez, F., Mancilla-Margalli, A., Peraza-
Campos, A., Morín-Sánchez, L., García-Báez, E., e Padilla-Martínez, I.
(2009). Competition between OH···O and multiple halogen–dipole
interactions on the formation of intramolecular three-centred hydrogen bond
in 3-acyl coumarins CrystEngComm, en linea.
TRABAJOS PRESENTADOS:
Ponencias:
1. 2007 American Crystallographic Association Summer Course on Small
Molecule Crystallography, Single crystal structure determination of new
coumarin derivative, 9 de Julio al 18 de Julio del 2007, Pittsburg PA. EUA.
2. Síntesis y elucidación estructural de derivados de 3-cumarin-carboxilato de
etilo con posible actividad biológica. XI Reunión Nacional de Química
Farmacéutica Biológica, ¨Rocio J. Santos-Contreras, Ana L. Peraza, Itzia I.
Padilla-Martínez, Efrén V. García-Báez y Francisco J. Martínez-
Martínez.Universidad de Colima, 25 - 27 Septiembre, 2006, Colima Col.
3. Estudio estructural en solución y en estado sólido de nuevos derivados de
la 3- carboxicumarina con posible actividad biológica, 8° Taller de Química-
Cinvestav Jóvenes en la Investigación, ¨Rocio J. Santos-Contreras, Ana L.
Peraza, Itzia I. Padilla-Martínez, Efrén V. García-Báez y Francisco J.
Martínez-Martínez, México DF. 8-10 Noviembre, 2006, México DF.
vii
4. Síntesis y elucidación estructural por difracción de Rayos- X y RMN de tres
derivados de la 3-carboxicumarina, CVIII Jornadas Nacionales de Ciencias
Farmacéuticas IV Jornadas Estudiantiles de Fármacobiología, Universidad
de Colima, 26 de Mayo del 2006, Colima Col.
5. Síntesis de nuevos derivados de la 3–carboxicumarina, con posible
actividad inhibitoria de la MAO. CII Jornadas Nacionales de Ciencias
Farmacéuticas III Jornadas Estudiantiles de Fármacobiología, Universidad
de Colima, 25-27 de Mayo del 2005. Colima Col.
Póster:
1. Estudio por difracción de Rayos–X, de las interacciones débiles no
covalentes, intra e intermoleculares de la 6-metoxi-cumarin-3-
amidiletilamina.¨ Sexto Congreso Nacional de Cristalografía, Santos-
Contreras Rocio., García-Báez Efrén V., Padilla-Martínez Itzia I. y Martínez-
Martínez Francisco J.¨ 30 de Septiembre al 5 de Octubre del 2007,
Guadalajara Jalisco, México.
2. In vitro antioxidants activity of new derivatives of coumarin-3-ethyl
carboxilate. Third International Workshop on Comparative Aspects of
Oxidative Stress in Biological Systems. ¨Rocio Santos, Juan Viveros, Ana
Peraza y Francisco Martínez. Cuautla, Morelos. 16-19 de Octubre de 2007.
Cuautla, Morelos.
3. Synthesis, NMR characterization and supramolecular structure of coumarins
derivatives 233rd ACS National Meeting, ¨Rocio J. Santos-Contreras, Ana L.
Peraza, Itzia I. Padilla-Martínez, Efrén V. García-Báez y Francisco J.
Martínez-Martínez. 25 de Marzo al 29 de Marzo del 2007, Chicago, IL. EUA.
4. Structural study by NMR and X-Ray of new derivatives coumarin with
posible biological activity, Recent Advances in chemistry: International
Workshop Colima, ¨Rocio J. Santos-Contreras, Ana L. Peraza, Itzia I.
Padilla-Martínez, Efrén V. García-Báez y Francisco J. Martínez-Martínez¨,
Universidad de Colima, 11-12 de Octubre 2006, Colima Col.
viii
5. Síntesis de nuevas nitronas quinonínicas a partir de cumarinas, Recent
Advances in chemistry: International Workshop Colima, ¨Rocio J. Santos-
Contreras, Ana L. Peraza, Itzia I. Padilla-Martínez, Efrén V. García-Báez y
Francisco J. Martínez-Martínez¨, Universidad de Colima, 11-12 de Octubre
2006, Universidad de Colima, 11-12 de Octubre 2006, Colima Col.
6. Estudio estructural en solución y en estado sólido de nuevos derivados de
3-cumarin-carboxilato de etilo con posible actividad biológica. XXIII semana
del químico, ¨Rocio J. Santos-Contreras, Ana L. Peraza, Itzia I. Padilla-
Martínez, Efrén V. García-Báez y Francisco J. Martínez-Martínez,
Universidad de Colima, 27-30 noviembre del 2006, Coquimatlán Col.
7. Synthesis and NMR study of six new coumarins derivatives. 16th
International Conference on Organic Synthesis. ¨Rocio J. Santos-Contreras,
Ana L. Peraza, Itzia I. Padilla-Martínez, Efrén V. García-Báez y Francisco J.
Martínez-Martínez Fecha: 11-15 Junio 2006, Mérida Yucatán.
ix
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN 1
INTRODUCCIÓN GENERAL 2
Capítulo I.- SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL POR
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE DERIVADOS DEL
CARBOXILATO DE ETILO DE LA CUMARINA
1.1) INTRODUCCIÓN 6
1.2) ANTECEDENTES 6
1.3) MÉTODOS DE SÍNTESIS DE CUMARINAS 7
OBJETIVO GENERAL 11
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 11
1.4) METODOLOGÍA 11
1.5) RESULTADOS Y DISCUSIÓN 14
1.5.1) Caracterización por Resonancia Magnética Nuclear (RMN) 14
1.5.1.1) Caracterización Estructural por RMN de 1H 14
1.5.1.2) Caracterización Estructural por RMN de 13C 20
1.5.1.3) Caracterización Estructural por correlación heteronuclear 24
1.5.2) Caracterización por espectrometría de infrarrojo. 26
1.6) CONCLUSIONES 27
1.7) BIBLIOGRAFÍA 28
Capítulo II.- ESTUDIO EN SOLUCIÓN DE PUENTES DE
HIDRÓGENO INTRAMOLECULARES BIFURCADOS, EN
DERIVADOS CUMARÍNICOS.
2.1) INTRODUCCIÓN 31
2.2) ANTECEDENTES 31
x
OBJETIVO GENERAL 35
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 36
2.3)METODOLOGÍA 36
2.4) RESULTADOS Y DISCUSIONES 37
2.5) CONCLUSIONES 40
2.6) BIBLIOGRAFÍA 40
Capítulo III.- ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE DERIVADOS
CUMARÍNICOS ESTADO SÓLIDO Y SUS ARREGLOS
SUPRAMOLECULARES.
3.1) INTRODUCCIÓN 44
3.2) ANTECEDENTES 44
3.2.1) Interacciones no covalentes 45
3.2.2) Interacciones no clásicas π−π 46
3.2.3) Puentes de hidrógeno clásicos y no clásicos 48
3.2.4) Interacciones no clásicas C - H···π 51
3.2.5) Interacciones no clásicas halógeno-halógeno 51
OBJETIVO GENERAL 53
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 53
3.3) RESULTADOS Y DISCUSIONES 53
3.3.1) Interacciones no clásicas dipolares 55
3.3.2) Interacciones no clásicas de polarización halógeno - halógeno 61
3.3.3) Interacciones no clásicas C-H···π . 62
3.3.4) Interacciones no clásicas π−π. 63
3.3.5) Estudio de puentes de hidrógeno clásicos y no clásicos de derivados
cumarínicos. 63
3.4) CONCLUSIONES 68
3.5) BIBLIOGRAFÍA 69
xi
Capítulo IV.- ESTUDIO DEL PUENTE DE HIDRÓGENO EN SALES
DE IMINA PREPARADAS A PARTIR DE CUMARINAS
4.1) INTRODUCCIÓN 73
4.2) ANTECEDENTES 73
OBJETIVO GENERAL 76
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 76
4.3) METODOLOGÍA 76
4.4) RESULTADOS Y DISCUSIONES 77
4.4.1) Análisis por Resonancia Magnética Nuclear. 79
4.4.2) Difracción de Rayos –X del compuesto 9. 82
4.5) CONCLUSIONES 87
4.6) BIBLIOGRAFÍA 87
Capítulo V.- ESTUDIO PRELIMINAR TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS CUMARINAS.
5.1) INTRODUCCIÓN 89
5.2) ANTECEDENTES 87
5.2.1) Actividad Antioxidante 97
OBJETIVO GENERAL 102
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 102
5.3) METODOLOGÍA 102
5.3.1) Evaluación preliminar de la Actividad Antioxidante 102
5.3.1.1) Evaluación cualitativa por el método de DPPH·(1,1-difenil-2-pricrilhidrazilo)
en cromatografía de capa fina. 104
5.3.1.2) Evaluación cuantitativa por el método de DPPH (1,1difenil-2-
pricrilhidrazilo). 104
5.4) RESULTADOS Y DISCUSIONES PRELIMINARES DE LA ACTIVIDAD
ANTIOXIDANTE in vitro DE DERIVADOS CUMARÍNICOS CON EL RADICAL
DPPH. 105
xii
5.5) DETERMINACIÓN DE LOS DESCRIPTORES QSAR 107
5.6) CONCLUSIONES 110
5.7) BIBLIOGRAFÍA 111
CONCLUSIONES GENERALES 117
MATERIALES Y MÉTODOS 120
BIBLIOGRAFÍA 130
ANEXO 131
xiii
ÍNDICE DE TABLAS
Capítulo I.- SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL POR
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE DERIVADOS DEL
CARBOXILATO DE ETILO DE LA CUMARINA
Tabla 1.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 1H del sistema benzopirona
de los derivados de la carboxilato de etilo de la cumarina sustituidos en la posición
6. 14
Tabla 2.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 1H de los derivados
amídicos del carboxilato de etilo de la cumarina. 17
Tabla 3.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 13C de los derivados
amídicos del carboxilato de etilo de la cumarina 21
Tabla 4.- Frecuencia de infrarrojo (ν), cm-1 26
Capítulo II.- ESTUDIO EN SOLUCIÓN DE PUENTES DE
HIDRÓGENO INTRAMOLECULARES BIFURCADOS, EN
DERIVADOS CUMARÍNICOS.
Tabla 1.- Valores de ∆δ/∆Τ para los derivados cumarínicos con NO2 (1g) , Cl (2g),
MeO (3g), Br (5g), H (7g). 38
Capítulo III.- ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE DERIVADOS
CUMARÍNICOS ESTADO SÓLIDO Y SUS ARREGLOS
SUPRAMOLECULARES.
Tabla 1.- Clasificación de los puentes de hidrógeno. Según criterios propuestos
por Steiner 48
Tabla 2.- Interacciones dipolares para el compuesto 2c. 60
xiv
Tabla 3.- Interacción del C-H···π de los compuesto 2, 5, 2c y 5g 62
Tabla 4.- Distancias intercentroides entre el anillo bencénico (B) y el anillo
lactónico (L) de los compuestos cumarínicos 2g (-Cl), 3g (MeO-), 5g (-Br), 7g(-H) y
2c. 63
Tabla 5.- Parámetros geométricos de los puentes de hidrógeno Intramoleculares
para los compuestos 1g (NO2), 2g (Cl), 3g (MeO), 5g (Br) y 7g(H). 66
Tabla 6.- Interacciones de puente de hidrógeno intermoleculares para los
compuestos 1g (NO2), 2g (Cl), 3g (MeO), 5g (Br) y 7g (H). 67
Capítulo IV.- ESTUDIO DEL PUENTE DE HIDRÓGENO EN SALES
DE IMINA PREPARADAS A PARTIR DE CUMARINAS
Tabla 1.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 1H de p – nitrofenolatos 8, 9
y 10 79
Tabla 2.-Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 13C de p-nitrofenolatos 8, 9 y
10 80
Tabla 3.- Distancias de enlace (Å) y Ángulos de enlace (º) selectos para el
compuesto 9 82
Tabla 4.- Particularidades de los enlaces de hidrógeno para el compuesto 9 84
Capítulo V.- ESTUDIO PRELIMINAR TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS CUMARINAS.
Tabla 1. Ejemplo de derivados de 2-2-dimetil benzopironas con actividad
biológica. 95
Tabla 2. Comparación de ventajas y desventajas de antioxidantes sintéticos y
naturales. 99
Tabla 3.- Descriptores QSAR para los derivados cumarínicos. 108
xv
ANEXO 1
Tabla 1.- Parámetros de difracción de Rayos – x de los compuestos 2, 5, 9 y
2c. 131
Tabla 2.- Parámetros de difracción de Rayos – x de los compuestos 1g, 2g, 3g, 5g
y 7g. 132
xvi
ÍNDICE DE FIGURAS
Capítulo I.- SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL POR
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE DERIVADOS DEL
CARBOXILATO DE ETILO DE LA CUMARINA
Figura 1.- Estructura química de la 2H-2-oxo-1-benzopirona-2-ona 6
Figura 2.- Espectros de RMN de 1H en DMSO-d6 del compuesto 2. 16
Figura 3.- Espectros de RMN de 1H en CDCl3 del compuesto 2c 19
Figura 4.- Espectros de RMN de 1H en CDCl3 del compuesto 2d. 20
Figura 5.- Espectros de RMN de 13C en CDCl3 del compuesto 5 24
Figura 6.- Espectro HETCOR del compuesto 2b. 24
Capítulo II.- ESTUDIO EN SOLUCIÓN DE PUENTES DE
HIDRÓGENO INTRAMOLECULARES BIFURCADOS, EN
DERIVADOS CUMARÍNICOS.
Figura 1.- Puente de hidrógeno intramolecular entre H de una amida (NH) y el
oxígeno de un carbonilo (C=O) 32
Figura 2.- Puente de hidrógeno de tipo bifurcado. a) Aceptor bifurcado, b) Donador
bifurcado. 32
Figura 3.-Clasificación colorimétrica de interacciones covalentes electrostáticas,
van der Waals y D-H···A. 33
Figura 4.- Interacción por puentes de hidrógeno sustrato-receptor de derivados
cumarínicos con la enzima gliceraldehído-3-fosfatodeshidrogenasa 34
Figura 5.- Espectro de temperatura variable para el derivado cumarínicos 3g
(MeO). 37
Figura 6.-Formación de anillos intramoleculares por puente de hidrógeno bifurcado
propuestos para las carboxiamidas. 38
Figura 7.- Confórmeros probables para los compuestos cumarínicos. 39
xvii
Capítulo III.- ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE DERIVADOS
CUMARÍNICOS ESTADO SÓLIDO Y SUS ARREGLOS
SUPRAMOLECULARES.
Figura 1.- Estructura molecular en estado sólido del carboxilato de etilo de la
cumarina. 46
Figura 2.- Distintas formas de apilamiento π−π, a) cara-cara, b) en forma de T y c)
paralelamente desplazadas 47
Figura 3.- Apilamiento π−π y C─H···π del carboxilato de etilo de la cumarina. 47
Figura 4.- Estructuras de resonancia para derivados del carboxilato de etilo de la
cumarina. 48
Figura 5.-Interacciones por puente de hidrógeno entre nucleótidos del ADN 49
Figura 6.- Interacción por puente de hidrógeno intramolecular en la N Ciclohexil-2-
oxo-2H-1-benzopiran-3-carboxiamida 50
Figura 7.-Interacción C - H···O del carboxilato de etilo de la cumarina, a lo largo
del eje c.
50
Figura 8.- Complejo metano-benceno. 51
Figura 9.- Distribución de carga atómica no esférica de átomos de halógeno. 52
Figura 10.- Preferencias angulares de lo halógenos. 52
Figura 11.- Estructura supramolecular de la aceto-amido cumarina 53
Figura 12.- Estructuras moleculares de 2, 2c, 3, 1g, 2g, 3g, 5g y 7g 54
Figura 13.- Apilamiento cristalino inducido por interacciones dipolares del
compuesto 2. 56
Figura 14.- Apilamiento cristalino inducido por interacciones dipolares del
compuesto 5. 56
Figura 15.- Compuesto 2g. a) Interacción dipolar C(2)=O(2)···Cl(6),
C(2)=O(2)···H8─C8, O1···H8─C8 definidas en un plano. b) Interacción dipolar
xviii
C(2)=O(2)···Cl(6) y las interacciones π··· π que mantiene unidos los apilamientos
supramoleculares 58
Figura 16. Compuesto 2g. a) Interacciones intermoleculares del átomo de Cl6 de
la cumarina base con dos moléculas cercanas. b) Interacciones intermoleculares
definidas en un plano de seis cumarinas 59
Figura 17.- Estructura supramolecular del compuesto 2c. 60
Figura 18.- Interacción dipolar C=O···CgL del compuesto 1g
61
Figura 19.- Interacción intermoleculares halógeno-halógeno del compuesto 5g
complementadas con interacciones por puente de hidrógeno de O─H···O
62
Figura 20.- Puentes hidrógeno intramoleculares no clásicos en estado sólido 64
Figura 21.- Puente de hidrógeno intramolecular O(15)─H(15)···O(11)=C(11), e
interacciones intermoleculares C(4)─H(4)···O(15) del compuesto 2g.
65
Figura 22.- Puente de hidrógeno intermolecular O···H···O, del compuesto 5g
65
Capítulo IV.- ESTUDIO DEL PUENTE DE HIDRÓGENO EN SALES
DE IMINA PREPARADAS A PARTIR DE CUMARINAS
Figura 1.-Moléculas iónicas con puente de hidrógeno intramolecular. 74
Figura 2.- Estructura molecular del complejo del p-nitrofenolato coordinado al
Pb+2 74
Figura 3.- Datos experimental en el anillo del p-nitrofenol y del anión
p-nitrofenolato. 75
Figura 4.- Estructuras de resonancia del p-nitrofenolato. 76
Figura 5.-Espectros de RMN de 1H en compuesto 9 disuelto en DMSOd6. 81
Figura 6.- Estructuras de resonancia de p-nitrofenolatos. 81
Figura 7- Estructura molecular del compuesto 9. 83
Figura 8.- Puente hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-N+], compuesto 9 83
xix
Figura 9.- Geometría de la estructura canónica del fragmento aromático del p-
nitrofenolato 9 84
Figura 10. Interacciones intermoleculares de la densidad π del carbonilo de la
quinona y la densidad π del doble enlace imínico C4-N11 85
Figura 11. a) La interacciones intermoleculares del tipo N-O···H-C del grupo nitro
con los C-H de los dobles enlaces C-C conjugados del nitro y CH de metilenos
son los que mantiene la forma senoidal de las bicapas, b) Rotación de 90° del
plano de interacción de estos contactos, fuera del plano de papel, tiene la primera
capa, c) En esta Figura se observa las dos capas presentes en este agregado
cristalino 86
Capítulo V.- ESTUDIO PRELIMINAR TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS CUMARINAS.
Figura 1.- Unión del derivado cumarínico 6-clorometilo-2-oxo-2H-cromano-3-
bencilo con el residuo Ser190 de la enzima quimiotripsina 90
Figura 2. – Modelo molecular de enlace de la esculetina con el residuo E802 de la
xantina oxidasa 90
Figura 3.- 3-Piperonilcumarinas con actividad inhibitoria de la enzima
gliceraldehìdo-3-fosfato deshidrogenasa. 91
Figura 4.- Compuestos 3-Acilcumarinas, con actividad inhibitoria de la Monoamino
oxidasa (MAO). 91
Figura 5.- Derivados cumarínicos con actividad inhibitoria de cáncer. 92
Figura 6.- Derivado cumarínico con propiedad antifúngica. 93
Figura 7.- Derivados de 4-(3-cumarin)-3-bencil-4-tiazolin-2–ona
bencilhidrazonas. 93
Figura 8.- Estructura química del ácido caféico. 96
Figura 9.- Derivados cumarínico con actividad antiinflamatoria/antioxidante. 96
Figura 10.- Mecanismo vía Abstracción del átomo de H (HAT) y Transferencia de
electrón (ET). 101
xx
Figura 11.- Estructura del DPPH (1,1-Difenil-2-picrilhidrazilo), como molécula
estable y como radical libre. 103
Figura 12.- Estequiometría de dos moléculas de DPPH reducidas por una
molécula de ácido ascórbico. 103
Figura 13.- Compuesto 3d con las posibles interacciones con un receptor. 110
ÍNDICE DE ESQUEMAS
Capítulo I.- SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL POR
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE DERIVADOS DEL
CARBOXILATO DE ETILO DE LA CUMARINA
Esquema 1. Derivados Cumarínicos sintetizados. 3
Esquema 2. p-nitrofenolatos sintetizados 8, 9, 10. 5
Esquema 3.- Síntesis general de la condensación de Knoevenagel. 7
Esquema 4.-Síntesis de derivados cumarínicos con la reacción de Knoevenagel
modificado por Chimenti. . 8
Esquema 5.-Síntesis de Knovenagel, modificado por Shockravi. 8
Esquema 6.- Síntesis de 7-hidroxi-3-carboxicumarina en medio acuoso,
modificado por Fringuelli. 9
Esquema 7.- Obtención de 3-carboxicumarinas por la reacción de Knoevenagel
modificada por Deshmukh. . 9
Esquema 8.- Síntesis de cumarinas basada en la reacción de Witting 10
Esquema 9.- Síntesis de 4-(3-cumarin)-3-bencil-4tiazolin-2–ona
bencilidenhidrazonas . 10
Esquema 10.- Síntesis de derivados del cumarin-3-carboxilato de etilo de la
cumarina. 12
Esquema 11.- Condensación de los derivados del carboxilato de etilo de la
cumarina con diferentes aminas. 13
xxi
Esquema 12.- Sitios de ataque nucleófilico de los sustituyentes electroatractores (-
NO2 y -Cl). 25
Esquema 13.- Sitios de ataque electrófilico de los sustituyentes electrodonadores
(MeO- y HO-). 25
Capítulo IV.- ESTUDIO DEL PUENTE DE HIDRÓGENO EN SALES
DE IMINA PREPARADAS A PARTIR DE CUMARINAS
Esquema 1.- Mecanismo de reacción propuesto para la obtención de
p-nitrofenolatos. 78
Esquema 2.- p-nitrofenolatos obtenidos 8, 9 y 10. 79
Capítulo V.- ESTUDIO PRELIMINAR TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS CUMARINAS.
Esquema 1.- Diseño experimental para evaluar la capacidad antioxidante de
derivados cumarínicos con el radical DPPH. 105
xxii
ÍNDICE DE IMÁGENES
Capítulo V.- ESTUDIO PRELIMINAR TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS CUMARINAS.
Imagen 1. Tamizaje de los derivados cumarínicos de cromatografía de capa fina
con DPPH. 106
xxiii
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Capítulo V.- ESTUDIO PRELIMINAR TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS CUMARINAS.
Gráfica 1. Actividad antioxidante in vitro con DPPH del derivado cumarínico 3.
107
Gráfica 2. Actividad antioxidante in vitro con DPPH del derivado cumarínico 3d
107
xxiv
ABSTRACT
The coumarin present diverse biological activities. In the present work some
modification of Heinrich Emil Albert Knoevenagel method was used for the
synthesis of coumarin derivatives, study in solution, solid state and evaluate
antioxidant activity of their are reported.
New compounds derived of ethyl coumarin-3-carboxilate were substituted in 6-
position with different groups electrodonor (-OH, MeO-) and electrowithdrawing (-
NO2,-Cl) groups.
Coumarin derivatives were characterized by Fourier Transformed Infrared (FT-IR)
and in solution by Nuclear Magnetic Resonance (NMR), in one and two
dimensions. An clear effect on chemical shifts (ppm) were observed according to
substituent group.
The influence of substituent group on intramolecular hydrogen bond in 3-
carboxyamide ethanolamine (1g, 2g, 3g, 5g and 7g), were determined in a NMR
variable temperature analysis, recording the variation of chemical shifts of amidic
proton ( ∆δ�) with the temperature ( ∆Τ ).
The analysis in solid state by X-Ray diffraction, of eight coumarin derivatives (2, 5,
9, 3c, 1g, 2g, 3g, 5g, 7g ) evidenced non covalent interactions (hydrogen bond,
π−π, CH···π dipole-dipole). Determinant in the molecular assembly and formation of
supramolecular structures.
A new method of synthesis for imines salts is reported. Three new p-
nitrophenolates were characterized in solution and solid state starting from the
xxv
ethyl coumarin-3-carboxylate. The structural characterization accomplished with
techniques like NMR, IR, melting points.
Finally, antioxidant activity was evaluated in vitro for coumarin derivatives
compounds by DPPH method (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl ) besides a study of
Quantitative Structure Activity Relation QSAR.
RESUMEN
En la presente tesis se utilizó el método Heinrich Emil Albert Knoevenagel, para la
síntesis de nuevos compuestos cumarínicos derivados del carboxilato de etilo de
la cumarina sustituidos en posición seis con diferentes grupos electrodonadores y
electroatractores. El estudio estructural de los compuestos en solución fueron
caracterizados por Resonancia Magnética Nuclear (RMN), en una y dos
dimensiones, Infrarrojo (IR). Los desplazamientos químicos de RMN son
considerablemente afectados por los sustituyentes debido a la distribución
electrónica del anillo aromático.
El efecto de los sustituyentes en el puente de hidrógeno, se estudió en los
compuestos de la familia de las cumarina-etanolaminas (1g, 2g, 3g, 5g y 7g ). Este
análisis se realizó midiendo la variación del desplazamiento químico de protón
amídico (∆δ) con la temperatura (∆T).
El análisis en estado sólido por difracción de Rayos-X, de ocho derivados
cumarínicos (2, 5, 9, 3c, 1g, 2g, 3g, 5g, 7g ) mostró la presencia de interacciones
débiles no covalentes dipolo-dipolo. Estas interacciones son importantes en el
ensamble de unidades moleculares dentro de la estructura supramolecular.
Se describe un nuevo método de síntesis de sales de imina y un estudio en
solución y estado sólido de tres nuevos p-nitrofenolatos a partir del carboxilato de
etilo de la cumarina. La caracterización estructural se realizó con técnicas como
RMN, IR y puntos de fusión.
2
Finalmente, se hicieron pruebas para evaluar la actividad antioxidante, a los
compuestos utilizando la técnicas in vitro por el método de DPPH (1,1-difenil-2-
picrilhidrazilo), además se realizaron Estudios Cuantitativos de Relación Estructura
Actividad (QSAR).
INTRODUCCIÓN GENERAL
Las cumarinas son compuestos con estructura química 2-H-2-oxo-1-benzopiran-2-
ona que derivan su nombre de la palabra “cumaru”, vocablo de la lengua Tupi
(hablada por nativos de la Guinea francesa), que se refiere a la semilla “haba
tonka” del árbol Dipteryx odorata (de la familia Fabaceae), el cual contiene este
tipo de compuestos como principal constituyente (Khan et al., 2004). Debido a su
actividad biológica las cumarinas son utilizadas en las industrias alimentaria,
agronómica y farmacéutica, entre otras (Shockravi et al., 2003).
A través de las reacciones adecuadas, las cumarinas de origen natural y sintético
se pueden unir a otros heterociclos y formar diversos compuestos, como las
cumaronas, cromonas, furanocumarinas y piranocumarinas substituidas (Lacy y
O´Kennedy 2004). La actividad biológica de las cumarinas ha traído como
consecuencia una extensa variedad de métodos de síntesis, siendo la
condensación de Knoevenagel una de las más utilizadas, ya que es un método
sencillo y produce buenos rendimientos para la obtención de este tipo de
derivados.
Entre las propiedades biológicas y farmacológicas que destacan en las cumarinas,
se puede mencionar su actividad como anticoagulantes (warfarina; Lacy y
O´Kennedy 2004), antimicrobianos (novobiocina y clorobiocina; Chen y Walsh
2001), antiparasitarios efectivos contra la enfermedad de Chagas (De Marchi et
al., 2004), como inhibidores selectivos de la enzima monoamino oxidasa (Chimenti
et al., 2004). Algunos derivados cumarínicos también presentan actividad
3
antihipertensiva (Pandey et al., 2004), otros más se utilizan en el tratamiento del
cáncer (Lacy y O´Kennedy 2004) o como inhibidores de la replicación del Virus de
la Inmunodeficiencia Humana (VIH) (Lee y Morris, 1999). Kontogiorgis y
Handjipavlou (2003) reportaron derivados cumarínicos con propiedades anti-
inflamatorias y antioxidantes; Tripathi et al., (2003), sintetizaron derivados
cumarínicos con actividad hepatoprotectora.
El presente trabajo esta dividido en cinco capítulos los cuales describen un estudio
de las interacciones no covalentes en solución y estado sólido de una serie de
amidas derivadas de la carboxilato de etilo de la cumarina y la influencia en el
anillo bencénico de diferentes sustituyentes en la posición seis de grupos
electrodonadores (MeO-, HO-) y electroatractores (-NO2, -Cl).
A continuación se describe brevemente el contenido de cada uno de los capítulos
de este trabajo.
En el capítulo I, se reporta la síntesis de 33 compuestos cumarínicos de los cuales
4 ya están reportados (Chimenti et al., 2004). Se utilizó el método de Knovenagel
obteniéndose buenos rendimientos (80-90%), (Esquema 1). Los compuestos se
caracterizaron por Resonancia Magnética Nuclear (RMN), en una y dos
dimensiones e Infrarrojo (IR).
4
O O
O
OEtR
O O
O
N
H
NO
O O
O
N
H
N
O
O O
O
N
O
O O
O
N
H
O O
O
N
H
OH
O O
O
N
H
N
NH2
NH
O
NH2
N O
OH
NH2
NH2
N
O
NH2
N
O O
O
N
H
NH2
R R
R
R
R
1e, 2e, 3e, 4e
12
345
7
89
1011
1a, 2a, 3a, 4a
1) R= NO2
2) R= Cl3) R= MeO4) R= OH5) R= Br6) R= F7) R= H
1b, 2b, 3b, 4b
1c, 2c, 3c
2d, 3d
1g, 2g, 3g, 4g, 5g, 7g
2f, 3f, 4f
R
R
Esquema 1. Derivados Cumarínicos sintetizados. En el capítulo II, describe un estudio en solución de las interacciones por puente
de hidrógeno intramolecular bifurcados (no clásicos), estas interacciones son
importantes en los procesos bioquímicos del reconocimiento molecular. Se
estudiaron los compuestos de la familia de las etanolaminas (1g, 2g, 3g, 5g y 7g),
utilizando la variación del desplazamiento químico de protón amídico (∆δ) con la
temperatura (∆T) por Resonancia Magnética Nuclear. Este estudio mostró que el
confórmero anti, se encuentra presente manteniéndose estabilizado por la
formación de puentes de hidrógeno bifurcados en los derivados cumarínicos.
Como resultado se observó la formación de anillos intramoleculares.
El capítulo III, se analizaron en estado sólido por Difracción de Rayos-X ocho
derivados cumarínicos cristalizados (2, 5, 9, 3c, 1g, 2g, 3g, 5g, 7g ), se detallan las
interacciones débiles no covalentes dipolo-dipolo, estas interacciones son
importantes en el ensamble de unidades moleculares dentro de la estructura
5
supramolecular y determinan la conformación en el empaquetamiento cristalino.
Estas interacciones son: Ión-ión, ión-dipolo, dipolo-dipolo, dipolo-dipolo inducido,
fuerzas de London, fuerzas de Van der Waals y puentes de hidrógeno. Estas
interacciones se subdividen en: clásicas y no clásicas, las cuales pueden ser
puentes de hidrógeno, interacciones C-H···π, dipolares, π−π, halógeno – halógeno.
En el análisis de difracción de Rayos-X de los derivados se observaron fuerzas
intermoleculares clásicas y no clásicas. Se evidenció principalmente las
interacciones dipolo-dipolo: carbonilo-carbonilo; C=O(δ-)···C(δ+)=O, carbonilo-
π; C=O···π, halógeno-carbonilo; C-X(δ-)···C(δ+)=O, C(2)=O(2) (δ-)···Cl(6)(δ+),
halógeno-lactona; Cl6(δ-)···Cg Lactona, C(2)=O(2)···Cg Lactona, carbonilo-
benceno; C (11)-O (11) ···Cg Benceno. Conjuntamente, se encontraron
interacciones no clásicas de tipo metileno-π; C-H···π, π−π, y halógeno-halógeno.
