Aplicación de metodologías actuales a la síntesis de moléculas de interés farmacológico y estructuras moleculares complejas basadas en interacciones débiles

Resumen

La presente tesis doctoral titulada “Aplicación de Metodologías Actuales a la Síntesis de Moléculas de Interés Farmacológico y Estructuras Moleculares Complejas basadas en Interacciones Débiles” está centrada en el concepto de ‘Complejidad Molecular’, tanto en términos de composición, constitución, configuración o conformación. Tres han sido las entidades químicas que han supuesto la fuente de inspiración a la hora de afrontar esta tesis doctoral y que constituyen claros ejemplos de ‘Complejidad Molecular’: el glicoaldehído debido a su complejidad estructural (combinación de efecto electrónicos entre el grupo alcohol y el grupo aldehído; tautomería ceto-enólica…), el diquat debido a su complejidad configuracional (ejes de quiralidad que pueden llevar a cambios conformacionales con gran influencia en las aplicaciones) y el MOF-5 debido a su complejidad supramolecular, (en la que los enlaces no covalentes son la base para formar esta estructura). Por lo tanto, el conjunto del manuscrito se divide en tres partes bien diferenciadas, en las que puede apreciarse una perspectiva distinta del concepto de ‘Complejidad Molecular’: En la primera parte, se han abordado las reacciones de Autotransferencia de Hidrógeno o de Préstamo de Hidrógeno, mediante el uso de aminas aromáticas y dioles, en una catálisis de tipo heterogénea, intentando respetar la mayoría de los preceptos de la Química Verde. Este sistema catalítico ha permitido la transformación del etilenglicol en glicoaldehído, compuesto de gran complejidad molecular y difícilmente sintetizable debido a su elevada reactividad, que ha sido propuesta como molécula fundamental en el origen de la vida y clave en la ruta de homologación de los azúcares a partir del formaldehído. Gracias a esa transformación se ha podido desarrollar una metodología para alquilar aminas aromáticas con etilenglicol y obtener así -amino alcoholes. Además, se ha extrapolado esta metodología catalítica a la creación de más complejidad molecular aplicable a la síntesis de productos de alto valor añadido en química farmacéutica, como por ejemplo indoles no sustituidos en el anillo pirrólico. En la segunda parte, la investigación se ha orientado a la obtención de nuevos derivados de diquat basados en [1,2,3]triazolo[1,5-a]piridinas y [1,2,3]triazolo[1,5-a]quinolinas, las cuales han sido objeto de estudio en nuestro grupo de investigación durante muchos años. Además, se han evaluado sus propiedades estructurales, configuracionales y conformacionales, así como las físico-químicas, y su posible interacción con ADN. Finalmente, la tercera parte se ha enfocado a la química de materiales, mediante la preparación de Metal-Organic Frameworks (MOFs) transparentes no conocidos hasta el momento, y que se han tratado de utilizar como contenedores de moléculas, las cuales quedan confinadas en los huecos de las redes cristalinas del material. Así, se ha podido llevar a cabo el estudio de esas moléculas en estado sólido, donde muchas veces presentan propiedades completamente diferentes a las que presentan en disolución. De esta forma, nuestros MOFs han actuado como “disolventes sólidos”. Además, también se ha hecho un estudio de la relación existente entre la composición molecular de un MOF y el tamaño macroscópico de los cristales obtenidos, siendo esta una de las primeras aproximaciones a este campo. Esta tesis es, por tanto, una tesis multidisciplinar dentro de la Química, ya que se ha llevado a cabo síntesis, aislamiento y caracterización de nuevas moléculas; se han utilizado numerosas técnicas y aparatos (espectroscópicas, espectrométricas, cristalográficas, de resonancia magnética nuclear…); y se ha explorado la química de materiales.