Síntesis de heterociclos vía reacciones de transferencia electrónica: Nuevas estrategias de arilación intramolecular

La síntesis orgánica es un área central de investigación, ya que permite la construcción de moléculas de relevada importancia en distintos campos de aplicación, incluyendo la química medicinal. Nuestro aporte se centró en las reacciones de Transferencia Electrónica (TE), donde planteamos la búsqueda de nuevos sustratos y nucleófilos, principalmente para el diseño de novedosas rutas sintéticas que nos permitan obtener distintos núcleos heterocíclicos. Las estrategias sintéticas propuestas no solo se estudiaron desde el punto de vista sintético, sino que también se abordaron aspectos mecanísticos, empleando información fotoquímica, fotofísica y cálculos computacionales en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Asimismo, las estrategias sintéticas planteadas se diseñaron dentro del marco de la química sustentable, buscando condiciones de reacción y procedimientos ambientalmente amigables.Las secuencias de reacciones exploradas para la obtención de cada familia de heterociclos implicó como etapa clave la arilación intramolecular C-C o C-N, las cuales transcurren a través de procesos de TE. De esta forma, el acople intramolecular C-N en condiciones de fotoestimulación, se empleó con éxito en la construcción de carbazoles (13 ejemplos, 29 - 96 %) y N-aril-bencimidazoles (3 ejemplos, 18 - 63 %). Por su parte, la arilación intramolecular C-C fue explorada como etapa clave en la construcción de dibenzotiacinas o dibenzosultamas (18 ejemplos, 35 - 98 %) e indoles y aza-indoles tetracíclicos-3,4-fusionados (10 ejemplos, 39 - 85 %).Las nuevas estrategias de síntesis desarrolladas para la obtención de heterociclos, contribuyen a fortalecer el área de la investigación en reacciones de TE, de potencial aplicación en síntesis orgánica.Fil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Transition-metal-free and visible-light-mediated desulfonylation and dehalogenation reactions: Hantzsch ester anion as electron and hydrogen atom donor

Novel approaches for N- and O-desulfonylation under room temperature (rt) and transition-metal-free conditions have been developed. The first methodology involves the transformation of a variety of N-sulfonyl heterocycles and phenyl benzenesulfonates to the corresponding desulfonylated products in good to excellent yields using only KOtBu in dimethyl sulfoxide (DMSO) at rt. Alternately, a visible light method has been used for deprotection of N-methyl-N-arylsulfonamides with Hantzsch ester (HE) anion serving as the visible-light-absorbing reagent and electron and hydrogen atom donor to promote the desulfonylation reaction. The HE anion can be easily prepared in situ by reaction of the corresponding HE with KOtBu in DMSO at rt. Both protocols were further explored in terms of synthetic scope as well as mechanistic aspects to rationalize key features of desulfonylation processes. Furthermore, the HE anion induces reductive dehalogenation reaction of aryl halides under visible light irradiation.Fil: Heredia, Micaela Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Barolo, Silvia Maricel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Fornasier, Santiago J.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Rossi, Roberto Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Budén, María E.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Role of intact hydrogen-bond networks in multiproton-coupled electron transfer