Además se comprobó, a través de difracción de Rayos-X, la existencia de los
enlaces hidrógeno bifurcado en cinco carboxiamidas derivadas de la familia de las
etanolaminas, analizadas previamente en solución en el Capítulo II. El desarrollo
de derivados cumarínicos dió origen al diseño de estructuras supramoleculares
que en el presente trabajo tienen un interés, ya que estamos contribuyendo en la
química sintética contemporánea.
El capítulo IV, detalla un nuevo método de síntesis para la preparación de las
sales de imina así como un estudio en solución y estado sólido de los compuestos
8, 9, 10 (Esquema 2). Se obtuvieron tres nuevos p-nitrofenolatos a partir del
carboxilato de etilo de la cumarina. La caracterización estructural se realizó con
técnicas como RMN, IR, puntos de fusión. Por difracción de Rayos–X se estudió el
puente de hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-N+], del p-nitrofenolato 9, donde
la deslocalización electrónica π debida al grupo -NO2 en posición para estó
asociada con un incremento en la estabilidad.
6
NH2
N
H
O
O2NN
N
HO
O2N
N
NH2N
N
NH2
NH2
O
O O
O2NOEt
N
N
N
HO
NO2
N
HO
O2N
8)
+ +
10)
9)
EtOHPiperidina
--
+
+
-
-
1)
Esquema 2. p-nitrofenolatos sintetizados 8, 9, 10. La diversidad de características estructurales en las cumarinas ofrece un campo
de investigación en la síntesis de nuevos derivados para correlacionar la
estructura química con las propiedades biológicas. Por esto, en el capítulo V, se
refiere un estudio de pruebas preliminares de estos compuestos utilizando la
técnicas in vitro por el método de DPPH (1,1 difenil-2-picrilhidrazilo) para evaluar
su actividad antioxidante además de un estudio teórico de los descriptores QSAR.
Capítulo I
7
1) SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL POR
RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR DE DERIVADOS DEL
CARBOXILATO DE ETILO DE LA CUMARINA
1.1) INTRODUCCIÓN
En el presente capítulo se describe la síntesis, y se detalla el estudio estructural
en solución de nuevos compuestos cumarínicos derivados del carboxilato de etilo
de la cumarina sustituidos en posición seis con diferentes sustituyentes
electrodonadores (MeO-, HO-) y electroatractores (-NO2, -Cl), para estudiar la
influencia de estos sustituyentes en los efectos electrónicos. Todos los
compuestos obtenidos fueron caracterizados por Resonancia Magnética Nuclear
(RMN) e Infrarrojo (IR)
1.2) ANTECEDENTES
En la Figura 1 se muestra la estructura química de la 2-H-2-oxo-1-benzopiran-2-
ona comúnmente denominada cumarina. Los compuestos derivados de la
cumarina constituyen una clase de heterociclos oxigenados. Se forman por la
lactonización del ácido orto-hidroxicinámico, generándose un compuesto con un
anillo bencénico unido a una α-pirona (Kaye y Musa 2004). Si la posición del grupo
carbonilo difiere, es decir una γ−pirona, entonces se le llamará cromona. Diversas
especies vegetales como leguminosas, rutáceas y orquídeas tienen el núcleo de
cumarinas. (Lacy y O’Kennedy 2004).
O O
Figura 1.- Estructura química de la 2H-2-oxo-1-benzopirona-2-ona.
1.3) MÉTODOS DE SÍNTESIS DE CUMARINAS
8
Dada la importancia de las cumarinas de origen natural, se ha tenido el propósito
de seguir innovando en el desarrollo de diversos métodos de síntesis para obtener
derivados cumarínicos, se ha utilizando desde la sustitución nucleofílica aromática
(Alonso et al., 2001) hasta los métodos más comunes basados en condensaciones
como las denominadas condensaciones de Perkin, Wittig y Pechmann (Shockravi
et al., 2003; Hekmatshoar et al., 2003). El método de síntesis de Knoevenagel es
muy utilizado para la síntesis de cumarinas, ya que es accesible y no requiere
reactivos caros, ni necesita condiciones anhidras. La síntesis de Heinrich Emil
Albert Knoevenagel se basa en la enolización del carbono α de un diéster, y
condensación con un aldehído, con posterior deshidratación para la formación del
sistema α,β-insaturado. Así en presencia de una base, el salicilaldehído reacciona
con malonato de dietilo para obtener el carboxilato de etilo de la cumarina
(Esquema 3).
OH
H
O
O
OO
O
HH
O
O O
O
+Base
-H2O
αααα
Esquema 3.- Síntesis general de la condensación de Knoevenagel.
Existen variantes de esta reacción, algunas de las cuales se describen a
continuación. Chimenti et al., (2004), utilizando salicilaldehído y malonato de dietilo
como reactivos y etanol como disolvente obtuvieron los derivados cumarínicos que
se muestran en el esquema 4.
9
OH
H
O
R
OO
OOO
O O
OR
R= H, Me, Br, Cl, NO2
+EtOH
Esquema 4.-Síntesis de derivados cumarínicos con la reacción de Knoevenagel,
modificado por Chimenti et al., (2004).
Otra variante de la condensación de Knovenagel es la reportada por Shockravi et
al., (2002), quienes proponen una reacción sin disolventes en presencia de un
aldehído y un β-cetoéster como reactivo y piperidina como catalizador. Los
compuestos sintetizados son separados por cromatografía de columna utilizando
óxido de magnesio como soporte (Esquema 5).
OH
H
O
R
O
OO
O
O
O O
O
RPiperidina1
1R1 = H, OH
Esquema 5.-Síntesis de Knovenagel modificado por Shockravi et al., (2002).
Utilizando la síntesis de Knovenagel y Pinner, Fringuelli et al., (2004), sintetizaron
compuestos cumarínicos a través de cambios de pH en un medio acuoso. Este
tipo de síntesis tiene la ventaja de que no utiliza disolventes orgánicos y por lo
tanto, los compuestos obtenidos pueden ser extraídos en un medio acuoso
(Esquema 6).
10
OH
H
O
OH
NaHCO3
O NHOH
CN
OOH O
COOH
CN
CN
+
pH = 8.3
1) pH = 1.O HCl2) pH = 8.3 NaHCO3 3) pH = 2.0 HCl
Esquema 6.- Síntesis de 7-hidroxi-3-carboxicumarina en medio acuoso,
modificado por Fringuelli et al., (2004).
Otra variante de la reacción de Knovenagel fue la realizada por Deshmukh et al.,
(2003), donde a través de una síntesis sencilla se obtuvo derivados de la 3-
carboxicumarina utilizando para la condensación, un salicilaldehído y un dioxano
como el ácido de Meldrum, piperidina y agua, con rendimientos hasta del 92%
(Esquema 7).
OH
H
O
R
R
R O
O OR
R
ROH
Piperidina1
1
2
O
O
O
O
2
3
3
a) R1 = R2 = R3 = Hb) R1 = MeO, R2 = R3 = Hc) R2 = MeO, R1 = R3 = H
Agua/
Esquema 7.- Obtención de 3-carboxicumarinas por la reacción de Knoevenagel
modificada por Deshmukh et al., (2003).
El Esquema 8 expone la reacción de Wittig, una síntesis rápida, en un paso y libre
de disolventes, en la que a partir de salicilaldehído, trifenilfosfina (Ph3P) y α-halo-
ésteres y en presencia de NaOMe como catalizador, se forman iluros para formar
11
compuestos carbonílicos α,β−insaturados. Estos derivados cumarínicos se
purifican por cromatografía de columna (Shockravi et al., 2003).
OH
H
O
O ORR
+ +ClCH2CO2Et PPh3
NaOMe
R = H, OH, Br, MeO
Esquema 8.- Síntesis de cumarinas basada en la reacción de Wittig (Shockravi et
al., 2003).
Una vez obtenido el anillo base de la cumarina, se pueden seguir realizando
diferentes modificaciones estructurales para la obtención de diversos derivados
cumarínicos. Por ejemplo, en el Esquema 9, las cumarinas son condensadas con
hidrazonas para obtener derivados de la 4-(3-cumarin)-3-bencil-4-tiazolin-2-ona
α bencilidenhidrazona (Gursoy y Karali 2003).
O
O O
BrR1
R
NNH
NH
S
O O
R
S
N
N
N
1
R
R1 = H, Br
R2 = OH, OCH3, OC2H5, NO2 ,CH3
2
2
Esquema 9.- Síntesis de 4-(3-cumarin)-3-bencil-4-tiazolin-2–ona
bencilidenhidrazonas (Gursoy y Karali. 2003).
Los diversos métodos presentados anteriormente han sido desarrollados para la
obtención de cumarinas por la demanda de nuevos métodos de síntesis basados
12
en la química verde, la síntesis en un solo paso y mejorar los rendimientos, con la
finalidad de encontrar diferentes derivados cumarínicos con aplicaciones diversas,
principalmente en el área farmacéutica.
En esta tesis se sintetizaron nuevos derivados cumarínicos, para que en un
proyecto futuro se realicen ensayos farmacológicos que permitan estudiar su
actividad biológica.
OBJETIVO GENERAL
◊ Estudiar nuevos derivados del carboxilato de etilo de la cumarina y la
caracterización en solución por métodos espectroscópicos (RMN de 1H, 13C
y 2D) e IR.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
◊ Sintetizar derivados del carboxilato de etilo de la cumarina.
◊ Caracterizar en solución por métodos espectroscópicos (RMN de 1H, 13C y
2D) e IR de los derivados cumarínicos obtenidos.
◊ Evaluar los efectos electrónicos causados por los sustituyentes en la
posición seis de los derivados cumarínicos.
◊ Identificar los sitios nucleofílicos y electrofílicos de las moléculas
sintetizadas
1.4) METODOLOGÍA
La síntesis de derivados 6-sustituidos del carboxilato de etilo de la cumarina se
realizó siguiendo el método de condensación de Knoevenagel. Todos los reactivos
fueron adquiridos de la compañía Sigma Aldrich Chemical Co. La condensación se
hizo a partir de una reacción equimolar del salicilaldehído sustituido en la posición
cinco con grupos electrodonadores y electroatractores, malonato de dietilo,
usando piperidina como catalizador y etanol como disolvente (Esquema 10). La
reacción se llevo a cabo a reflujo por 24 h. (Bonsignore et al., 1995; Creaven et al.,
2006). Se obtuvieron los derivados cumarínicos substituidos en la posición 6,
13
(según se indica como R= -NO2, -Cl, MeO-, HO-, -Br, -F, ver el Esquema 10). Con
rendimientos entre el 60 y 90%.
OH
H
O
R
O
O O
OR
PiperidinaO O
O OReflujo 24 h.
R= NO2,Cl, MeO, OH, Br, F, H
EtOH+
1) R= NO2
2) R= Cl3) R= MeO4) R= OH5) R= Br6) R= F7) R= H
Esquema 10.- Síntesis de derivados del carboxilato de etilo de la cumarina.
Los productos de las reacciones se monitorearon por cromatografía de capa fina
(CCF), utilizando sistemas de disolventes hexano:AcOEt. Los compuestos puros
fueron obtenidos por recristalización con etanol, para determinar el rendimiento de
la reacción y su punto de fusión.
A partir de los compuesto 1, 2, 3 y 4 se formaron las amidas a través de la
condensación de diferentes aminas primarias (aminoetilmorfolina,
aminopropilmorfolina, aminoetilpiperidina, ciclohexilamina, feniletilamina y
etanolamina) y secundarias (morfolina). Los compuestos 5 y 7 únicamente se
trataron con etanolamina. (Esquema 11). Se probaron distintas condiciones de
reacción como temperatura, tiempo de reacción y catalizadores hasta establecer
las condiciones adecuadas para la síntesis.
14
O O
O
OEtR
O O
O
N
H
NO
O O
O
N
H
N
O
O O
O
N
O
O O
O
N
H
O O
O
N
H
OH
O O
O
N
H
N
NH2
NH
O
NH2
N O
OH
NH2
NH2
N
O
NH2
N
O O
O
N
H
NH2
R R
R
R
R
1e, 2e, 3e, 4e
12
345
7
89
1011
1a, 2a, 3a, 4a
1) R= NO2
2) R= Cl3) R= MeO4) R= OH5) R= Br6) R= F7) R= H
1b, 2b, 3b, 4b
1c, 2c, 3c
2d, 3d
1g, 2g, 3g, 4g, 5g, 7g
2f, 3f, 4f
R
R
Esquema 11.- Condensación de los derivados del carboxilato de etilo de la
cumarina con diferentes aminas.
Todos los derivados cumarínicos se caracterizaron por espectroscopía de
infrarrojo (FT-IR), resonancia magnética nuclear (RMN) y punto de fusión. En el
Anexo 1 se encuentran detallados los parámetros experimentales de la
metodología llevada a cabo. Se obtuvieron rendimientos entre 60 y 90 % y de
acuerdo a las evidencias espectroscópicas, con la metodología utilizada se
obtienen compuestos puros.
15
1.5) RESULTADOS Y DISCUSIÓN
1.5.1) Caracterización por Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
En esta sección se analiza la caracterización estructural de los derivados
cumarínicos por Resonancia Magnética Nuclear de protón 1H, 13C (acoplado y
desacoplado) y por correlación heteronuclear 2D (HETCOR).
Los efectos del sustituyente en una molécula son de los conceptos más
importantes en la química, fisicoquímica y bioquímica (Krygowski y Stepien 2005).
Basándonos en el efecto electrónico, inductivo y resonante del sustituyente,
transmitido a través de los enlaces químicos, se discute la asignación de los
compuestos.
1.5.1.1) Caracterización Estructural por RMN de 1H:
En la Tabla 1 se presentan los desplazamientos químicos (δ ppm) de 1H de los
derivados cumarínicos 1-7.
Tabla 1.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 1H del sistema benzopirona
de los derivados de la carboxilato de etilo de la cumarina sustituidos en la posición
6.
Comp. H4 H5 H7 H8
1a 8.93 8.90 d,4J=3.0
8.50 dd,4J=3.0, 3J=9.0
7.65 d,3J=9.0
2b 8.72 8.57 d,4J=3.0
7.77 dd,4J=3.0, 3J=9.0
7.48 d,3J=9.0
3c 8.45 6.99 d,4J=2.9
7.20 dd,4J=2.9, 3J=5.0
7.26 D,3J=5.0
4d 7.98 6.98 d,4J=1.28
7.03 d,4J=1.28, 3J=8.7
7.14 D,4J=8.7
5e 8.42 7.73 d,4J=2.3
7.70 dd,4J=2.3, 3J=9.0
7.23 D,3J=9.0
6f 8.46 7.39 n.d.
7.36 n.d.
7.30 n.d.
7g 8.49 7.93 7.74 7.45 n.d. = no detectada a (CDCl3) 4.32(q,2H,OCH2), 1.33(t,3H,CH3) b (DMSO-d6) 4.30(q,2H,OCH2), 1.31(t,3H,CH3) c (CDCl3) 4.38(q,2H,OCH2), 1.47(t,3H,CH3) d (DMSO-d6) 3.41(q,2H,OCH2), 1.57(t,3H,CH3) e (CDCl3) 4.40(q,2H,OCH2), 1.39(t,3H,CH3) f (CDCl3) 4.36(q,2H,OCH2), 1.42(t,3H,CH3) g (DMSO-d6) 4.30(q,2H,OCH2), 1.39(t,3H,CH3), 7.39(H6)
16
Los espectros fueron realizados en CDCl3 y DMSO-d6; independientemente del
disolvente, cabe señalar que se obtuvieron las mismas tendencias en todos los
compuestos. El desplazamiento químico (δ) H-4 en todos en los derivados 1-6, se
observó como un singulete en un rango de 7.98 a 8.93 ppm, debido a un efecto de
desprotección del oxígeno del carbonilo adyacente.
La presencia de sustituyentes, en la posición seis, ejerce un efecto sobre el
desplazamiento químico dependiendo de su naturaleza como grupo
electrodonador ó electroatractor.
El protón 5, se observa como un doblete, identificándose con una constante de
acoplamiento en un rango de 4J = 1.28 a 3.0 Hz y para el protón el H-7 una señal
doble de dobles con 4J = 1.28 a 3.0 Hz y 3J = 5.0 a 9.0 Hz, y para el H-8 se
observa un doblete con una 3J = 5.0 a 9.0 Hz.
El desplazamiento químico de los protones aromáticos a frecuencias altas, con el
grupo nitro (1) son ocasionados por el efecto de resonancia e inductivo negativo
que disminuye la densidad electrónica en los carbonos del anillo. Este efecto
electrónico se transmite mejor a las posiciones orto, que en las posiciones meta,
por lo que se observan desplazamientos para los protones en orto (H-5), 8.90 y H-
7, 8.50 ppm, mayores que en las posición meta (H-8), 7.65 ppm.
En los compuestos halogenados 2, 5 y 6, se observa que el efecto inductivo del
halógeno sobrepasa su efecto de resonancia, por lo que en las posiciones orto se
observó un desplazamiento mayor que en meta, así entonces se observa un rango
de desplazamientos en H-5 = 7.39 a 8.57 ppm > H-7= 7.36 a 7.77 ppm y H-8 =
7.23 a 7.48 ppm.
En las series con grupos donadores (3 y 4); su efecto de resonancia (donador),
sobrepasa al efecto inductivo (atractor). El efecto consiste en un aumento en la
densidad electrónica en las posiciones orto y para, que trae como consecuencia
un desplazamiento a frecuencias bajas y las señales de resonancia entones los
desplazamientos fueron menores, en un orden de meta >orto, los desplazamientos
para el compuesto 3 tienen un orden de, H-8 = 7.26 ppm (meta) >H-5 = 6.99 y H-7
= 7.20 ppm (orto), y los desplazamientos para el compuesto 4, 7.14 (H-8) ppm
(meta), 6.98 (H-5) y 7.03 ppm (H-7, orto)ver Tabla 2.
17
En la Figura 2 se muestra el espectro de RMN de 1H del compuesto 2, donde se
puede observar el efecto del sustituyente del Br descrito anteriormente.
Figura 2.- Espectro de RMN de 1H en DMSO-d6 del compuesto 2.
O
O O
OCl
5 4
7
8
13
14
18
Tabla 2.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 1H de los derivados amídicos
del carboxilato de etilo de la cumarina.
n.d. = no detectada
Comp. H4 H5 H7 H8 N-H Comp. H4 H5 H7 H8 N-H
1aa 8.35 8.76 d,4J=2.7
8.47 dd,4J=2.7, 3J=9.1
7.68 d,3J=9.1 - 1en 8.98 8.52
d,4J=n.d. 8.49
dd,4J= n.d., 3J=n.d. 7.56
d,3J=n.d. 8.62
2ab 7.86 7.55 d,4J=2.4
7.53 dd,4J=2.4, 3J=9.3
7.31 d,3J=9.3 - 2eñ 8.82 7.64
d,4J=2.8 7.58
dd,4J=2.8, 3J=9.0 7.35 d,3J=9.0 8.68
3ac 8.82 8.19 d,4J=3.0
7.86 dd,4J=3.0, 3J=9.0
7.44 d,4J=9.0 - 3eo 8.91 7.07
d,4J=2.0 7.21
dd,4J=2.0, 3J=9.0 7.30 d,3J=9.0 8.71
4ad 8.00 7.04 d,4J=2.7
6.99 dd,4J=2.7, 3J=8.7
7.15 d,3J=8.7 - 4ep 8.73 7.23
d,4J=2.6 7.14
dd,4J=2.6, 3J=9.0 7.33 d,3J=9.0 8.65
1be 8.98 8.63 d,4J=2.6
8.50 dd,4J=2.6, 3J=9.0
7.54 d,3J=9.0 9.02 2fq 8.81 7.66
d,4J=n.d. 7.61
dd,4J=n.d., 3J=n.d. 7.58
d,3J=n.d. 8.82
2bf 8.83 7.68 d,4J=2.5
7.60 dd,4J=2.5, 3J=9.0
7.36 d,3J=9.0 9.12 3fr 8.46 7.05
d,4J=n.d. 7.19
dd,4J=n.d., 3J=n.d. 7.34
d,3J=n.d. 8.88
3bg 8.66 7.07 d,4J=2.6
7.25 dd,4J=2.6, 3J=9.0
7.32 d,3J=9.0 9.20 4fs 8.77 7.16
d,4J=2.4 7.13
dd,4J=2.4, 3J=9.3 7.19 d,4J=9.3 8.80
4bh 8.77 7.24 d,4J=2.0
7.14 dd,4J=2.0, 3J=9.0
7.32 d,3J=9.0 8.93 1gt 9.02 8.98
d,4J=2.6 8.50
dd,4J=2.4, 3J=9.2 7.71 d,3J=9.2
8.73
1c i 8.87 8.65 d,4J=2.6
8.51 dd,4J=2.6, 3J=9.0
7.56 d,3J=9.0 9.00 2gu 8.86 8.14
d,4J=2.6 7.79
dd,4J=2.6, 3J=8.8 7.54 d,3J=8.8 8.82
2c j 8.81 7.64 d,4J=2.3
7.58 dd,4J=2.3, 3J=9.0
7.31 d,3J=9.0 8.92 3gv 8.82 7.52
d,4J=2.9 7.30
dd,4J=2.9, 3J=9.1 7.42 d,3J=9.1 8.87
3ck 8.87 7.09 d,4J=2.9
7.26 dd,4J=2.9, 3J=9.0
7.33 d,3J=9.0 9.05 4gw 8.80 7.26
d,4J=2.8 7.15
dd,4J=2.8, 3J=8.7 7.34 d,3J=8.7 8.88
2d l 8.80 7.65 d,4J=2.5
7.57 dd,4J=2.5, 3J=8.9
7.33 d,3J=8.9 9.09 5gx 8.81 8.22
d,4J=2.1 7.84
dd,4J=2.1, 3J=8.7 7.43 d,3J=8.7 8.78
3dm 8.84 7.07 d,4J=2.9
7.24 dd,4J=2.9, 3J=9.0
7.32 d,3J=9.0 9.18 7gy 8.88 7.97
d,4J=2.8 7.42
dd,4J=2.8, 3J=8.2 7.48 d,3J=8.2 8.82
19
a (DMSO-d6) morfolina 3.55 (m, 4H,-NCH2-), 3.63 (m,4H,-CH2O-). b (CDCl3) morfolina 3.38 (m, 4H,-NCH2-), 3.71 (m,4H,-CH2O-). c (DMSO-d6) morfolina 3.38 (m, 4H,-NCH2-), 3.51 (m,4H,-CH2O-), 4.85 (s, 3H, CH3O-). d (DMSO-d6) morfolina 3.41 (m, 4H,-NCH2-), 3.65 (m,4H,-CH2O-), 9.96 (t, 1H, OH-fenil). e (CDCl3) 3.58 (dt,2H,-NHCH2-), 2.61 (t,2H,-CH2N-), morfolina 2.54 (m, 4H,-NCH2-), 3.75 (m,4H,-CH2O-). f (CDCl3) 3.58 (dt,2H,-NHCH2-), 2.62 (t,2H,-CH2N-), morfolina 2.54 (m, 4H,-NCH2-), 3.77 (m,4H,-CH2O-). g (CDCl3) 3.59 (dt, 2H, -NHCH2-), 2.62 ( t,2H,-CH2N-), morfolina 2.41 (m, 4H, NCH2), 3.78 (m, 4H, -OCH2-), 3.83 (s, 3H, CH3O-). h (DMSO-d6) 3.40 (dt, 2H, -NHCH2-), 2.45 ( t,2H,-CH2N-), morfolina 2.39 (m, 4H, NCH2), 3.56 (m, 4H, -OCH2-), 9.92 (t, 1H, OH-fenil). i (CDCl3) 3.57 (dt,2H,-NHCH2-), 1.81 (tt,2H,-CH2-), 2.36 (t,2H,-CH2N-), morfolina 2.48 (m, 4H,-NCH2-), 3.74 (m,4H,-CH2O-). j (CDCl3) 3.52 (dt,2H,-NHCH2-), 1.79 (tt,2H,-CH2-), 2.41 (t,2H,-CH2N-), morfolina 2.45 (m, 4H,-NCH2-), 3.72 (m,4H,-CH2O-). k (CDCl3) 3.55 (dt,2H,-NHCH2-), 1.83 (tt,2H,-CH2-), 2.46 (t,2H,-CH2N-), morfolina 2.48 (m, 4H,-NCH2-), 3.76 (m,4H,-CH2O-), 3.89 (s, 3H, CH3O-). l (CDCl3) 3.55 (dt, 2H, -NHCH2-), 2.54 (t, 2H,-CH2N-), piperidina, 2.43 (m,4H,-NCH2-), 1.60 (m, 4H, -CH2-),1.45 (m, 2H, -CH2-). m (CDCl3 ) 3.57 (dt, 2H, -NHCH2-), 2.57 (t, 2H, -CH2N-); piperidina; 2.52 (m, 4H, NCH2-), 1.63 (m, 4H, -CH2-),1.45 (m, 2H, -CH2-), 3.84 (s, 3H, CH3O-). n (CDCl3 ) 4.00 (m, 1H, -N-CH), 2.17, 1.48 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-), 1.98, 1.41 (m, 1Heq, 1Hax -N-CH-CH2-CH2-), 1.74, 1.34 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-CH2-CH2-). ñ (CDCl3 ) 4.00 (m, 1H, -N-CH), 1.97, 1.45 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-), 1.75, 1.34 (m, 1Heq, 1Hax -N-CH-CH2-CH2-), 1.63, 1.24 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-CH2-CH2-). o (CDCl3 ) 4.00 (m, 1H, -N-CH), 2.01, 1.40 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-), 1.75, 1.34 (m, 1Heq, 1Hax -N-CH-CH2-CH2-), 1.63, 1.20 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-CH2-CH2-), 3.84,(s, 3H, CH3O-). p (DMSO-d6) 4.00 (m, 1H, -N-CH), 1.81, 1.35 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-), 1.63, 1.27 (m, 1Heq, 1Hax -N-CH-CH2-CH2-), 1.53, 1.21 (m, 1Heq, 1Hax, -N-CH-CH2-CH2-CH2-), 9.96 (t, 1H, OH-fenil). q (CDCl3) 3.71 (dt, 2H, NHCH2-), 2.94 (t, 2H, -CH2 fenil), 7.23-7.35 (m, 5H, fenil). r (CDCl3) 3.71 (dt, 2H, NHCH2-), 2.96 (t, 2H, -CH2 fenil), 7.22-7.34 (m, 5H, fenil), 3.84 (s, 3H, CH3O-). s (DMSO-d6) 3.53 (dt, 2H, NHCH2-), 2.82 (t, 2H, -CH2 fenil), 7.22-7.34 (m, 5H, fenil), 9.90 (t, 1H, OH-fenil). t (DMSO-d6) 4.87 (t, 1H, OH), 3.52 (dt,2H, -OCH2-), 3.39 (dt, 2H, -NHCH2-). u (DMSO-d6) 4.88 (t, 1H, OH), 3.53 (dt,2H, -OCH2-), 3.39 (dt, 2H, -NHCH2-). v (DMSO-d6) 4.88 (t, 1H, OH), 3.52 (dt,2H, -OCH2-), 3.39 (dt, 2H, -NHCH2-), 3.84 (s, 3H, CH3O-). w (DMSO-d6) 4.86 (t, 1H, OH), 3.51 (dt,2H, -OCH2-), 3.42 (dt, 2H, -NHCH2-), 9.93 (t, 1H, OH-fenil). x (DMSO-d6) 4.85 (t, 1H, OH), 3.50 (dt,2H, -OCH2-), 3.36 (dt, 2H, -NHCH2-). y (DMSO-d6) 4.85 (t, 1H, OH), 3.50 (dt,2H, -OCH2-), 3.38 (dt, 2H, -NHCH2-).
20
El desplazamiento químico (δ) del protón amídico de las carboxiamidas 1b, 1c, 1e,
1g, 2b-g , 3b-g , 4b, 4e-g, 5g y 7g, se observa un triplete en un rango de 8.62 a
9.21 ppm. La presencia de heteroátomos como el nitrógeno y el oxígeno en la
cadena lateral de las carboxiamidas, provoca señales más desprotegidas (3.36 a
4.00 ppm). En el anillo de la morfolina los protones metilénicos unidos al átomo de
oxígeno se observan entre 3.51 a 3.78 ppm, con más desprotección que los
protones cercanos al nitrógeno del mismo heterociclo entre 2.41 a 3.55 ppm. Esto
es explicado en base a la mayor electronegatividad del oxígeno respecto al
nitrógeno. Lo anterior, se ejemplifica para el compuesto 2c en la Figura 3.
En los compuestos con el heterociclo de piperidina 2d, 3d, el nitrógeno es el único
átomo que causa efecto de desprotección. En la posición para al nitrógeno del
heterociclo es la más protegida, H-17 = 1.45 ppm. (Figura 4).
En los compuestos 1g-7g, los protones metilénicos vecinos al grupo hidroxi son
los mas desprotegidos (H-14; 4.85 a 4.88) por la mayor electronegatividad del
oxígeno comparándolos con los del nitrógeno amídico (H-13; 3.38 a 3.42) Tabla 2.
Figura 3.- Espectro de RMN de 1H en CDCl3 del compuesto 2c.
O O
O
N
H
N
O
Cl
1 2
345
7
8
11
1213
14
15
16
1718
21
Figura 4.- Espectro de RMN de 1H en CDCl3 del compuesto 2d.
1.5.1.2) Caracterización Estructural por RMN de 13C.
En la Tabla 3 se describen los desplazamientos químicos (δ) de 13C de todos los
derivados cumarínicos.
22
Tabla 3.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 13C de los derivados amídicos del carboxilato de etilo de la
cumarina.
