Taller de Práctica Experimental para Química Orgánica II (BFBA): una propuesta innovadora para mejorar la enseñanza en el laboratorio

La asignatura Química Orgánica II se dicta en la Facultad de Ciencias Exactas para las carreras de Lic. en Bioquímica, Farmacia, Lic. en Biotecnología y Biología Molecular y Lic. en Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Es una materia del quinto cuatrimestre; se encuentra luego de un ciclo de formación de dos años, siendo una de las materias básicas más importantes para estas carreras, ya que sus contenidos se centran en el estudio de las estructuras y la reactividad de las moléculas bioorgánicas. A pesar de ser una asignatura de suma importancia, debido principalmente a sus contenidos, sus trabajos prácticos de laboratorio presentan algunas deficiencias. Estos problemas se relacionan con su organización teórica, conceptual, didáctica y también, con su puesta en práctica. En este sentido, el presente Trabajo Final Integrador realiza un diagnóstico de la situación y lleva a cabo una propuesta de innovación con un formato de “Taller de Práctica Experimental”. Este taller se propone como la unidad de reemplazo, en el programa de la asignatura, de las actuales prácticas de laboratorio. Se busca generar una propuesta superadora mediante la incorporación de un espacio de práctica, trabajo individual y reflexión; pretendiendo aportar a la formación profesional en consistencia con el perfil de egresado propio de las carreras que incluyen a la asignatura.Facultad de Ciencias Exacta

pTSA/[bmim][BF4] ionic liquid: a powerful recyclable catalytic system for the synthesis of a-2-deoxyglycosides

α-2-Deoxyglycosides were synthesized in ionic liquid ([bmim]BF 4)by stereoselective glycosylation of endo-glycals with various o-nucleophiles in the presence of catalytic amount of pTSAin 71-95 % yield. High yields, easy recovery of the products, and reusable reaction medium (pTSA/IL couple) with consistent activity makes this protocol efficient and environmentally benign.Fil: Díaz, Gisela. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química. Laboratorio de Estudio de Compuestos Orgánicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Ponzinibbio, Agustín. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química. Laboratorio de Estudio de Compuestos Orgánicos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Bravo, Rodolfo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química. Laboratorio de Estudio de Compuestos Orgánicos; Argentin

SÍNTESIS DE NUEVOS DERIVADOS DE HIDRATOS DE CARBONO MEDIANTE REORDENAMIENTO DE FERRIER DE 2-HALOGLICALES E HIDROGENACIÓN CATALÍTICA SELECTIVA

1) Síntesis de productos de reordenamiento de Ferrier. Se sintetizaron una serie de nuevos compuestos mediante el reordenamiento de Ferrier de 2-haloglicales en su reacción con una variedad de nucleófilos. En particular se utilizarán O-nucleófilos (alcohole), S-nucleófilos (tioles) y N-nucleófilos (amidas) y se utilizaron catalizadores conocidos que permiten obtenerlos con alta selectividad anomérica (PH3.HBr, Cu(OTf)2, BF3.OEt2).  2) Preparación y caracterización de los catalizadores: Los catalizadores fueron preparados por el método de humedad incipiente, poniendo en contacto el soporte (SiO2, Al2O3, C) con un volumen adecuado de solución que contenga la/s sal/es precursora/s (Ni(NO3)2.6H2O, Pt(NH3)4(NO3)2, H2PtCl6·6H2O, Fe(NO3)3.9H2O, SnCl2.2H2O, PdCl2,etc.). Estos sistemas fueron secados en estufa y tratados térmicamente en flujo de H2 a una temperatura adecuada para obtener el metal activo para la hidrogenación totalmente reducido. Se estudió el efecto de la relación molar M/M´ (M = Ni, Pt, Pd, Rh; M´ = Fe, Sn, Ge) sobre la actividad y selectividad alcanzada. 3) Estudio de las reacciones de reducción. Se estudiaron las reacciones de reducción catalítica empleando los catalizadores propuestos con el objetivo de lograr selectividad. Los productos de reacción fueron identificados por espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN), espectrometría de masas (MS) o a través de patrones. Se analizó la posible formación de isómeros y subproductos de reacción de modo de tener un análisis completo de la misma 4) Estudio estructural. La identificación de los nuevos compuestos obtenidos se realizó a través de 1H-RMN, 13C-RMN, y MS. Realizando experimentos gCOSY, gHSQC, HMBC y NOESY se determinó de manera inequívoca la estructura, estudiando detalladamente la configuración anomérica. Este análisis estructural incluye, en la medida de lo posible, el estudio de las distintas conformaciones presentes en solución mediante RMN y de obtener cristales aptos para realizar estudios de difracción por rayos X en estado sólido

