Bases de Schiff derivadas de 3-hidroxi-4-piridincarboxaldehído: síntesis y estudio estructural

La Tesis Doctoral versa sobre la quimica de moleculas de relevancia biologica tratando de modelar el comportamiento de uno de los cofactores de familia de la vitamina B, el piridoxal PL y su fosfato PLP, forma activa de la vitamina B6 o piridoxina. Estos compuestos son parte fundamental de muchos sistemas enzimaticos en lo que actuan como grupo prostetico y estan implicados en el metabolismo de aminas y aminoacidos. Las enzimas con PLP forman bases de Schiff unidas covalentemente con sus sustratos, en las cuales el cofactor s e encarga de estabilizar el exceso de carga que se produce en las transformaciones de los aminoacidos, proceso asistido por la protonacion del anillo de piridina. El trabajo se ha centrado en la formacion de bases de Schiff muy proximas a las que forma el fosfato de piridoxal con el centro activo de la proteina y son sus sustratos, las obtenida a partir de 3-hidroxi-4-piridincarboxaldehido (1) con aminas: p-R-anilinas, N-aminoazoles, N-aminobenzazoles, L- -aminoesteres y sus aminas homologas. Estos compuestos imitan la union en el centro activo de la proteina y gracias a sus propiedades tautomericas sirven de modelo de estudio para los fenomenos de transferencia de proton. El desarrollo del proyecto se ha elaborado de acuerdo con la siguiente metodologia: A. Sintesis organica de las moleculas concretas que se proponen estudiar, un total de 53 compuestos. B. Estudios estructurales en disolucion, mediante las tecnicas de RMN de 1H, 13C, 15N y 17o y en algunos casos por espectrofotometria ultravioleta. En este punto se hara especial enfasis en la importancia que la estructura neutra o protonada, tendra en el comportamiento dinamico de las moleculas objeto de estudio. C. Estudio estructurales en estado solido mediante RMN CPMAS de 13C y 15N, y en determinados casos por difraccion de rayos-X. D. Empleo de metodos de calculo DFT al nivel B3LYP/6-31G**, para racionalizar los resultados experimentales. Todo ello ha permitido demostrar que la espectroscopia RMN tanto en disolucion como en esta solido es la mejor tecnica para el estudio de la tautomeria y los procesos de transferencia de proton. Se ha comprobado que en medio neutro todos los compuestos adoptan la estructura del automero E-hidroxi/imino con enlace de hidrogeno intramolecular en disolventes apolares (CDC13). El enlace de hidrogeno intramolecular no ex en cambio en disolventes polares (DMSO-d6) detectandose otras estructuras. En medio acido (TFA), en las bases de Schiff derivadas de p-R- anilinas y etilamina, se observa la existencia de los dos tautomeros, hidroxi/imino y oxo/enamino, en equilibrio. Sin embargo, en las bases de Schiff derivadas de N-aminoazoles y N-aminobenzazoles, la protonacion de mas de un atomo d nitrogeno estabiliza al tautomero hidroxi/imino siendo el unico observado. En estado solido, tanto en especies neutras como protonadas, solo se observa el tautometro E-hidroxi/imino. Los rayo X, muestran estructuras que interaccionan por medio de enlaces de hidrogeno intra e intermoleculares y los resultados obtenidos mediante calculos teoricos DFT B3LYP/6-31G** estan de acuerdo con los datos experimentales, facilitando su comprension.