Comp. C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7 C-8 C-9 C10 C11 Comp. C-2 C-3 C-4 C-5 C-6 C-7 C-8 C-9 C10 C11
1a 158.5 118.0 147.1 125.4 148.8 128.8 118.3 155.2 120.7 162.2 2cp 160.9 119.8 147.2 128.9 130.8 134.0 118.7 152.9 119.8 161.1
2b 155.0 118.6 147.3 129.0 128.3 133.7 118.1 153.0 119.1 162.2 3cq 161.6 118.8 148.2 110.8 149.2 117.9 122.7 156.7 119.1 161.8
3c 157.1 118.3 148.6 110.8 149.9 118.0 122.8 156.4 118.6 163.3 2dr 160.6 119.6 146.7 128.6 130.5 133.7 118.6 152.7 119.8 160.8
4d 159.4 119.4 140.9 113.3 147.2 117.1 120.2 154.5 119.7 167.4 3ds 161.5 119.0 147.9 110.8 149.2 117.8 122.5 156.7 119.1 161.6
5e 155.9 119.2 147.0 131.4 117.3 136.8 118.4 153.8 119.3 162.5 1et 159.3 118.1 146.4 125.5 144.7 128.4 120.9 147.0 118.1 163.6
6f 160.2 118.2 147.2 118.3 156.1 121.5 121.8 156.9 119.3 162.6 2eu 160.0 118.2 147.0 128.9 130.9 133.9 120.0 152.8 119.9 161.0
7g 156.4 118.2 149.0 130.7 125.3 134.7 116.6 154.5 118.3 163.0 3ev 160.6 119.0 148.0 110.7 149.0 117.8 122.5 156.7 119.2 161.7
1ah 157.0 126.0 141.2 124.6 143.5 126.9 117.7 156.7 118.7 162.1 4ew 160.8 119.4 147.9 114.3 148.0 117.7 123.0 154.9 119.7 161.5
2ai 157.3 125.9 142.2 127.6 130.3 132.4 118.2 152.4 119.1 162.9 2fx 161.0 119.7 147.2 128.9 130.8 134.1 118.3 152.9 119.8 161.7
3aj 160.7 132.7 136.9 121.0 146.9 119.0 117.3 153.5 120.5 161.3 3fy 161.6 118.7 148.2 110.8 149.1 117.8 122.7 156.7 119.8 161.0
4ak 159.3 128.6 141.1 113.3 147.3 117.1 120.2 154.4 120.3 167.3 4fz 160.6 113.7 147.3 118.6 147.5 119.0 122.3 154.2 117.1 161.1
1b l 159.9 118.8 146.9 125.6 144.7 128.4 118.8 157.7 121.0 160.4 1gaa 160.2 128.8 147.1 121.5 144.5 126.7 119.5 157.9 118.4 161.1
2bm 160.6 119.6 146.8 128.7 130.6 133.8 118.0 152.7 119.6 160.9 2gbb 160.1 119.2 146.3 129.1 128.8 133.5 118.2 152.5 119.9 160.7
3bn 161.6 118.9 148.1 110.8 149.2 117.9 122.6 156.7 119.1 161.7 3gcc 161.3 119.5 148.1 112.4 149.0 122.6 117.9 156.6 119.3 161.7
4bñ 161.3 119.1 148.0 114.4 148.2 117.7 123.0 154.8 119.6 161.6 4gdd 161.4 119.1 148.0 114.0 148.3 117.7 123.0 154.8 119.7 161.8
1co 160.0 118.1 147.1 125.6 144.7 128.4 120.9 157.6 118.8 160.4 5gee 160.6 121.0 146.3 132.8 120.4 136.9 119.8 153.5 117.3 161.3
7g ff 160.4 118.7 147.6 130.2 125.1 134.0 116.1 153.8 118.4 161.0
23
a (CDCl3) 62.7 (OCH2), 14.3 (CH3) b (DMSO-d6) 61.3 (OCH2), 13.9 (CH3) c (CDCl3) 62.1 (OCH2), 14.4 (CH3), 56.1(CH3O-). d (DMSO-d6) 44.1(OCH2), 14.2 (CH3). e (CDCl3) 62.1 (OCH2), 14.1 (CH3) f (CDCl3) 62.0 (OCH2), 14.0 (CH3) g (DMSO-d6) 61.7 (OCH2), 14.5 (CH3). h (DMSO-d6) morfolina 46.6 (-NCH2), 66.1 (-CH2O-) i (CDCl3) morfolina 47.5 (-NCH2), 66.5 (-CH2O-) j (DMSO-d6) morfolina 42.5 (-NCH2), 60.0 (-CH2O-), 60.0 (CH3O-). k (DMSO-d6) morfolina 42.5 (-NCH2), 60.0 (-CH2O-) l (CDCl3) 36.9 (CONHCH2), 56.7 (-CH2N), morfolina, 53.5 (-NCH2-), 67.2 (-CH2O-). m (CDCl3) 36.6 (CONHCH2), 56.6 (-CH2N), morfolina, 53.3 (-NCH2-), 67.0 (-CH2O-) n (CDCl3) 36.8 (CONHCH2), 56.7 (-CH2N), morfolina, 53.5 (-NCH2-), 67.2 (-CH2O-), 56.4 (CH3O-). ñ (DMSO) 39.8 (CONHCH2), 57.2 (-CH2N), morfolina, 53.7 (-NCH2-), 66.9 (-CH2O-). o (CDCl3) 38.9 (CONHCH2), 25.9 (-CH2-), 56.9 (-CH2N), morfolina, 54.0 (-NCH2-), 67.0 (-CH2O-). p (CDCl3) 38.6 (CONHCH2), 26.0 (-CH2-), 56.8 (-CH2N), morfolina, 53.9 (-NCH2-), 67.0 (-CH2O-). q (CDCl3) 38.4 (CONHCH2), 26.1 (-CH2-), 56.7 (-CH2N), morfolina, 53.9 (-NCH2-), 67.0 (–CH2O-), 56.1 (CH3O-). r (CDCl3) 37.1 (CONHCH2), 56.8 (-CH2N), piperidina, 54.3 (Co), 26.0 (Cm), 24.4 (Cp). s (CDCl3) 37.3 (CONHCH2), 57.5 (-CH2N), piperidina, 54.5 (Co), 26.5 (Cm), 24.6 (Cp), 56.1 (CH3O-). t (CDCl3) 48.2 (Ci), 32.9 (Co), 24.8 (Cm), 25.7 (Cp). u (CDCl3) 48.8 (Ci), 32.9 (Co), 24.8 (Cm), 25.7 (Cp). v (CDCl3) 48.7 (Ci), 32.9 (Co), 24.8 (Cm), 25.7 (Cp), 56.0 (CH3O-). w (DMSO-d6) 48.3 (Ci), 32.7 (Co), 24.8 (Cm), 25.7 (Cp). x (CDCl3) 41.6 (-NCH2), 35.8, (-CH2fenil), 138.8 (Ci), 129.0 (Co), 128.8 (Cm), 126.8 (Cp). y (CDCl3) 41.5 (-NCH2), 35.8, (-CH2fenil), 139.0 (Ci), 129.0 (Co), 128.8 (Cm), 126.7 (Cp), 56.1 (CH3O-). z (CDCl3) 40.6 (-NCH2), 34.9, (-CH2fenil), 139.2 (Ci), 128.6 (Co), 128.4 (Cm), 126.2 (Cp). aa (DMSO-d6) 42.5 (CONHCH2), 60.0 (-CH2OH). bb (DMSO-d6) 41.8 (CONHCH2), 59.4 (-CH2OH). cc (DMSO-d6) 42.4 (CONHCH2), 60.1 (–CH2OH), 56.1 (CH3O-). dd (DMSO-d6) 42.4 (CONHCH2), 60.1 (–CH2OH). ee (DMSO-d6) 42.5 (CONHCH2), 60.0 (–CH2OH). ff (DMSO-d6) 41.8 (CONHCH2), 60.0 (–CH2OH).
24
Los desplazamientos siguen un patrón muy similar a lo observado para el
fragmento de la cumarina en RMN 1H. Para los compuestos 1-7, 1a-1c, 1e, 1g,
2a- 2g, 3a-3g, 4a, 4b, 4e-4g, 5g y 7g. Los átomos de carbono C-2, C-9, C-11 y
C-4, se encuentran a frecuencias altas debido al efecto de electronegatividad
del átomo de oxígeno enlazado, además el C-4 presenta un efecto de
desprotección por parte del carbonilo exocíclico, cabe mencionar que los
carbonos más desprotegidos son C-2 y C-11, por la presencia de ambos
oxígenos.
Los carbonos ipso C-3 y C-10 se asignaron mediante espectros acoplados de
carbono-13, para algunos compuestos. En los compuestos 1a- 4a. El carbono
C-3, de estas carboxiamidas terciarias, se encuentra más desprotegidos, a
diferencia de las carboxiamidas secundarias, esto se debe a la desviación de la
planaridad entre los dos grupos carbonilo, dando origen al confórmero anti
(García-Báez et al., 2003).
El grupo nitro en la serie 1a-1g, atrae los electrones del anillo bencénico debido
al efecto inductivo y resonante, por lo que en la posición orto, con menor
densidad electrónica, se observan los desplazamientos mayores [126.9 a 128.8
para C-7] con respecto a la posición meta [117.7 a 120.9 ppm para C-8].
Por su parte, los desplazamientos de C-6 en la serie de los halógenos 2, 5, 6,
2a-2g, dependen de la electronegatividad del átomo sustituyente. Conforme
aumenta la electronegatividad del grupo sustituyente aumenta la desprotección
de C-6: 156.1 ppm (-F, 6),128.3 ppm (-Cl, 2),117.3 ppm (-Br, 5). Con lo que
respecta a las posiciones orto, la electronegatividad disminuye y la
desprotección aumenta por lo que el desplazamiento de C-5 es: 118.3 ppm (-F,
6), 129.0 ppm (-Cl, 2),131.4 ppm (-Br, 5).
Los grupos electrodonadores, como en la serie del grupo metoxi (3a-3g), e
hidroxi (4a-4g), la densidad electrónica aumenta en las posiciones orto. Esto
trae como consecuencia un desplazamiento de estos carbonos a frecuencias
menores y las señales en las posiciones orto, serán menores que en la
posición meta, 110.8 a 121.0 ppm (C-5) < 117.3 a 123.0 ppm (C-8).
En la Figura 5 se presenta el espectro de RMN de 13C del compuesto 5 a
manera de ejemplo del efecto del sustituyente.
25
O
O O
OBr
5 4
7
8
1
14
Figura 5.- Espectros de RMN de 13C en CDCl3 del compuesto 5.
1.5.1.3) Caracterización Estructural por correlación heteronuclear (HETCOR).
En el espectro del compuesto 2b, HETCOR, se correlacionan el espectro de 1H
y 13C, comprobando las señales identificadas por los espectros en una
dimensión, en la Figura 6 se indican la posición de la molécula,
correspondiente para cada una de las señales.
Figura 6.- Espectro HETCOR del compuesto 2b.
El estudio anterior de RMN nos permite identificar los sitios nucleofílicos y
electrofílicos de las moléculas sintetizadas para los grupos electroatractores de
26
densidad electrónica del anillo (-NO2 y -Cl) y electrodonadores de densidad de
electrónica hacia el anillo (HO- y MeO-). En el Esquema 12 y 13, se muestran
las diferentes estructuras de resonancia para la identificación de dichos sitios
con los diferentes sustituyentes.
Esquema 12.- Sitios de ataque nucleofílico para las cumarinas con los
sustituyentes electroatractores (-NO2 y -Cl).
O O
R
O
R
O O
R
O
R
-
+
-
+
electrófilo
R= MeO-, -OH
Esquema 13.- Sitios de ataque electrofílico para las cumarinas con los
sustituyentes electrodonadores (MeO- y HO-).
O O
R
O
R
O O
R
O
R+
-
R= -NO2, -Cl
Nucleófilos
+
Nucleófilos
+
27
1.5.2) Caracterización por espectrometría de infrarrojo.
En la Tabla 4 se muestran los resultados de absorción de las bandas de
infrarrojo para los compuestos 1-7, 1a-1c, 1e, 1g, 2a-2g, 3a-3g, 4a, 4b, 4e-4g,
5g y 7g.
Tabla 4.- Frecuencia de infrarrojo (ν), cm-1
Comp. N-H
(ν),cm -1
C=O Lactona (ν), cm -1
C=O (ν), cm -1
Comp. N-H
(ν),cm -1 C=O
(ν),cm -1
C=O Lactona (ν), cm -1
1 - 1716 1746 2f 3342 1708 1655 2 - 1700 1744 2g 3316 1721 1646 3 - 1733 1740 3a - 1705 1610 4 - 1707 1722 3b 3332 1691 1652 5 - 1718 1743 3c 3334 1695 1648 6 - 1742 1755 3d 3309 1694 1647 7 - 1605 1758 3e 3381 1739 1700 1ª - 1734 1615 3f 3349 1696 1653 1b 3311 1722 1650 3g 3321 1742 1695 1c 3359 1722 1635 4a - 1712 1620 1e 3487 1740 1700 4b 3351 1705 1648 1g 3326 1725 1682 4e 3262 1694 1637 2ª - 1718 1610 4f 3453 1731 1640 2b 3363 1710 1655 4g 3456 1736 1693 2c 3302 1716 1647 5g 3345 1711 1653 2d 3362 1711 1655 7g 3345 1721 1646 2e 3314 1743 1708
Los compuestos 1-7, muestran bandas en 1722-1755 (νO=C ester), en
contraste con lo observado en los compuestos amídicos 1a-1c, 1e, 1g, 2a-2g,
3a-3g, 4a, 4b, 4e-4g, 5g y 7g, se observan la absorción de la bandas en 1610-
1708 (νO=C amida), esto indica que la densidad electrónica del nitrógeno esta
más comprometida con el grupo carbonilo, observándose frecuencias entre
1691-1743 cm-1 (νO=C lactona).
28
1.6) CONCLUSIONES Se reporta la síntesis de 33 compuestos cumarínicos de los cuales 4 (2, 4, 5, 7)
ya están reportados y 29 son nuevos (1, 3, 6, 1a- 1c, 1e, 1g, 2a,- 2g, 3a-3g, 4a,
4b, 4e-4g, 5g y 7g), utilizando una método sencillo y con rendimientos entre 60
y 90%. Para los compuestos 2, 4, 5, y 7 los datos espectroscópicos coinciden
con los reportados en la literatura.
Se determinó la estructura de los compuestos sintetizados utilizando la técnica
espectroscópica de Resonancia Magnética Nuclear de una (1H y 13C) y dos
dimensiones (HETCOR y Cosy).
Se evaluaron los efectos electrónicos causados por los sustituyentes en la
posición seis de los derivados cumarínicos en los desplazamientos químicos
del sistema aromático, de los grupos electroatractores (-NO2 y -Cl) y
electrodonadores (HO- y MeO-).
Las posiciones mas afectadas, son las posiciones orto, H-5 y H-7,
desplazándose a frecuencias mayores con los grupos electroatractores (-NO2 y
-Cl) y a frecuencias menores con los grupos electrodonadores (HO- y MeO-),
con una diferencia de +/-1 ppm. En la caracterización estructural por 13C, los
grupos -NO2 y -Cl, en las posiciones orto, la posición con menor densidad
electrónica, se observan los desplazamientos mayores. Con grupos -OH y
MeO- electrodonadores, la densidad electrónica aumenta en las posiciones
orto, esto trae como consecuencia un desplazamiento a frecuencias bajas, por
lo que las señales en las posiciones orto, serán menores que en la posición
meta.
El análisis de RMN nos permitió identificar los sitios nucleofílicos y electrofílicos
de las moléculas sintetizadas para los grupos electroatractores de densidad
electrónica del anillo (-NO2 y -Cl) y electrodonadores de densidad de
electrónica hacia el anillo (HO- y MeO-).
29
1.7) BIBLIOGRAFÍA
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32
Capítulo II
2) ESTUDIO EN SOLUCIÓN DE PUENTES DE HIDRÓGENO
INTRAMOLECULARES BIFURCADOS, EN DERIVADOS
CUMARÍNICOS.
2.1) INTRODUCCIÓN
En el capítulo I, se describió la síntesis de carboxiamidas, cuyo protón amídico
se encuentra en una disposición espacial que propicia las interacciones por
puente de hidrógeno interno. El análisis de la variación del desplazamiento
químico del protón amídico (∆δ) con la temperatura (∆T) es un método
adecuado para determinar la formación de puentes de hidrógeno en solución,
obteniéndose la información necesaria a partir del desplazamiento químico de 1H con respecto a la temperatura. En este capítulo, se describe un estudio en
solución de las interacciones por puente de hidrógeno intramolecular bifurcados
(no clásicos), para los compuestos de la familia de las cumarin-etanolaminas
utilizando la ∆δ/∆T por Resonancia Magnética Nuclear.
2.2) ANTECEDENTES
Las interacciones intermoleculares, en particular los puentes de hidrógeno, han
sido estudiados en los campos de la química orgánica, organometálica,
supramolecular, farmacéutica y en las estructuras biológicas (Aburaya et al.,
2008). Siendo los puentes de hidrógeno una de las principales fuerzas no
covalentes son utilizados para explicar diferentes tipos de interacciones inter e
intramoleculares (Hoffmann et al., 2005).
Por lo anterior se han hecho amplios estudios de interacciones por puente de
hidrógeno a través de técnicas de espectroscopías de IR, RMN, cálculos
teóricos, estudios en bases de datos cristalográficos (Aburaya et al., 2008).
El puente de hidrógeno (D-H···A), es una interacción atractiva y direccional
(Desiraju, 2002), que se forma entre un heteroátomo electronegativo dador de
electrones (D) y otro heteroátomo aceptor de electrones (A) (Martínez-
Martínez et al., 1998). Los tipos de puente de hidrógeno pueden ser simples,
33
bifurcados y trifurcados de acuerdo a la posición del hidrógeno (Taylor et al.,
1984). La atracción de los puentes de hidrógeno aumenta cuando aumenta la
electronegatividad de los átomos involucrados. Además, el enlace D-H···A es
altamente electrostático, siendo H···A, estas distancias son cortas con respecto
a la suma de los radios de Van der Waals de sus respectivos átomos (Desiraju,
2002). La estadística indica que la formación de puentes de hidrógeno
intramoleculares con el hidrógeno del grupo NH y el oxígeno de un C=O como
aceptor, es una de las uniones más comunes (Bilton et al., 2000; Figura 1).
HN
O
Figura 1.- Puente de hidrógeno intramolecular entre H de una amida (NH) y el
oxígeno de un carbonilo (C=O). (Bilton et al., 2000).
Las amidas preferencialmente forman puentes de hidrógeno con grupos
carbonilo (N-H···O=C). En los derivados cumarínicos que presentan un grupo
amida, los puentes de hidrógeno pueden determinar la estructura
supramolecular de estos derivados. Los puentes de hidrógeno bifurcados, no
clásicos han sido tema de gran interés (Rozas et al., 1998). Un tipo de puente
de hidrógeno bifurcado se forma cuando se involucra dos donadores y un
aceptor (a) y el otro tipo incluye un donador y dos aceptores (b). Las distancias
de las interacciones entre los átomos son menores a las sumas de los radios
de Van der Waals en estado sólido (Yang et al., 1999, Figura 2).
H
D:
Y:
¨DHY¨
H:
H:
¨HDH¨:D
(b)(a)
Figura 2.- Puente de hidrógeno de tipo bifurcado. a) Aceptor bifurcado, b)
Donador bifurcado. (Yang et al., 1999).
34
Desiraju (2002) clasificó los diferentes tipos de interacciones moleculares de
hidrógeno en un gráfico estadístico resaltando visualmente tres extremos de
acuerdo a sus energías, (Van der Waals, electroestáticas, covalente) entre
estás interacciones se encuentra el puente de hidrógeno (Figura 3).
Figura 3.-Clasificación colorimétrica de interacciones covalentes electrostáticas,
Van der Waals y D-H···A. (Desiraju, 2002).
Los puentes de hidrógeno, experimentan diversos efectos en su ambiente.
Cuando D-H, interactúa con dos aceptores simultáneamente, normalmente una
interacción es mayor que la otra, (Steiner, 1998); estos son muy comunes en
las estructuras orgánicas cristalinas (Taylor et al., 1984). Los puentes de
hidrógeno ya han sido estudiados ampliamente en la estructura cristalina de los
aminoácidos (Jeffrey y Mitra 1984; Dado y Gellman 1994).
Los puentes de hidrógeno son muy importantes en la estabilidad, conformación
y reconocimiento del ADN, conformación de proteínas y en el reconocimiento
sustrato-receptor (Yang et al., 1998). Menezes en el 2003 realizó un estudio
molecular computarizado de la interacción sustrato-receptor de derivados
35
cumarínicos con la enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa presente
en los glicosomas del parásito Tripanosoma cruzi. En este modelo Figura 4; a)
Se observa la afinidad de la molécula hacia la enzima con mapas
electroestáticos (azul) y estéricos (amarillo). b) Puentes de hidrógeno de la
cumarina con el residuo de la Thr167, Arg249 y Asp210
a) b)
Figura 4.- Interacción por puentes de hidrógeno sustrato-receptor de derivados
cumarínicos con la enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (Menezes
et al., 2003)
Las aminas como el 2-aminoetanol son muy utilizadas como base para el
diseño de nuevos fármacos (Watson et al., 2000), se han reportado como
fármacos con actividad α−adrenérgicos (Balsamo et al., 1979; Epifani et al.,
1983).
Ha sido de especial interés estudiar en solución los puentes de hidrógeno a
través de la técnica de RMN, para evidenciar diversos efectos en su ambiente
(Gellman et al., 1990). Estos trabajos han sido útiles para estudiar y
comprender la conformación de péptidos (Kopple et al., 1969; Stevens et al.,
1980).
La dependencia del desplazamiento químico con la temperatura del protón
amídico (∆δ/∆T), ha sido estudiada permitiendo establecer la presencia del
enlace por puente de hidrógeno intramolecular (Yang et al., 1999). Los datos
36
obtenidos son una herramienta para establecer la dependencia del
desplazamiento químico del protón amídico con la temperatura en un
disolvente aceptor de protones como el DMSO-d6, el cual solvata a los
protones ácidos por lo que el intercambio lento de estos protones tenderá a
mover la señal observada al incrementar la temperatura (Martínez-Martínez et
al., 1998).
Otro estudio en solución de los puentes de hidrógeno es por espectroscopia de
IR es utilizada para valuar termodinámicamente el puente de hidrógeno
intramolecular. El IR permite detectar el equilibrio entre el estado de enlace y
no enlace de hidrógeno por lo que la constante de equilibrio (Ke) puede ser
extraída entre ambos estados.
Keq = (δobs-δn/δe-δobs)
Donde:
δ obs= desplazamiento químico observado para el protón NH a una
temperatura.
δn = desplazamiento químico del NH a la temperatura del estado de no enlace.
δe = desplazamiento químico del NH a la temperatura del estado de enlace.
De la grafica de ln Keq vs inverso de la temperatura (1/T) se obtiene la
ecuación de van´t Hoff
ln Keq = (-∆H°/RT) + ∆S°/R
A partir de esta ecuación pueden ser evaluados parámetros termodinámicos
como la entalpía (∆H°) y entropía de asociación ( ∆S°) (Gellman et al., 1991;
Dado y Gellman 1994).Sin embargo el IR no es una técnica útil cuando existen
señales que se traslapan (Gellman et al., 1991).
OBJETIVO GENERAL
◊ Determinar en solución las interacciones débiles no covalentes por
puente de hidrógeno bifurcado por temperatura variable de RMN de 1H
de las carboxiamidas 1g-3g, 5g, y 7g.
37
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
◊ Establecer la presencia de interacciones débiles no covalentes por
puente de hidrógeno bifurcados en solución de las carboxiamidas 1g-3g,
5g, y 7g por temperatura variable de RMN de 1H.
◊ Comprobar la participación de puentes de hidrógeno intramoleculares
para la formación de heterociclos intramoleculares.
2.3) METODOLOGÍA
Por lo anterior se escogieron derivados cumarínicos 1g-3g, 5g, y 7g los cuales
la estructura es propicia para puente de hidrógeno interno y llevar a cabo el
estudio de temperatura variable en solución con la finalidad de conocer la
movilidad del protón amídico, con valores de delta de desplazamiento y de
temperatura (∆δ/∆Τ) y establecer la formación de puente de hidrógeno.
Se registraron los espectros de RMN 1H a varias temperaturas (20° a 90°), para
observar la dependencia del desplazamiento químico del protón amídico (N-H)
con la temperatura (∆δ/∆Τ) en presencia de un disolvente aceptor de protones
(DMSO-d6) . Los valores de delta de desplazamiento y de temperatura
(∆δ/∆Τ), son obtenidos a partir de: ∆δ = δ2 − δ1; donde δ2 = desplazamiento
químico final, δ1 = desplazamiento químico inicial y ∆Τ = Τ2−Τ1; Τ2 =
temperatura final, Τ1 = temperatura inicial). Los rangos de los valores de ∆δ/∆T
son de: -4X10-3 y -12X10-3 ppm/K para sistemas con puente de hidrógeno
intermoleculares y de -1x10-3 y -3X10-3 ppm/K para puentes de hidrógeno
intramoleculares o asociados al disolvente (Desseyn et al., 2004; Martínez-
Martínez et al., 1998).
A manera de ejemplo en la Figura 5, se muestra una serie de espectros a
diferente temperatura donde se puede observar la poca movilidad del protón
amídico para el compuesto con MeO-. Para este compuesto se tiene que:
Sustituyendo:
∆Τ =� 90 - 20 = 70
∆δ = 8.788 - 8.894 = -0.106 ppm
Entonces:
∆δ/∆Τ = −1.5X10-3 ppm
38
Figura 5.- Espectro de temperatura variable para el derivado cumarínico 3g
(MeO-).
2.4) RESULTADOS Y DISCUSIONES
Con la finalidad de determinar en solución la presencia de interacciones por
puente de hidrógeno intramolecular se estudiaron los compuestos 1g (-NO2),
2g (-Cl), 3g (MeO-), 5g (-Br) y la carboxiamida sin sustituir 7g (-H), (Figura 6)
debido a que el protón amídico puede actuar como un centro aceptor de
electrones, formando dos anillos intramoleculares uno de cinco y otro de seis
miembros. De acuerdo a la Figura 6 se espera la formación de amidas cuya
notación gráfica se describe con el siguiente patrón: Gad(n); G=S; anillos
intramoleculares, a; Número de aceptores en el puente de hidrógeno, d;
Número de donadores en el puente de hidrógeno, n; Número de átomos
involucrados (Bernstein et al., 1995).
90°
80°
70°
60°
50°
40°
30°
20°
39
Figura 6.- Formación de anillos intramoleculares por puente de hidrógeno
bifurcado propuestos para las carboxiamidas.
Las carboxiamidas sustituidas con los grupos -NO2 (1g) , -Cl (2g), MeO- (3g), -
Br (5g), -H (7g), presentaron valores de ∆δ/∆Τ < de -3X10-3 ppm K-1 (ver Tabla
1). Este valor indica que en estos compuestos existen puentes de hidrógeno
intramoleculares, indicando que son fuertes porque su desplazamiento no varía
significativamente con la temperatura (Gellman et al., 1991; Martínez-Martínez
et al., 1998).
Tabla 1.- Valores de ∆δ/∆Τ para los derivados cumarínicos con NO2 (1g), Cl
(2g), MeO (3g), Br (5g), H (7g).
H Cl Br NO2 MeO
∆δ∆δ∆δ∆δ/∆∆∆∆T
(ppm K -1) -2.4X10-3 -2.1X10-3 -2.2X10-3 -2.2X10-3 -1.5X10-3
Estos valores demuestran que el confórmero más probable en solución, para
estos compuestos, es el confórmero I, (Figura 7) que forma puente de
hidrógeno donador bifurcado intramolecular.
O
N
O
O
R
OHHS(6) S(5)
R = (1g) NO2
R = (2g) ClR = (3g) MeOR = (5g) Br R = (7g) H
40
O
N
O
O
R
H
H H
OO
N
O
O
R
H
H HOH
O O
RO
NHHO
O O
R
OH
O
N
O
O
R
H
OH
I II
III
IV
V
NH
O
H
Figura 7.- Confórmeros probables para los compuestos cumarínicos.
Los compuestos -NO2 (1g) , -Cl (2g), -Br (5g), -H (7g), tienen valores de ∆δ/∆Τ
entre -2.2X10-3 y -2.4X10-3 ppm/K, que indican puentes de hidrógeno
intramolecular de menor energía, comparándolos con el compuesto con MeO-
(3g), que tiene un valor de -1.5X10-3 ppm/K, indicando que es un puente de
hidrógeno fuerte. Cabe señalar que no se encontró alguna influencia en el
sustituyente para la formación de los puentes de hidrógeno.
La interacción por puente de hidrogeno del protón amídico influye notablemente
en la estabilización de la molécula durante la formación de anillos
intramoleculares de cinco y seis miembros.
El puente de hidrógeno bifurcado de los compuestos 1g-3g, 5g y 7g se estudió
y clasificó también por difracción de Rayos – X, lo cual se discute en el capítulo
III.
41
2.5) CONCLUSIONES
Se comprobó la presencia de interacciones débiles no covalentes de los
compuestos -NO2 (1g), -Cl (2g), -Br (5g), -H (7g), a través de temperatura
variable de RMN de 1H con valores de ∆δ/∆Τ entre -2.2X10-3 y -2.4X10-3 ppm/K,
que indican puentes de hidrógeno intramolecular de menor energía,
comparándolos con el compuesto con MeO- (3g), que tiene un valor de -
1.5X10-3/K, indicando que es un puente de hidrógeno fuerte.
Los derivados cumarínicos tienen la estructura propicia para la formación de
puente de hidrógeno donador bifurcado que promueve la formación y
estabilización de heterociclos intramoleculares.
2.6) BIBLIOGRAFÍA
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45
Capítulo III
3) ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE DERIVADOS CUMARÍNICOS
ESTADO SÓLIDO Y SUS ARREGLOS SUPRAMOLECULARES.
3.1) INTRODUCCIÓN
Dada la evidencia de las interacciones intermoleculares en solución en el
capítulo II. En el presente capítulo, se describe un estudio en estado sólido de
las interacciones débiles no covalentes dipolo-dipolo además de interacciones
no clásicas de tipo metileno-π; C-H···π, π−π, y halógeno-halógeno. Estas
interacciones se observaron en ocho derivados cumarínicos cristalizados,
analizados a través de difracción de Rayos-X. Este estudio, además confirmó la
existencia de los puentes de hidrógeno bifurcados en cinco carboxiamidas
derivadas de la familia de las etanolaminas, estudiadas en solución en el
capítulo II. Estas interacciones son importantes en el ensamble de unidades
moleculares dentro de la estructura supramolecular.
3.2) ANTECEDENTES
La difracción de Rayos-X de un monocristal es un método físico que provee
evidencia de la unión entre átomos para formar enlaces, tanto formales,
intramoleculares e intermoleculares, que pueden ser fuertes moderados ó
débiles, ó bien, parámetros de unión de los átomos (Nishio, 2004). El término
“Química supramolecular” (de latín supra “arriba, más allá”) fue introducido en
1978 por J. M. Lehn. La química supramolecular es una rama interdisciplinaria
de la ciencia que involucra aspectos químicos, físicos, biológicos y
tecnológicos. La química supramolecular, “más allá de la moléculas” ha sido
uno de los campos de crecimiento rápido en la investigación química (Sinnokrot
y Sherril 2006); es la química de los ensambles moleculares e interacciones
intermoleculares, que definen la estructura de los cristales moleculares
(Soldatov y Terekhova 2005). Un ejemplo de la importancia de la química
supramolecular es el estudio de las fuerzas intermoleculares que intervienen en
los sistemas biológicos en la interacción entre moléculas (Smith, 2005).
46
3.2.1) Interacciones no covalentes
Las interacciones no covalentes juegan un papel importante en el ensamble de
unidades moleculares dentro de la estructura supramolecular para determinar
la conformación en el empaquetamiento cristalino (Sinnokrot y Sherril 2006;
Lommerse et al., 1996). Lo más importante en un análisis en estado sólido, es
el discernimiento y habilidad de explotar las interacciones no covalentes. Estas
tienen un rango de interacciones intermoleculares (al igual que en estado
líquido, simplemente que aquí son más marcadas) y fuerzas de atracción y
repulsión (Munshi y Row 2005), como las interacciones de: ión-ión, ión-dipolo,
dipolo–dipolo, dipolo-dipolo inducido, fuerzas de London, fuerzas de Van der
Waals y puentes de hidrógeno. Este tipo de fuerzas intermoleculares se
pueden subdividir en clásicas: puentes de hidrógeno y no clásicas:
interacciones C-H···π, dipolares, C=O···C=O, π−π, halógeno-halógeno. Todas
estas interacciones son importantes en la determinación de la estabilidad de la
estructura cristalina (Suezawa et al., 2001; Nishio, 2004). Dentro de estas
interacciones no covalentes, aquellas que involucran halógenos y diversos
sustituyentes tienen una direccionalidad definida para el empaquetamiento de
las moléculas en la red cristalina. (Munshi y Row 2005; Nishio, 2004). En los
últimos años las interacciones débiles han tomado gran importancia debido a
que ahora son más fáciles de detectar por diferentes métodos de análisis de
estructuras cristalinas (Munshi y Row 2005). En nuestro grupo de trabajo ya se
ha reportado el análisis estructural en estado sólido de una serie de derivados
del carboxilato de etilo de la cumarina, utilizando difracción de Rayos-X. En la
Figura 1 se presenta la estructura molecular del carboxilato de etilo de la
cumarina, que presenta una conformación syn entre el carbonilo de la lactona y
el carbonilo del carboxilato, este arreglo es menos frecuente que la
conformación anti (García- Báez et al., 2003).