SÍNTESIS DE NUEVOS GLICÓSIDOS DERIVADOS DE BASES DE SCHIFF CON POTENCIAL ACTIVIDAD BIOLÓGICA

Las bases de Schiff presentan interesantes propiedades debido a su particular estructura electrónica. La naturaleza de los grupos funcionales sustituyentes modula la amplia variedad de propiedades que estos compuestos exhiben. Se ha determinado que, el grupo azometina (-HC=N-), característico de esta familia de compuestos, está estrechamente vinculado, entre otras propiedades, con una gran diversidad de actividades biológicas, entre ellas antibacterial, antitumoral, antifúngica, etc. Es por ello que un importante grupo de bases de Schiff han cobrado interés en el desarrollo de agentes terapéuticos. Es conocida la versatilidad de éstos como ligandos en la formación de compuestos de coordinación.  La relevancia de la química de coordinación de estas moléculas radica en la diversidad estructural, la accesibilidad sintética y la variedad de aplicaciones de los complejos metálicos en diversos campos. Son de interés en diversos campos como por ejemplo en la industria alimentaria, la química analítica y han demostrado poseer actividad catalítica, anti-oxidante, anti-inflamatoria y fungicida y antitumoral, entre otras. Los carbohidratos son muy abundantes en la naturaleza y están involucrados en numerosas funciones vitales en los organismos. En particular, los monosacáridos se encuentran presentes en glicolípidos y glicoproteínas jugando un rol muy importante en numerosos procesos biológicos. Existen, también, muchas enzimas que contienen en su estructura hidratos de carbono y en particular éstos se encuentran coordinados con diferentes metales. A pesar de que las interacciones metal-carbohidrato son conocidas desde hace tiempo, el campo de estudio de complejos metálicos con derivados de azúcares es de reciente desarrollo. Existen algunas referencias puntuales que permiten vislumbrar el gran potencial de los derivados de azúcares como ligandos, en particular de derivados de 2-aminoazúcares. La mayoría de ellos son bases de Schiff productos de la condensación del O-bencilglicósido derivado de la 2-aminoglucosa. Hasta el momento no se han reportado complejos metálicos que empleen ligandos derivados de azúcares que cuenten con una base de Schiff sintetizados a partir de glicósidos con una función aldehído (-CHO) en el carbono 6 ni con un aminooxi (-O-NH2) en el carbono anomérico. Estos sustratos, en su reacción de condensación con aldehídos o aminas permitirían construir ligandos con mayor distancia y flexibilidad entre la unidad de azúcar y la base de Schiff. Esta unión le da a la estructura general nuevas dimensiones, en términos de longitudes y ángulos de enlace, que la hacen más resistente a la hidrólisis y generan importantes propiedades biológicas. Considerando lo mencionado anteriormente se planea trabajar en la síntesis de nuevos derivados de azúcares, con características de distribución electrónica particular, diseñados con el propósito de generar interacciones, por ejemplo, como ligandos con biometales de transición

Organización de la enseñanza y las prácticas docentes, en asignaturas experimentales, a través de un nuevo programa de estudio

