Catálisis de Rutenio en Química Bioortogonal: Viabilidad de nuevos métodos basados en intermedios vinilidénicos

Abstract

El desarrollo de nuevas reacciones bioortogonales y biocompatibles ha supuesto una revolución en la química sintética y la química biológica, dado el potencial que éstas ofrecen en ámbitos como la biomedicina. En este sentido, el uso de complejos de metales de transición (como Ru, Cu y Au) como catalizadores de estas reacciones puede representar una poderosa herramienta, debido a la versatilidad mecanística que permiten. En concreto, la introducción de especies reactivas como los vinilidenos metálicos en química bioortogonal es de gran interés para los avances en este campo. En este Trabajo de Fin de Grado, se presenta la optimización de la isomerización de ortoalquinil anilinas a indoles para su traslado a medios biológicos. Esta reacción transcurre a través de vinilidenos de rutenio, y permite la formación de moléculas de alto interés biológico. Además, se ha sintetizado un complejo de rutenio con un ligando azaryphos, altamenteeficiente en reacciones cuyo mecanismo involucra vinilidenos de rutenio. Este se ha utilizado para catalizar la reacción de formación de indoles estudiada, y ha permitido adaptarla a medios acuosos. Por último, se ha preparado un complejo de rutenio que permite la formación de furanos a través de vinilidenos y alenilidenos de rutenio. Se ha conseguido llevar a cabo esta reacción en medios acuosos y a bajas temperaturas (40 ºC), lo que abre la puerta a futuras investigaciones para su traslado a medios biológicos.

O desenvolvemento de novas reaccións bioortogonais e biocompatibles supuxo unha revolución na química sintética e na química biolóxica, dado o potencial que estas ofrecen en ámbitos como a biomedicina. Neste sentido, o uso de complexos de metais de transición (como Ru, Cu e Au) como catalizadores destas reaccións pode representar unha poderosa ferramenta, debido á versatilidade mecanística que permiten. En concreto, a introdución de especies reactivas como os vinilidenos metálicos na química bioortogonal é de gran interese para os avances neste campo. Neste Traballo de Fin de Grao, preséntase a optimización da isomerización de orto-alquinil anilinas a indois para o seu traslado a medios biolóxicos. Esta reacción transcorre a través de vinilidenos de rutenio, e permite a formación de moléculas de alto interese biolóxico. Ademais, sintetizouse un complexo de rutenio cun ligando azaryphos, altamente eficiente en reaccións cuxo mecanismo involucra vinilidenos de rutenio. Este foi utilizado para catalizar a reacción de formación de indois estudada, e permitiu adaptala a medios acuosos. Por último, preparouse un complexo de rutenio que permite a formación de furanos a través de vinilidenos e alenilidenos de rutenio. Conseguiuse levar a cabo esta reacción en medios acuosos e a baixas temperaturas (40 ºC), o que abre a porta a futuras investigacións para o seu traslado a medios biolóxicos.

The development of new bioorthogonal and biocompatible reactions has meant a revolution in Synthetic Chemistry and Biological Chemistry, due to the potential they offer in areas such as biomedicine. In this sense, the use of transition metal complexes (such as Ru, Cu and Au) as catalysts in these reactions can constitute a powerful tool, given the mechanistic versatility they offer. Specifically, the introduction of reactive species such as metallic vinylidenes in Bioorthogonal Chemistry is of great interest for advances in this field. In this Degree Final Project, we present the optimization of the isomerization of orthoalkynyl anilines to indoles for its transfer to biological media. This reaction takes place through ruthenium vinylidenes, and it allows the formation of highly biologically interesting molecules. Moreover, we have synthesized a ruthenium complex containing an azaryphos ligand, which is highly efficient in reactions whose mechanism involves ruthenium vinylidenes. This complex has been used to catalyse the formation of indoles, and it has allowed us to adapt it to aqueous media. Lastly, we have prepared a ruthenium complex which catalyses the formation of furans through ruthenium vinylidenes and allenylidenes. It has been possible to perform this reaction inaqueous media and at low temperatures (40 ºC), which opens a door for future investigations for its transfer to biological media.