47
Figura 1.- Estructura molecular en estado sólido del carboxilato de etilo de la
cumarina (García-Báez et al., 2003).
El análisis de este tipo de compuestos es de considerable importancia para el
estudio tridimensional. Estudiando las interacciones intermoleculares ayudan a
su elucidación estructural y sus arreglos supramoleculares son importantes en
la ingeniería cristalina (Baures et al., 2002). La ingeniería cristalina se hace
interesante por dirigir a la Química Supramolecular diseñando estructuras
periódicas con una deseada organización supramolecular (Soldatov y
Terekhova 2005).
3.2.2) Interacciones no clásicas π−π
Las interacciones entre los sistemas π han sido muy estudiadas. Éstas ocurren
por la repulsión entre dos sistemas π, que presentan fuerzas de atracción entre
dos nubes π cargadas negativamente, formando un ¨sándwich¨ con un
esqueleto σ cargado positivamente (Hunter y Sanders 1990). Son interacciones
no covalentes intermoleculares que contribuyen y controlan el ensamble
molecular, se optimizan por geometrías de traslape específico. Los electrones
de los sistemas π son considerados arriba del plano como cargas
fraccionalmente negativas y abajo del plano cargados positivamente (Janiak,
2000). Los tres tipos de interacciones π-π y distancias entre ellas que puede
presentar una molécula en una estructura supramolecular son: a) Cara-cara
48
(3.4 – 3.8 Å), b) en forma de T (< 5.0 Å) y c) paralelamente desplazadas (3.7 –
4.6Å) (Sinnokrot et al., 2002), (Figura 2).
Figura 2.- Distintas formas de interacciones π−π, a) cara-cara, b) en forma de T
y c) paralelamente desplazadas (Sinnokrot et al, 2002).
Se ha reportado en estado sólido que el carboxilato de etilo de la cumarina,
muestra un apilamiento π−π paralelamente desplazado entre el anillo bencénico
(B) y el anillo de la lactona (L) y viceversa (Figura 3). Este tipo de apilamiento
se debe a la resonancia entre los anillos de la cumarina, que da origen a una
polaridad opuesta entre el anillo de la lactona (L), deficiente en electrones, y el
anillo bencénico (B), rico en electrones. En la Figura 4 se analiza la estructura
de los dos anillos en resonancia (García- Báez et al., 2003).
Figura 3.- Apilamiento π−π y C-H···π del carboxilato de etilo de la cumarina
(García- Báez et al., 2003).
49
Figura 4.- Estructuras de resonancia para derivados del carboxilato de etilo de
la cumarina (García- Báez et al., 2003).
3.2.3) Puentes de hidrógeno clásicos y no clásicos
Un tipo de interacción no covalente es el puente de hidrógeno (D-H···A), el
llamado ¨pegamento¨ supramolecular (Beatty et al., 2002) también llamado
enlace de hidrógeno termino consagrado en la Química, es preferible llamarlos
puentes de hidrógeno para marcar la diferencia con los enlaces covalentes
(Desiraju et al., 2002). Existen diversos criterios para caracterizar los puentes
de hidrógeno, algunos parámetros son energéticos, espectroscópicos y
geométricos. De acuerdo a todos estos criterios, los puentes de hidrógeno se
clasifican en fuertes moderados y débiles (Steiner, 2002) (Tabla 1).
Tabla 1.- Clasificación de los puentes de hidrógeno, según criterios propuestos
por Steiner, (2002).
Fuerte Moderado Débil
Tipo de interacción Fuertemente covalente
Mayor electrostáticas
Electrostáticas/ dispersión
Longitud de enlace A-H≈H···B A-H<H···B A-H<<H···B Distancia H···A (Å) 1.2 -1.5 1.5 – 2.2 >2.2
Distancia D···A (Å) 2.2 – 2.5 2.5 – 3.2 > 3.2
Ángulos de enlace(°) 170-180 >130 >90
Cambio en la vibración ννννs(cm -1)
25% 10-25% <10%
Desplazamiento químico ( δδδδ) 1H(ppm)
14-22 <14 --
Energía de enlace (Kcal/mol) 15-40 4-15 <4
O
O O
R
O O
R
O
O O
R
O
+
-
+
-
B L
50
Los puentes de hidrógeno O-H···O y N-H···O son una herramienta para dirigir
el reconocimiento molecular (Baures et al., 2002). Estas interacciones juegan
un papel muy importante en la organización supramolecular, en los sistemas
biológicos, ya que participan en la conformación de proteínas (estructuras
secundaria y terciaria), en el reconocimiento fármaco–receptor, proteína–
fármaco, así como en la conformación de los ácidos nucléicos. En la Figura 5
se observan las interacciones de los puentes de hidrógeno entre las bases
nucleotídicas que conforman el ADN (Lehninger, 2005).
Figura 5.-Interacciones por puente de hidrógeno entre los nucleótidos del ADN
(Lehninger, 2005).
En años recientes ya se han reportado trabajos de derivados cumarínicos con
puente de hidrógeno intra-intermolecular. En la Figura 6 se observa la
presencia de un puente de hidrógeno intramolecular en la N-ciclohexil-2-oxo-
2H-1-benzopiran-3-carboxiamida. Este enlace se forma entre el protón amídico
y el oxígeno del carbonilo de la lactona, N12-H12···O2, reportándose una
distancia entre N12···O2 de 2.7426 Å (Magaña- Vergara et al., 2004).
51
Figura 6.- Interacción por puente de hidrógeno intramolecular en la N-
Ciclohexil-2-oxo-2H-1-benzopiran-3-carboxiamida (Magaña-Vergara et al.,
2004).
En los derivados cumarínicos también se pueden observar interacciones de
puente de hidrógeno de tipo C - H···X, (donde X = O) (Figura 7), donde se
observa una conformación syn entre el carbonilo del carboxilato y el carbonilo
de la lactona (García-Báez et al., 2003).
Figura 7.-Interacción C - H···O de la carboxilato de etilo de la cumarina, a lo
largo del eje c (García- Báez et al., 2003).
Por lo anterior los puentes de hidrógeno en los derivados cumarínicos son
útiles para el empaquetamiento de las moléculas en la red cristalina y el diseño
de estructuras supramoleculares.
52
3.2.4) Interacciones no clásicas C - H···π
La interacción C - H···π, es una especie de puentes de hidrógeno entre ácidos
suaves C-H y bases suaves del sistemas π (Nishio, 2004), y están presentes en
diversos compuestos orgánicos. Son mayormente dispersivas y en parte de
transferencia de carga y fuerzas electrostáticas, la interacción C - H···π es
importante en la determinación de la estabilidad de cristales orgánicos, es
significativa para la conformación del empaquetamiento cristalino y el ensamble
de unidades moleculares dentro de la estructura supramolecular (Suezawa et
al., 2001). Ocurren entre grupos alifáticos y aromáticos, así el complejo
metano-benceno, es la configuración preferida, en donde el hidrógeno del
metano esta dirigido al centro del anillo del benceno (Ringer et al., 2006, Figura
8).
H
H
H H
Figura 8.- Complejo metano-benceno (Ringer et al., 2006).
3.2.5) Interacciones no clásicas halógeno-halógeno
Las interacciones halógeno-halógeno son debidas a fuerzas de atracción
pueden ser usadas para organizar la estructura supramolecular en un cristal,
siendo la distancia entre ambos halógenos menores a la suma de los radios de
Van der Waals (Ramasubbu et al., 1986). Las interacciones halógeno-
halógeno, son el resultado de la polarización de los halógenos adyacentes. El
comportamiento de los átomos de halógeno como donador o aceptor es
comprendido por la distribución de la carga atómica no esférica de sus átomos
(Bosch, 2002, Figura 9).
53
Figura 9.- Distribución de carga atómica no esférica de átomos de halógeno
(Bosch, 2002).
Los potenciales electrostáticos se han estudiado en las moléculas que tienen
halógenos en su mayor parte negativos con una capa positiva. Hay dos
preferencias angulares para interactuar con los halógenos: Los nucleófilos se
acercan de frente adentro de la región polar δ(+), mientras que los electrófilos
atacan de lado delante de la región ecuatorial δ(-) (Lu et al., 2007, Figura 10).
C C X
δ(-), Región ecuatorial(electrófilos)
δ(+), Región polar(nucleófilos)
Potencial electrostáticonegativo
Potencial electrostáticopositivo
Figura 10.- Preferencias angulares de los halógenos (Lu et al., 2007).
Las interacciones intermoleculares entre halógenos y átomos electronegativos;
C-X, donde X = F, Cl, Br, I, N y O son muy comunes (Ramasubbu et al., 1986).
Estas interacciones tienen una preferencia direccional debido a la densidad de
distribución electrónica alrededor del halógeno, son interacciones atractivas por
los efectos electroestáticos, polarización, transferencia de carga, y dispersión
(Lommerse et al., 1996).
Todas estas interacciones no covalentes descritas anteriormente pueden ser
estudiadas en las estructuras cristalinas de los derivados cumarínicos
sustituidos con halógenos, y así poder obtener información para la formación
de sus estructuras supramoleculares.
El entendimiento de las interacciones débiles en el empaquetamiento cristalino,
marca un mejor desarrollo de la química supramolecular y hace posible el
diseño de nuevas estructuras supramoleculares. Es por esta razón que en este
54
capítulo estudiaremos las interacciones débiles en estado sólido de los
derivados cumarínicos Figura 11.
Figura 11.- Estructura supramolecular de la aceto-amido cumarina (García-
Báez et al., 2003).
OBJETIVO GENERAL
◊ Analizar por difracción de Rayos-X las interacciones débiles no
covalentes presentes en las estructuras cristalinas de los compuestos
cumarínicos 2, 2c, 3, 1g - 3g, 5g y 7g.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
◊ Establecer el tipo de interacciones dipolares débiles (clásicas y no
clásicas) presentes en los sistemas cumarínicos.
55
◊ Demostrar en estado sólido la presencia de puentes de hidrógeno
bifurcado en los derivados cumarínicos 1g - 3g, 5g y 7g.
◊ Comparar la formación del puente de hidrógeno bifurcado, en solución y
en estado sólido de las cumarinas 1g - 3g, 5g y 7g.
3.3) RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para realizar el estudio en estado sólido se logró la cristalización adecuada de
los compuestos 2, 2c, 3, 1g - 3g, 5g y 7g. Los compuestos 2, 2c, 3, 2g, 3g, 5g
y 7g cristalizan con un grupo espacial P21/n y 1g tiene un grupo espacial P-1,
los parámetros obtenidos mediante su análisis de difracción de Rayos-X, se
muestran en el Anexo 1. En la Figura 12 se muestran los diagramas ORTEP,
donde se observa en todas las estructuras moleculares una conformación anti
entre los carbonilos de la lactona C(2)=O(2) y del carboxilato C(11)=O(11). Los
compuestos 2, 2c, 3, 2g, 3g, 5g , 7g y 1g tienen un desorden dinámico, por los
modos de vibración térmica de los átomos alrededor de las posiciones de
equilibrio y 1g tiene un desorden de disolvente, por cristalizar con la molécula
del agua.
7g 2g
5g 3g
56
1g 2
5 2c
Figura 12.- Estructuras moleculares de 2, 2c, 3, 1g, 2g, 3g, 5g y 7g
3.3.1) Interacciones no clásicas dipolares.
En los derivados cumarínicos 2 y 5, se encontraron interacciones dipolares,
carbonilo-carbonilo; C=O···C=O, carbonilo-π; C=O···π; halógeno-carbonilo; C-
X···C=O, que son responsables del ensamble supramolecular.
Los dos compuestos se apilan por interacciones dipolares. En ausencia de los
puentes de hidrógeno, las interacciones dipolares son muy fuertes como para
dirigir el ensamble supramolecular. Además la sustitución de los átomos de Cl y
Br no altera el apilamiento cristalino.
Las dos interacciones dipolares del carbonilo del carboxilato con el carbonilo de
la lactona; C=O···C=O forman un apilamiento de los dímeros centrosimétricos
[O11· · ·C2iii = 3.130(2)Å, C11-O11· · ·C2 = 108.9 (1)Å, C11· · ·O2-C2 =
55.1(1) Å, para 2 (Figura 13), O11· · ·C2 = 3.130(3)Å, C11-O11· · ·C2 =
109.0(2) Å, C11· · ·O2-C2 = 55.5(2)Å para 5 (Figura 14) respectivamente. En
esta interacción el grupo carbonilo del carboxilato actúa como donador de
densidad y el C2 actúa como aceptor de densidad electrónica (Fujii et al., 2005;
Allen et al., 1998).
Se encontró que el grupo carbonilo del carboxilato y el centroide del anillo de la
lactona [CgL; (O1, C2, C3, C4, C9, C10)] están alineados casi paralelamente
[C11O11· · ·CgL= 96.5 (1)° ( 2) y 96.8(2)°( 5), y separados por 3.034(3)Å en (2)
y 3.035(2)Å en (5). Esta interacción es debida al par libre de electrones del
oxígeno O11 con el anillo de lactona, deficiente de densidad electrónica.
57
La interacción dipolar C-X···O (X = halógeno), es una interacción fuertemente
direccional, ya que la distancia de la interacción es menor a la suma de los
radios de Van der Waals (rvdw) de los átomos involucrados (rvdwC1.7 Å, rvdwCl1.75
Å, rvdwBr1.85 Å, rvdwN1.55 Å, rvdwO1.52 Å, rvdwH1.09Å; Lommerse et al., 1996;
Bilewicz et al., 2007). Se observaron interacciones dipolares para el compuesto
2, del halógeno con el carbono de la lactona (C-Cl(δ-)···C(δ+)=O), presentaron
una distancia de Cl1· · ·C2iv = 3.456(2)Å, C11—Cl1· · ·C2 = 95.8(1)° y Br1(δ-)·
· ·C2(δ+)iv = 3.516(3)Å, C11-Br1· · ·C2 = 95.5(2)°, indicando la atracción entre
estos átomos. Estas interacciones dipolares se observan en la Figura 13 y
Figura 14.
Figura 13.- Apilamiento cristalino inducido por interacciones dipolares del
compuesto 2.
58
Figura 14.- Apilamiento cristalino inducido por interacciones dipolares del
compuesto 5.
Para el compuesto 2g el alineamiento molecular es paralelo. Este arreglo
promueve la interacción dipolar del carbonilo de la lactona con el átomo de
cloro δ(+)C(2)=O(2)(δ-)··(δ+)Cl(6)─C(6)(δ-) = 3.026(2)Å, (Figura 15), donde el
átomo de cloro es aceptor del par de electrones del átomo de oxígeno del
carbonilo por el potencial electrostático positivo de los halógenos (Bosch, 2002;
Fujii et al., 2005). Esta interacción entre un ácido de Lewis (átomo de Cloro) y
la base de Lewis (grupo carbonilo), ya ha sido reportada con una distancia de
3.289 Å (Peña et al., 2006), ligeramente mayor a la reportada en este trabajo.
En la Figura 16 se observa las Interacciones intermoleculares del átomo de Cl6
de la cumarina base con dos moléculas cercanas.
59
60
Figura 15.- Compuesto 2g. a) Interacción dipolar C(2)=O(2)···Cl(6),
C(2)=O(2)···H8─C8, O1···H8─C8 definidas en un plano. b) Interacción dipolar
C(2)=O(2)···Cl(6) y las interacciones π··· π que mantiene unidos los
apilamientos supramoleculares.
61
Figura 16. Compuesto 2g. a) Interacciones intermoleculares del átomo de Cl6
de la cumarina base con dos moléculas cercanas. b) Interacciones
intermoleculares definidas en un plano de seis cumarinas.
En contraste con el compuesto 2g, el compuesto 2c presentó un apilamiento
molecular en forma de zig-zag (Figura 17). En este acomodo se observan
interacciones dipolares entre el átomo de Cloro y el C=O lactónico, ambos con
el centroide del anillo lactónico Cl6(δ-)···CgL y C2=O2···CgL (Tabla 2). El
átomo de cloro y el átomo de oxígeno del carbonilo actúan como donadores de
electrones y el anillo lactónico actúa en ambos casos como aceptor de
electrones. Las interacciones halógeno ···π, son causadas por interacciones
electrostáticas y de dispersión entre los sistemas π y el átomo de halógeno
(Shishkin, 2008). Estas interacciones son importantes para el apilamiento en
bicapas en el compuesto 2c (Figura 17).
Tabla 2.- Interacciones dipolares para el compuesto 2c.
Y-X···Cg X···Cg(Å) Y-Cg(Å) Y-X···Cg(Å) Código de simetría
C6 -Cl6···CgL 3.920(3) 3.582(7) 65.90(2) 2-x,-y,1-z
62
C2-O2···CgL 3.105(5) 3.599(6) 104.8(4) -x,1-y,1-z
Figura 17.- Estructura supramolecular del compuesto 2c.
Los compuestos 1g, 5g y 7g, tienen interacciones dipolares con el anillo de la
lactona (L). Para el compuesto 1g (Figura 18) la lactona interacciona con el
carbonilo del carboxilato C (11)-O(11) ···CgL, C(11)···CgL = 3.358(2)Å,
108(13)°, en el 5g la interacción se da entre el carbonilo del carboxilato y la
lactona C(11)-O(11)···CgL, O(11)··· CgL = 3.021(4)Å, 93(3)° y para 7g con el
carbonilo de la lactona C(2)-O(2)···CgL, O(2)··· CgL = 3.785(2) Å, 103(15)°. En
todas estas interacciones el anillo lactónico actúa como aceptor del par de
electrones del oxígeno.
63
Figura 18.- Interacción dipolar C=O···CgL del compuesto 1g.
3.3.2) Interacciones no clásicas de polarización halógeno - halógeno.
Para la molécula con el sustituyente Br (5g), se observó una interacción
halógeno – halógeno. Ésta se explica como una fuerza atractiva del
alineamiento molecular y es menor a la suma de los radios de van der Waals
entre Br···Br = 3.618(4)Å, C-Br···Br =99.6(3)° (Figura 19). Esta interacción
halógeno-halógeno ha sido reportada anteriormente con una distancia
ligeramente mayor a la obtenida en el compuesto; 5g. Reddy reportó en 1996,
una distancia de 3.91 Å; en el 2002, Narasimha en el 2002 y Zamman en el
2004 reportaron una distancia de 3.72 Å; y 3.68 Å respectivamente. Esta
interacción se explica como el resultado de la polarización de los halógenos, en
donde un halógeno actúa como donador de electrones y otro halógeno como
aceptor. Esta interacción tiene una preferencia direccional debido a la densidad
de distribución electrónica alrededor del núcleo del halógeno, por lo que es
atractiva entre ambos.
64
Figura 19.- Interacción intermoleculares halógeno-halógeno del compuesto 5g
e interacciones por puente de hidrógeno de O15─H15···O15.
3.3.3) Interacciones no clásicas C-H···π .
La interacción C(13)–H(13)···π, participa en el ensamble intermolecular de los
derivados cumarínicos 2, 5, 2c y 5g. El hidrógeno del grupo metileno actúa
como ácidos débiles dirigiendo hacia la densidad π� del benceno [CgB; (C5,
C6, C7, C8, C10, C9)]
Tabla 3.- Interacción del C-H···π de los compuesto 2, 5, 2c y 5g.
X-H···Cg H···Cg(Å) X-Cg(Å) X-H··· Cg(°) Código de simetría
2 C13-H13···CgB 2.96 3.826(6) 150 1-x,1-y,1-z
5 C13-H13 ···CgB 2.96 3.834(5) 150 1-x,-y,1-z
2c C13-H13B ··· CgB 2.87 3.768(8) 155 1-x,-y,1-z
5g C13-H13···CgB 2.75 3.5897 143 -x,-y,1-z
65
3.3.4) Interacciones no clásicas π−π.
Las interacciones de atracción π−π en los derivados cumarínicos ocurren
comúnmente, entre el anillo bencénico (B) y el anillo de la lactona (L) y
viceversa. Esto debido a la polaridad opuesta entre ambos anillos. Esta
asociación entre ambos anillos, son importantes en el empaquetamiento
cristalino de los derivados cumarínicos y son definidos de la siguiente manera:
El centroide del anillo lactónico es definido por CgL = anillo de la lactona (O1,
C2, C3, C4, C9, C10) y el centroide del anillo arómatico CgB = anillo del
benceno (C5, C6, C7, C8, C10, C9) Tabla 4.
Tabla 4.- Distancias intercentroides entre el anillo bencénico (B) y el anillo
lactónico (L) de los compuestos cumarínicos 2g (-Cl), 3g (MeO-), 5g (-Br), 7g(-
H) y 2c.
Comp . (6-sust.) Anillos Distancia
Intercentroide (Å) Distancia
Interplanar(Å) α(°)α(°)α(°)α(°)∗∗∗∗ γ(°)γ(°)γ(°)γ(°)++++++++
H (7g)
BL´ y B´L 3.7047(17) 3.3379(10) 0.86(12) 25.71
Cl (2g)
BL´ y B´L
3.7335(8) 3.2515(6) 0.75(7) 29.43
Br (5g)
BL´ y B´L
3.793(3) 3.285(2) 1.0(2) 29.97
MeO (3g)
BL´ y B´L 3.5388(14) 3.2920(3) 1.39(3) 21.53
Cl (2c)
BL´ y B´L 3.7335(8) 3.2516(6) 0.75(7) 29.43
*Ángulo diedro entre los planos de los centroides CgL, CgB ++Ángulo diedro del vector normal al plano entre los centroides CgL···CgB. Códigos de simetría : 7g) x,1+ y, z. 5g) -x, -y, 1-z. 3g) -x, -y,-z. 2g) 1-x,1-y, 2-z. 3.3.5) Estudio de puentes de hidrógeno clásicos y no clásicos de derivados
cumarínicos.
A partir de las estructuras moleculares de Rayos-X de los derivados
cumarínicos 1g (-NO2), 2g (-Cl), 3g (MeO-), 5g (-Br) y carboxiamida sin
halogenar 7g (-H), se obtuvieron datos en estado sólido sobre los puentes de
hidrógeno bifurcados. En la Figura 20 se observa los dos tipos de
conformaciones formadas por los puentes de hidrógeno intramoleculares.
66
Las notaciones gráficas de los puentes de hidrógeno intramoleculares, aceptor
bifurcado; H(4)···O(11)···H(13) y donador bifurcado O(2)···H(12)···O(15),
corresponden a la formación de anillos intramoleculares de tres anillos de cinco
y uno de seis miembros [S(6),S(5), S(5)], para los compuestos con -H (7g),
MeO- (3g), -NO2 (1g). Para los compuestos 2g (Cl) y 5g (Br), no se formó el
puente de hidrógeno bifurcado con el protón amídico O(2)···H(12)···O(15),
formándose solo el puente de hidrógeno intramolecular con el O(2 ), por lo que
solo se formaron dos anillos de cinco y uno de seis miembros [S(6),S(5)]
(Figura 20).
O
N
O
O
R
OHH
H H
O
N
O
O
R
OHH
H H
S(6)
S(5) S(5)
S(5)
R = HR = MeOR= NO2
S(5) S(5) R = ClR = Br
S(6)
Figura 20.- Puentes de hidrógeno intramoleculares no clásicos en estado
sólido.
Todas las estructuras moleculares analizadas adoptaron la conformación anti
entre el carbonilo de la lactona y el amídico. Se estabiliza por el puente de
hidrógeno bifurcado, formada por el hidrógeno de la amida N-H con el O(2)
oxígeno de la lactona y el O(15) oxígeno del grupo hidroxilo[N(12)-
H(12)···O(2)=C(2)], con distancias menores a la suma de los radios de Van der
Waals. Las distancias de enlace y los ángulos son característicos del puente de
hidrógeno : N(12)-H(12)···O(2); H(12)···O(2) = 2.06Å, 136° (1g), 2.01Å, 137°
(7g), 2.02Å, 138° ( 2g), 2.05 Å, 136° ( 5g), 1.97Å, 138° ( 3g) y N(12)···O(2);
2.741(3)Å (1g), 2.721(3) Å (7g), 2.7319(17)Å, (2g), 2.729(6)Å, (5g),
2.6771(13)Å, (3g) y para el puente de hidrógeno con el O(15), las distancias y
ángulos N(12)-H(12)···O(15); H(12) ···O(15)= 2.60Å, 101° ( 1g), 2.42 Å, 102°
(7g), 2.34 Å, 106° ( 3g) y N(12)···O(15); 2.894(3)Å (1g), 2.7128(15)Å(3g),
2.742(3)Å(7g)]. La suma de los ángulos alrededor de H(12) es: 359.0°( 7g),
359.0° ( 1g) y 358.0°( 3g). Los compuestos con halógenos 2g y 5g, no
presentan este puente de hidrógeno intramolecular porque el ángulo de torsión
entre los átomos de N(12)-C(13)-C(14)-O(14) = 64.7(16)°, para 2g y 71.6(5)°
para 5g, además de formar puentes de hidrógeno intermoleculares e
intramoleculares [O···H···O], donde participan el oxígeno del grupo hidroxilo
67
con el oxígeno del carboxilato, O(15)···O(11) = 2.7571(16)Å, 170°( 2g) (Figura
21), y del hidrógeno con el oxígeno del grupo hidroxilo de diferentes moléculas
H(15)···O(15), 3.013(5)Å, 154° (5g) (Figura 22). El arreglo de los tres átomos
involucrados para los compuestos, 7g, 3g y 1g, O(2)···H(12)···O(15), tienen un
ángulo de 119.6° ( 7g), 113.6° ( 3g) y 122.3° ( 1g). Todas las distancias ángulos
y descriptores de los puentes de hidrógeno intramoleculares, así como la
clasificación en fuertes moderados o débiles (Steiner, 2002) se resumen en la
Tabla 5.
Figura 21.- Puente de hidrógeno intramolecular O(15)─H(15)···O(11)=C(11), e
interacciones intermoleculares C(4)─H(4)···O(15) del compuesto 2g.
Figura 22.- Puente de hidrógeno intermolecular O···H···O, del compuesto 5g.
68
Tabla 5.- Parámetros geométricos de los puentes de hidrógeno
Intramoleculares para los compuestos 1g (NO2), 2g (Cl), 3g (MeO), 5g (Br) y
7g(H).
D – H···A D – H (Å) H···A (Å) D···A (Å) Ángulo D-H···A
(°)
Clasificación
1g(NO2) N(12)-H(12)···O(2) 0.86 2.06 2.741(3) 136 Moderado N(12)-H(12)···O(15) 0.86 2.60 2.894(3) 101 Moderado C(4)-H(4)···O(11) 0.93 2.42 2.748(3) 101 Débil C(13)-H(13)···O(11) 0.97 2.61 2.770(3) 89.0 Débil
2g(Cl) N(12)-H(12)···O(2) 0.88 2.02 2.7319(17) 138 Moderado C(4)-H(4)···O(11) 0.95 2.39 2.7281(18) 100 Débil C(13)-H(13A)···O(11) 0.99 2.46 2.8346(19) 102 Débil
3g(MeO) N(12)-H(12A)···O(2) 0.86 1.97 2.6771(13) 138 Moderado N(12)-H(12A)···O(15) 0.86 2.34 2.7128(15) 106 Moderado C(13)-H(13B)···O(11) 0.97 2.62 2.8487(15) 93.2 Débil C(4)-H(4A)···O(11) 0.93 2.49 2.7977(14) 100 Débil
5g(Br) N(12)–H(12)···O(2) 0.86 2.05 2.729(6) 135 Moderado C(4)-H(4)···O(11) 0.95 2.46 2.779(6) 99 Débil C(13)-H(13A)···O(11) 0.99 2.52 2.748(6) 92 Débil
7g(H) N(12)–H(12)···O(2) 0.88 2.01 2.721(3) 137 Moderado N(12)–H(12)···O(15) 0.88 2.42 2.742(3) 102 Moderado C(13)-H(13)···O(11) 0.99 2.58 2.785(3) 91 Débil C(4) –H(4)···O(11) 0.95 2.41 2.748(3) 100 Débil
También se encontró el puente de hidrógeno intramolecular no clásico cíclico
está formado entre O(11), con H(4) y H(13), H(4) ···O(11) = 2.748(3)Å, 101°
(1g), 2.748(3) Å, 100° ( 7g), 2.7281(18)Å, 100° ( 2g), 2.779(6)Å, 99.45° ( 5g)
2.797(14)Å, 100° ( 3g), y H(13) ···O(11) = 2.770(3)Å, 89.0°( 1g), 2.785(3)Å,
90.66°( H), 2.8346(19)Å, 101°( 2g), 2.748(6)Å, 92.43°( 5g) 2.8487(15)Å,
93.15°( 3g). Además del puente de hidrógeno intermolecular de O···H···O entre
H(15) ···O(11) = 2.7571(16)Å, 170° (2g), 2.778(3) Å, 174°( 7g), 2.7573(14) Å,
176° ( 3g) y de H(15)···O(16), 2.779(2)Å , 170°( 1g), H(15)···O(15), 3.013(5) Å,
154°( 5g). Estos datos confirman los resultados analizados en solución en el
capítulo II, donde solo se señaló la existencia de la presencia de puentes de
hidrógeno intramoleculares y la elucidación de las moléculas en estado sólido y
el análisis de las interacciones señalan y comprueban la existencia de puentes
69
de hidrógeno intramolecular donador-aceptor bifurcado. El arreglo
tridimensional cristalino para cada derivado cumarínico contiene puentes de
hidrógeno cuyas distancias, ángulos y sus respectivos descriptores
cristalográficos se resumen en la Tabla 6.
Tabla 6.- Interacciones de puente de hidrógeno intermoleculares para los
compuestos 1g (NO2), 2g (Cl), 3g (MeO), 5g (Br) y 7g (H).
D – H···A D - H(Å) H···A(Å) D···A(Å) Ángulo D-H···A(°)
Clasificación
1g (NO2) O(15)-H(15)···O(16)a 0.84 1.94 2.779(2) 174 Fuerte O(16)-H(16A)···O(15)b 0.84 2.08 2.918(3) 170 Fuerte O(16)-H(16B)···O(15)c 0.84 2.10 2.931(2) 173 Fuerte C(4)-H(4)···O(11)d 0.93 2.41 3.232(3) 147 Débil C(5)-H(5)···O(11)d 0.93 2.43 3.238(3) 145 Débil C(7)-H(7)···O(16)e 0.93 2.55 3.469(3) 171 Débil C(8)-H(8)···O(2)f 0.93 2.49 3.368(3) 158 Débil C(14)-H(14A)···O(6)g 0.97 2.56 3.433(3) 150 Débil
2g (Cl) O(15)-H(15)···O(11)a 0.84 1.93 2.7571(16) 170 Fuerte C(4)-H(4)···O(15)b 0.95 2.38 3.2245(19) 148 Débil C(8)-H(8)···O(2)c 0.95 2.60 3.4542(18) 150 Débil
3g (MeO) O(15)-H(15A)···O(11)a 0.85 1.92 2.7573(14) 173 Fuerte C(8)-H(8A)···O(6)a 0.93 2.55 3.3822(17) 149 Débil C(4)-H(4A)··· O(2)b 0.93 2.54 3.3431(17) 145 Débil C(5)-H(5A)···O(11)b 0.93 2.54 3.3922(17) 153 Débil C(13)-H(13B)···O(15)c 0.97 2.55 3.2932(15) 134 Débil
5g (Br) O(15) -H(15)···O(15)a 0.84 2.24 3.013(5) 154 Fuerte C(4) –H(4)···O(11)b 0.95 2.31 3.164(6) 149 Débil C(5) –H(5)···O(11)c 0.95 2.45 3.260(6) 143 Débil C(8) -H(8)···O(2)d 0.95 2.33 3.265(6) 168 Débil
7g (H) O(15)-H(15)···O(11)a 0.84 1.94 2.778(3) 174 Fuerte C(5)-H(5)···O(15)b 0.95 2.60 3.461(3) 151 Débil
Códigos de Simetría 1g) a = 1-x,-y, 1-z, b = x,y,z, c = 2-x,-y, 1-z, d = 1-x, 1-y,-z, e = 1+x,y,-1+z, f = 3-x,-y,-z, g = -1+x,y,1+z. 2g) a = 1+x, y, z, b = -1+x, 3/2-y,-1/2+z, c = 2-x,1-y, 2-z. 3g) a = -1+x, y, z, b = -1+x, y, z, c = x, 1/2-y,1/2+z. 5g) a = x, 1/2-y,-1/2+z, b = -x,-y,-z, c = 1-x,-y, 2-z. 7g) a = x, 51/2-y, 1/2+z, b = x, 3/2-y,-1/2+z.
