Cicloadiciones tándem de isonitrilos para la síntesis de sistemas heterocíclicos

Abstract

Las reacciones multicomponente constituyen una metodología muy eficiente para sintetizar moléculas complejas a partir de sustancias de partida sencillas. En esta Tesis hemos desarrollado una nueva metodología multicomponente basada en el atrapado de 2-aminofuranos, intermedios inestables, para la síntesis de diversos sistemas policíclicos. Así, esta reacción multicomponente permite combinar isonitrilos, 3-carbonilcromonas y dienófilos para obtener 4-aminoxantonas de forma directa en una reacción one-pot. Este proceso tándem implica la cicloadición [4+1] del isonitrilo y la 3-carbonilcromona generando un 2-aminofurano. Este es atrapado in situ de manera inmediata mediante una reacción de cicloadición [4+2] con el dienófilo presente en el medio, la deshidratación espontánea da lugar a la aromatización del cicloaducto final. Esta metodología aplicada con dienófilos no simétricos nos ha permitido el aislamiento de 1-hidroxidihidroxantonas no aromatizadas, obtenidas de manera totalmente regioselectiva, dichos compuestos están estructuralmente relacionados con ergocromonos bioactivos. Además, cuando se usan nitroalquenos derivados de un azúcar natural como dienófilo, la reacción tiene lugar con gran diastereoselectividad, constituyendo un nuevo procedimiento altamente convergente para la síntesis homoquiral de derivados de micotoxinas. Para investigar el alcance de esta nueva metodología se han empleado otros compuestos carbonílicos α,β-insaturados. De este modo, la reacción de 3-carbonilcumarinas, isonitrilos y dienófilos conduce sin problemas a 6H-benzo[c]cromen-6-onas a través de un mecanismo similar. En resumen, el atrapado de 2-aminofuranos reactivos ha demostrado ser una estrategia eficiente y de alto rendimiento para la síntesis tanto de heterociclos aromáticos como no aromáticos con gran interés biológico.

Multicomponent reactions constitute a very efficient methodology for the synthesis of complex molecules from simple starting materials. In this Thesis we have developed a novel multicomponent methodology based on the trapping of unstable intermediate 2-aminofurans for the synthesis of diverse polyheterocyclic systems. Thus, the multicomponent coupling of isocyanides, 3-carbonylchromones and dienophiles affords straightforwardly 4-aminoxanthones in one-pot. This tandem process involves the [4+1] cycloaddition of the isocyanide and 3-carbonylchromone leading to a 2-aminofuran, which suffers an immediate [4+2] cycloaddition with the dienophile present in the reaction medium, followed by aromatization of the cycloadduct. Interestingly, the use of non-symmetric dienophiles allows the isolation of non-aromatized 1-hydroxydihydroxanthones, structurally related to bioactive ergochromes. Furthermore, when natural sugar-derived nitroalkenes are used as dienophiles the reaction takes place with high diastereoselectivity, constituting a new highly convergent procedure for the synthesis of homochiral mycotoxin derivatives. To probe the scope of this novel methodology other α,β-unsaturated carbonyl compounds were investigated. Thus the reaction of 3-carbonylcoumarins, isocyanides and dienophiles readily leads to 6H-benzo[c]chromen-6-ones through a similar mechanism. In summary, the trapping of reactive 2-aminofurans have shown to be an efficient and high yielding strategy for the synthesis of complex both aromatic and non-aromatic heterocycles with biological interest.