Estudios del mecanismo de fotoreaccion de alfaoxomidas

Abstract

El estudio del mecanismo de fotoreacción de las a-oxoamidas ha despertado el interés por décadas, particularmente debido de su gran utilidad sintética. Las a- oxoamidas (K) producen por irradiación UY 13-lactamas (A) y oxazolidinonas (0), dos familias de heterociclos de interés en la preparación de fármacos De estudios previos realizados por Aoyama y col, Whitten y col. y otros; en los cuales variaron sistemáticamente las estructuras de las amidas, el solvente y la temperatura, fue posible inferir la existencia de intermediarios de reacción dirracalarios (D) y zwitteriónicos (Z). Sin embargo, hasta la fecha, estos intermediarios no habían sido caracterizados espectroscópicamente y por ende, nada se conocía sobre sus cinéticas de formación y reacción Durante el desarrollo de esta Tesis se sintetizaron y caracterizaron las a-oxoamidas: N,N-di-bencil (DBBF), N,N-di-isopropil (DIBF), N-fenilbenzoilformamidas (PBF), la 1-aza-18-corona-6-benzoilformamida (ACBF), y sus correspondientes fotoproductos La distribución de fotoproductos fue estudiada en acetonitrilo y n-pentano. DBBF produce mayoritariamente P-lactamas (A), DIBF la oxazolidinonas (0) y ACBF una mezcla de ambos. Dada la estructura de PBF, esta amida es no reactiva Utilizando la técnica de Láser Flash Fotolisis (LFF), fue posible observar la formación de los intermediarios zwitteriónicos (Z) y sus correspondientes ácidos conjugados, MI+. Los Z de las distintas amidas muestran máximos de absorción entre 300-330 nm y decaen monoexponencialmente en la escala de los us. Los espectros de absorción de los Z11+ ocurren a menores energías (400-440 run) y son especies que persisten en la escala del ms. Mediante el uso de la técnica de Pump- Probe (UY-vis), fue posible obtener los espectros de absorción de los singletes excitados de DBBF y DIBF en los mismos medios. Ambas especies decaen en la escala de los ps. Sin embargo, no pudo obtenerse información espectroscópica de los dirradicales (D) intermediarios ya que (según predicciones teóricas de sus espectros de absorción) las transiciones características de estas especies ocurrirían fuera de rango espectral accesible para el instrumental utilizado. Con la ayuda de la técnica Pump- Probe (IR) pudo obtenerse un panorama más general del mecanismo de fotoreacción El mecanismo de fotoreacción es aparentemente más complejo que el aceptado actualmente. Tras irradiación de la oxoamidas se formaría el primer intermediario D, el cual puede transformarse en A, dar productos de eliminación (C+I) o producir el segundo intermediario, Z. El zwitterion Z también puede producir A y C+I; pero es el único precursor de O. Generalmente, Z es más estable que D, pero la energía relativa entre estos intermediarios depende de los sustituyentes en la amida y de la polaridad del medio. Así, para una misma amida, un cambio de la polaridad del medio puede modificar el mecanismo de fotoreacción. Aún más, en algunos casos, los fotoproductos (A y C+I) provienen de ambos intermediarios (D y Z) pero son producidos en escalas de tiempo muy distintas Se estudió también la oxoamida cíclica ACBF. En esta amida el N forma parte de un éter corona por lo que tiene la capacidad de acomplejar metales. La fotoquímica de la ACBF cambia notoriamente cuando se acompleja con los metales. La quelación produce un decrecimiento del rendimiento cuántico de fotoreacción, de formación de Z y del fotoproducto O. Esto sugiere fuertemente que tras excitación de la amida, el proceso de abstracción de H es intermediado por la formación de un estado de separación de cargas, como fue propuesto anteriormente por Whitten y col.