Derivados indólicos y piridínicos en reacciones Diels-Alder polares: Un estudio teórico-experimental

Abstract

En esta tesis se ha estudiado computacionalmente la conducta reactiva de una serie de compuestos azaheterocíclicos (piridinas, pirroles, e índoles) debidamente sustituidos, para que las mismas puedan actuar como dienófilos en procesos de cicloadición Diels-Alder. En primer fueron analizados los antecedentes experimentales relativos al carácter electrofílico de pirroles e indoles sustituidos. Ello tuvo como objetivo explicar conductas reactivas mediante un análisis mecanístico y de regioselectividad en estos procesos, y además asegurar que el método de cálculo utilizado resulte compatible con este tipo de sistemas. Luego se discute la conducta reactiva de nitropiridinas, realizando un análisis predictivo de sus reactividades mediante el uso de las herramientas que suministra el cálculo teórico. En base a este conocimiento se establecen nuevas condiciones experimentales y se desarrollan las reacciones propuestas. Se pretende compatibilizar distintos aspectos de la química experimental con los principios de la química teórica. En esta dirección, se sintetizaron una serie de estructuras heteroaromáticas polinucleares vía reacciones de cicloadición, en base a un análisis teórico sobre la factibilidad reactiva. Por su parte el estudio de la influencia de las variables de reacción, en particular el solvente, el catalizador y la irradiación microondas, contribuyen al progreso del conocimiento sobre estas reacciones, logrando cambios favorables - menores tiempos de reacción, temperaturas más aceptables y mejores rendimientos-. Los estudios teóricos permitieron desarrollar aproximaciones predictivas, las cuales fueron luego corroboradas de manera experimental. Dichos estudios hicieron posible acceder a suposiciones razonables relacionadas a los mecanismos de reacción, lo cual permitió -vía el análisis de los correspondientes estados de transición- concebir a este tipo de reacciones en el límite entre los procesos pericíclico y polar. Desde la certeza que brinda el trabajo experimental se discuten dos modelos de electrófilos nitroheteroaromáticos en función del tipo de heteroanillos -pentaheterociclos vs hexaheterociclos- y las consecuencias del tipo de estructura sobre la reactividad y la regioselectividad, así como el patrón relativo a la ruta seguida por los reaccionantes de cada proceso. Además, se logra conocer la influencia de las variables de reacción, en particular la forma de calentamiento y la influencia del tipo de solvente, cuestión esta última que posibilitó establecer el modelo reactivo con carácter asincrónico y consecuente separación de cargas. Probablemente, el principal aporte que se ha producido está focalizado en la detección en forma teórica de un tipo de reacción Diels-Alder polar que presenta un intermediario de reacción, lo cual es significativo para este tipo de procesos.