Condensación de aminopolioles y aminoazúcares con aldehídos y cetonas aromáticas. Equilibrios anoméricos y tautoméricos

Abstract

Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más importantes en términos de producción; sin embargo, los aminoazúcares y aminopolioles derivados de aminoazúcares han sido muy poco utilizados en síntesis. Por eso, esta Tesis se centra en la reactividad de 2-amino-2-desoxialdosas y 1-aminopolioles derivado de azucares. La condensación de N-alquilderivados de la D-glucamina y D-galactamina con aldehídos aromáticos genera N-alquil-1,3-oxazolidinas y/o oxazinas, generando un nuevo centro quiral. En cambio, la condensación de la D-glucamina con 2-hidroxiacetofenonas conduce a bases de Schiff; que al ser acetiladas pueden ciclar a una 1,3-oxazolidina. La condensación de 2-amino-2-desoxialdosas con aldehídos aromáticos genera las correspondientes bases de Schiff, cuyos equilibrios tautoméricos, anoméricos y de anillo-cadena abierta se han estudiado tanto teórica como experimentalmente. A través de correlaciones de Hammett se ha llevado a cabo un estudio cuantitativo del efecto que los sustituyentes del anillo aromático ejercen sobre el equilibrio tautomérico de bases de Schiff. En la literatura encontramos que las bases de Schiff del gossypol y aminas presentan la forma tautomérica de N-enamina–N-enamina, mientras que las correspondientes hidrazonas poseen estructuras de N-imina–N-imina. Sin embargo, hemos demostrado que la modificación de la interacción entre los pares de electrones libres en los átomos de nitrógenos del resto de hidrazona puede favorecer una estructura de N-enamina–N-enamina Por último, tras realizar un estudio bibliográfico sobre los aminopolioles, hemos realizado una determinación estructural exhaustiva de los derivados acilados de 2-amino-2-desoxialdononitrilos, productos de los que apenas existen datos estructurales disponibles, corrigiendo estructuras erróneamente asignadas en la literatura. Los resultados experimentales han sido interpretados con ayuda de cálculos teóricos.

Carbohydrates are the most important organic compounds in terms of worldwide production. However, aminosugars and aminopolyols derived from aminosugars have received little attention in synthesis. Therefore, this thesis focuses on the reactivity of 2-amino-2-desoxyaldoses and 1-aminopolyoles derived from aminosugars. The condensation of N-akylderivatives of D-glucamine and D-galactamine with aromatic aldehydes gives rise to N-akyl-1,3-oxazolidines and/or oxazines, where a new chiral center is generated. On the contrary, the condensation of D-glucamine with 2-hydroxyacetophenones leads to Schiff bases. These substances can also undergo cyclization to 1,3-oxazolidine upon acetylation. The condensation of 2-amino-2-deoxyaldoses with aromatic aldehydes produces Schiff bases, whose tautomeric, anomeric and ring-open chain equilibria have been studied both theoretically and experimentally. Moreover, a quantitative study, by means of Hammett correlations, of the effect played by substituents at the aromatic ring on the tautomeric equilibrium of Schiff. Literature data indicate that that Schiff bases from gossypol and amines exhibit the N-enamine–N-enamine tautomeric form, while the corresponding hydrazones have N-imine-N-imine structures. However, we have shown that by modifying the interactions between the lone pairs on the nitrogen atoms in the hydrazone moiety an N-enamine-N-enamine structure becomes favored. Finally, after performing a literature review on aminopolyols, this thesis also reports a detailed structural determination of the acyl derivatives of 2-amino-2-desoxyaldononitriles, for which structural data are scarcely available, and correcting wrong structures from previous studies. The experimental results will be corroborated and interpreted with the aid of theoretical calculations.