Resumen

Nuestro principal objetivo en esta línea de investigación es el desarrollo de metodologías de RMN que permitan de una forma eficiente establecer la configuración relativa de los PN que presentan una complejidad conformacional. Un ejemplo de ello son los compuestos orgánicos que posean centros estereogénicos en cadenas carbonadas acíclicas o con gran libertad conformacional. Las principales estrategias de RMN en las que se están enfocando estos estudios son:

Metodología JBCA. El análisis configuracional basado en las constantes de acoplamiento (JBCA), también conocido como metodología Murata, emplea las constantes de acoplamiento de RMN protón-protón y carbono-protón a dos y tres enlaces. La JBCA es una herramienta estandarizada que permite la determinación de la configuración relativa de centros asimétricos en sistemas acíclicos o con gran libertad conformacional. Estos análisis se complementan con los cálculos computacionales a nivel de la teoría de funcionales de densidad (DFT).

Hemos logrado determinar la configuración relativa de diversos PN que hemos aislado y que no podían resolverse mediante métodos clásicos: dysithiazolamida de una esponja del género Dysidea, gunungamide A de una esponja del género Discodermia; enigmazole C, una lactona macrocyclica de una nueva especie de la esponja Homophymia. Las constantes de acoplamiento se obtuvieron por métodos bidimensionales de RMN y además los valores experimentales se compararon con las obtenidas de manera teórica mediante cálculos computaciones al nivel de la teoría de funcionales de densidad (DFT).

Hemos desarrollado una nueva estrategia basada en la comparación de los valores de esas J a temperatura ambiente con los obtenidos a baja temperatura que nos permite deducir a que confórmero tiende y poder aplicar la metodología Murata en esos casos que existe un equilibrio conformacional complejo.

Resonancia Magnética Nuclear anisotrópica. La aplicación de la RMN anisotrópica en la resolución de la configuración relativa de un producto natural se basa en el hecho de que a través de la inducción de un medio alineante, los componentes anisotrópicos de los parámetros de RMN, como son los acoplamientos dipolares residuales (RDC) y los acoplamientos cuadrupolares residuales (RQC), pueden ser observados y medidos. Esto contrasta con lo que ocurre en medios isotrópicos, en los que los componentes anisotrópicos de los parámetros de RMN promedian a cero, haciendo imposible su medición. Todos estos componentes anisotrópicos proporcionan información valiosa acerca de la orientación de los vectores entre los espines nucleares presentes en un producto natural y la contribución anisotrópica del entorno local sobre los desplazamientos químicos de los mismos.

El análisis de los acoplamientos dipolares residuales (RDC) ofrece información sobre los ángulos entre los vectores internucleares, proporcionando una descripción concisa y global de las propiedades de orientación de los fragmentos estructurales. Por otro lado, los desplazamientos químicos residuales anisotrópicos (residual chemical shift anisotropy, RCSA) proveen evidencia sobre la orientación relativa de los tensores de desplazamiento químico y, por lo tanto, pueden dar cuenta de la información sobre los carbonos protonados y no protonados en cualquier estructura orgánica.

En comparación con las RDC, los ¹³C RCSA tienen la ventaja adicional de suministrar información de la orientación relativa en carbonos cuaternarios, que de otro modo solo se puede alcanzar a través de mediciones de RDC de largo alcance menos sensibles. Esta ventaja puede ser aprovechada para la determinación de la orientación de los carbonos cuaternarios en aquellas moléculas deficientes de protones, donde los datos de NOE, acoplamiento (J) y RDC (¹D_CH) a un enlace pueden ser insuficientes. Curiosamente, no se había desarrollado hasta la fecha la ¹H RCSA.

Proton residual chemical shift anisotropy (¹H RCSA). Esta metodología se basa en la medición de RCSA de un compuesto orgánico quiral empleando el núcleo más abundante ¹H, en vez del ¹³C. A través de una colaboración con el Dr. Christian Griesinger hemos participado en el desarrollo de la metodología para la medición de ¹H RCSA con la determinación de la configuración relativa del briarano, briarane B-3, aislado de la gorgonia Briareum asbestinum, utilizando geles deuterados como medio alineante y tan solo 35 microgramos de muestra.

Adicionalmente, la aplicación de dos medidas anisotrópicas, carbon residual chemical shift anisotropy (¹³C-RCSA) y ¹H-¹³C residual dipolar couplings (¹D_CH-RDC) a un enlace, fueron empleadas en la confirmación de la configuración relativa de un meroterpeno con núcleo tetrapreniltoluquinol cromano aislado del alga Sargassum muticum.