Nuevas aproximaciones sintéticas a xantófilas

Zusammenfassung

Los carotenoides son un grupo de pigmentos isoprenoides naturales que están presentes en muchas plantas, frutas, flores, etc. y son responsables tanto de los colores (amarillo, naranja, rojizo, etc.) como de muchos de los aromas que presentan. Los carotenoides son una gran familia, hoy en día se conocen más de 700 carotenoides, de polienos C40 que son biosintetizados en grandes cantidades por organismos fotosintéticos, pero no por animales, los cuales deben ingerirlos a través de la dieta. Esta familia se puede dividir de manera muy amplia en carotenos (formados exclusivamente por C e H) y xantofilas (incorporan al menos un átomo de oxígeno). La mayor parte de las funciones, aplicaciones y usos de los carotenoides son consecuencia de la capacidad de absorción de la luz, lo que viene determinado por la presencia del cromófero poliénico (formado por un sistema conjugado de 7 o más dobles enlaces) que le da a la molécula la capacidad de absorción de luz en el rango del visible y, como consecuencia, la observación de colores. El papel de los carotenoides en la coloración de la naturaleza (crocina y capsantina son empleados como colorantes alimentarios), así como su participación en la fotosíntesis y fotoprotección de plantas y animales están bien establecidos. Se llevó a cabo la síntesis de trans-(8R,6'R)-peridinin-5,8-furanóxido, un norcarotenoide C37 aislado por Iguchi y colaboradores de un alga simbiótica del coral Clavularia viridis. Una de las etapas claves fue la conexión del fragmento terminal, funcionalizado como yodoaleno. Aunque inicialmente se realizó como última etapa y mediante una reacción de Stille, que permite modular el curso estereoquímico de la reacción (obteniéndose bien inversión o retención de la configuración del eje alénico) en función del halógeno, del catalizador y de los aditivos empleados, finalmente, la ausencia de una completa estereoselectividad nos indujo a proteger el alcohol terciario como sililéter para evitar la pérdida de la integridad estereoquímica, confirmando así la participación del hidroxilo terciario en C5 en la pérdida de la integridad estereoquímica, independientemente de la estructura del derivado de estaño empleado. Otro de los hitos sintéticos alcanzados fue la síntesis del fragmento lateral C20 que incorpora la butenolida y que se llevó a cabo mediante una ciclación asistida por Ag, mientras que la expansión del epóxido requirió de la presencia de catálisis ácida, permitiendo obtener estereoselectivamente el furanóxido y mimetizando así el mecanismo empleado por la Naturaleza para la síntesis de este norcarotenoide a partir de peridinina . Con el fragmento C20 disponible, se abordó la síntesis de pirroxantina, otro norcarotenoide C37 relacionado estructuralmente con peridinina que se aísla también a partir de dinoflagelados planctónicos (p.ej., Amphidinium carterae), responsables de las mareas rojas. La síntesis de este carotenoide acetilénico, que ya había sido abordada con anterioridad en nuestro grupo de investigación, presenta la dificultad añadida de la tendencia natural a la isomeriación del doble enlace en posición 9’. Para evitar los problemas de isomerización observados, se llevó a cabo la construcción del esqueleto final empleando un esquema de condensación C17 + C20 y una olefinación de Horner-Wadsworth-Emmons, a baja temperatura. La presencia del esqueleto de butenólida en otros carotenoides identificados, nos indujo a explorar otros caminos para la obtención estereoselectiva de este motivo. Así, se desarrollaron con éxito dos nuevas rutas sintéticas para la construcción del fragmento C20, que tienen en común la formación de la butenolida mediante una ciclación 5-exo-dig asistida por plata pero que se lleva a cabo en diferente momento a lo largo de la síntesis, empleando también distintas herramientas sintéticas.