Síntesis de aminoácidos y aldono-1,6-lactonas derivados de galactosa : precursores monoméricos de polímeros estereorregulares

• Autores: Romero Zaliz, Carmen Lorena
• Año de publicación: 2005
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Varela, Oscar José
• Materia: AMINOACIDOS DE AZUCARES; HIDROXIACIDOS DE AZUCARES; ALDONO-1,6-LACTONAS; POLIAMIDAS; POLIESTERES; SUGAR AMINO ACID; SUGAR HYDROXY ACID; ALDONO-1,6-LACTONE; POLYAMIDE; POLYESTER
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En los últimos años la síntesis de polímeros de condensación más hidrofílicos y degradables que los industriales ha atraído considerable atención. Los polímeros biodegradables son en general benignos para el medio ambiente y encuentran aplicación como biomateriales. Para la preparación de estos polímeros se suelen utilizar recursos naturales renovables, como por ejemplo hidratos de carbono. En este contexto, el objetivo principal del presente trabajo es la síntesis de aminoácidos e hidroxiácidos derivados de un azúcar común (galactosa). El estudio de la policondensación de estos monómeros quirales para dar polímeros estereorregulares era el siguiente objetivo. En primer lugar se describe la síntesis del ácido 6-amino-6-desoxi-2,3,4,5-tetraO-metil-D-galactónico a partir de galactosa. Se condujeron diversas estrategias via derivados de 6-azido-6-desoxi-D-galactósido. La hidrólisis del glicósido seguida de oxidación dio azidolactonas como precursores avanzados de la síntesis. Buscando una ruta más directa para la síntesis del aminoácido mencionado se utilizaron como compuestos de partida las D- y L-galactono-1,4-lactonas. Se desarrolló un procedimiento para la metilación directa de las aldonolactonas que evita reacciones secundarias comunes (isomerizaciones y eliminaciones). Se prepararon monómeros diméricos para desfavorecer oligomerizaciones y ciclaciones en las policondensaciones. La polimerización de dichos monómeros por el método del éster activo condujo a poliamidas estereorregulares con configuración D- o L-galacto. Los polímeros se caracterizaron por RMN, calorimetría (DSC y TG) y cromatografía de permeación por geles (GPC). Por otro lado, se sintetizaron el ácido 6-amino-6-desoxi-2,3:4;5-di-Oisopropilidén-D-galactónico y su dímero como precursores de una poliamida estereorregular con grupos protectores lábiles al medio ácido. El análisis por EMMALDI-TOF de los productos de condensación reveló que durante la condensación del monómero se formaba un trímero cíclico junto con oligómeros, mientras que al policondensar al dímero se obtenía una poliamida. Finalmente, se describe la síntesis de hidroxiácidos derivados de galactosa como precursores de ε-lactonas. El 2,3:4,5-di-O-isopropilidén derivado del ácido galactónico dio lugar a dos macrociclos de 14 y 21 miembros, estructuras semejantes a las de las ciclodextrinas, mientras que el análogo tetra-O-metilado dio la ε-lactona que se copolimerizó con ε-caprolactona para dar un copoliéster.
In recent years, the synthesis of condensation polymers more hydrophilic and degradable than the industrial ones has attracted considerable attention. Biodegradable polymers are in general environmentally friendly and have found biomedical applications. For the preparation of these promising materials, renewable natural resources, such as carbohydrates are being employed. Therefore, the main objective of this work is the synthesis of amino acids and hydroxy acids derived from a common sugar (galactose). The study of polycondensations of such chiral monomers to afford stereoregular polymers was the following goal. In first instance, the syntesis of 6-amino-6-deoxy-2,3,4,5-tetra-O-methyl-Dgalactonic acid from D-galactose was conducted. Approaches via 6-azido-6-deoxy-Dgalactosides are described. Hydrolysis of the anomeric carbon followed by oxidation gave azido lactones as advanced precursors of the target amino acid. Searching for a more direct route to synthesize such an amino acid, D- and Lgalactono-1,4-lactones were used as starting materials. A procedure for the direct methylation of aldonolactones that prevents side reactions (isomerizations and eliminations) was developed. Dimeric monomers of the amino acids were prepared to avoid oligomerizations and cyclizations in the polycondensation reactions. Polymerization of these monomers by the active ester method gave stereoregular polyamides having D- or L-galacto configuration. The polymers were characterized by NMR, calorimetry (DSC and TG) and gel permeation chromatography (GPC). On the other hand, 6-amino-6-deoxy-2,3:4;5-di-O-isopropyliden-D-galactonic acid and its dimer were prepared as precursors of a stereoregular polyamide having protecting groups labile to acid conditions. MALDI-TOF-MS analysis of the polycondensation products revealed that a cyclic trimer and oligomers were formed during the polycondensation of the monomeric species, in contrast to a linear polyamide obtained by polycondensation of the dimer. Finally, we describe the synthesis of hydroxy acids derived from galactose as precursors of ε-lactones. A 2,3,4,5-di-O-isopropylidene derivative of galactonic acid gave two macrocycles of 14 and 21 members, structures that resemble that of cyclodextrins; whereas the tetra-O-methylated analog gave an ε-lactone that was copolymerized with ε-caprolactone to give a copolyester.
Fil: Romero Zaliz, Carmen Lorena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.