En el capítulo II se estudió la presencia de puentes de hidrógeno amídico
intramolecular en estado líquido de los compuestos 1g (-NO2), 2g (-Cl), 3g
70
(MeO-), 5g (-Br) y 7g (-H). Los resultados obtenidos indicaron que todos los
compuestos presentaban puentes de hidrógeno intramoleculares, esto fue
comprobado en la elucidación estructural en estado sólido; sin embargo cabe
señalar que en los compuestos 2g (-Cl), y 5g (-Br), no se formó el puente de
hidrógeno intramolecular N(12)···O(15), debido a las interacciones por puente
de hidrógeno intra-intermoleculares presentes en ambas moléculas. Como
consecuencia, estos compuestos solo presentaron dos anillos intramoleculares
de cinco miembros y uno de seis miembros en contraste con lo observado para
los compuestos 1g (-NO2), 3g (MeO-), y 7g(-H), que si formaron el puente de
hidrógeno intramolecular N(12)···O(15) junto con su respectivo anillo
intramolecular de cinco miembros y por lo tanto la formación del puente de
hidrógeno intramolecular donador bifurcado.
3.4) CONCLUSIONES Se elucidaron por medio de la difracción de Rayos–X de monocristal las
estructuras moleculares de 8 derivados cumarínicos (2, 2c, 5, 1g-3g, 5g y 7g )
cuyos empaquetamientos cristalinos dieron información relevante sobre las
diferentes interacciones intermoleculares que están presentes en esta clase de
moléculas.
Se demostró que principalmente las interacciones dipolo-dipolo: carbonilo-
carbonilo; C=O(δ-)···C(δ+)=O, carbonilo-π; C=O···π, halógeno-carbonilo; C-X(δ-
)···C(δ+)=O, C(2)=O(2) (δ-)···Cl(6) (δ+), halógeno-lactona; Cl6(δ-)···CgL
,C(2)=O(2)···CgL, carbonilo-benceno; C (11)-O (11) ···CgB, son los
responsables del apilamiento cristalino.
En los compuestos 2, 5, 2c y 5g se caracterizaron interacciones débiles no
clásicas de tipo C-H···π, entre el metileno y el anillo bencénico de los derivados
cumarínicos.
Se observó la presencia de interacciones π−π entre el anillo bencénico y
lactónico, favorecida por la polaridad opuesta entre ambos anillos que dió
origen a la formación de interacciones no clásicas en los compuestos 2g (-Cl),
3g (MeO-), 5g (-Br), 7g(-H) y 2c.
También se demostró la presencia de la interacción no clásica de polarización
halógeno-halógeno (Br···Br) para el compuesto 5g. Esta interacción atractiva
71
entre los halógenos, es resultado de la polarización de los halógenos, donde un
halógeno actúa como donador y otro halógeno actúa como aceptor, teniendo
una fuerte preferencia direccional debido a la densidad de distribución
electrónica alrededor del núcleo del halógeno.
Se comprobó a través de difracción de Rayos-X, la presencia de puentes de
hidrógeno donador bifurcado en los compuestos 1g, 3g, y 7g. Estas tres
moléculas se comportan igual tanto en solución como en estado sólido. En los
compuestos 2g y 5g, no formaron el puente de hidrógeno donador bifurcado
por la formación de puentes de hidrógeno intramoleculares e intermoleculares
con otros átomos.
Los derivados cumarínicos son buenos sintones para estudiar las
interacciones débiles no covalentes tanto en sólido como en solución,
contribuyendo así al diseño de estructuras supramoleculares.
3.5) BIBLIOGRAFÍA
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75
Capítulo IV
4) ESTUDIO DEL PUENTE DE HIDRÓGENO EN SALES DE
IMINA PREPARADAS A PARTIR DE CUMARINAS
4.1) INTRODUCCIÓN
En la discusión de los resultados derivados de la cristalización de compuestos
cumarínicos en el capítulo III, se observó la apertura del anillo de la lactona en
el compuesto 9, resultado interesante que dió origen al presente capítulo.
En este capítulo se presenta un nuevo método de síntesis para la preparación
de las sales de imina de los compuestos 8-10. Se obtuvieron tres nuevos p-
nitrofenolatos a partir del carboxilato de etilo de la cumarina; se presenta su
caracterización en solución y estado sólido. Además, se evidencia la presencia
del puente de hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-N+] y se establece su
estructura en estado sólido.
4.2) ANTECEDENTES
Los compuestos aromáticos como el benceno, están asociados a una
deslocalización electrónica cíclica π , causando un decremento alternado en la
longitud de enlace entre sus carbonos y un incremento en la estabilidad de su
estructura (Krygowski y Stepien 2005). La importancia del sustituyente en las
propiedades químicas y fisicoquímicas de sistemas aromáticos es interesante
debido a los efectos electrónicos inductivo y de resonancia que provocan en el
sistema aromático (Krygowski et al., 2004; Krygowski et al., 2007).
Los cambios sistemáticos de diversos sustituyentes en la longitud de enlace C-
C en sistemas aromáticos como los bencenos sustituidos ha atraído mucho la
atención (Butt et al., 1987).
Por otra parte, las bases de Schiff son iminas aromáticas que contienen un
grupo arilo enlazado a un nitrógeno o carbono, estas forman un grupo de
compuestos en química orgánica y son productos de la condensación de
aminas con aldehídos (Wosniak et al., 1995). Dentro de este contexto las bases
76
de Schiff, tienen interesantes propiedades como termocrómicas y fotocrómicas,
por lo que puede ser la base de numerosas aplicaciones (Koll, 2003).
Estos sistemas imínicos contienen un puente de hidrógeno intramolecular que
pueden darle a la molécula un carácter iónico o neutro de acuerdo con la
posición que guarde el protón fenólico. El sistema consiste en un átomo básico
(B) con un par de electrones libres (comúnmente oxígeno o nitrógeno), los
cuales son aceptores del protón del grupo ácido A-H, según se muestra en la
Figura 1. (Sobczyk, 2005).
A
BR
H
Figura 1.-Moléculas iónicas con puente de hidrógeno intramolecular.
Los puentes de hidrógeno intramoleculares son estudiados con reacciones de
transferencia de protón, debido a que estos sistemas aportan estabilidad
termodinámica y estructural al puente de hidrógeno (Koll, 2003).
El sistema fenolato ha sido estudiado por Hong-Ping en 2004, el cual ha
reportado la formación de complejos con metales, donde por cada catión del
Pb+2 es coordinado por dos átomos de nitrógeno del ligando 2,2-bipiridina, dos
átomos de oxígeno del anión p-nitrofenolato y un átomo de oxígeno del anión
nitrato, por lo que el anión del p-nitrofenolato actúa como puente entre los dos
átomos de Plomo formando un complejo dimérico (Figura 2).
Figura 2.- Estructura molecular del complejo del p-nitrofenolato coordinado al
Pb+2 (Hong-Ping et al., 2004)
77
También se ha reportado por Nuwer en 1991, una inclusión de un anión p-
nitrofenolato, (substrato) en una ciclodextrina (receptor), donde reportan
parámetros cinéticos y termodinámicos estudiados a través de
voltamperometría.
Los aniones p-nitrofenolatos tienen la característica de ser muy coloridos, por
esta razón también han sido ensayados colorimétricamente (Gale et al., 1999).
También se relacionan los desplazamientos de RMN de 13C con las constantes
de Hammet (Wosniak et al., 1995).
Se ha calculado el patrón experimental de las distancias de enlace, del p-
nitrofenol y del anión p-nitrofenolato, encontrando diferencias en su geometría
(Figura 3). Esta diferencia estructural es debida al efecto del sustituyente sobre
la deslocalización electrónica π en los compuestos aromáticos. A menudo estos
efectos están asociados a la transferencia de carga intramolecular y es
fuertemente expresada por una estructura quinoide (Krygowski y Stepien
2005).
O
NO O
HO
NOO
-
1.3601.396
1.383
1.3921.393
1.244
1.450
1.378
1.400
1.241
1.292
1.424
1.373
1.400
1.418
1.247
1.400
1.373
1.428
1.241
Figura 3.- Datos experimentales en el anillo del p-nitrofenol y del anión
p-nitrofenolato.
Los puentes de hidrógeno intramoleculares formados entre el grupo o-hidroxilo,
y la base de Schiff, donde el protón esta adyacente al átomo de oxígeno, y en
otros casos donde el protón se encuentra unido al nitrógeno, es un tema que
esta siendo estudiado (Sobczyk, 2005).
Cuatro estructuras quiniodes del p-nitrofenolato en resonancia fueron
estudiadas por Krygowski, et al., (1997), que se muestran en la Figura 4, el
protón del hidroxilo es transferido al átomo de nitrógeno, dada la mayor acidez
78
del grupo OH. Como resultado, la transferencia de carga intramolecular se
observa mayoritariamente con las estructuras III y IV.
NO2
NH
O
NO2
HO N
H
NO2
O N
NO2
HO N
12.5% 15.9% 21.6 % 50.0% I II III IV
+ +
Figura 4.- Estructuras de resonancia del p-nitrofenolato.
OBJETIVO GENERAL
◊ Estudiar las formas resonantes que contribuyen mayoritariamente en los
p-nitrofenolatos 8, 9 y 10 en solución y en estado sólido.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
◊ Caracterizar los p-nitrofenolatos 8, 9 y 10 por RMN de 1H y 13C.
◊ Establecer en solución por RMN, la estructura de resonancia que más
participa en los p-nitrofenolatos 8, 9 y 10.
◊ Determinar la estructura de resonancia que más participa en los p-
nitrofenolatos 8, 9 y 10 en estado sólido.
◊ Demostrar por difracción de Rayos- X, la formación de puente de
hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-N+].
4.3) METODOLOGÍA
Comúnmente las bases de Schiff se obtienen con la condensación de aminas
con aldehídos y cetonas, en este trabajo se obtuvieron con la metodología que
a continuación se detalla.
79
Las sales imínicas se sintetizaron a partir del compuesto 1 (ver parte
experimental) al realizar la condensación de la aminas primarias: 1-(2-amino
etil)piperidina, fenietilamina y 1,4-Bis(3-aminopropil)piperazina, en una reacción
equimolar, utilizando piperidina como catalizador y etanol como disolvente. La
reacción se llevó a ebullición por 24 hrs se obtuvieron las iminas o bases de
Schiff que originan los p-nitrofenolatos correspondientes.
4.4) RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En el Esquema 1 se muestra el mecanismo propuesto donde se inicia con el
ataque de los pares de electrones básicos de la amina primaria al doble enlace
b), y la formación de la imina correspondiente c), la deficiencia de electrones de
la amina, provoca un movimiento de electrones hasta el carbonilo lactónico d),
con hidrólisis del etanol del medio de reacción e), y aunado a la deslocalización
electrónica del anillo aromático debida al sustituyente NO2 en posición para,
por los efectos de resonancia e inductivo negativo dará origen a la apertura del
anillo f) y la formación del p-nitrofenolato correspondiente g).
80
O
O
O
O2N OEt
NNH2
O2N
N
R
H
O
H
O2N
O
N
H
R
NH2
N
NNH2
NH2
OEt
O
O2N
N
R H
O
O
HOEt
O O
O2N
N
R H
OHH
O O
OEtO
O2N
N
R
H
O O
OEt
O O
OEtEtO
H+
H+
EtOH
EtOH
O
O
O
O2N OEt
HN
H
H
R
a)
b)b)
c)d)
e)f)
g)
EtOH / Piperidina
R=
R=
R=
-
:
-
:
+
+
..
+
-
+
:
-H
Esquema 1.- Mecanismo de reacción propuesto para la obtención de p-
nitrofenolatos.
81
En el esquema 2, se muestran los p-nitrofenolatos 8, 9 y 10.
NH2
N
H
O
O2NN
N
HO
O2N
N
NH2N
N
NH2
NH2
O
O O
O2NOEt
N
N
N
HO
NO2
N
HO
O2N
8)
+ +
10)
9)
EtOHPiperidina
--
81
4
6
7 9
10
11
12
13
14
5
+
+
-
-
1)
23
Esquema 2.- p-nitrofenolatos obtenidos 8, 9 y 10.
4.4.1) Análisis por Resonancia Magnética Nuclear.
En las Tablas 1 y 2 se muestran los valores de los desplazamientos químicos
(δ ppm) de 1H y 13C de los p-nitrofenolatos 8, 9 y 10.
Tabla 1.- Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 1H de p-nitrofenolatos 8,
9 y 10.
Comp. H6 H5 H3 H7
8
(DMSO-d6) 6.62
d,3J=9.0 8.02
dd,4J=3.0, 3J=9.0
8.35 D,4J=3.0 8.66 3.91 (dt, 2H, -NHCH2-), 3.03 (t, 2H, -CH2 fenil),
7.21-7.35 (m, 5H, fenil).
9
(CDCl3) 6.90
d,3J=9.0 8.16
dd,4J=3.0, 3J=9.0
8.23 D,4J=3.0 8.31 3.75 (dt, 2H, -NHCH2-), 2.65 (t, 2H, -CH2N-); piperidina; 2.38 (m, 4H,
NCH2-),1.58 (m, 4H, -CH2-),1.46 (m, 2H, -CH2-).
10
(DMSO-d6) 6.50
d,3J=10.0 7.96
dd,4J=3.0, 3J=10.0
8.37 D,4J=3.0 8.68 3.62 (dt, 4H, -NHCH2-), 1.84 (tt, 4H, -CH2-), 2.30 ( t, 4H, -CH2N-);
piperazina 2.48 (m, 4H, NCH2-).
82
Tabla 2.-Desplazamientos químicos (δ ppm) de RMN 13C de p-nitrofenolatos 8,
9 y 10.
Comp. C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7
8
(DMSO-d6) 176.9 113.5 133.8 129.0 132.1 122.4 166.9 53.5 (NCH2), 35.8 (CH2fenil), (128.7 (Ci), 128.4 (Co), 126.4 (Cm), 122.4 (Cp).
9
(CDCl3) 172.6 115.8 129.4 127.9 128.9 120.7 165.8 38.5 (CONHCH2), 53.6 (-CH2N), piperidina: 54.8 (Co), 26.2 (Cm) y 24.3 (Cp).
10
(DMSO-d6) 178.9 114.7 133.5 129.8 132.9 123.5 167.2 39.3 (CONHCH2), 26.7 (-CH2), 55.4 (-CH2N); piperazina; 53.1 (–NCH2-).
Los compuestos 8 -10 presentan tendencias similares en los desplazamientos
químicos. Iniciando la discusión con los protones aromáticos, el H-6 muestra
una señal doble entre 6.50 y 6.90 ppm; este valor es característico en la
estructuras quinoides, en contraste con lo observado en los compuestos
aromáticos. Para H-5 (7.96-8.16 ppm), se observa un doble de doble por el
acoplamiento de este protón con, H-6 y H-3 presentando constantes de
acoplamientos de 4J = 3.0, 3J = 9.0 y 10 Hz respectivamente, debido a que el
protón amídico es muy ácido se desplaza a frecuencias muy altas y por lo
tanto, solo se observan abriendo la ventana espectral. En la Figura 5 se
muestra el espectro de RMN de 1H del compuesto 8.
El análisis de los datos de RMN de 13C, mostró que el C-1 es el carbono más
desprotegido por el oxígeno del ión fenolato, desplazándose a frecuencias altas
entre 172.6-178.9 ppm. Para los carbonos en posición orto al sustituyente (C-3
y C-5) se observan a frecuencias altas; por ejemplo para el compuesto 8, C-
3,133.8 ppm y C-5,132.1 ppm debido al efecto inductivo negativo y resonante
del sustituyente.
83
Figura 5.-Espectros de RMN de 1H en compuesto 8 disuelto en DMSO-d6.
Con los datos de δ obtenidos por RMN del protón H-6 y C-1 principalmente, son
datos de δ correspondientes a estructuras quinoide, por lo que se deduce que
la forma de resonancia II es la que más participa en solución (Figura 6).
NO2
NH
OO N
NO2
O N
NO2
-
++
+
I II III
H H
Figura 6.- Estructuras de resonancia de p-nitrofenolatos.
N
H
O2N
O
+
1
4
6
7
9
8
10
-
3
5
2
84
4.4.2) Difracción de Rayos –X del compuesto 9.
Durante la síntesis del p-nitrofenolato 9, se obtuvieron cristales por evaporación
lenta en acetato de etilo, de calidad adecuada para el estudio de difracción de
rayos–X. Los datos de colección y refinamiento, obtenidos en este estudio se
reportan en el Anexo I.
Todas las distancias de enlace C-C, C-N, C-O, N-O y ángulos de enlace
coinciden con las distancias y ángulos de enlace reportadas en la literatura
para compuestos parecidos (Butt et al., 1987). En la Tabla 3 se reportan las
distancias características para este compuesto.
Tabla 3.- Distancias de enlace (Å) y Ángulos de enlace (º) selectos para el
compuesto 9.
Átomos Distancia (Å) Átomos Ángulos (º)
O1-C9 1.256(3) O6A-N6-O6B 122.9(2)
O6A-N6 1.227(3) O6A-N6-C6 118.6(2)
O6B-N6 1.229(3) O6B-N6-C6 118.4(2)
N6-C6 1.444(4) C4-N11-C12 124.1(2)
N11-C4 1.284(4) C13-N14-C15 111.6(2)
N11-C12 1.451(4) C13-N14-C19 120.3(2)
N14-C13 1.449(5) C15-N14-C19 110.2(3)
N14-C15 1.450(4) N11-C4-C10 125.4(2)
N14-C19 1.456(4) NC6-C5-C10 120.8(3)
N11-C12 1.451(4) N6-C6-C5 119.9(2)
En la estructura molecular del compuesto 9 (Figura 7), se resalta la formación
de la imina, manifestada por el enlace C=N = 1.284(4) Å, y el ángulo alrededor
del nitrógeno C4-N11-C12 de 124.1 (2) °.
85
Figura 7- Estructura molecular del compuesto 9.
El puente de hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-N+], encontrado en la
molécula (Figura 8) presenta ángulos y distancias de enlace de N(11)···O(1) =
2.678(2)Å y N11-H11···O1 = 132° (Tabla 4), donde regularmente el protón se
encuentra en el átomo de oxígeno (Krygowski et al., 1997). La molécula 9
involucra interacciones débiles intermoleculares por puente de hidrógeno N11-
H11···O1 y C12-H12B ···O1 y del grupo nitro C4-H4 ···O6A, C5 –H5···O6A y
finalmente C12-H12A···O6B (Tabla 4).
Figura 8.- Puente de hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-N+], compuesto 9.
86
Tabla 4.- Particularidades de los puentes de hidrógeno para el compuesto 9.
D - H···A D - H(Å) H··· A(Å) D··· A(Å) D - H···A(°) N(11) -H(11)···O(1) 0.86 2.02 2.678(2) 132 C(5)-H(5)···O(6A)i 0.93 2.57 3.403(4) 149 C(4)-H(4)···O(6A)i 0.93 2.44 3.303(3) 155 C(12)-H(12A)···O(6B)ii 0.97 2.53 3.137(4) 120
Códigos de simetría: (i) = [1-x, y,-1/2-z], (ii)= [-1+x, y, z]. La deslocalización electrónica del anillo aromático se ve aumentada debida al
sustituyente NO2 en posición para y se asocia con un incremento en la
estabilidad de su estructura. Este efecto se da por interactuar a través de los
efectos de resonancia con el fenolato (Krygowski et al., 1997; Krygowski y
Stepien 2005).
Ya han sido reportadas las distancias de enlace de algunas quinonas y
confirman que las distancias de enlace son similares, para el p-nitrofenolato 9;
C(5) – C(10) = 1.392(4) Å, C(7) – C(8) = 1.356(4) Å comparándolas con los p-
nitrofenolatos reportados 1.420 Å y 1.350 Å, respectivamente (Butt et al., 1987).
La transferencia del protón del oxígeno al nitrógeno con una distancia de
enlace C(9)-O(1) = 1.256(3) Å, tiene parcialmente carácter de doble enlace.
Esto causa que la densidad electrónica π se desplace del anillo aromático hacia
el átomo de oxígeno y resulte una significante elongación de C(8)-C(9) =
1.433(5) Å y C(9)-C(10) 1.449(4) Å.
Por lo anterior descripción de la geometría molecular del p-nitrofenolato 9 se
puede concluir que la estructura de resonancia III donde el protón se encuentra
en el átomo de nitrógeno (Figura 9).
OH
NOO
N-1.256(3)
1.392(4)
1.444(4)
1.229(3)
1.356(4)
1.227(3)
1.284(4)1.449(3)1.433(5)
Figura 9.- Geometría de la estructura canónica del fragmento aromático del p-
nitrofenolato 9.
87
Las interacciones π−π de los dobles enlaces C9-O1 y del doble enlace imínico
C4-N11 (Figura 10), son los que mantienen unidas a las moléculas y forman
estos canales electrónicos, hay interacciones adicionales del grupo nitro con
Csp2-H (alqueno, imínico) y Csp3-H (metilénico) que mantienen unidas a la
moléculas en forma de listones ondulados.
El ángulo de torsión más importante es el formado por los átomos
N(11)C(12)C(13)N(14) con un ángulo de 62.7°. Este á ngulo favorece en la
estructura supramolecular un arreglo en bicapas.
En la Figura 11, (a) se muestran las interacciones intermoleculares del tipo N-
O···H-C del grupo nitro con los C-H de los dobles enlaces C-C conjugados de
la nitro y CH de metilenos que son los que mantienen la forma sinusoidal de las
bicapas. En las Figura 11 (b) se muestra una rotación de 90° del plano de
interacción de estos contactos, fuera del plano de papel, se muestra la primera
capa. En la Figura 11 (c) se muestra las dos capas presentes en este agregado
cristalino.
Figura 10.- Interacciones intermoleculares de la densidad π del carbonilo de la
quinona y la densidad π del doble enlace imínico C4-N11 del p-nitrofenolato 9.
.
88
Figura 11. a) La interacciones intermoleculares del tipo N-O···H-C del grupo
nitro con los C-H de los dobles enlaces C-C conjugados del nitro y CH de
metilenos son los que mantiene la forma sinusoidal de las bicapas, b) Rotación
de 90° del plano de interacción de estos contactos, fuera del plano de papel,
tiene la primera capa, c) En esta Figura se observa las dos capas presentes en
este agregado cristalino del p-nitrofenolato 9.
Con los datos de δ en solución y la geometría en estado sólido se pueden
confirmar que la estructura de resonancia II es la más favorecida en solución y
89
en estado sólido la estructura III, donde el protón amídico se encuentra en el
átomo de nitrógeno.
4.5) CONCLUSIONES Se sintetizaron tres nuevos p-nitrofenolatos; N-(5-nitro-salicil-feniletilamina) (8),
N-(5-nitro-salicil-aminoetil (9), piperidina), N-(5-nitro-salicil-1,4-Bis(3-
aminopropil)piperazina] (10), con una metodología diferente a las reportadas en
la literatura. Se estableció por un estudio de RMN de 1H y 13C, que la estructura
de resonancia II es la más favorecida en solución.
Se realizó un estudio por difracción de Rayos – X del compuesto 9, que
demostró la formación de un puente de hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-
N+]. Las interacciones intermoleculares en donde participa el grupo nitro son
del tipo N-O···C-H que mantienen unidas a las bicapas, también las
interacciones π−π del grupo carbonilo C9=O1 con el grupo imínico C4=N11 son
las responsables de mantener unidas las bicapas, por medio de interacciones
dipolo-dipolo (Figura 9). También se comprobó que la estructura resonancia III,
donde el protón se encuentra en el átomo de nitrógeno, es la más favorable en
estado sólido.
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hidrogen bonding in N- Salicylideneanilines X – ray diffraction and solid-
state NMR studies. Journal of Chemical Society Faraday Trans, 91, 77-85.
91
Capítulo V
5) ESTUDIO PRELIMINAR TEÓRICO-PRÁCTICO DE LA
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LAS CUMARINAS.
5.1) INTRODUCCIÓN
La literatura refiere una diversidad de propiedades biológicas que tienen las
cumarinas, esto es importante para seguir desarrollando fármacos a partir de
estos compuestos. Por lo anterior se pensó que los compuestos sintetizados en
este trabajo, pudiesen presentar alguna actividad biológia y se realizaron
algunas pruebas con este fin. A continuación se describen algunas de las
propiedades biológicas encontradas en la revisión bibliográfica.
5.2) ANTECEDENTES
Wouters en 2002, elucidó por difracción de Rayos-X, derivados cumarínicos,
los cuales presentan una conformación syn del carbonilo de la lactona y del
carboxilato. Esta conformación resultó de trascendencia para la inhibición de la
quimiotripsina, ya que permite la interacción de los carbonilos de las cumarinas
con el residuo Ser190 de la enzima además estabilizado por el anillo bencilo
por fuerzas de Van der Waals con el residuo Trp215 (Figura 1).
92
Figura 1.- Unión del derivado cumarínico 6-clorometilo-2-oxo-2H-cromano-3-
bencilo con el residuo Ser190 de la enzima quimiotripsina (Wouters et al.,
2002).
Los derivados cumarínicos han sido evaluados por modelaje molecular 3D
sobre el sitio activo, de la xantina oxidasa, el grupo hidroxi en la posición 6 de
la esculetina forma un puente de hidrógeno con el residuo E802 de la xantina
oxidasa (Figura 2), la esculetina resultó tener una alta afinidad al sitio de enlace
de la xantina oxidasa. (Lin et al., 2008).
Figura 2. –Modelo molecular de enlace de la esculetina con el residuo E802 de
la xantina oxidasa (Lin et al., 2008).
93
La enzima gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, presente en los glicosomas
del parásito Tripanosoma cruzi, agente causal de la enfermedad de Chagas, es
inhibida por derivados de la 3-piperonilcumarinas (Figura 3), mostrando una
alta afinidad de unión a la enzima (Menezes et al., 2003). El diseño fue basado
en estructuras de productos naturales previamente identificados, los estudios
de estructura acticvidad indicarón que los derivados con alta actividad tienen
anillos heterocíclicos, el modelaje molecular computarizado sugirió los
diferentes modos de enlace para los derivados prediciendo su actividad
antiparasitaria (De Marchi et al., 2004).
O
O
OO
R1
R1 = OAc, H
Figura 3.- 3-Piperonilcumarinas con actividad inhibitoria de la enzima
gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (De Marchi et al., 2004).
Los ensayos farmacológicos in vitro de derivados cumarínicos (Figura 4), han
mostrado que estos compuestos presentan una actividad inhibitoria a la enzima
monoaminooxidasa (MAO) (Chimenti et al., 2004).
O
R
O
O
R1R= H, CH3, Br, Cl, NO2 R1 = -OEt, -OH,-Cl
Figura 4.- Compuestos 3-Acilcumarinas, con actividad inhibitoria de la
Monoamino oxidasa (MAO) (Chimenti et al., 2004).
La monoaminooxidasa (MAO) es una enzima mitocondrial implicada en la
degradación de aminas y de neurotransmisores (Yu et al., 2004), que utiliza
Dinucleótido Flavin Adenina (FAD) como cofactor y que se enlaza fuertemente
94
a las membranas externas de las mitocondrias neuronales. Existen dos
isoformas las cuales tienen diferente distribución en el tejido: Monoamino
oxidasa tipo A (MAOA) y la Monoamino oxidasa tipo B (MAOB). La primera se
localiza predominante en las neuronas serotoninérgicas y la segunda, en las
neuronas noradrenérgicas (Chimenti et al., 2004). Los inhibidores de la MAO
son útiles terapéuticamente en el tratamiento de depresión, ansiedad y como
agentes coadyuvantes en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson y
Alzheimer (Arai et al., 2002). Las furanocumarinas aisladas de Psoralea
corylifolia (Leguminosae) tienen actividad inhibitoria para ambas enzimas,
MAOA y MAOB (Dong et al., 2001). Recientemente, se han utilizado programas
computacionales para diseñar nuevos inhibidores de la MAOA, con esta
predicción teórica posteriormente fueron sintetizados, caracterizados y
ensayados experimentalmente y obtuvieron un derivado con alta actividad
(Santana et al., 2006).
Otra actividad farmacológica importante de las cumarinas es la reportada por
Kempen et al., (2003), quienes sintetizaron derivados cumarínicos (Figura 5) y
comprobaron su efecto como inhibidores de fibrosarcoma.
O O
YO
O
X
1) x = Cl Y= H2) x = Cl Y= CH3
3) x = Cl Y= Cl4) x = Fl Y= CH3COO5) x = Br Y= CH3COO
Figura 5.- Derivados cumarínicos con actividad inhibitoria de cáncer (Kempen
et al., 2003).
Las cumarinas también poseen actividades antifúngicas. Un ejemplo es el que
reportó Sayed (2004), quién demostró que derivados cumarínicos como el que
se muestra en la Figura 6 tienen actividad inhibitoria del hongo Penicillium spp.
95
O
O
O
C6H5-CH2O
O
Figura 6.- Derivado cumarínico con propiedad antifúngica (Sayed 2004).
La actividad antibacterial también ha sido experimentada por Gursoy y Karali
(2003), quienes sintetizaron la 4-(3-cumarin)-3-bencil-4-tiazolin-2-ona
bencilhidrazona (Figura 7), probándola como inhibidor del Mycobacterium
tuberculosis, bacteria causante de la tuberculosis.
O O
R
S
N
NN
1
RR1 = H, Br
R2 = OH, OCH3, OC2H5, NO2 ,CH3
2
Figura 7.-Derivados de 4-(3-cumarin)-3 bencil-4 tiazolin-2–ona bencilhidrazonas
(Gursoy y Karali 2003).
Una alternativa de los químicos son las herramientas de la Química
Combinatoria para construir librerías de compuestos con características
estructurales variadas, con un acceso y con grandes colecciones de
compuestos que poseen una gran diversidad de propiedades físicas y
farmacológicas. La Química Combinatoria, es una técnica que permite la
formación de nuevas especies químicas y que consiste en la construcción de
librerías de compuestos, con características estructurales, propiedades físicas
y farmacológicas (Terrett, 2005).
96
Para demostrar estos principios, se ha reportado una colección de librerías con
aproximadamente 10000 compuestos derivados de la cumarina. El objetivo fue
encontrar compuestos lipofílicos para asegurar una buena penetración de la
membrana plasmática, que tuvieran un PM < 500, de los cuales 4000
estructuras con dichas características se encontraron que tiene un amplio
rango de propiedades biológicas, capaces de interactuar con una variedad de
receptores (Tabla 1, Nicolaou et al., 2000).
97
Tabla 1. Ejemplo de derivados de 2-2-dimetil benzopironas con actividad
biológica (Nicolaou et al., 2000).
Derivado cumarínico Actividad biológica
Me
MeOO O
Antitumoral
O
O
OH
Me
Me
O
Inhibidor de la
transcriptasa reversa
del VIH
O
O Me
Me
MeOH
CHOOH
MeO
Antibacterial
OO O
OH
Me
Me
MeOOMe
Inhibidor de la
proteína-cinasa C
O
Me
Me
OMe
MeO
MeO
Inhibidor del
transporte de
electrones del NAD+
El ácido 3,4-dihidroxi-cinámico (ácido caféico), es un compuesto carbonílico α-β
insaturado, derivado del ácido cinámico, que guarda una gran similitud
estructural con los anillos base de los compuestos sintetizados en este trabajo
(Figura 8), (Lee et al., 2004; Narasimhan et al., 2004). El ácido caféico y sus
análogos son antioxidantes naturales (Son y Lewis, 2002; Pérez et al., 2001)
98
debido a su capacidad de donar hidrógenos a radicales libres de los grupos
hidroxilo situados en posición orto uno del otro en el anillo catecol.
