Enzimas artificiales enantioselectivos para aiciones de michael

Abstract

Los enzimas naturales son los mejores catalizadores conocidos. El objetivo de esta tesis ha sido diseñar moléculas orgánicas sencillas que imitasen el comportamiento de los enzimas, en concreto para la adición de nucleófilos neutros como tioles o aminas a carbonilos insaturados cíclicos. Los enzimas que catalizan reacciones con acumulación de carga en los estados de transición se caracterizan, por lo general, por establecer interacciones de tipo polar (por ejemplo, enlaces de hidrógeno) que se fortalecen a medida que la reacción evoluciona hacia el estado de transición. Es muy habitual un tipo de estructura denominada "agujero aniónico" en el que un átomo que adquiere una carga parcial negativa en el estado de transición se encuentra formando simultáneamente dos o más enlaces de hidrógeno con grupos del centro activo del enzima. Los receptores moleculares que hemos diseñado y sintetizados en esta tesis doctoral son capaces de simular el comportamiento de estas estructuras. Durante la tesis se demostró la necesidad de que los receptores moléculares formen complejos fuertes con los sustratos de la reacción. Por este motivo se eligió como sustrato modelo una lactama insaturada que daba lugar a complejos más fuertes que los que se podían obtener con otros substratos como lactonas o cetonas. Como nucleófilos modelo se ha usado pirrolidina y etilmercaptano. La pirrolidina se caracteriza por ser un fuerte aceptor de enlace de hidrógeno, por lo que puede competir con el sustrato de la reacción impidiendo la formación del complejo con los receptores. Se ha estudiado la influencia que tiene la acidez de los dadores de enlace de hidrógeno sobre este efecto y sobre la propia catálisis. Los enzimas naturales que disponen de un "agujero aniónico" cuentan también con grupos auxiliares que incrementan la actividad catalítica cuya naturaleza depende del mecanismo de la reacción a catalizar.