Descarboxilación oxidativa y fotorrédox de ciclodextrinas

En nuestro grupo tenemos experiencia en la funcionalización por descarboxilación en medio oxidante, con el uso de PhI(OAc)2 y yodo, de ácidos urónicos1, y α-aminoácidos2. El método que empleamos implica condiciones de reacción suaves, fácil manejo y el uso de oxidantes comerciales o accesibles, no tóxicos ni contaminantes. Sin embargo, hasta ahora no hemos extendido esta metodología a la generación de radicales 5-pentapiranosilo en sistemas de carbohidratos más complejos como los disacáridos o polisacáridos cíclicos como las ciclodextrinas (CDs), a pesar de que ofrecen la posibilidad de realizar funcionalizaciones de interés que pueden afectar, en el caso de las CDs especialmente, a sus cualidades físico-químicas, y por tanto a sus futuras aplicaciones. La habilidad de las CDs para encapsular biomoléculas en su cavidad interna es bien conocida, y su potencial aplicación como nanotransportadoras ha estimulado el desarrollo de una intensa investigación para modificar y mejorar sus propiedades. Sin embargo, curiosamente, entre todas las metodologías descritas para llevar a cabo esas modificaciones, las reacciones radicalarias en CDs son prácticamente desconocidas.

Créditos esquema: J. Agric. Food Chem. 2013, 61, 34, 8156–8165

En esta línea se pretende generalizar nuestro protocolo de β-fragmentación oxidativa (descarboxilación) aplicándolo inicialmente a ácidos carboxílicos en posición 5 de sistemas de α-maltosa, subunidad estructural de las CDs, y luego extender la metodología a mono- y di-ácidos de α- y β-CDs.

También, a modo comparativo y con la idea de obtener una batería más extensa de CDs funcionalizadas, se pretende realizar la descarboxilación radicalaria fotoinducida ensayando distintos catalizadores fotorrédox y nucleófilos de carbono mediante metodologías recientes descritas en la literatura.

Con el estudio de los procesos que aquí se plantean se podrá generar conocimiento para química básica pero también se creará una biblioteca de CDs modificadas que se someterán a estudios de actividad para analizar sus posibles aplicaciones.

1) Tetrahedron Lett. 1997, 38, 4141–4144.

2) a) J. Org. Chem. 2000, 65, 4930-4937. b) Tetrahedron Lett. 1999, 40, 5945–5948.