BN Isosterism: New Synthetic Opportunities in Material Science and Drug Discovery

Autor/a

Rulli, Federica  

Abstract

En els últims anys han sorgit noves estratègies en l'àmbit de l'isosterisme aplicades no només al disseny de fàrmacs orientat a la millora del perfil farmacocinètic i farmacodinàmic, sinó també en l’àrea de la ciència dels materials. En particular, l'isosterisme pretén substituir una doble enllaç d'un arè per una unitat isostèrica i isoelectrònica de bor-nitrogen, de fet anomenada isosterisme BN/CC, modifica les propietats optoelectrònica en hidrocarburs poliaromàtics (PAHs). La presència de fragments BN en aquests sistemes conjugats modifica significativament els nivells energètics dels seus orbitals frontera (HOMO i LUMO), canviant-ne així la seva conductivitat, reactivitat i  regioselectivitat en reaccions de química orgànica comunes.
Entre els diferents tipus de BN-arens, aquest treball s'ha centrat en la síntesi i funcionalització regioselectiva de l'espècie BN-4a,8a-naftalè 10, isoestructural i isoelectrònic al naftatalè. La síntesi del BN-4a,8a-naftalè s'ha aconseguit seguint dues rutes sintètiques prèviament descrites per A. J. Ashe i X. Fang. Ambdues metodologies contenen reaccions molt llargues i es caracteritzen per uns baixos rendiments: el pas de la deshidrogenació és la reacció crítica en aquesta síntesi, ja que s’obté el producte final amb uns rendiments del 20% i del 17%, respectivament. En aquest treball, s'ha desenvolupat una notable millora utilitzant Pd/C com a catalitzador i norbornè com a dissolvent acceptador d'hidrogen, obtenint un rendiment del 68%.
Pel que fa la funcionalització selectiva de BN-arens, boril·lació aromàtica electrofílica i halogenació, en combinació amb metodologies d'acoblament creuat, pot permetre l’obtenció de nous derivats BN funcionalitzats. La borilació intermolecular directa en un BN-areno preformat encara no ha estat descrit en la literatura; en aquest sentit, l'estratègia d'Ingleson s'ha aplicat en l'espècie BN-4a,8anaftalè i s'ha aconseguit una borilació selectiva en la posició C-4 amb un rendiment del 58%.
Mentre que diferents exemples de cloració i bromació en arens dopats de BN es troben descrits en l'àrea de l'isosterisme BN, la iodació aromàtic electrofílica reportade per Fang és actualment l'únic protocol disponible. Per aquest motiu, s'ha reproduït el procediment de iodació descrit per Fang en el BN-4a,8a-naftalè, obtenint el producte de iodat en la posició C-4 acompanyat de diversos subproductes. Així doncs, la borilació electrofílica descrita anteriorment es va aplicar per aconseguir selectivament l'espècie 4-iodo-BN-4a,8a-naftalè (48% de rendiment).

 

Director/a

Cuenca González, Ana Belén
Puig de la Bellacasa Cazorla, Raimon

Estudis

IQS SE - Màster en Química Farmacèutica

Data

2020-09-08