The essential role of a well-defined hydrogen-bond network in achieving chemically reversible multiproton translocations triggered by one-electron electrochemical oxidation/reduction is investigated by using pyridylbenzimidazole-phenol models. The two molecular architectures designed for these studies differ with respect to the position of the N atom on the pyridyl ring. In one of the structures, a hydrogen-bond network extends uninterrupted across the molecule from the phenol to the pyridyl group. Experimental and theoretical evidence indicates that an overall chemically reversible two-proton-coupled electron-transfer process (E2PT) takes place upon electrochemical oxidation of the phenol. This E2PT process yields the pyridinium cation and is observed regardless of the cyclic voltammogram scan rate. In contrast, when the hydrogen-bond network is disrupted, as seen in the isomer, at high scan rates (μ1000 mV s-1) a chemically reversible process is observed with an E1/2 characteristic of a one-proton-coupled electron-transfer process (E1PT). At slow cyclic voltammetric scan rates (<1000 mV s-1) oxidation of the phenol results in an overall chemically irreversible two-proton-coupled electron-transfer process in which the second proton-transfer step yields the pyridinium cation detected by infrared spectroelectrochemistry. In this case, we postulate an initial intramolecular proton-coupled electron-transfer step yielding the E1PT product followed by a slow, likely intermolecular chemical step involving a second proton transfer to give the E2PT product. Insights into the electrochemical behavior of these systems are provided by theoretical calculations of the electrostatic potentials and electric fields at the site of the transferring protons for the forward and reverse processes. This work addresses a fundamental design principle for constructing molecular wires where protons are translocated over varied distances by a Grotthuss-type mechanism.Fil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Arizona State University; Estados UnidosFil: Odella, Emmanuel. Arizona State University; Estados Unidos. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Secor, Maxim. University of Yale; Estados UnidosFil: Goings, Joshua J.. University of Yale; Estados UnidosFil: Urrutia, María N.. Arizona State University; Estados UnidosFil: Wadsworth, Brian L.. Arizona State University; Estados UnidosFil: Gervaldo, Miguel Andres. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaFil: Sereno, Leonides Edmundo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Moore, Thomas A.. Arizona State University; Estados UnidosFil: Moore, Gary F.. Arizona State University; Estados UnidosFil: Hammes-Schiffer, Sharon. University of Yale; Estados UnidosFil: Moore, Ana L.. University of Yale; Estados Unido

Synthesis of Dibenzosultams by "transition-Metal-Free" Photoinduced Intramolecular Arylation of N-Aryl-2-halobenzenesulfonamides

A new and general synthetic route to prepare dibenzosultams is here reported. This approach involves the synthesis of N-aryl-2-halobenzenesulfonamides (3), followed by intramolecular C-C photoinduced arylation under soft conditions without the use of "Transition Metal". The photostimulated reactions exhibit very good tolerance to different substituent groups with good to excellent isolated yields (42-98%) of products. Moreover, it is shown that LED (= 395 nm) is an efficient light energy source to initiate efficiently the reactions. Theoretical inspection of the mechanism was made to probe the involvement of the radical-anion SRN1 process.Fil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Rossi, Roberto Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Pierini, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Barolo, Silvia Maricel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

"Transition-metal-free" synthesis of carbazoles by photostimulated reactions of 2′-halo[1,1′-biphenyl]-2-amines

An efficient and simple protocol for the preparation of a series of 9H-carbazoles by photostimulated SRN1 substitution reactions is presented. Substituted 9H-carbazoles were synthesized in low to excellent yields (up to 96%) through an intramolecular C-N bond formation of 2′-halo[1,1′-biphenyl]-2-amines by the photoinitiated SRN1 mechanism under mild and "transition-metal-free" conditions. The biphenylamines used as substrates were obtained with isolated yields ranging from 21% to 84% by two approaches: (A) the cross-coupling Suzuki-Miyaura reaction and (B) the radical arylation of anilines. Some key aspects of the proposed mechanism were evaluated at the B3LYP/6-311+G∗ level.Fil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Rossi, Roberto Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Pierini, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Barolo, Silvia Maricel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Intra- vs inter-molecular electron transfer processes in C[sbnd]N bond forming reactions. Photochemical, photophysical and theoretical study of 2′-halo-[1,1′-biphenyl]-2-amines

N-Arylation reaction is obtained when 2′-halo-[1,1′-biphenyl]-2-amines are irradiated in basic medium. On the basis of photochemical, photophysical experiments and computational studies we propose that carbazoles are formed by intermolecular electron transfer via SRN1 mechanism. In general, biphenylamines with an EDG like Me or OMe behave in the same way as H giving both, cyclized and reduced products. On the other hand, biphenylamines containing EWG like CN, COOEt or CF3gave only the corresponding carbazole. Herein, we report for the first time the chain length for the propagation cycle of intramolecular SRN1 reactions and explain that differences in the distribution of products suggest differences regarding the overall mechanism involved.Fil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Buden, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Barolo, Silvia Maricel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Rossi, Roberto Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Pierini, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentin

Models to study photoinduced multiple proton coupled electron transfer processes

In water-oxidizing photosynthetic organisms, excitation of the reaction-center chlorophylls (P680) triggers a cascade of electron and proton transfer reactions that establish charge separation across the membrane and proton-motive force. An early oxidation step in this process involves proton-coupled electron transfer (PCET) via a tyrosine-histidine redox relay (Yz-H190). Herein, we report the synthesis and structural characterization of two isomeric dyads designed to model this PCET process. Both are based on the same high potential fluorinated porphyrin (model for P680), linked to isomeric pyridylbenzimidazole-phenols (models for Yz-H190). The two isomeric dyads have different hydrogen bond frameworks, which is expected to change the PCET photooxidation mechanism. In these dyads, 1H NMR evidence indicates that in one dyad the hydrogen bond network would support a Grotthuss-Type proton transfer process, whereas in the other the hydrogen bond network is interrupted. Photoinduced one-electron, two-proton transfer is expected to occur in the fully hydrogen-bonded dyad upon oxidation of the phenol by the excited state of the porphyrin. In contrast for the isomer with the interrupted hydrogen bond network, an ultrafast photoinduced one-electron one-proton transfer process is anticipated, followed by a much slower proton transfer to the terminal proton acceptor. Understanding the nature of photoinduced PCET mechanisms in these biomimetic models will provide insights into the design of future generations of artificial constructs involved in energy conversion schemes.Fil: Guerra, Walter Damián. Arizona State University; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Odella, Emmanuel. Arizona State University; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Urrutia, María Noel. Arizona State University; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Liddell, Paul A.. Arizona State University; Estados UnidosFil: Moore, Thomas A.. Arizona State University; Estados UnidosFil: Moore, Ana L.. Arizona State University; Estados Unido

Design, Synthesis, and in vitro Evaluation of Tubulin-Targeting Dibenzothiazines with Antiproliferative Activity as a Novel Heterocycle Building Block

We prepared a series of free NH and N-substituted dibenzonthiazines with potential anti-tumor activity from N-aryl-benzenesulfonamides. A biological test of synthesized compounds (59 samples) was performed in vitro measuring their antiproliferative activity against a panel of six human solid tumor cell lines and its tubulin inhibitory activity. We identified 6-(phenylsulfonyl)-6H-dibenzo[c,e][1,2]thiazine 5,5-dioxide and 6-tosyl-6H-dibenzo[c,e][1,2]thiazine 5,5-dioxide as the best compounds with promising values of activity (overall range of 2–5.4 μM). Herein, we report the dibenzothiazine core as a novel building block with antiproliferative activity, targeting tubulin dynamics.Fil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; ArgentinaFil: Lucena Agell, Daniel. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Biológicas; EspañaFil: Hortigüela, Rafael. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Biológicas; EspañaFil: Rossi, Roberto Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; ArgentinaFil: Diaz, J. Fernando. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Biológicas; EspañaFil: Padrón, Jose M.. Universidad de la Laguna. Departamento de Química Orgánica. Instituto Universitario de Bio-Orgánica "Antonio González"; EspañaFil: Barolo, Silvia Maricel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Orgánica; Argentin

Room-temperature and transition-metal-free intramolecular α-arylation of ketones: A mild access to tetracyclic indoles and 7-azaindoles

A novel approach for the synthesis of tetracyclic indoles and 7-azaindoles is reported. The strategy involves four steps, with a fast rt intramolecular α-arylation of ketones as key step. The reaction was inspected synthetically to achieve the synthesis of 11 novel tetracyclic structures with moderate to very good yields (39-85%). Theoretical combined with experimental studies led us to propose a probable polar mechanism (concerted S N Ar).Fil: Adouama, Chérif. Institut de Chimie Et Biochimie Moléculaire Et Supramoléculaire; Francia. Université Claude Bernard Lyon 1; FranciaFil: Buden, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Guerra, Walter Damián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Puiatti, Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Joseph, Benoît. Institut de Chimie Et Biochimie Moléculaire Et Supramoléculaire; Francia. Université Claude Bernard Lyon 1; FranciaFil: Barolo, Silvia Maricel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Rossi, Roberto Arturo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Médebielle, Maurice. Institut de Chimie Et Biochimie Moléculaire Et Supramoléculaire; Francia. Université Claude Bernard Lyon 1; Franci

Erratum to: Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition) (Autophagy, 12, 1, 1-222, 10.1080/15548627.2015.1100356

non present