Síntesis y reactividad en el ámbito de las 7H-Dibenzo [de, h] Quinolinas

Abstract

Las estructuras denominadas oxoisoaporfinas (7H-dibenzo[de,h]quinolin-7-onas) han sido sintetizadas hace más de tres décadas debido a sus propiedades como tintes y posteriormente aisladas a partir de extractos de raíces de la enredadera Menispermum dauricum DC (Menispermaceae) y otras plantas de la misma familia. Dado que la síntesis de estos compuestos ha sido reportada a través de métodos de bajo rendimiento, se reestudió la síntesis de 2,3-dihidro-oxoisoaporfinas a través de una metodología publicada anteriormente a partir de ácido ftalaldehídico y homoveratrilamina o aminas relacionadas. De esta forma, se logró identificar los intermediarios formados en la síntesis de estos compuestos. Estos resultados permiten explicar los rendimientos insatisfactorios así como una interesante desmetoxilación aromática cuando se emplea ácido polifosfórico como agente de condensación. Posteriormente estudios sintéticos y fisico-químicos de las 2,3-dihidrooxoisoaporfinas y oxoisoaporfinas usadas en esta tesis verificaron la diferente reactividad que presentan frente a distintos métodos de reducción convencional, su comportamiento electroquímico y espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica, todo ello en el marco de encontrar las condiciones experimentales necesarias para obtener "isoaporfinas", isómeros de las aporfinas, que no han sido reportadas hasta hoy como productos naturales. En este sentido, la formación de derivados que, permitiendo o no la enolización del grupo carbonilo presentan reducción total o parcial de algunos anillos aromáticos de la oxoisoaporfina, pone al descubierto una interesante reactividad que ha sido discutida sobre la base de la química teórica y en términos fisico-químicos. Más aún, en este trabajo se describen características interesantes de la regioselectividad de estos compuestos frente aа la sustitución electrofílica y nucleofilica aromática, dependiendo de los sustituyentes y de la insaturación del sistema carbonado. Estos resultados han sido racionalizados mediante una propuesta mecanística que también se apoya en cálculos teóricos. Finalmente, buscando entender aún más la reactividad y estabilidad de las 2,3- dihidro-oxoisoaporfinas y oxoisoaporfinas en condiciones reductoras, se entregaron algunos de estos compuestos al Prof. Julio De la Fuente para que su equipo iniciara estudios en presencia de aminas terciarias. Resultados preliminares indican que las 2,3-dihidro-oxoisoaporfinas forman productos metaestables que se revierten al material de partida por la admisión de oxígeno o al ser guardados en la oscuridad. Estos resultados apoyan aún más la ausencia de las isoaporfinas en la naturaleza así como la potencialidad que poseerían las oxoisoaporfinas para almacenar energía y retornar por medio del oxígeno del aire al material de partida sin modificaciones estructurales.

Structures known as oxoisoaporphines (7H-dibenzo[de,h]quinolin-7-ones) were synthesized more than three decades ago because of their properties as dyes, and were later isolated from root extracts of the climber Menispermum dauricum DC (Menispermaceae) and other plants belonging to the same family. As the synthesis of these compounds has been reported using low-yielding methods, the synthesis of 2,3-dihydro-oxoisoaporphines starting from phthalaldehydic acid and homoveratrylamine or related amines was studied. In this way, the intermediates formed in the synthesis of these compounds were identified. These results allow the unsatisfactory yields to be explained, as well as an interesting aromatic demethoxylation observed when polyphosphoric acid is used as the condensation agent. Synthetic and physical chemical studies on the 2,3-dihydro-oxoisoaporphines and oxoisoaporphines prepared in this thesis underscored the different reactivity they present toward different conventional reduction methods, their electrochemical behavior and paramagnetic electron resonance spectroscopy, all in the framework of a search for experimental conditions which might allow "isoaporphines" to be obtained. These hypothetical compounds are aporphine isomers that have not yet been reported as natural products. In this context, the formation of derivatives that, allowing the enolization or not of the carbonyl group, present total or partial reduction of some of the aromatic rings of the oxoisoaporphine, uncovers an interesting reactivity which has been discussed on theoretical chemical bases and in physical chemical terms. Moreover, this work reports interesting regioselectivity characteristics of these compounds undergoing electrophilic or nucleophilic aromatic substitution, depending on the substituents and the unsaturation of the ring system. These results have been rationalized through a mechanistic proposal that also rests upon theoretical calculations. Finally, in an attempt to further understand the reactivity and stability of the 2,3- dihydro-oxoisoaporphines and oxoisoaporphines under reductive conditions, some ofthese compounds were given to Prof. Julio De la Fuente for his team to start photoreduction studies in the presence of tertiary amines. Preliminary results indicate that the 2,3-dihydrooxoisoaporphines form metastable products to the starting material when oxygen is admitted or when stored in the dark. These results lend further support to the absence of isoaporphines in nature as well as the potential of oxoisoaporphines to store energy and be reoxidized by air oxygen to the starting material without any overall structural change.