La organización de la enseñanza en las asignaturas experimentales requiere un trabajo docente particular. Las prácticas docentes que se realizan no son las habituales y se requiere de un ordenador para poder llevar a cabo un buen proceso de enseñanza aprendizaje. Proponemos como articulador entre prácticas docentes y herramienta didáctica para los alumnos al programa de estudio de la asignatura. En el presente trabajo reflexionamos sobre esta posibilidad y presentamos una encuesta realizada a los exalumnos de la materia Trabajos Experimentales en Química Orgánica II acerca de su experiencia sobre estos temas.Secretaría de Asuntos Académico

Desarrollo de nuevas metodologías de síntesis de -O-N-glicósidos

Diferentes glicósidos naturales y sus miméticos pueden ser empleados como agentes terapéuticos. En nuestro laboratorio hemos estudiado la síntesis de derivados de hidratos de carbono a partir de endo y exo glicales. Recientemente iniciamos investigaciones relacionadas con la síntesis y reactividad de diferentes glicales. En este trabajo presentamos uno de los objetivos alcanzados en esta temática, la construcción de -O-N- glicósidos mediante la reacción de glicales con N-hidroxisuccinimida o N-hidroxiftalimida y su posterior reacción con bases y nucleófilos. El enlace -O-N- es un componente estructural de antibióticos, tal como la esperamicina o la calicheamicina. El rol del enlace interglicosídico –O-N- es muy importante en el enlace de estos antibióticos a secuencias específicas del ADN. Por lo tanto, la funcionalización de este enlace es muy importante en la síntesis de compuestos glicoconjugados. En primer lugar, se ensayaron las reacciones de glicosilación de la N-hidroxisuccinimida o N-hidroxiftalimida con tri-O-acetil glicales derivados de la D-glucosa y de la D-galactosa. De acuerdo al catalizador empleado se obtuvieron diferentes productos. Empleando ácidos de Lewis como catalizadores se obtuvieron los productos de reordenamiento de Ferrier y utilizando hidrobromuro de trifenilfosfina como catalizador se obtuvieron los productos de adiciones simples: los 2-deoxiglicósidos. La naturaleza de los O-glicósidos obtenidos nos permitió estudiar su reactividad frente a diferentes reacciones: 1) la apertura del anillo succinimídico utilizando diferentes nucleófilos, como aminas o sulfonamidas; 2) la apertura del anillo succinimídico con metóxido de sodio, seguido por la hidrólisis del ester, obteniendo el ácido correspondiente; 3) la hidracinólisis, llevada a cabo con hidracina hidratada y la consecutiva reacción de condensación con aldehídos heterocíclicos como el furfural y 2-tiofencarbaldehído, obteniendo nuevas bases de Schiff. Los nuevos compuestos se obtuvieron con buen rendimiento y alta selectividad y todos fueron analizados por espectroscopía de resonancia magnética nuclear 1H, 13C, gHSQC y COSY. Algunos de los productos de condensación con aldehídos heterociclos pudieron ser cristalizados y analizados por difracción de rayos X.Universidad Nacional de La Plat

New insights into the reactivity of 2-halo-glycals: Ssynthesis of novel iodinated Oand S-glycosides

This; is the first report on the Ferrier rearrangement of 2-halo-glycals with; S-nucleophiles. We present herein the selective synthesis of new; 2-iodo-2,3-unsaturated O- and S-glycosides. We obtained in good yields and high; anomeric selectivity α-glycosydes. As a particular behaviour, we also; describe heteroaromatic thio sugar derivatives were the C3 addition was; performed in an alternative mechanism. A complete structure and conformation analysis; by NMR was also presented.Centro de Estudios de Compuestos OrgánicosCentro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicada

Importancia de la química orgánica en la formación profesional: la perspectiva de los alumnos