O
O
O
OH
OH
O
O O
O
H
H
Figura 8.- Estructura química del ácido caféico (Pérez et al., 2001).
Los compuestos cumarínicos reportados en este trabajo y el ácido caféico
tienen estructuras análogas; lo que sugiere, que las cumarinas podrían actuar
como antioxidantes debido a la presencia de un sistema carbonílico� α−β
insaturado. Los grupos donadores de hidrógenos, han mostrado tener efecto
como atrapadores de radicales libres actuando como antioxidante.
Actualmente, la síntesis de muchos derivados cumarínicos, se ha reportado
con actividad antioxidante/antinflamatoria (Figura 9).
O
N
O
NN
O OOH
CH2
Figura 9.- Derivados cumarínico con actividad antiinflamatoria/antioxidante
(Kontogiorgis, y Handjipavlou, 2005).
El conjunto de factores estructurales que permiten explicar la actividad de una
molécula puede ser parametrizado por diferentes sustituyentes que la
constituyen, usualmente los fármacos orales son definidos por cuatro rangos de
parámetros fisicoquímicos: PM < 500, log P < 5, donadores de puentes de
hidrógeno < 5, aceptores de puentes de hidrógeno < 10. Estas características
están asociadas en el 90% de fármacos, con solubilidad acuosa y
99
permeabilidad intestinal, lo cual comprende los cinco pasos de la
biodisponibilidad oral (Lipinski, 2004).
En contexto se sabe que la cumarina y la hidroxicumarina son muy poco
solubles en agua, por lo que su biodisponilidad in vivo es reducida, ya que la
solubilidad en agua es considerada un valor crítico en la distribución de un
compuesto, pues limita la absorción, sin embargo tienen coeficientes de
partición muy altos lo cual indica que son favorables en la absorción. Estudios
en humanos han demostrado que las cumarinas son absorbidas
completamente por vía oral y metabolizada en el riñón por el primer paso
teniendo una vida media corta (1h. aproximadamente). Se ha demostrado que
durante su tránsito los compuestos cumarínicos se enlazan a proteínas
plasmáticas. El metabolismo de las cumarinas es llevada comúnmente por el
citocromo P450 unido a la enzima monooxigenasa CYP 2A6, sistema que se
encuentra en los microsomas del hígado (Lacy y O´Kennedy 2004).
Por todo lo anteriormente expuesto se inició un estudio en función de los
parámetros fisicoquímicos QSAR, de todos los compuestos sintetizados. Las
siglas QSAR provienen de la expresión en inglés Quantitative Structure-Activity
Relationship que significa en español Estudios Cuantitativos de Relación
Estructura Actividad, este término describe la interfase entre la Química y la
Biología (Mekapati et al., 2001).
5.2.1) Actividad Antioxidante
Un radical libre es una molécula que en su estructura atómica presenta un
electrón desapareado en su orbita externa y su configuración espacial genera
una alta inestabilidad, volviéndose muy activo y capaz de oxidar y con esto,
dañar muchas estructuras biológicas. Los radicales libres son resultado de los
procesos fisiológicos propios del organismo, como el metabolismo de los
alimentos, la respiración y el ejercicio, o bien son generados por factores
ambientales como la contaminación industrial, el tabaco, la radiación, los
medicamentos, los aditivos químicos en alimentos procesados y los pesticidas
(Velásquez et al., 2004). Dentro de este contexto, las especies reactivas de
oxígeno se originan por la excitación ó reducción parcial de la molécula de
oxígeno (Fehér et al., 1998).
En determinadas circunstancias, la producción de radicales libres puede
aumentar en forma descontrolada, causando un desequilibrio entre las
100
velocidades de producción y de destrucción de las moléculas tóxicas que da
lugar a un aumento en la concentración celular de los radicales libres. Este
aumento produce un daño celular que da origen al estrés oxidativo, causando
envejecimiento, cáncer, arteriosclerosis, procesos inflamatorios crónicos y
cataratas, entre otros (Fylaktakidou et al., 2004). Los antioxidantes en forma
natural se encuentran en el organismo y en ciertos alimentos, generalmente a
bajas concentraciones, comparadas con las del sustrato oxidable. Estas
moléculas presentan la capacidad de ceder sus electrones a los radicales libres
estabilizando la estructura de éstos e inhibiendo la oxidación causada por los
mismos y de esta forma neutraliza sus efectos dañinos (Son y Lewis 2002).
La primera defensa antioxidante en el organismo es de tipo enzimático. Los
tejidos tienen numerosas enzimas que eliminan rápidamente estos radicales
libres, en especial las enzimas glutatión reductasa, peroxidasas, catalasas y
superóxido dismutasas, que evitan así, un efecto dañino sobre los tejidos. Los
antioxidantes también ingresan al organismo por la vía de los alimentos; tal es
el caso de las vitaminas A, C y E. A diferencia de los antioxidantes enzimáticos,
estos compuestos reaccionan con los radicales libres y modifican su estructura,
oxidándose estos en el proceso (Antolovich et al., 2002).
Las cumarinas naturales o sintéticas afectan las funciones celulares como lo
son los sistemas enzimáticos mitocondriales (Kontogiorgis y Handjipavlou
2005), incluyendo la inhibición de enzimas como la ciclooxigenasas,
monooxigenasas y fosfolipasas, entre otras. Lo anterior se debe a las
propiedades (óxido-reductoras) antioxidantes de las cumarinas (Cao et al.,
1997).
Una parte de los consumidores tienen desconfianza hacia los antioxidantes
sintéticos y prefieren consumir antioxidantes naturales, en la Tabla 2 se
comparan los antioxidantes sintéticos y naturales. (Schmidt y Pokorný 2005).
101
Tabla 2. Comparación de ventajas y desventajas de antioxidantes sintéticos y
naturales (Schmidt y Pokorný 2005).
NATURALES SINTÉTICOS
Ventajas Desventajas Ventajas Desventajas
Por ser sustancias
naturales, son
aceptados por la
mayoría de los
consumidores
Es posible la adición
de extractos y
concentrados, no es
necesario contar con
sustancias puras.
Son sustancias
químicas definidas y
de composición
conocida.
Por ser sustancias
sintéticas causan
desconfianza en los
consumidores.
La cantidad de
antioxidante en su
estado natural es
variable.
Sus propiedades son
constantes y las
impurezas se
presentan solo en
cantidades traza.
Las materias primas
están disponibles y
baratas, pero la
purificación de
extractos naturales es
muy cara, por lo que
su costo es elevado.
Todos los
antioxidantes
sintéticos están
disponibles a precios
relativamente bajos.
Las materias primas
se consideran puras,
pero las sustancias
purificadas no se
pueden asegurar.
Los antioxidantes
sintéticos son inocuos
a los niveles
especificados por las
normas.
Dependiendo de las reacciones de oxidación involucrada, los métodos de
evaluación antioxidante, se clasifican en dos tipos: Ensayos basados en la
Transferencia de Átomos de Hidrógeno, por sus siglas en inglés HAT y
Ensayos basados en la Transferencia Electrónica, por sus siglas en inglés ET.
Los ensayos HAT, involucran reacciones competitivas entre el antioxidante y el
sustrato monitoreados por reacciones cinéticas su cuantificación es a partir de
sus curvas. Estos ensayos incluyen la inhibición de la autooxidación de
lipoproteínas de baja densidad, el blanqueo de una emulsión β-caroteno-ácido
linoléico, la capacidad de absorbancia del radical oxígeno (ORAC) y el
102
parámetro total de captura de radicales antioxidantes (TRAP) (Huang et al.,
2005).
Por su parte, los ensayos ET miden la capacidad de un antioxidante para
reducir un oxidante, el cual cambia de color cuando acepta electrones, y por
tanto la intensidad de color está relacionada con la concentración de
antioxidantes en la muestra. Estos ensayos incluyen las pruebas de fenoles
totales con el reactivo de Folin-Ciocalteu (FCR) por el nombre de los químicos
que desarrollaron la técnica y el reactivo: Otto Knut Olof Folin y Vintila
Ciocalteu, actividad antioxidante con el radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazilo
(DPPH) y poder reductor antioxidante del ión férrico (FRAP) (Huang et al.,
2005).
Los antioxidantes previenen o inhiben los diferentes mecanismos de las
reacciones de oxidación a través de uno o más de los siguientes mecanismos:
1. Rompimiento de la cadena por donación de un átomo de hidrógeno o
electrón que convierten los radicales libres en especies más estables.
2. La quelación de iones metálicos, los cuales están envueltos en la
generación de especies reactivas de oxígeno.
3. La descomposición de peróxidos de lípidos en productos finales
estables.
4. La inhibición de acciones dañinas de enzimas prooxidantes.
Comúnmente el mecanismo del DPPH·en soluciones alcohólicas, cuando
reacciona con compuestos con fenoles (ArOH) como el ácido cinámico, puede
ser a través de dos vías; a) Abstracción del átomo de H, por [X·(radical
libre);HAT], b) Transferencia de electrón del ArOH a X·(ET). Las pruebas
basadas en HAT cuantifican la capacidad de donar un átomo de hidrógeno
(Huang et al., 2005). En la Figura 10 se presenta las dos vías que Foti en el
2004 estudió.
103
ArOH HArO
XX
ArO-H
ArO
ArO
ArO
H
H
H-X
H-X ArO H-X
X
+ -
.
+
-
.
+
.
- . +
+.
. .
ET
HAT
Figura 10.- Mecanismo vía Abstracción del átomo de H (HAT) y Transferencia
de electrón (ET).
Mecanísticamente, la reacción de transferencia del electrón y la reacción de
transferencia del átomo de hidrógeno pueden ser difíciles de distinguir. La
reacción aparente de transferencia del átomo de hidrógeno puede ser el
resultado de una transferencia acoplada de protón-electrón por sus siglas en
inglés PCET (Huang et al., 2005).
La actividad antioxidante se aplica a un ensayo individual, solo se considera la
reactividad química bajo condiciones específicas. En contraste, la capacidad
antioxidante refiere a los resultados obtenidos por diferentes ensayos (Huang
et al., 2005).
En este trabajo se decidió emplear el DPPH dentro del grupo de los ensayos
ET para evaluar a priori la actividad antioxidante de los compuestos
sintetizados.
Numerosos estudios han relacionado las moléculas antioxidantes, con algunas
características estructurales como lo son:
1. Grupo catecol en el anillo bencénico.
2. Dobles enlaces conjugados con un grupo oxo.
3. Un anillo cromanol, con la capacidad de estabilizar los electrones
desapareados. (Chaillou y Nazareno 2006; Yu et al., 2005).
104
4. Estas características están relacionadas con la estabilidad del radical
aroxyl formado después de que un hidrógeno ha sido donado al radical.
Sin embargo, la actividad antioxidante de los derivados cumarínicos depende
de otros factores como los sustituyentes electrodonadores o electroatractores
en el anillo catecol, el número de grupos hidroxilo, el involucramiento de grupos
donadores de hidrógeno (-NH, -SH), estabilidad química y la hidrofóbicidad o
coeficiente de partición (log P) de los compuestos (Son y Lewis 2002)
Por lo anterior, es de interés evaluar los derivados cumarínicos sintetizados
como posibles antioxidantes, que permitan satisfacer la creciente demanda en
campos como la salud. De los compuestos sintetizados se les realizó el estudio
de los descriptores QSAR, así como también una evaluación preliminar de la
actividad antioxidante.
OBJETIVO GENERAL
◊ Determinar los descriptores QSAR y la actividad antioxidante de los
derivados cumarínicos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
◊ Establecer los descriptores QSAR.
◊ Evaluar in vitro la actividad antioxidante de los derivados cumarínicos
con el radical radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazilo.
5.3) METODOLOGÍA
5.3.1) Evaluación preliminar de la Actividad Antioxidante
Un método colorimétrico válido, rápido y fácil para evaluar la actividad
antioxidante (Cheng et al., 2006; Matthaus, 2002) se basa en el uso del radical
1,1-difenil-2-picrilhidrazilo, conocido comúnmente como DPPH· (Figura 11). Es
un radical libre estable, ampliamente utilizado como un detector de radicales
libres (Son y Lewis 2002; Molyneux, 2004).
105
N N
H
NO2
O2N
O2N
N N NO2
O2N
O2N
Difenilpicrilhidrazina Difenilpicrilhidrazilo
Figura 11.- Estructura del DPPH (1,1-Difenil-2-picrilhidrazilo), como molécula
estable y como radical libre (Molyneux, 2004).
El DPPH· es descrito como un radical libre estable que posee la capacidad de
deslocalización, con un electrón libre alrededor de toda la molécula, que evita
que se produzca una dimerización. Esta deslocalización, también da origen a
un color violeta característico en una solución en etanol con una absorción de
520 nm. Cuando una solución de DPPH· se mezcla con un antioxidante que
pueda donar un átomo de hidrógeno, el DPPH el vire a un color amarillo pálido
residual por la existencia del grupo picril (difenilpicrilhidrazina) (Molyneux,
2004).
La vitamina C (ácido ascórbico) es un nutriente esencial con propiedades
antioxidantes bien descritas, que con frecuencia se usa como control positivo.
Esta molécula tiene dos sitios adyacentes de abstracción de protones, los
cuales se encuentran internamente conectados. Esto deja la estequiometría
2:1, es decir dos moléculas de DPPH·(Z·) reducidas por una molécula de ácido
ascórbico. (Figura 12) (Yu et al., 2005; Goupy et al., 2003).
HO OH HO O | | | |Z + R-C=C-R´ = ZH + R-C=C-R´
HO O O O | | || ||Z + R-C=C-R´ = ZH + R-C=C-R
.
.
.
.
Figura 12.- Estequiometría de dos moléculas de DPPH reducidas por
una molécula de ácido ascórbico (Molyneux, 2004).
106
En este trabajo, se realizó la evaluación de los derivados cuamarínicos, 1-3, 5-
7, 1a-1c, 1e, 1g, 2a-2g, 3a-3g, 5g y 7g utilizando el ensayo con el radical libre
DPPH·.
5.3.1.1) Evaluación cualitativa por el método de DPPH· (1,1-difenil-2-
pricrilhidrazilo) en cromatografía de capa fina.
Se preparó una solución metanólica de DPPH al 0.2% y las disoluciones de los
derivados cumarínicos fueron disueltas en 20 µl DMSO. Se utilizó una placa de
cromatografía de capa fina de silica gel, como soporte para identificar
componentes con actividad antioxidante. En las cromatografías de capa fina se
aplicó las manchas de los derivados cumarínicos, DMSO (control negativo) y el
estándar de Vitamina C (control positivo, Redoxon de Roche 10 µg). La placa
se sumergió en la solución de DPPH y en un lapso de no más de 10 min. se
observó el vire de un color violeta a amarillo. Las manchas observadas con
este vire se consideraron como los derivados cumarínicos con actividad
antioxidante (Pérez et al., 2003).
5.3.1.2) Evaluación cuantitativa por el método de DPPH (1,1-difenil-2-
pricrilhidrazilo).
En el ensayo se determinó la concentración inicial de DPPH y la concentración
resultante una vez que se ha añadido el posible antioxidante, de forma que una
disminución en la absorción de radiación se traduce en una disminución de la
concentración de DPPH debida a la donación de electrones de la especie
antioxidante (Huang et al., 2005). El cambio de color indica que el radical
DPPH fue removido convirtiéndolo en una molécula estable y diamagnética
DPPH-H (Pérez et al., 2003).
Se preparó una solución madre de los compuestos cumarínicos y de la
vitamina C (estándar) con una concentración [100] µg/µl, con 2000 µg de los
compuestos cumarínicos y/o de la vitamina C, con 20 µl de DMSO para
posteriormente hacer diluciones a concentraciones de 10, 1, 0.1, 0.01 y 0.001
µg/µl. En una microplaca se colocaron 195µl DPPH al 0.1mM más 5 µl de las
diferentes concentraciones de los compuestos y de la vitamina C, se hizó la
lectura de la absorbancia en las microplacas a 520nm a los 5, 10, 15, 20, 25 y
30 min. Se graficó tiempo vs % de inhibición de DPPH·.
107
En el Esquema 1 se muestra gráficamente el diseño experimental que se
siguió.
Esquema 1.- Diseño experimental para evaluar la actividad antioxidante de
derivados cumarínicos con el radical DPPH·.
Las relaciones estructura-actividad se establecieron inicialmente en
compuestos con una respuesta biológica conocida, con el fin de diseñar
fármacos con actividad óptima, estudiar el mecanismo de acción y predecir la
actividad de compuestos estructuralmente afines. Sin embargo la relación
estructura-actividad ha sido utilizada para establecer las propiedades físicas
comunes a compuestos estructuralmente diferentes que son responsables de
un efecto biológico idéntico y proponer mecanismos de acción, estas
propiedades se conocen a través de una serie de descriptores con valor
numérico representando la información estructural, electrónica, estérica,
fisicoquímica de la molécula (Thakur et al., 2004).
5.4) RESULTADOS Y DISCUSIONES DE LA ACTIVIDAD ANTIO XIDANTE in
vitro DE DERIVADOS CUMARÍNICOS CON EL RADICAL DPPH ·.
Las manchas observadas con el vire de color en el tamizaje por cromatografía
de capa fina serán los derivados cumarínicos con probable actividad
antioxidante como se observa en la Imagen 1, los derivados señalados (1, 3,
3d, y 1e), por lo que se procede a evaluar estos compuesto cuantitativamente.
Derivados cumarínicos
Evaluación Cualitativa DPPH
Ensayo positivo Ensayo negativo
Evaluación Cuantitativa DPPH Fin de Evaluación con DPPH
108
Imagen 1. Tamizaje de los derivados cumarínicos de cromatografía de capa
fina con DPPH·.
En la evaluación antioxidante el parámetro a medir fue la actividad
secuestradora de radicales libres (Q), que es el % de la absorbancia del
DPPH·. Derivándose la ecuación:
Q = % de inhibición= (Ac-Ap/Ac)*100
Donde:
Ac = absorbancia del control del DPPH·
Ap = absorbancia de la muestra
Las Gráficas 1 y 2 ilustran los resultados obtenidos para los derivados
cumarínicos 3 y 3d respectivamente. El % de inhibición de la Vitamina C fue de
Vit C DMSO *DC *DC *DC *DC: Derivados cumarínicos
109
52.2% a una concentración de 100 µg/µl, a los 15 minutos. Para los
compuestos 3 y 3d se obtuvo a una concentración de 100 µg/µl exhiben una
eficiencia de % de inhibición de DPPH in vitro de 90.7% a los 30 minutos para
ambos compuestos indicando una eficiencia mayor de los derivados
cumarínicos con respecto a la Vitamina C.
Compuesto 3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
Concentración µµµµg/µµµµl
% d
e In
bici
ón d
e D
PP
H
30 vitamina C 15 min
Gráfica 1. Actividad antioxidante in vitro con DPPH del derivado cumarínico 3.
Compuesto 3d
010
2030
405060
7080
90100
0 20 40 60 80 100 120
Concentración µµµµg/µµµµl
% d
e in
hibi
ción
de
DP
PH
30 vitamina c 15 min
Gráfica 2. Actividad antioxidante in vitro con DPPH del derivado cumarínico 3d.
110
5.5) DETERMINACIÓN DE LOS DESCRIPTORES QSAR Para los derivados cumarínicos 1-7, 1a-1c, 1e, 1g, 2a-2g, 3a-3g, 4a, 4b, 4e-4g,
5g y 7g se calcularón algunos descriptores QSAR, utilizando los programas
Advanced Chemistry Developments (ACD 10.0) y ChemDraw Ultra 8.0. Los
parámetros LogP, polarizabilidad, volumen molar, refractividad y parachor
(Tabla 3) los cuales arrojaron los siguientes resultados:
Tabla 3.- Descriptores QSAR para los derivados cumarínicos.
Comp Sustit. Log P
(Coeficiente partición )
Volu men Molar (cm3)
Refractividad Molar (cm 3)
Parachor (cm3)
Polarizabilidad (cm3)
1 -NO2 1.67 181.0 61.89 504.6 24.53 2 -Cl 2.4 181.1 60.24 484.7 23.88 3 MeO- 2.33 193.2 62.02 506.2 24.58 4 -OH 1.46 167.6 57.22 462.8 22.68 5 -Br 2.67 185.3 63.03 498.6 24.98 6 -F 2.00 173.4 55.33 454.9 21.93 7 -H 1.85 169.2 55.34 447.6 21.94 1a -NO2 0.58 202.7 72.49 581.6 28.73 1b -NO2 -0.41 248.0 85.37 690.1 33.84 1c -NO2 0.04 264.5 90.00 730.1 35.68 1e -NO2 2.25 229.0 80.28 641.3 31.82 1g -NO2 -0.25 181.0 65.27 529.6 25.87 2a -Cl 1.22 202.9 70.84 561.7 28.08 2b -Cl 0.99 248.1 83.72 670.1 33.18 2c -Cl 1.09 264.7 88.35 710.2 35.02 2d -Cl 0.90 272.6 97.27 753.3 38.56 2e -Cl 2.94 228.7 79.07 621.4 31.34 2f -Cl 3.40 244.3 86.57 666.5 34.32 2g -Cl 0.87 181.1 63.62 509.7 25.22 3a MeO- 1.15 214.9 72.62 583.2 28.79 3b MeO- 0.92 260.2 85.50 691.6 33.89 3c MeO- 1.02 276.7 90.13 731.7 35.73 3d MeO- 1.21 284.0 98.80 774.7 39.17 3e MeO- 2.86 239.6 80.61 642.9 31.95 3f MeO- 3.33 256.3 88.36 688.0 35.02 3g MeO- 0.80 193.1 65.40 531.1 25.93 4a -OH 0.28 189.3 67.83 539.8 26.89 4b -OH 0.04 324.6 80.70 648.2 31.99 4e -OH 1.99 214.7 75.78 599.5 30.04 4f -OH 2.45 230.7 83.56 644.6 33.12 4g -OH -0.08 167.5 60.61 487.7 24.02
111
De acuerdo con las características, para que una molécula sea candidato a ser
un buen antioxidante, debe de tener grupo catecol, doble enlace conjugado con
un grupo oxo, en el anillo cromanol, (Chaillou et al., 2006; Yu et al., 2005). En
los derivados cumarínicos esto depende de factores como los sustituyentes
electrodonadores o electroatractores, el involucramiento de grupos donadores
de hidrógeno (-NH, -SH), estabilidad química, y la hidrofóbicidad o coeficiente
de partición (log P) de los compuestos (Son y Lewis 2002). De acuerdo con los
parámetros fisicoquímicos de Lipinski, se cumplen con al menos tres
parámetros, por lo anterior se tiene un indicio de que los derivados cumarínicos
sintetizados pueden ser candidatos a fármacos antioxidantes. El coeficiente de
partición (log P), es ampliamente utilizado como un importante parámetro en
los análisis QSAR (Zhao et al., 2007), debido a que la lipofílicidad es importante
en el transporte y distribución de fármacos (Kontogiorgis y Handjipavlou 2005).
Los derivados cumarínicos 1-3, 5, 6, 1a-1c, 1e, 1g, 2a-2g, 3a-3g, son muy
poco solubles en agua, sin embargo los coeficientes de partición, arrojados en
los cálculos teóricos en la Tabla 3 indican que son favorables en la absorción;
por ejemplo los compuestos 2f y 3f, tienen coeficientes de partición de 3.40 y
3.33 respectivamente, por lo que podrían ser transportados y distribuidos
fácilmente y pueden ser buenos candidatos a ser antioxidantes liposubles.
Los compuestos 4, 4a, 4b, 4e-4g son compuestos muy solubles en
compuestos polares y tienen coeficientes de partición mayores que cero pero la
mayoría, muy bajos con respecto a los demás derivados cumarínicos, por
ejemplo 4g con un logP = -0.08, indicando que puede ser un antioxidante
hidrosoluble. Cabe señalar que en los ensayos realizados en esta tesis con el
radical DPPH· se utilizó como estándar la vitamina C, el cual es un antioxidante
hidrosoluble (Cano y Arnao 2004). Los compuestos 1-3, 5, 6, 1a-1c, 1e, 1g, 2a-
2g, 3a-3g, candidatos a ser antioxidantes lipofílicos, no es comparable la
actividad antioxidante, con el estándar utilizado. Los antioxidantes hidrofílicos o
lipofílicos ambos necesitan actuar como removedores de los radicales en la
fase acuosa o rompimiento de cadena de los antioxidantes en la membrana
biológica (Kontogiorgis y Handjipavlou 2005).
La polarizabilidad involucra el volumen molar, la refractividad molar y el
parachor estas propiedades aditivas de la molécula, indican que a mayor
5g -Br 1.14 167.5 60.61 487.7 24.02
112
volumen estérico va a ser mayor su tendencia a interactuar a través de fuerzas
de van der Waals e interacciones dipolo-dipolo en el sitio receptor (Verma et
al., 2005). En lo cálculos realizados a los compuestos cumarínicos (Tabla 3) el
compuestos 3d, tiene la mayor polarizabilidad (39.17 cm3) va a ser el mejor
compuesto para tener interacciones con el sitio receptor, como por ejemplo
interacciones por puente de hidrógeno, ya que tiene átomos que sirven como
aceptores/donadores de puentes de hidrógeno, interacciones dipolares, π−π, C-
H ···π, entre otras. En la Figura 13 se representan estas interacciones.
O
NN
O
O
MeO
H
Interacciones π−πInteracciones dipolares.Puentes de hidrógeno
Figura 13.- Compuesto 3d con las posibles interacciones con un receptor.
Las cumarinas tienen gran potencial terapéutico, sin embargo es de vital
importancia seguir desarrollando fármacos a partir de estos compuestos para
ser explotados completamente, ya que las cumarinas tienen múltiples
actividades biológicas incluyendo prevención de enfermedades y propiedades
antioxidantes.
5.6) CONCLUSIONES
Con los cálculos realizados de LogP los compuestos que resultaron con mejor
hidrofílicidad son los compuestos 1b, 1g y 4g teniendo estos, un LogP<1,
dentro de estos tres compuestos el compuesto 1b, tiene LogP = -0.41, este
compuestos se esperaría que fuera un antioxidante hidrofílico. Por otra parte
los compuestos 2f y 3f, tienen un Log P de 3.40 y 3.33, adecuados para ser
antioxidantes liposolubles. El compuesto 3d con una polarizabilidad de 39.17
113
cm3 es el compuesto que puede tener las mayores interacciones no covalentes
con un receptor, por lo que se recomienda en un futuro realizar un docking y
otros estudios que determinen sus propiedades redox in vitro. Este modelaje
molecular 3D es de interés dado que se visualizaran los efectos de las
cumarinas con los receptores, esto con los descriptores QSAR calculados, y a
la par ser utilizados para futuras modificaciones estructurales. En este trabajo
no pueden ser comparables los resultados obtenidos experimentalmente con
los calculados, debido a que se requiere realizar a todos los derivados
cumarínicos ensayos con el radical DPPH· en equivalencias molares, además
de utilizar como estándar un antioxidante lipofílico como los tocoferoles,
carotenoides ubiquinos entre otros. En adición se deben realizar diversos
ensayos para evaluar la capacidad antioxidante de los compuestos. De los
resultados obtenidos experimentalmente los compuestos 3 y 3d, fueron los que
tuvieron la actividad antioxidante de 90.7% de inhibición de DPPH a una
concentración de 100µg/µl, lo cuales tienen una actividad antioxidante eficiente
comparada con la vitamina C con una % de inhibición de 52.2%.
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119
CONCLUSIÓN GENERAL
En el capítulo I, se reportó la síntesis de 33 compuestos cumarínicos de los
cuales 4 (2, 4, 5, 7) ya están reportados y 29 son nuevos (1, 3, 6, 1a- 1c, 1e,
1g, 2a,- 2g, 3a-3g, 4a, 4b, 4e-4g, 5g y 7g), utilizando una método sencillo y
con rendimientos entre 60 y 90%. Para los compuestos 2, 4, 5, y 7 los datos
espectroscópicos coinciden con los reportados en la literatura.
Se determinó la estructura de los compuestos sintetizados utilizando la técnica
espectroscópica de Resonancia Magnética Nuclear de una (1H y 13C) y dos
dimensiones (HETCOR y Cosy).
Se evaluaron los efectos electrónicos causados por los sustituyentes en la
posición seis de los derivados cumarínicos en los desplazamientos químicos
del sistema aromático, de los grupos electroatractores (-NO2 y -Cl) y
electrodonadores (HO- y MeO-).
Las posiciones mas afectadas, son las posiciones orto, H-5 y H-7,
desplazándose a frecuencias mayores con los grupos electroatractores (-NO2 y
-Cl) y a frecuencias menores con los grupos electrodonadores (HO- y MeO-),
con una diferencia de +/-1 ppm. En la caracterización estructural por 13C, los
grupos -NO2 y -Cl, en las posiciones orto, la posición con menor densidad
electrónica, se observan los desplazamientos mayores. Con grupos -OH y
MeO- electrodonadores, la densidad electrónica aumenta en las posiciones
orto, esto trae como consecuencia un desplazamiento a frecuencias bajas, por
lo que las señales en las posiciones orto, serán menores que en la posición
meta.
En el capítulo II, se realizó un estudio de RMN de 1H para demostrar la
presencia de interacciones débiles no covalentes de los compuestos -NO2 (1g) ,
120
-Cl (2g), -Br (5g), -H (7g), a través de temperatura variable, con valores de
∆δ/∆Τ entre -2.2X10-3 y -2.4X10-3 ppm/K, que indican puentes de hidrógeno
intramolecular de menor energía, comparándolos con el compuesto con MeO-
(3g), que tiene un valor de -1.5X10-3/K, indicando que es un puente de
hidrógeno fuerte.
Los derivados cumarínicos 1g, 2g, 3g, 5g y 7g tienen la estructura propicia para
la formación de puente de hidrógeno donador bifurcado que promueve la
formación y estabilización de heterociclos intramoleculares.
En el capitulo III, se elucidaron por medio de la difracción de Rayos–X de
monocristal las estructuras moleculares de 8 derivados cumarínicos (2, 2c, 5,
1g-3g, 5g y 7g ) cuyos empaquetamientos cristalinos dieron información
relevante sobre las diferentes interacciones intermoleculares que están
presentes en esta clase de moléculas.
Se demostró que principalmente las interacciones dipolo-dipolo: carbonilo-
carbonilo; C=O(δ-)···C(δ+)=O, carbonilo-π; C=O···π, halógeno-carbonilo; C-X(δ-
)···C(δ+)=O, C(2)=O(2) (δ-)···Cl(6) (δ+), halógeno-lactona; Cl6(δ-)···CgL
,C(2)=O(2)···CgL, carbonilo-benceno; C (11)-O (11) ···CgB, son los
responsables del apilamiento cristalino.
En los compuestos 2, 5, 2c y 5g se caracterizaron interacciones débiles no
clásicas de tipo C-H···π, entre el metileno y el anillo bencénico de los derivados
cumarínicos.
Se observó la presencia de interacciones π−π entre el anillo bencénico y
lactónico, favorecida por la polaridad opuesta entre ambos anillos que dió
origen a la formación de interacciones no clásicas en los compuestos 1g (-
NO2), 2g (-Cl), 3g (MeO-), 5g (-Br), 7g(-H) y 2c.
También se demostró la presencia de la interacción no clásica de polarización
halógeno-halógeno (Br···Br) para el compuesto 5g. Esta interacción atractiva
entre los halógenos, es resultado de la polarización de los halógenos, donde un
halógeno actúa como donador y otro halógeno actúa como aceptor, teniendo
una fuerte preferencia direccional debido a la densidad de distribución
electrónica alrededor del núcleo del halógeno.
