Química en fase sólida como herramienta para incrementar la diversidad molecular de estructuras beta-lactámicas bicíclicas

A lo largo de este trabajo se ha mencionado la importancia que la química combinatoria ha tenido en el desarrollo de la industria farmacéutica en las últimas décadas. Además se debe tener en cuenta que la síntesis en fase sólida de moléculas pequeñas es la técnica de elección para el desarrollo de dicha disciplina. La importancia clínica de los compuestos beta-lactámicos es inobjetable ya que su estructura se encuentra presente en una gran cantidad de antibióticos e inhibidores de beta-lactamasas, ampliamente distribuidos en el mercado farmacéutico. En este trabajo de tesis se describe el desarrollo de las modificaciones realizadas en distintas posiciones del ácido penicilánico unido a diferentes resinas comerciales, en función de obtener una biblioteca de derivados beta-lactámicos con posible actividad biológica. El trabajo se inició con grandes expectativas debido a que poco se había realizado en síntesis en fase sólida de este tipo de compuestos hasta ese momento. El primer objetivo fue desarrollar derivados modificados en las posiciones 6, 1 y 2beta-metil del núcleo penam. Para este fin se utilizaron resinas con características marcadamente diferentes, ajustando las condiciones de síntesis para obtener la mayor diversidad de compuestos y efectuar la comparación de los rendimientos obtenidos en cada una de ellas. De esta manera se puso a punto una técnica para obtener penicilinas halometil sustituidas en la posición 2beta-metil del núcleo penam. Las primeras experiencias se llevaron a cabo con la resina de Wang adaptando luego esta metodología para el empleo de la resina de Merrifield obteniendo buenos resultados en la síntesis de los compuestos deseados. [Figura reacción química 1, p. 137] La reacción de distintos heterocicliltioles con el ácido penicilánico unido a la resina de Merrifield resultó satisfactoria y se lograron obtener diez compuestos distintos con rendimientos de buenos a muy buenos para el total de la secuencia sintética [Figura reacción química 2, p. 138] Se llevó a cabo la oxidación del azufre de posición 1 a la correspondiente sulfona con buenos rendimientos sobre penicilinas 2beta-halometil sustituidas soportadas en resina de Merrifield. En cambio no se logró oxidar dicho azufre en el caso de los 2beta-heterocicliltiometil derivados. [Figura reacción química 3, p. 138] Se logró poner a punto una metodología de unión de los compuestos beta-lactámicos a la resina de Wang utilizando el reactivo de Mukaiyama, con excelentes resultados. Los compuestos generados por modificación del núcleo penam unido a esta resina se identificaron por RMN de 13C en fase gel. En este caso cabe destacar el beneficio de reducir el tiempo que insume la identificación de los compuestos sintetizados, dado que no es necesario desprenderlo de la resina para su posterior evaluación. Utilizando la resina de Wang se pudo elaborar una biblioteca de derivados beta-lactámicos modificados con rendimientos, en algunos casos, mayores a los logrados con la resina de Merrifield. [Figura reacción química 4, p. 138] [Figura reacción química 5, p. 139] Por último se utilizó como soporte sólido la resina JandaJel, alternativa interesante ya que aumenta al doble su capacidad de “hinchado” respecto a las resinas comunes. Sin embargo, la síntesis en fase sólida de penicilinas 2beta-heterocicliltiometil sustituidas utilizando esta resina no produjo mejores rendimientos que aquellos con la resinas de Merrifield y Wang, a pesar de las expectativas planteadas por las características anteriormente descritas de esta resina. [Figura reacción química 6, p. 139] En conclusión, este trabajo de tesis ha demostrado la aplicabilidad de la química sobre soporte sólido a derivados de penicilinas. La unión a las resinas comerciales de Merrifield, Wang y JandaJel han sido optimizadas, destacándose una nueva metodología de unión de los compuestos beta-lactámicos a la resina de Wang utilizando el reactivo de Mukaiyama. Se ha demostrado además la posibilidad de ruptura al final de la síntesis bajo condiciones suaves, a través del uso de AlCl3 o ácido trifluoracético, dependiendo de la resina utilizada. Finalmente se llevó a cabo la funcionalización de los derivados del núcleo penam sobre soporte sólido llevando a un método muy conveniente para la síntesis penicilinas 2beta-metil sustituidas. Esta estrategia puede ser muy útil para la generación de bibliotecas de compuestos de potencial actividad biológica.Fil: Boggian, Dora Bernarda. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Química Orgánica de Síntesis (IQUIOS-CONICET); Argentina