Síntesi i reactivitat de derivats del triciclo[3.3.0.0/3,7]octà

Abstract

[cat] Els compostos policíclics d'elevada simetria, a més del seu gran atractiu estètic i interès estructural, són substrats valuosos per a estudis mecanístics o bé com a intermedis en la síntesi de molècules orgàniques més complexes. Des de fa més de vint anys el grup d'investigació del Prof. Pelayo Camps del Departament de Famacologia i Química Terapèutica de la Universitat de Barcelona treballa en la síntesi i en la reactivitat de compostos policíclics. Concretament, en la present Tesi Doctoral s'ha dut a terme l'obtenció de l'1,3,5,7-tetraiodotriciclo[3.3.0.0/3,7]octà, un derivat bisnoradamantànic polisubstituït en les posicions cap de pont, com a precursor del compost triciclo[3.3.0.0/3,7]octa-1(5),3(7)-diè, que contindria dos dobles enllaços altament piramidalitzats perpendiculars entre si, com a un intermedi sintètic per a la preparació de compostos policíclics més complexes. Malauradament, tots els intents duts a terme per a obtenir aquest intermedi tant inestable van resultar infructuosos, degut probablement a la formació d'un enllaç intern a la molècula conduint a la formació d'un derivat [2.2.1]propel·lànic contingut dins l'esquelet de bisnoradamantà, extremadament reactiu, que conté dos àtoms de carboni amb geometria invertida. Per a verificar la formació d'aquest intermedi propel·lànic, es va dur a terme l'obtenció del (±)-1,3-diiodotriciclo[3.3.0.0/3,7]octà, un derivat bisnoradamantànic 1,3-disubstituït en les posicions cap de pont, a partir del qual mitjançant reaccions amb diferents agents reductors s'ha generat l'1,3-deshidrobisnoradamantà, un [2.2.1]propel·là amb un pont metilènic entre les posicions 2 i 5, altament reactiu, que en les condicions de les reaccions realitzades evolucionaria cap a diversos productes, molts dels quals han estat aïllats i plenament caracteritzats. Els càlculs teòrics DFT realitzats suggereixen també la formació d'aquest intermedi. Paral·lelament, s'ha sintetitzat una petita col·lecció de derivats bisnoradamantànics enantiopurs di- i tetrasubstituïts en les posicions cap de pont utilitzat l'(R)-N-fenilpantolactama, un auxiliar quiral desenvolupat en el nostre grup d'investigació. Aquests compostos són els primers exemples descrits de bisnoradamantans quirals enantiopurs que tenen la seva quiralitat a la diferent substitució en les posicions cap de pont. La puresa enantiomèrica dels compostos obtinguts s'ha determinat utilitzat CG quiral/EM en alguns d'aquests compostos.

[eng] Polycyclic cage compounds are a unique class of organic compounds. They are useful substrates for mechanistic studies as well as intermediates in the synthesis of more complex organic molecules. For more than twenty years Prof. Pelayo Camps' research group at the Departament de Farmacologia i Química Terapèutica of the Universitat de Barcelona has been working on the synthesis and reactivity of polycyclic compunds. Specifically, in this Thesis the syntheses of 1,3,5,7-tetraiodotricyclo[3.3.0.0/3,7]octane was carried out, a bridgehead tetrasubstituted bisnoradamantane derivative, as a potential precursor of the tricyclo[3.3.0.0/3,7]oct-1(5),3(7)-diene. This compound, that features two highly pyramidalized carbon-carbon double bonds, may be useful as an intermediate in the syntheses of more complex polycyclic compounds. Unfortunately, we have no evidences in favor of the formation of this intermediate, probably because a very reactive [2.2.1]propellane derivative is generated. This intermediate has two carbon atoms with inverted geometries. To verify the formation of this propellane intermediate, the synthesis of (±)-1,3-diiodotricyclo[3.3.0.0/3,7]octane was carried out, a bridgehead 1,3-disubstituted bisnoradamantane derivative. From the reaction of this compound with different reductors evidences for the generation of 1,3-dehydrobisnoradamantane, a bridged, highly distorted and very reactive [2.2.1]propellane were found. Theoretical calculations also support the intermediacy of this derivative. On the other hand, a series of enantiomeric bridgehead di- and tetrasubstituted bisnoradamantane derivatives have been prepared by using (R)-N-phenylpantolactam, a chiral auxiliary developed by our research group. Although several bridgehead substituted chiral bisnoradamantane were known, efforts directed towards their preparation as single enantiomers had not been previously described. The enantiopurity of these compounds was established by chiral GC/MS.