Se comprobó a través de difracción de Rayos-X, la presencia de puentes de
hidrógeno donador bifurcado en los compuestos 1g, 3g, y 7g, estudiados en
121
solución en el capítulo II. Estas tres moléculas se comportan igual tanto en
solución como en estado sólido. En los compuestos 2g y 5g, no formaron el
puente de hidrógeno donador bifurcado por interacciones por puentes de
hidrógeno intramoleculares e intermoleculares con otros átomos.
En el capítulo IV, se sintetizaron tres nuevos p-nitrofenolatos; N-(5-nitro-salicil-
feniletilamina) (8), N-(5-nitro-salicil-aminoetil (9), piperidina), N-(5-nitro-salicil-
1,4-Bis(3-aminopropil)piperazina] (10), con una metodología diferente a las
reportadas en la literatura. Se estableció por un estudio de RMN de 1H y 13C,
que la estructura de resonancia II es la más favorecida en solución.
Se realizó un estudio por difracción de Rayos – X del compuesto 9, que
demostró la formación de un puente de hidrógeno intramolecular iónico [O-···H-
N+]. Las interacciones intermoleculares en donde participa el grupo nitro son
del tipo N-O···C-H que mantienen unidas a las bicapas, también las
interacciones π−π del grupo carbonilo C9=O1 con el grupo imínico C4=N11
son las responsables de mantener unidas las bicapas, por medio de
interacciones dipolo-dipolo. También se comprobó que la estructura resonancia
III, es la más favorable en estado sólido.
En el capítulo V, se obtuvieron cálculos de los descriptores QSAR para todos
los derivados cumarínicos, el compuesto 1b, tiene LogP = -0.41, este
compuesto se esperaría que fuera un antioxidante hidrofílico y los compuestos
2f y 3f, tienen un LogP de 3.40 y 3.33, adecuados para ser antioxidantes
liposolubles. Además se realizó una evaluación antioxidante in vitro por el
método de DPPH, de los resultados obtenidos experimentalmente los
compuestos 3 y 3d, fueron los que tuvieron la actividad antioxidante de 90.7%
de inhibición de DPPH a una concentración de 100µg/µl, los cuales tienen una
actividad antioxidante eficiente comparada con la vitamina C con un % de
inhibición de 52.2%, lo cual nos indica una actividad mayor de los derivados
cumarínicos con respecto a la Vitamina C.
122
MATERIALES Y MÉTODOS
Métodos generales
Los experimentos de Resonancia Magnética Nuclear de 13C (RMN-13C) y
protón (RMN-1H) fueron realizados en la Unidad Profesional Interdisciplinaria
de Biotecnología (UPIBI) del Instituto Politécnico Nacional en la Ciudad de
México, con la asesoría de la Dra. Itzia I. Padilla Martínez. Para determinar el
punto de referencia en la medición de los desplazamientos químicos de los
derivados cumarínicos se utilizó el tetrametilsilano (CH3)4Si (TMS). La posición
de la señal del TMS se tomó como 0.0 ppm. Los espectros fueron adquiridos
en un equipo Varian Mercury 300 a una temperatura de 20° C y a una
frecuencia de 300 y 75.46 MHz para los espectros de 1H y 13C,
respectivamente. Se prepararon soluciones de 10-20mg de los compuestos
derivados, disueltos en 0.5 mL de cloroformo deuterado (CDCl3) o dimetil
sulfoxido deuterado (DMSO-d6) y colocados en tubos de RMN de 5 mm de
diámetro interno. Los espectros de RMN de 1H se realizaron con un ancho
espectral de 4801.3 Hz, un ángulo de pulso de 45º y un tiempo de adquisición
de 3.32 s. y para los espectros de RMN de 13C se utilizó un ancho espectral de
18761.7 Hz, un ángulo de pulso de 45º y tiempo de adquisición de 0.883 s.
Los espectros de infrarrojo se realizaron con un sistema ATR en un equipo
Varian 3100 FT-IR EXCALIBUR. Los puntos de fusión fueron determinados con
un Fusiómetro marca TEMSA Mod. JTR-02. Los valores reportados no son
corregidos.
El análisis del desplazamiento por temperatura variable fue realizado para los
compuestos 1g, 2g, 3g, 5g, 7g , a través de espectros de protón en DMSO-d6
de los derivados cumarínicos, registrados a diferentes temperaturas en un
rango de 20 – 90° C
Los espectros de masas, para los compuestos 2g, 3g, 5g, 7g fueron realizados
en Espectrofotometro de Masas; Hewlett – Packard 5972 series acoplado a un
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Cromatógrafo de Gases, Hewlett – Packard 5890 series columna HP5 30m X
0.25mm X0.25µm utilizando y He como gas acarreador.
Los compuestos que cristalizaron adecuadamente fueron estudiados por
difracción de Rayos-X, utilizando para la colección de datos un difractómetro de
Rayos-X Bruker SMART detector de Área, λ MoKα = 0.71073 Å. Para la
resolución de estructuras se utilizaron los programas SHELXS97 (Sheldrick,
1997), usando como plataforma WinGX-2003 (Farrugia, 1999). Para la
visualización de la estructuras se uso el programa Mercury 1.4 (Bruno et al.
2002) y ORTEP (Sheldrick, 1997).
La cristalización, se llevó a cabo por evaporación lenta, con el disolvente
adecuado, de los derivados cumarínicos puros. Una vez formado el cristal, se
examinó visualmente antes de la difracción. Para los compuestos 2, 5, 9, 2c,
1g-3g , 5g y 7g, durante el enfriamiento de la disolución de purificación se
obtuvieron cristales adecuados para su difracción.
La evaluación preliminar de la Actividad Antioxidante se llevó a cabo en el
Laboratorio de Inmunofarmacología del Centro de Investigaciones Biomédicas
en Guadalajara con el Dr. Juan Manuel Viveros Paredes.
Preparacion de los compuestos
6-Nitro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxilato de etilo (1)
En un matraz bola de 50 ml, se adicionaron 0.5 g de 6-nitro-salicilaldehído (2.9
mmol), con 10 mL de etanol y agitación vigorosa y a una temperatura de 100
C. Se agregó gota a gota 0.46 mL de malonato de dietilo 0.48 g (2.9 mmol) y 2
gotas de piperidina (como catalizador). En agitación continua, se dejó en
ebullición por 24 h. Se precipitó y se obtuvo un sólido amarillo, que se filtró y se
recristalizó en etanol para obtener 0.70 g en un rendimiento del 89%. pf = 191
– 192 C, IR: (cm-1); O-C=O (1716), C=O (1746).
6-Cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxilato de etilo (2)
Se obtuvo igual que 1 con 0.5 g de 6-cloro-salicilaldehído (3.1 mmol) y 0.49 mL
de malonato de dietilo (0.5 g, 3.1 mmol), El sólido blanco resultante se filtró y
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se recristalizó en etanol para obtener 0.75 g con un rendimiento de 93%. Se
obtuvieron cristales incoloros por evaporación lenta de DMSO apropiados para
difractar en Rayos-X. pf = 167-168 C, IR: (cm-1) O-C=O (1700), C=O (1744).
6-Metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxilato de etilo (3)
Se obtuvo igual que 1 con 0.5 g de 6-metoxi-salicilaldehído (3.2 mmol) y 0.5 mL
de malonato de dietilo (0.5 g, 3.2 mmol). El sólido amarillo resultante se filtró y
se recristalizó en etanol para obtener 0.75 g con un rendimiento de 92%. pf =
142 -143 C, IR:(cm-1), (O-C=O) 1733, (C=O) 1740.
6-hidroxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxilato de etilo (4)
Se obtuvo igual que 1 más 10% de exceso de moles del malonato de dietilo y
piperidina. Con 0.5 g de 6-hidroxi-salicilaldehído (3.6 mmol) y 0.6 mL de
malonato de dietilo (0.56 g, 3.9 mmol) y 0.39 mL piperidina 0.39 g (3.9 mmol.).
El sólido café resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.77 g
con un rendimiento de 91%. pf = 205 - 206 C, IR: (cm-1); (O-C=O) 1707, (C=O)
1722.
6-Bromo-2-oxo-2H-cromano-3-carboxilato de etilo (5)
Se obtuvo igual que 1 con 0.5 g de 6-bromo-salicilaldehído (2.4 mmol) y 0.38
mL de malonato de dietilo (0.4 g, 2.4 mmol). El sólido blanco resultante se filtró
y se recristalizó en etanol para obtener 0.70 g con un rendimiento de 95%. Se
obtuvieron cristales incoloros por evaporación lenta de CDCl3 apropiados para
difractar en Rayos-X. pf = 171 -172 C, IR: (cm-1); (O-C=O) 1718, (C=O) 1743.
6-Fluor-2-oxo-2H-cromano-3-carboxilato de etilo (6)
Se obtuvo igual que 1 con 0.5 g de 6-fluor-salicilaldehído (3.5 mmol) y 0.5 mL
de malonato de dietilo (0.5 g, 3.5 mmol). El sólido blanco resultante se filtró y
se recristalizó en etanol para obtener 0.70 g con un rendimiento de 83%.pf =
144 -145 C, IR: (cm-1); (O-C=O) 1742, (C=O) 1755.
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2-oxo-2H-cromano-3-carboxilato de etilo (7)
Se obtuvo igual que 1 con 0.5 g salicilaldehído (4.0 mmol) y 0.65 mL de
malonato de dietilo (0.65 g, 4.0 mmol). El sólido blanco resultante se filtró y se
recristalizó en etanol para obtener 0.8 g con un rendimiento de 90%. pf = 91 -
92 C, IR: (cm-1); (O-C=O) 1605, (C=O) 1758.
N-(5-nitro-salicil-feniletilamina) (8)
En un matraz bola de 50 mL., se adicionó 0.5 g del compuesto 1 (1.9 mmol),
con 10 mL de etanol y agitación vigorosa a una temperatura de 100° C. Se
agregó gota a gota 0.23 mL de feniletilamina (0.23 g, 1.9 mmol) y 2 gotas de
piperidina (como catalizador). En agitación continuó y se dejó en ebullición por
24 h. Se precipitó y se obtuvo un sólido amarillo, se filtró y se recristalizó en
etanol para obtener 0.40 g. en un rendimiento del. 78%. pf = 157-158 C, IR:(cm-
1); (C=N) 1604, (C=O) 1653.
N-(5-nitro-salicil-aminoetilpiperidina) (9) Se obtuvo con el procedimiento descrito en 8 con 0.5 g del compuesto 1 (1.9
mmol) y 0.26 mL de 1-(2-amino etil)-piperidina (0.26 g, 1.9 mmol). El líquido
naranja resultante se cristalizó por evaporación lenta con acetato de etilo
obteniéndose 0.30 g de cristales color naranja apropiados para difractar por
Rayos-X con un rendimiento del 57%. pf= 140 C- descomposición, IR: (cm-1);
1601 (C=N), (C=O) 1657.
N-(5-nitro-salicil-1,4-Bis (3-aminopropil)piperazina] (10)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 8 con 0.5 g del compuesto 1 (1.9
mmol) y 0.19 mL de 1,4-Bis(3-aminopropil)-piperazina (0.19 g, 0.9 mmol). El
sólido amarillo resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.79 g
con un rendimiento del 83%. pf = 194 C descomposición, IR: (cm-1); 1614
(C=N), (C=O) 1653.
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N-(morfolin)-6-nitro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (1a)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 1 (1.9
mmol) y 0.16 mL de morfolina (0.16 g, 1.9 mmol). El sólido amarillo resultante
se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.30 g con un rendimiento del
52%. pf = 208-209 C, IR: (cm-1); (O-C=O) 1734, (C=O) 1615.
N-(2´-morfolinetilamina)-6-nitro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (1b)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 1 (1.9
mmol) y 0.24 mL de 4-(2-aminoetil)-morfolina (0.24 g, 1.9 mmol). El sólido
amarillo resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.47 g con
un rendimiento del 71%. pf = 210 - 211 C, IR: (cm-1), (N-H) 3311, (O-C=O)
1722, (C=O) 1650.
N-(3´-morfolinpropilamina)-6-nitro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (1c)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 1 (1.9
mmol) y 0.28 mL de 4-(3-aminopropil)-morfolina (0.28 g, 1.9 mmol). El sólido
amarillo resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.50 g con
un rendimiento del 73%. pf = 185 – 186 C, IR: (cm-1); (N-H) 3359, (O-C=O)
1722, (C=O) 1635.
N-(ciclohexilamina)-6-nitro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (1e)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 1 (1.9
mmol) y 0.21 mL de ciclohexilamina (0.20 g, 1.9 mmol). El sólido amarillo
resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.53 g con un
rendimiento del 93%. pf = 262 - 263 C, IR (cm-1); (N-H) 3487, (O-C=O) 1740,
(C=O) 1700.
N-(2´-hidroxietil)-6-nitro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (1g)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 1 (1.9
mmol) y 0.11 mL de etanolamina (0.12 g, 1.9 mmol). El sólido amarillo
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resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.40 g con un
rendimiento del 76%. Se obtuvieron cristales color amarillo por evaporación
lenta con DMSO apropiados para difractar en Rayos-X. pf = 206 – 207 C, IR:
(cm-1), (N-H) 3326, (O-C=O) 1725, (C=O) 1682.
N-(morfolin)-6-cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (2a)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 2 (1.9
mmol) y 0.17 mL de morfolina (0.17 g, 1.9 mmol). El sólido blanco resultante se
filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.47 g con un rendimiento del
81%pf= 215 -216 C, IR: (cm-1); (O-C=O) 1718, (C=O) 1610.
N-(2´-aminoetilmorfolin)-6-cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (2b)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 2 (1.9
mmol) y 0.25 mL 4-(2-aminoetil)-morfolina (0.25 g, 1.9 mmol). El sólido blanco
resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.55 g con un
rendimiento del 83%. pf = 198 -199 C, IR: (cm-1), (N-H) 3363, (O-C=O) 1710,
(C=O) 1655.
N-(2´-morfolinjpropilamina)-6-cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (2c)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 2 (1.9
mmol) y 0.28 mL 4-(3-amino-propil)-morfolina (0.28 g, 1.9 mmol). El sólido
blanco resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.65 g con un
rendimiento del 91%. Se obtuvieron cristales incoloros por evaporación lenta
con CDCl3 apropiados para difractar en Rayos-X. pf = 158 -159 C, IR: (cm-1),
(N-H) 3302 (O-C=O) 1716, (C=O) 1647.
N-(2´-piperidinetilamina)-6-cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (2d)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 2 (1.9
mmol) y 0.28 mL 1-(2-amino-etil)-piperidina (0.28 g, 1.9 mmol). El sólido blanco
resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.45 g con un
rendimiento del 85%. pf = 198-199 C, IR: (cm-1), (N-H) 3362, (O-C=O) 1711,
(C=O) 1655.
N-(cilohexilamina)-6-cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (2e)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 2 (1.9
mmol) y 0.22 mL ciclohexilamina (0.22 g, 1.9 mmol). El sólido blanco resultante
128
se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.52 g con un rendimiento del
85%. pf = 245- 246 C, IR: (cm-1), (N-H) 3314, (O-C=O) 1743, (C=O) 1708.
N-(2´-feniletilamina)-6-cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (2f)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 2 (1.9
mmol) y 0.24 mL feniletilamina (0.24 g, 1.9 mmol). El sólido blanco resultante
se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.55 g con un rendimiento del
85%. pf = 198 – 199 C, IR: (cm-1), (N-H) 3342, (O-C=O) 1708, (C=O) 1655.
N-(2´hidroxietil)-6-cloro-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (2g)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 2 (1.9
mmol) y 0.11 mL etanolamina (0.11 g, 1.9 mmol). El sólido blanco resultante se
filtró y se recristalizó para obtener 0.47 g con un rendimiento del 89%. Se
obtuvieron cristales incoloros por evaporación lenta con CDCl3 apropiados para
difractar en Rayos-X. pf = 186 - 187 C, IR: cm-1, (N-H) 3316, (O-C=O) 1721,
(C=O) 1646. (C12H10ClNO4). m/z = 267 (M., 1.0%), 207 (100%), 123 (41.9%), 89
(16.2%), 236 (15.3%), 224 (14.7%), 135 (10.2), 152 (5.1%), 179 (4.0%), 249
(3.0%).
N-(morfolin)-6-metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (3a)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 3 (1.9
mmol) y 0.17 mL morfolina (0.17 g, 1.9 mmol). El sólido amarillo resultante se
filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.42 g con un rendimiento del
73%. pf = 196 -197 C, IR: (cm-1); (O-C=O) 1705, (C=O) 1610.
N-(2´-morfolinetilamina)-6-metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (3b)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 3 (2.0
mmol) y 0.26 mL 4-(2-amino-etil)-morfolina (0.26 g, 2.0 mmol). El sólido
amarillo resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.5 g con un
rendimiento del 75%. pf = 136- 137 C, IR: (cm-1), (N-H) 3332, (O-C=O) 1691,
(C=O) 1652.
N-(3´-morfolinpropilamina)-6-metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (3c)
129
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 3 (2.0
mmol) y 0.29 mL 4-(3-amino-propil)-morfolina (0.29 g, 2.0 mmol). El sólido
amarillo resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.5 g con un
rendimiento del 72%. pf = 96- 97 C, IR: (cm-1), (N-H) 3334, (O-C=O) 1695,
(C=O) 1648.
N-(2´-piperidiletilamina)-6-metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (3d)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 3 (2.0
mmol) y 0.25 mL 1-(2-aminoetil)-piperidina (0.25 g, 2.0 mmol). El sólido amarillo
resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.53 g con un
rendimiento del 76%. pf = 137- 138 C, IR: (cm-1), (N-H) 3309, (O-C=O) 1694,
(C=O) 1647.
N-(ciclohexilamina)-6-metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (3e)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 3 (2.0
mmol) y 0.23 mL ciclohexilamina (0.23 g, 2.0 mmol). El sólido amarillo
resultante se filtró y se recristalizo en etanol para obtener 0.52 g con un
rendimiento del 89%. pf = 143- 144 C, IR: (cm-1); (N-H) 3381, (O-C=O) 1739,
(C=O) 1700.
N-(2´-feniletilamina)-6-metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (3f)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 3 (2.0
mmol) y 0.25 mL feniletilamina (0.25 g, 2.0 mmol). El sólido amarillo resultante
se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.54 g con un rendimiento del
82%. pf = 150 – 151 C, IR: (cm-1), (N-H) 3349, (O-C=O) 1696, (C=O) 1653.
N-(2´hidroxietil)-6-metoxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (3g)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 3 (2.0
mmol) y 0.12 mL etanolamina (0.12 g, 2.0 mmol). El sólido amarillo resultante
se filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.45 g con un rendimiento del
84%. Se obtuvieron cristales por evaporación lenta con CDCl3 color amarillo
para difractar por Rayos-X. pf = 166-167 C, IR: (cm-1); (N-H)3321, (O-C=O)
1742, (C=O) 1695, m/z = 248 (100%), 176 (76.8%), 203 (51.8%), 119 (26.8), 76
130
(22.3%), 148 (18.7%), 161 (17.8%), 133 (14.3%), 192 (4.5%), 220 (4.5%), 233
(1.8%).
N-(morfolin)-6-hidroxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (4a)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 4 con 0.5 g del compuesto 4 (2.1
mmol) y 0.20 mL morfolina (0.20 g, 2.3 mmol) y 0.23 mL piperidina (0.23 g, 2.3
mmol.). El sólido café resultante se filtró y se recristalizó en etanol para obtener
0.53 g con un rendimiento del 89%. pf = 200° - 201 °, IR: (cm-1), (O-C=O) 1712,
(C=O) 1620.
N-(2´-morfolietilnamina)-6-hidroxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (4b)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 4 con 0.5 g del compuesto 4 (2.1
mmol) y 0.30 mL 2-amino-etil-morfolina (0.30 g, 2.3 mmol) y 0.23 mL piperidina
(0.23 g, 2.3 mmol.). El sólido café resultante se filtró y se recristalizó en etanol
para obtener 0.50 g con un rendimiento del 83%. pf = 218 – 219 C, IR: (cm-1),
(N-H) 3351, (O-C=O) 1705, (C=O) 1648.
N-(ciclohexilamina)-6-hidroxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (4e)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 4 con 0.5 g del compuesto 4 (2.1
mmol) y 0.28 mL ciclohexilamina (0.28 g, 2.3 mmol) y 0.23 mL piperidina (0.23
g, 2.3 mmol.). El sólido café resultante se filtró y se recristalizó en etanol para
obtener 0.45 g con un rendimiento del 73%. pf = 210- 211 C, IR: (cm-1), (N-H)
3262, (O-C=O) 1694, (C=O) 1637.
N-(2´-feniletilamina)6-hidroxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (4f)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 4 con 0.5 g del compuesto 4 (2.1
mmol) y 0.29 mL feniletilamina (0.29 g, 2.3 mmol) y 0.23 mL piperidina (0.23 g,
2.3 mmol.). El sólido café resultante se filtró y se recristalizó en etanol para
obtener 0.56 g con un rendimiento del 85%. pf = 243 – 244 C, IR: (cm-1), (N-H)
3453, (O-C=O) 1731, (C=O) 1640.
N-(2´-hidroxietil)-6-hidroxi-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (4g)
131
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 4 con 0.5 g del compuesto 4 (2.1
mmol) y 0.14 mL etanolamina (0.14 g, 2.3 mmol) y 0.23 mL piperidina (0.23 g,
2.3 mmol.). El sólido café resultante se filtró y se recristalizó en etanol para
obtener 0.41 g con un rendimiento del 77%. pf = 250 – 251 C, IR: (cm-1), (N-H)
3456, (O-C=O) 1736, (C=O) 1693.
N-(2´hidroxietil)-6-Bromo-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (5g)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 5 (1.6
mmol) y 0.10 mL etanolamina (0.10 g, 1.6 mmol). El sólido blanco resultante se
filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.45 g con un rendimiento del 85%.
Se obtuvieron cristales incoloros por evaporación lenta con EtOH apropiados
para difractar en Rayos-X. pf = 204 – 205 C, IR: (cm-1), (N-H) 3345, (O-C=O)
1711, (C=O) 1653. m/z = 311 (M., 0.9%), 251 (100%), 167 (31.8%), 282
(20.6%), 270 (17.7%), 179 (7.7%), 223 (4.7%), 295 (3.7%), 196 (4.7%), 207
(1.9%)
N-(2´-hidroxietil)-2-oxo-2H-cromano-3-carboxiamida (7g)
Se obtuvo con el procedimiento descrito en 7 con 0.5 g del compuesto 7 (2.3
mmol) y 0.13 mL etanolamina (0.13 g, 2.3 mmol). El sólido blanco resultante se
filtró y se recristalizó en etanol para obtener 0.24 g con un rendimiento del
44%. Se obtuvieron cristales incoloros por evaporación lenta con EtOH
apropiados para difractar por Rayos-X. pf = 173- 174 C, IR: (cm-1), (N-H) 3345,
(O-C=O) 1721, (C=O) 1646. m/z = 233 (M., 0.9%), 173 (100%), 89 (45.0%), 63
(27.0%), 101 (20.7%), 190 (16.2%), 203 (14.4%), 75 (9.9%), 215 (6.3%).
132
BIBLIOGRAFÍA:
Bruno, J., Cole, J., Edgington, P., Kessler, M., Macrae, C., McCabe, P.,
Pearson, J. y Taylor, R. (2002). New software for searching the
Cambridge Structural Database and visualizing crystal structures. Acta
Crystallographica, B58, 389–397.
Farrugia, L. (1999). WinGX suite for small-molecule single-crystal
crystallography, Journal of Applied Crystallography, 32, 837–838.
Sheldrick G. M. (1997). SHELXS97 and SHELXL97. University of Göttingen,
Germany.
133
ANEXO
A continuación se describen los datos de colección y refinamiento de las
estructuras cristalinas de los ocho compuestos cristalizados.
Tabla 1.- Parámetros de difracción de Rayos-X de los compuestos 2, 5, 9 y 2c.
Compuesto 2 5 2c 9
Formula empí rica C12 H9 ClO4 C12 H9 Br O4 C17 H19 N2 O4 Cl C14H19N3O3
Peso molecular (g/mol) 252.7 297.10 350.8 277.3 Grupo Espacial P21/c1 P21/c1 P21/c1 P2/c Sistema cristalino Monoclínico Monoclínico Monoclínico Monoclínico
a(Å) 5.7982 (5) 5.8432 (6) 9.4773 (7) 10.5634 (10)
b(Å) 13.0702 (12) 13.2073(14) 26.9187 (20) 12.1846 (12)
c(Å) 15.5540 (12) 15.6959 (15) 13.4074 (10) 12.6705 (12)
β(°) 108.191(3) 109.327(3) 95.006(2) 114.618 (2)
V( Å3) 1119.83 (12) 1143.04 (13) 3407.40 (7) 1482.6 (2)
Z 4 4 4 4
ρ (g/cm. -1) 1.48 1.73 1.37 1.24
h -6<h<6 -7<h<7 -9<h<9 -12<h<12
k -15<k<15 -17<k<17 -28<k<28 -14<k<14
l -18<l<18 -19<l<20 -14<l<14 -15<l<15
Reflexiones medidas 8206 12998 24900 13938
Reflexiones Ind. 2615 2754 4163 2614
Reflexiones Obs. 2310 2091 2674 2052
µµµµ(mm -1) 0.336 3.595 0.248 0.089
F(000) 520 591.9 1471.8 591.9
Parámetros 155 155 441 181
GOOF 1.091 1.047 1.087 1.181
R int. 0.024 0.041 0.098 0.044
R [F2>2σ F (2)] 0.055 0.045 0.081 0.073
wR(F2) 0.155 0.123 0.154 0.148
∆ρmax���e Å-3 0.34 1.00 0.309 0.168
∆ρmin���e Å-3 -0.32 -0.26 -0.182 -0.151
134
Tabla 2.- Parámetros de difracción de Rayos-X de los compuestos 1g, 2g, 3g,
5g y 7g.
Compuesto 7g 2g 5g 3g 1g
Formula empírica C12H11NO4 C12 H10NO4Cl C12H10BrNO4 C13H13NO5 C12H12N2 O7
Peso molecular (g/mol) 233.2 267.7 312.11 263.2 296.24
Grupo Espacial P21/c P21/c P21/c P21/c P-1
Sistema cristalino Monoclínico Monoclínico Monoclínico Monoclínico Triclínico
a(Å) 17.3720(44) 5.3567 (5) 8.2813(7) 6.8051(14) 5.0399(13)
b(Å) 5.1248(13) 22.0776(20) 25.0120(20) 24.947(50) 8.9010(20)
c(Å) 11.9679(30) 9.3087 (8) 5.5283(5) 8.0970(30) 14.0310(40)
β(°) 103.925(4) 91.873(2) 94.459(2) 123.450(20) 91.533(4)
V( Å3) 1034.17(11) 1100.29 (2) 1141.62(2) 1146.92(182) 627.64(3)
Z 4 4 4 4 2
ρ (g/cm. -1) 1.50 1.62 1.82 1.52 1.57
h -21<h<21 -7<h<7 -9<h<9 -10<h<10 -5<h<5
k -6<k<6 -29<k<29 -29<k<29 -38<k<40 -10<k<10
l -14<l<14 -12<l<12 -6<l<6 -12<l<13 -16<l<16
Reflexiones medidas 10189 12432 10984 24974 6037
Reflexiones Ind. 2027 2629 2018 4881 2179
Reflexiones Obs. 1641 2545 1913 4105 1958
µµµµ(mm -1) 0.114 0.353 3.607 0.118 0.131
F(000) 487.9 551.9 623.9 551.9 307.9
Parámetros 154 163 163 173 190
GOOF 1.027 1.095 1.165 1.034 1.122
R int. 0.064 0.026 0.044 0.021 0.024
R [F2>2σ F (2)] 0.049 0.037 0.054 0.038 0.054
wR(F2) 0.122 0.092 0.114 0.107 0.129
∆ρmax���e Å-3 0.340 0.439 1.603 0.556 0.180
∆ρmin���e Å-3 -0.205 -0.262 -0.793 -0.247 -0.252
135
Datos cristalográficos para el compuesto 2
Distancias de enlace Å
Cl(6) - C(6) 1.736(2) O(1) - C(2) 1.382(2) O(1) - C(10) 1.366(2) O(2) - C(2) 1.188(2) O(11) - C(11) 1.200(3) O(12) - C(11) 1.316(2) O(12) - C(13) 1.454(3) C(2) - C(3) 1.470(3) C(3) - C(4) 1.342(3) C(3) - C(11) 1.493(3) C(4) - C(9) 1.430(3) C(5) - C(6) 1.368(3) C(5) - C(9) 1.397(3) C(6) - C(7) 1.391(3) C(7) - C(8) 1.372(3) C(8) - C(10) 1.383(3) C(9) - C(10) 1.394(3) C(13) - C(14) 1.472(4)
Ángulos de enlace (°)
C(2) - O(1) - C(10) 122.98(15) C(11) - O(12) - C(13) 115.55(18) O(1) - C(2) - O(2) 116.62(17) O(1) - C(2) - C(3) 115.78(15) O(2) - C(2) - C(3) 127.59(18) C(2) - C(3) - C(4) 120.70(17) C(2) - C(3) - C(11) 121.37(16) C(4) - C(3) - C(11) 117.82(16) C(3) - C(4) - C(9) 121.38(17) C(6) - C(5) - C(9) 119.03(18) Cl(6) - C(6) - C(5) 119.20(17) Cl(6) - C(6) - C(7) 119.32(15) C(5) - C(6) - C(7) 121.48(19) C(6) - C(7) - C(8) 120.04(19) C(7) - C(8) - C(10) 119.0(2) C(4) - C(9) - C(5) 123.34(17) C(4) - C(9) - C(10) 117.55(17) C(5) - C(9) - C(10) 119.11(17) O(1) - C(10) - C(8) 117.64(17) O(1) - C(10) - C(9) 121.07(16) C(8) - C(10) - C(9) 121.28(18) O(11) -C(11) - O(12) 124.10(18) O(11) - C(11) - C(3) 121.72(17) O(12) - C(11) - C(3) 114.18(16) O(12) - C(13) - C(14) 107.6(2)
Ángulos de Torsión (°)
C(10) O(1) C(2) O(2) 170.94(18) C(10) O(1) C(2) C(3) -7.9(2)
C(2) O(1) C(10) C(9) 2.9(3) C(13) O(12) C(11) O(11) 0.3(3)
C(11) O(12) C(13) (14) 166.4(2) O(1) C(2) C(3) C(4) 7.9(3)
O(2) C(2) C(3) C(4) -170.8(2) O(2) C(2) C(3) C(11) 5.4(3)
C(11) C(3) C(4) C(9) -179.18(17) C(2) C(3) C(11) O(11) -156.44(19)
C(4) C(3) C(11) O(11) 19.9(3) C(4) C(3) C(11) O(12) -159.90(18)
C(3) C(4) C(9) C(10) -2.5(3) C(9) C(5) C(6) Cl(6) 177.71(15)
C(6) C(5) C(9) C(4) -179.58(19) C(6) C(5) C(9) C(10) 0.2(3)
C(5) C(6) C(7) C(8) 1.8(3) C(6) C(7) C(8) C(10) 0.1(3)
C(7) C(8) C(10) C(9) -1.9(3) C(4) C(9) C(10) O(1) 2.6(3)
C(2) O(1) C(10) C(8) -176.03(17) C(3) C(4) C(9) C(5) 177.27(19)
C(13) O(12) C(11) (3) -179.94(18) C(9) C(5) C(6) C(7) -1.9(3)
O(1) C(2) C(3) C(11) -175.94(16) Cl(6) C(6) C(7) C(8) -177.82(17)
C(2) C(3) C(4) C(9) -2.9(3) C(7) C(8) C(10) O(1) 177.03(18)
136
C(2) C(3) C(11) O(12) 23.8(3) C(4) C(9) C(10) C(8) -178.52(18)
C(5) C(9) C(10) O(1) -177.12(17) C(5) C(9) C(10) C(8) 1.7(3)
Datos cristalográficos para el compuesto 2c
Distancias de enlace Å.