Química Orgánica II es una asignatura del quinto semestre de las carreras de Bioquímica, Farmacia, Ciencia y Tecnología de los Alimentos y Biotecnología. Sus contenidos complementan y profundizan el primer curso de Química Orgánica, denominado Química Orgánica I, e incluyen temas relacionados con moléculas orgánicas de relevancia biológica tales como azúcares, péptidos y proteínas, lípidos y compuestos heterocíclicos tales como alcaloides, nucleótidos, nucleósidos y ácidos nucleícos. Con el objetivo de investigar la percepción de los alumnos acerca de la relevancia de los temas dictados en esta materia para la comprensión de contenidos más específicos y en su futura práctica profesional, se llevó a cabo una exploración diagnóstica.Eje 5: Exploraciones diagnósticas sobre diversas problemáticas educativasFacultad de Ciencias Exacta

Desarrollo de nuevas metodologías de síntesis de -O-N-glicósidos

Diferentes glicósidos naturales y sus miméticos pueden ser empleados como agentes terapéuticos. En nuestro laboratorio hemos estudiado la síntesis de derivados de hidratos de carbono a partir de endo y exo glicales. Recientemente iniciamos investigaciones relacionadas con la síntesis y reactividad de diferentes glicales. En este trabajo presentamos uno de los objetivos alcanzados en esta temática, la construcción de -O-N- glicósidos mediante la reacción de glicales con N-hidroxisuccinimida o N-hidroxiftalimida y su posterior reacción con bases y nucleófilos. El enlace -O-N- es un componente estructural de antibióticos, tal como la esperamicina o la calicheamicina. El rol del enlace interglicosídico –O-N- es muy importante en el enlace de estos antibióticos a secuencias específicas del ADN. Por lo tanto, la funcionalización de este enlace es muy importante en la síntesis de compuestos glicoconjugados. En primer lugar, se ensayaron las reacciones de glicosilación de la N-hidroxisuccinimida o N-hidroxiftalimida con tri-O-acetil glicales derivados de la D-glucosa y de la D-galactosa. De acuerdo al catalizador empleado se obtuvieron diferentes productos. Empleando ácidos de Lewis como catalizadores se obtuvieron los productos de reordenamiento de Ferrier y utilizando hidrobromuro de trifenilfosfina como catalizador se obtuvieron los productos de adiciones simples: los 2-deoxiglicósidos. La naturaleza de los O-glicósidos obtenidos nos permitió estudiar su reactividad frente a diferentes reacciones: 1) la apertura del anillo succinimídico utilizando diferentes nucleófilos, como aminas o sulfonamidas; 2) la apertura del anillo succinimídico con metóxido de sodio, seguido por la hidrólisis del ester, obteniendo el ácido correspondiente; 3) la hidracinólisis, llevada a cabo con hidracina hidratada y la consecutiva reacción de condensación con aldehídos heterocíclicos como el furfural y 2-tiofencarbaldehído, obteniendo nuevas bases de Schiff. Los nuevos compuestos se obtuvieron con buen rendimiento y alta selectividad y todos fueron analizados por espectroscopía de resonancia magnética nuclear 1H, 13C, gHSQC y COSY. Algunos de los productos de condensación con aldehídos heterociclos pudieron ser cristalizados y analizados por difracción de rayos X.Universidad Nacional de La Plat

Ionic liquids as phase transfer catalysts: enhancing the biphasic extractive epoxidation reaction for the selective synthesis of β-O-glycosides

Ionic liquids promoted the direct epoxidation of glycals acting as PTC. 1,2-anhydrosugars were prepared by the oxidation of glycals under biphasic conditions with dimethydioxirane generated in situ from oxone/acetone and amphiphilic IL’s as catalysts. β-O-glycosides were synthesized in good yields by the nucleophilic ring opening of epoxy carbohydrate derivatives. Also, 3,4,6-benzyl protected carbohydrates and β-N-glycosides could be prepare by this method.Laboratorio de Estudio de Compuestos Orgánico