CLL6 - C6 1.753(6) O1 - C2 1.382(8) O1 - C10 1.381(7) O2 - C2 1.209(8)
O11 - C11 1.218(8) O19 - C18 1.405(12) O19 - C20 1.353(12) N12 - C11 1.326(9)
N12 - C13 1.459(10) N16 - C15 1.448(11) N16 - C17 1.423(10) N16 - C21 1.508(11)
C2 > C3 1.456(8) C3 - C4 1.330(8) C3 C11 1.499(9) C4 - C9 1.419(8)
C5 - C6 1.360(9) C5 - C9 1.390(8) C6 - C7 1.390(9) C7 - C8 1.381(8)
C8 - C10 1.357(8) C9 - C10 1.381(9) C13 C14 1.496(11) C14 - C15 1.535(12)
C17 - C18 1.457(12) C20 - C21 1.486(14)
Ángulos de enlace (Å).
C2 - O1 - C10 122.7(5) C18 - O19 - C20 110.3(7) C11 - N12 - C13 122.2(6) C15 - N16 - C17 114.3(6) C15 - N16 - C21 108.7(6) C17 - N16 - C21 107.1(6) O1 - C2 - O2 114.7(6) O1 - C2 - C3 117.6(5) O2 - C2 - C3 127.7(6) C2 - C3 - C4 118.5(5) C2 - C3 - C11 122.7(5) C4 - C3 - C11 118.8(5) C3 - C4 - C9 123.2(5) C6 - C5 - C9 119.5(6) CLL6 -C6 - C5 120.4(5) CLL6 -C6 - C7 118.1(5) C5 - C6 - C7 121.6(6) C6 - C7 - C8 118.9(6) C7 - C8 - C10 119.2(5) C4 - C9 - C5 123.2(6) C4 - C9 - C10 118.4(5) C5 - C9 - C10 118.3(6) O1 - C10 - C8 118.2(6) O1 - C10 - C9 119.4(5) C8 - C10 - C9 122.5(5) O11 - C11 - N12 122.3(7) O11 - C11 - C3 118.9(6) N12 - C11 - C3 118.9(6) N12 - C13 - C14 114.5(6) C13 - C14 - C15 113.6(7)
N16 - C15 - C14 111.9(7) N16 - C17 - C18 112.7(7) O19 - C18 - C17 113.8(7) O19 - C20 - C21 114.4(8) N16 - C21 - C20 108.8(7)
Ángulos de Torsión (°)
O2 C2 O1 C10 176.4(5) C3 C2 O1 C10 -4.9(8) O1 C2 C3 C11 -174.8(5) O2 C2 C3 C4 -176.0(6) C2 C3 C4 C9 -3.2(9) C11 C3 C4 C9 177.1(6) C2 C3 C11 N12 0.6(9) C4 C3 C11 O11 -0.8(9) C3 C4 C9 C5 -178.6(6) C3 C4 C9 C10 0.1(9) C9 C5 C6 C7 -0.2(9) C6 C5 C9 C4 179.2(6) CLL6 C6 C7 C8 179.0(5) C5 C6 C7 C8 -1.1(9) C7 C8 C10 O1 179.3(5) C7 C8 C10 C9 -1.7(9) C4 C9 C10 C8 -178.3(6) C5 C9 C10 O1 179.5(5) C8 C10 O1 C2 - 179.1(5) C9 C10 O1 C2 1.9(8)
C3 C11 N12 C13 177.9(6) C14 C13 N12 C11 - 131.8(7) C13 C14 C15 N16 66.6(9) C14 C15 N16 C17 81.4(8) C18 C17 N16 C15 175.8(7) C18 C17 N16 C21 55.3(8) O1 C2 C3 C4 5.5(8) C6 C5 C9 C10 0.5(9)
O2 C2 C3 C11 3.7(10) C6 C7 C8 C10 2.0(9) C2 C3 C11 O11 179.5(6) C4 C9 C10 O1 0.7(8) C4 C3 C11 N12 -179.8(6) C5 C9 C10 C8 0.5(9) C9 C5 C6 CLL6 179.7(5) O11 C11 N12 C13 -0.9(11) C17 C18 O19 C20 53.2(9) C21 C20 O19 C18 -55.6(10) O11 C11 N12 C13 -0.9(11) C14 C15 N16 C21 -159.0(6) N12 C13 C14 C15 76.9(9) N16 C17 C18 O19 -55.8(9) C20 C21 N16 C15 -179.0(7) C20 C21 N16 C17 -55.0(8) O19 C20 C21 N16 58.0(10)
137
Datos cristalográficos para el compuesto 5
Distancias de enlace (Å)
Br(1) - C(6) 1.888(3) O(1) - C(2) 1.379(3) O(1) - C(9) 1.366(3) O(2) - C(2) 1.189(4) O(11) - C(11) 1.199(4) O(12) - C(11) 1.311(3) O(12) - C(13) 1.456(4) C(2) > C(3) 1.465(4) C(3) - C(4) 1.341(4) C(3) > C(11) 1.496(4) C(4) - C(10) 1.427(4) C(5) - C(6) 1.356(4)
C(5) - C(10) 1.392(4) C(6) - C(7) 1.391(4) C(7) - C(8) 1.374(4) C(8) - C(9) 1.373(4) C(9) - C(10) 1.392(4) C(13) - C(14) 1.456(6)
Ángulos de enlace (°)
C(2) - O(1) - C(9) 123.1(2) C(11) - O(12) - C(13) 115.1(3) O(1) - C(2) - O(2) 116.8(3) O(1) - C(2) - C(3) 115.6(2) O(2) - C(2) - C(3) 127.6(3) C(2) - C(3) - C(4) 120.9(2) C(2) - C(3) - C(11) 121.3(2) C(4) - C(3) - C(11) 117.7(3) C(3) - C(4) - C(10) 121.4(3) C(6) - C(5) - C(10) 119.3(3) Br(1) - C(6) - C(5) 119.0(2) Br(1) - C(6) - C(7) 119.3(2) C(5) - C(6) - C(7) 121.7(3) C(6) - C(7) - C(8) 119.5(3) C(7) - C(8) - C(9) 119.3(3) O(1) - C(9) - C(8) 117.8(3) O(1) - C(9) - C(10) 121.0(2) C(8) - C(9) - C(10) 121.2(3) C(4) - C(10) - C(5) 123.6(3) C(4) - C(10) - C(9) 117.5(3) C(5) - C(10) - C(9) 119.0(2) O(11) - C(11) - O(1 124.4(3) O(11) - C(11) - C(3) 121.5(3) O(12) - C(11) - C(3) 114.2(2) O(12) - C(13) - C(14) 108.0(3)
Ángulos de Torsión (°)
C(9) O(1) C(2) O(2) 170.7(3) C(9) O(1) C(2) C(3) -8.1(4)
C(2) O(1) C(9) C(10) 2.7(4) C(13) O(12) C(11) O(11) 0.3(5)
C(11) O(12) C(13) C(14) 166.1(3) O(1) C(2) C(3) C(4) 8.1(4)
O(2) C(2) C(3) C(4) -170.5(3) O(2) C(2) C(3) C(11) 6.1(5)
C(11) C(3) C(4) C(10) -179.7(3) C(2) C(3) C(11) O(11) -155.1(3)
C(4) C(3) C(11) O(11) 21.6(4) C(4) C(3) C(11) O(12) -158.2(3)
C(3) C(4) C(10) C(9) -2.7(4) C(10) C(5) C(6) Br(1) 176.9(2)
C(6) C(5) C(10) C(4) -179.9(3) C(6) C(5) C(10) C(9) -0.1(4)
C(5) C(6) C(7) C(8) 1.7(5) C(6) C(7) C(8) C(9) 0.5(4)
C(7) C(8) C(9) C(10) -2.4(4) O(1) C(9) C(10) C(4) 2.9(4)
C(2) O(1) C(9) C(8) -176.4(3) C(2) C(3) C(11) O(12) 25.2(4)
C(13) O(12) C(11) C(3) -180.0(3) C(3) C(4) C(10) C(5) 177.1(3)
O(1) C(2) C(3) C(11) -175.3(2) C(10) C(5) C(6) C(7) -1.8(4)
C(2) C(3) C(4) C(10) -3.0(4) Br(1) C(6) C(7) C(8) -177.0(2)
C(7) C(8) C(9) O(1) 176.8(3) O(1) C(9) C(10) C(5) -176.9(3)
C(8) C(9) C(10) C(4) -178.0(3) C(8) C(9) C(10) C(5) 2.2(4)
138
Datos cristalográficos para el compuesto 9
Distancias de enlace (Å).
O(1) - C(9) 1.256(3) O(6A) - N(6) 1.227(3) O(6B) - N(6) 1.229(3) N(6) - C(6) 1.444(4) N(11) - C(4) 1.284(4) N(11) - (12) 1.451(4) N(14) - C(13) 1.449(4) N(14) - C(15) 1.450(4) N(14) - (19) 1.456(4) C(4) - C(10) 1.419(4) C(5) - C(6) 1.368(5) C(5) - C(10) 1.392(4) C(6) - C(7) 1.403(3) C(7) - C(8) 1.356(4) C(8) - C(9) 1.433(5) C(9) > C(10) 1.449(3) C(12) - C(13) 1.514(4) C(15) - (16) 1.502(6) C(16) - C(17) 1.499(7) C(17) - C(18) 1.518(5) C(18) - C(19) 1.505(5)
Ángulos de enlace (°)
O(6A) - N(6) - O(6B) 122.9(2) O(6A) - N(6) - C(6) 118.6(2)
C(4) - N(11) - C(12) 124.1(2) C(13) - N(14) - C(15) 111.6(2)
C(15) - N(14) - C(19) 110.2(3) N(11) - C(4) - C(10) 125.4(2)
N(6) - C(6) - C(5) 119.9(2) N(6) - C(6) - C(7) 119.4(3)
C(6) - C(7) - C(8) 120.1(3) C(7) - C(8) - C(9) 122.3(2)
O(1) - C(9) - C(10) 121.8(3) C(8) - C(9) - C(10) 115.6(2)
C(4) - C(10) - C(9) 121.0(2) C(5) - C(10) - C(9) 120.8(2)
N(14) - C(13) - C(12) 112.2(3) N(14) - C(15) - C(16) 111.0(3)
O(6B) - N(6) - C(6) 118.4(2) C(4) - C(10) - C(5) 118.2(2)
C(13) - N(14) - C(19) 112.7(3) N(11) - C(12) - C(13) 110.9(3)
C(6) - C(5) - C(10) 120.3(2) C(15) - C(16) - C(17) 111.5(4)
C(5) - C(6) - C(7) 120.8(3) N(14) - C(19) - C(18) 111.0(3)
O(1) - C(9) - C(8) 122.6(2) C(17) - C(18) - C(19) 111.2(3)
C(16) - C(17) - C(18) 110.0(3)
Ángulos de torsión (°)
C(10) C(4) N(11) C(12) -176.8(2) N(11) C(4) C(10) C(5) -178.1(2)
C(10) C(5) C(6) N(6) -178.8(2) C(10) C(5) C(6) C(7) 0.4(4)
C(6) C(5) C(10) C(9) 0.5(4) C(5) C(6) N(6) O(6A) -11.6(4)
C(7) C(6) N(6) O(6A) 169.1(2) C(7) C(6) N(6) O(6B) -11.6(4)
C(5) C(6) C(7) C(8) -0.2(4) C(6) C(7) C(8) C(9) -1.0(4)
C(7) C(8) C(9) C(10) 1.8(4) O(1) C(9) C(10) C(4) -0.6(4)
C(8) C(9) C(10) C(4) 179.9(2) C(8) C(9) C(10) C(5) -1.5(3)
N(11) C(12) C(13) N(14) -62.7(3) C(12) C(13) N(14) C(15) 158.3(3)
139
C(16) C(15) N(14) C(13) -173.6(3) C(16) C(15) N(14) C(19) 60.5(4)
N(11) C(4) C(10) C(9) 0.6(4) O(1) C(9) C(10) C(5) 178.0(2)
C(6) C(5) C(10) C(4) 179.1(2) C(13) C(12) N(11) C(4) 93.5(3)
C(5) C(6) N(6) O(6B) 167.6(2) C(12) C(13) N(14) C(19) -77.2(3)
N(6) C(6) C(7) C(8) 179.0(2) N(14) C(15) C(16) C(17) -57.4(5)
C(7) C(8) C(9) O(1) -177.7(2) C(17) C(18) C(19) N(14) 56.2(4)
C(15) C(16) C(17) C(18) 52.5(5) C(16) C(17) C(18) C(19) -52.0(5)
C(18) C(19) N(14) C(13) 174.6(3) C(18) C(19) N(14) C(15) -60.1(4)
Datos cristalográficos para el compuesto 1g
Distancias de enlace (Å).
O(1) - C(2) 1.3761 O(1) - C(9) 1.3722 O(2) - C(2) 1.2021 O(6B) - N(6) 1.2169 O(11) - C(11) 1.2298 (15) - C(14) 1.4243 N(12) - C(11) 1.3252 N(12) - C(13) 1.4535 C(2) > C(3) 1.4626 C(3) > C(11) 1.5029 C(4) - C(10) 1.4336 C(5) - C(6) 1.3743
C(3) - C(4) 1.3424 C(5) - C(10) 1.3942 C(9) - C(10) 1.3917 C(6) - C(7) 1.3893 C(7) - C(8) 1.3678 C(8) - C(9) 1.3840
C(13) - C(14) 1.5029 O(6A) - N(6) 1.2132 N(6) - C(6) 1.4672
Ángulos de enlace (°)
C(2) - O(1) - C(9) 123.02 O(6A) - N(6) - O(6B) 123.57 O(6B) - N(6) - C(6) 117.78 C(11) - N(12) - C(13) 122.13 O(1) - C(2) - C(3) 117.21 O(2) - C(2) - C(3) 127.23 C(2) - C(3) - C(11) 122.02 C(4) - C(3) - C(11) 118.25 C(6) - C(5) - C(10) 118.33 N(6) - C(6) - C(5) 118.12 C(5) - C(6) - C(7) 122.66 C(6) - C(7) - C(8) 119.47 O(1) - C(9) - C(8) 117.09 O(1) - C(9) - C(10) 120.20 C(4) - C(10) - C(5) 123.44 C(4) - C(10) - C(9) 118.08
O(11) - C(11) - N(12) 122.70 O(11) - C(11) - C(3) 119.62 O(6A) - N(6) - C(6) 118.65 C(7) - C(8) - C(9) 118.37 O(1) - C(2) - O(2) 115.54 C(8) - C(9) - C(10) 122.70 C(2) - C(3) - C(4) 119.72 C(5) - C(10) - C(9) 118.44 C(3) - C(4) - C(10) 121.76 N(12) - C(11) - C(3) 117.67 N(6) - C(6) - C(7) 119.23 O(15) - C(14) - C(13) 112.25
N(12) - C(13) - C(14) 110.89
Ángulos de torsión (°)
O(2) C(2) O(1) C(9) 179.16 C(3) C(2) O(1) C(9) 0.59
O(1) C(2) C(3) C(11) 178.57 O(2) C(2) C(3) C(4) -178.77
C(2) C(3) C(4) C(10) 0.13 C(11) C(3) C(4) C(10) -178.87
C(2) C(3) C(11) N(12) 2.95 C(4) C(3) C(11) O(11) 1.32
C(3) C(4) C(10) C(5) 177.69 C(3) C(4) C(10) C(9) -0.05
C(10) C(5) C(6) C(7) -1.39 C(6) C(5) C(10) C(4) -177.95
C(5) C(6) N(6) O(6A) -0.99 C(5) C(6) N(6) O(6B) 179.53
C(7) C(6) N(6) O(6B) -0.88 N(6) C(6) C(7) C(8) -178.02
C(6) C(7) C(8) C(9) -0.07 C(7) C(8) C(9) O(1) 177.79
C(8) C(9) O(1) C(2) -179.88 C(10) C(9) O(1) C(2) -0.52
O(1) C(9) C(10) C(5) -177.62 C(8) C(9) C(10) C(4) 179.55
140
O(1) C(2) C(3) C(4) -0.39 C(6) C(5) C(10) C(9) -0.22
O(2) C(2) C(3) C(11) 0.19 C(7) C(6) N(6) O(6A) 178.60
C(2) C(3) C(11) O(11) -177.66 C(5) C(6) C(7) C(8) 1.55
C(4) C(3) C(11) N(12) -178.07 C(7) C(8) C(9) C(10) -1.55
C(10) C(5) C(6) N(6) 178.19 O(1) C(9) C(10) C(4) 0.23
O(11) C(11) N(12) C(13) 1.46 C(14) C(13) N(12) C(11) -167.23
N(12) C(13) C(14) O(15) -60.55 C(8) C(9) C(10) C(5) 1.70
C(3) C(11) N(12) C(13) -179.16
Datos cristalográficos para el compuesto 2g
Distancias de enlace (Å).
Cl(6) - C(6) 1.7361(15) O(1) - C(2) 1.3715(17)
O(11) - C(11) 1.2324(19) O(15) - C(14) 1.4188(19)
C(2) > C(3) 1.461(2) C(3) - C(4) 1.349(2)
C(5) - C(6) 1.377(2) C(5) - C(10) 1.405(2)
C(8) - C(9) 1.386(2) C(9) - C(10) 1.392(2)
O(1) - C(9) 1.3710(18) O(2) - C(2) 1.2101(19)
N(12) - C(11) 1.3319(19) N(12) - C(13) 1.456(2)
C(3) > C(11) 1.505(2) C(4) - C(10) 1.430(2)
C(6) - C(7) 1.395(2) C(7) - C(8) 1.382(2)
C(13) - C(14) 1.514(2)
Ángulos de enlace (°)
C(2) - O(1) - C(9) 122.78(12) C(11) - N(12) - C(13) 123.21(12)
O(1) - C(2) - C(3) 117.19(12) O(2) - C(2) - C(3) 127.12(13)
C(2) - C(3) - C(11) 122.24(13) C(4) - C(3) - C(11) 117.80(13)
C(6) - C(5) - C(10) 118.81(14) Cl(6) - C(6) - C(5) 120.01(12)
C(5) - C(6) - C(7) 121.61(14) C(6) - C(7) - C(8) 120.15(14)
O(1) - C(9) - C(8) 117.01(13) O(1) - C(9) - C(10) 120.69(12)
C(4) - C(10) - C(5) 123.27(14) C(4) - C(10) - C(9) 117.90(13)
O(11) - C(11) - N(12) 124.47(13) O(11) - C(11) - C(3) 118.69(13)
N(12) - C(13) - C(14) 110.81(12) O(15) - C(14) - C(13) 111.66(12)
O(1) - C(2) - O(2) 115.68(13) C(7) - C(8) - C(9) 118.31(14)
C(2) - C(3) - C(4) 119.94(13) C(8) - C(9) - C(10) 122.30(14)
C(3) - C(4) - C(10) 121.43(14) C(5) - C(10) - C(9) 118.83(13)
Cl(6) - C(6) - C(7) 118.38(11) N(12) - C(11) - C(3) 116.81(13)
Ángulos de torsión (°)
O(2) C(2) O(1) C(9) -177.62(13) C(3) C(2) O(1) C(9) 2.38(19)
O(1) C(2) C(3) C(11) 174.73(12) O(2) C(2) C(3) C(4) 176.79(15)
C(2) C(3) C(4) C(10) 2.1(2) C(11) C(3) C(4) C(10) -175.99(13)
C(2) C(3) C(11) N(12) -1.5(2) C(4) C(3) C(11) O(11) -1.6(2)
C(3) C(4) C(10) C(5) 179.15(14) C(3) C(4) C(10) C(9) 0.0(2)
141
C(10) C(5) C(6) C(7) -0.4(2) C(6) C(5) C(10) C(4) -178.77(14)
Cl(6) C(6) C(7) C(8) -179.69(12) C(5) C(6) C(7) C(8) 0.2(2)
C(7) C(8) C(9) O(1) 179.84(13) C(7) C(8) C(9) C(10) -0.2(2)
C(10) C(9) O(1) C(2) -0.4(2) O(1) C(9) C(10) C(4) -0.9(2)
C(8) C(9) C(10) C(4) 179.14(13) C(8) C(9) C(10) C(5) 0.0(2)
C(3) C(11) N(12) C(13) -175.03(13) C(14) C(13) N(12) (11) 133.28(14)
O(1) C(2) C(3) C(4) -3.2(2) C(6) C(5) C(10) C(9) 0.3(2)
O(2) C(2) C(3) C(11) -5.3(2) C(6) C(7) C(8) C(9) 0.2(2)
C(2) C(3) C(11) O(11) -179.55(13) C(8) C(9) O(1) C(2) 179.57(13)
C(4) C(3) C(11) N(12) 176.51(13) O(1) C(9) C(10) C(5) 179.90(13)
C(10) C(5) C(6) Cl(6) 179.43(11) O(11) C(11) N(12) (13) 2.9(2)
N(12) C(13) C(14) O(15) -64.73(16)
Datos cristalográficos para el compuesto 3g
Distancias de enlace (Å). O(1) - C(2) 1.3630(10) O(1) - C(9) 1.3741(12)
(6) - C(6A) 1.4290(11) O(11) - C(11) 1.2418(12)
N(1) - C(13) 1.4539(11) C(2) > C(3) 1.4680(13)
C(4) - C(10) 1.4388(12) C(5) - C(6) 1.3932(12)
C(7) - C(8) 1.3918(14) C(8) - C(9) 1.3857(12)
O(2) - C(2) 1.2187(13) O(6) - C(6) 1.3667(13)
O(15) - C(14) 1.4231(12) N(1) - C(11) 1.3336(13)
C(3) - C(4) 1.3593(13) C(3) > C(11) 1.5047(12)
C(5) - C(10) 1.4022(13) C(6) - C(7) 1.4018(14)
C(9) - C(10) 1.3984(13) C(13) - C(14) 1.5193(15)
Ángulos de enlace (°) C(2) - O(1) - C(9) 122.73(7) C(6) - O(6) - C(6A) 117.35(8) O(1) - C(2) - O(2) 115.85(8) O(1) - C(2) - C(3) 117.73(8) C(2) - C(3) - C(4) 119.75(7) C(2) - C(3) - C(11) 121.21(7) C(3) - C(4) - (10) 121.07(8) C(6) - C(5) - C(10) 119.75(8) O(6) - C(6) - C(7) 124.10(7) C(5) - C(6) - C(7) 120.23(8) C(7) - C(8) - C(9) 118.75(8) O(1) - C(9) - C(8) 117.13(8) C(8) - C(9) - (10) 121.92(8) C(4) - C(10) - C(5) 123.36(8) C(5) - C(10) - (9) 118.87(7) O(11) - C(11) - N(1) 123.43(7) N(1) - C(11) - (3) 116.21(7) N(1) - C(13) - C(14) 107.98(7) C(11) - N(1) - (13) 124.53(8) O(1) - C(9) - C(10) 120.95(7) O(2) - C(2) - C(3) 126.41(7) C(4) - C(10) - C(9) 117.76(8) C(4) - C(3) - (11) 119.02(8) O(11) - C(11) - C(3) 120.35(8) O(6) - C(6) - C(5) 115.67(8) O(15) - C(14) - C(13) 108.79(7) C(6) - C(7) - C(8) 120.45(7) O(1) - C(9) - C(8) 117.13(8)
Ángulos de torsión (°) C(9) O(1) C(2) O(2) 179.33(7) C(9) O(1) C(2) C(3) 0.31(10)
C(2) O(1) C(9) C(10) -0.14(10) C(6A) O(6) C(6) C(5) -172.26(7)
C(13) N(1) C(11) O(11) 1.78(12) C(13) N(1) C(11) C(3) -176.98(7)
O(1) C(2) C(3) C(4) -0.74(10) O(1) C(2) C(3) C(11) 177.68(6)
O(2) C(2) C(3) C(11) -1.23(11) C(2) C(3) C(4) C(10) 0.99(10)
C(2) C(3) C(11) O(11) -171.06(7) C(2) C(3) C(11) N(1) 7.75(10)
C(4) C(3) C(11) N(1) -173.82(7) C(3) C(4) C(10) C(5) 178.39(7)
C(10) C(5) C(6) O(6) 178.50(7) C(10) C(5) C(6) C(7) -1.80(11)
142
C(6) C(5) C(10) C(9) 0.87(10) O(6) C(6) C(7) C(8) -179.25(7)
C(6) C(7) C(8) C(9) 0.57(11) C(7) C(8) C(9) O(1) 178.17(7)
O(1) C(9) C(10) C(4) 0.35(10) O(1) C(9) C(10) C(5) -178.88(7)
C(8) C(9) C(10) C(5) 0.80(11) N(1) C(13) C(14) O(15) 52.76(8)
C(2) O(1) C(9) C(8) -179.82(7) C(11) C(3) C(4) C(10) -177.46(6)
C(6A) O(6) C(6) C(7) 8.05(10) C(4) C(3) C(11) O(11) 7.37(10)
C(11) N(1) C(13) C(14) 154.94(7) C(3) C(4) C(10) C(9) -0.80(10)
O(2) C(2) C(3) C(4) -179.65(8) C(6) C(5) C(10) C(4) -178.31(7)
Datos cristalográficos para el compuesto 5g
Distancias de enlace (Å).
Br(6) - C(6) 1.9019 O(1) - C(2) 1.3590 O(1) - C(9) 1.3721 O(11) - C(11) 1.2355 O(15) - C(14) 1.4364 N(12) - C(11) 1.3367 C(2) > C(3) 1.4707 C(3) - C(4) 1.3503 C(3) > C(11) 1.5114 C(5) - C(6) 1.3704 C(5) - C(10) 1.3976 C(6) - C(7) 1.3896 O(2) - C(2) 1.2149 N(12) - C(13) 1.4421 C(4) - C(10) 1.4181 C(8) - C(9) 1.3786 C(9) - C(10) 1.3960 C(13) - C(14) 1.5014 C(7) - C(8) 1.3824
Ángulos de enlace (°)
C(2) - O(1) - C(9) 122.56 C(11) - N(12) - C(13) 120.97 O(1) - C(2) - C(3) 117.24 O(2) - C(2) - C(3) 125.64 C(2) - C(3) - C(11) 121.11 C(4) - C(3) - C(11) 118.96 C(6) - C(5) - C(10) 118.36 Br(6) - C(6) - C(5) 118.60 C(5) - C(6) - C(7) 122.39 C(6) - C(7) - C(8) 119.58 O(1) - C(9) - C(8) 116.98 O(1) - C(9) - C(10) 121.03 C(4) - C(10) - C(5) 123.06 C(4) - C(10) - C(9) 117.83
O(11) - C(11) - N(12) 122.40 O(11) - C(11) - C(3) 119.37 N(12) - C(13) - C(14) 113.46 O(15) - C(14) - C(13) 109.56 O(1) - C(2) - O(2) 117.10 C(7) - C(8) - C(9) 118.57 C(2) - C(3) - C(4) 119.92 C(8) - C(9) - C(10) 121.98
C(3) - C(4) - C(10) 121.41 C(5) - C(10) - C(9) 119.10 Br(6) - C(6) - C(7) 119.01 N(12) - C(11) - C(3) 118.17
Ángulos de Torsión (°)
Br(6) C(6) C(7) C(8) 179.71 C(5) C(6) C(7) C(8) -0.22
C(7) C(8) C(9) O(1) -179.85 C(7) C(8) C(9) C(10) -0.94
C(10) C(9) O(1) C(2) -0.16 O(1) C(9) C(10) C(4) 0.56
C(8) C(9) C(10) C(4) -178.31 C(8) C(9) C(10) C(5) 1.22
C(3) C(11) N(12) C(13) 178.94 C(14) C(13) N(12) C(11) -81.07
C(6) C(7) C(8) C(9) 0.42 O(11) C(11) N(12) C(13) 1.78
C(8) C(9) O(1) C(2) 178.77 N(12) C(13) C(14) O(15) -71.59
O(1) C(9) C(10) C(5) -179.91
143
Datos cristalográficos para el compuesto 7g
Distancias de enlace (Å).
O(1) - C(2) 1.370(3) O(1) - C(9) 1.374(3) O(2) - C(2) 1.208(3) O(11) - C(11) 1.237(3) O(15)- C(14) 1.417(3) N(12) - C(11) 1.321(3) N(12) - C(13) 1.446(3) C(2) > C(3) 1.458(3) C(3) - C(4) 1.342(4) C(3) > C(11) 1.494(4) C(4) - C(10) 1.422(4) C(5) - C(6) 1.374(4) C(5) - C(10) 1.395(4) C(6) - C(7) 1.391(3) C(7) - C(8) 1.378(4) C(8) - C(9) 1.374(4) C(9) - C(10) 1.393(3) C(13) - C(14) 1.499(3)
Ángulos de enlace (°)
C(2) - O(1) - C(9) 122.88(19) C(11) - N(12) - C(13) 122.9(2) O(1) - C(2) - O(2) 115.6(2)
O(1) - C(2) - C(3) 117.1(2) O(2) - C(2) - C(3) 127.3(2) C(2) - C(3) - C(4) 119.9(2)
C(2) - C(3) - C(11) 121.6(2) C(4) - C(3) - C(11) 118.5(2) C(3) - C(4) - C(10) 122.0(2)
C(6) - C(5) - C(10) 120.5(2) C(5) - C(6) - C(7) 119.8(2) C(6) - C(7) - C(8) 120.9(2)
C(7) - C(8) - C(9) 118.5(2) O(1) - C(9) - C(8) 117.4(2) O(1) - C(9) - C(10) 120.4(2)
C(5) - C(10) - C(9) 118.1(2) O(11) - C(11) - N(12) 122.6(2) O(11) - C(11) - C(3) 19.6(2)
C(8) - C(9) - C(10) 122.2(2) C(4) - C(10) - C(5) 124.2(2) C(4) - C(10) - C(9) 117.8(2)
N(12) - C(11) - C(3) 117.8(2) N(12) - C(13) - C(14) 110.0(2) O(15) - C(14) - C(13) 108.0(2)
Ángulos de torsión (°)
O(2) C(2) O(1) C(9) -179.7(2) C(3) C(2) O(1) C(9) -0.8(3)
O(1) C(2) C(3) C(11) -179.5(2) O(2) C(2) C(3) C(4) 179.1(3)
C(2) C(3) C(4) C(10) 0.1(4) C(11) C(3) C(4) C(10) 179.9(2)
C(2) C(3) C(11) N(12) -3.2(4) C(4) C(3) C(11) O(11) -2.8(4)
C(3) C(4) C(10) C(5) 179.0(2) C(3) C(4) C(10) C(9) 0.0(4)
C(6) C(5) C(10) C(4) -178.9(2) C(6) C(5) C(10) C(9) 0.1(4)
C(6) C(7) C(8) C(9) 0.3(4) C(7) C(8) C(9) O(1) 179.4(2)
C(8) C(9) O(1) C(2) -179.1(2) C(10) C(9) O(1) C(2) 1.0(3)
O(1) C(9) C(10) C(5) -179.6(2) C(8) C(9) C(10) C(4) 179.6(2)
O(11) C(11) N(12) C(13) -0.1(4) C(3) C(11) N(12) C(13) -180.0(2)
N(12) C(13) C(14) O(15) 55.7(3) C(8) C(9) C(10) C(5) 0.5(4)
144
O(1) C(2) C(3) C(4) 0.3(4) C(10) C(5) C(6) C(7) -0.4(4)
O(2) C(2) C(3) C(11) -0.7(4) C(5) C(6) C(7) C(8) 0.2(4)
C(2) C(3) C(11) O(11) 176.9(2) C(7) C(8) C(9) C(10) - 0.7(4)
C(4) C(3) C(11) N(12) 177.1(2) O(1) C(9) C(10) C(4) -0.5(4)
C(14) C(13) N(12) C(11) 162.2(2)