Generación de diversidad molecular vía estrategias de diseño multicomponente

Abstract

En este trabajo se describen diversos experimentos basados en el diseño racional de reacciones multicomponentes con el objetivo de preparar nuevas estructuras moleculares vía modificación a la reacción de Biginelli. Al utilizar estrategias como: sustitución de un solo reactante SSR* y divergencia basada en condiciones CBD* (por sus siglas en inglés) se logró la obtención de diversos ligandos de interés biológico, por ejemplo; la sustitución de la urea en la reacción de Biginelli por dos equivalentes de cianamida, generó los esqueletos de 2-cianoimino-3,4-dihidro-1H pirimidina, 3,4-dihidropirimidin-2(1H)-ona y 5,6-dihidro-1,3,5-oxadiazina. Mientras que la doble reacción SSR consecutiva lograda por la inclusión del ácido de Meldrum condujo a la formación de dihidropirimidin-2,4(1H,3H)-diona. Las diversas estrategias propuestas fueron realizadas por un grupo de estudiantes de segundo año del laboratorio de química heterocíclica de la Licenciatura en Farmacia en la FESCUNAM y fueron diseñadas para enseñar nuevas metodologías sintéticas y desarrollar habilidades para el diseño de experimentos multicomponentes.

This study describes some experiments based on the rational design of multicomponent reactions in order to prepare new molecular structures via Biginelli´s reaction modification. Herein, we examined single reactant replacement (SSR) and conditions-based divergence (CBD) strategies along with the reactivity of cyanamide and Meldrum´s acid as building block surrogate of urea and β-ketoester to generate molecular frameworks with different appendage. The initial replacing of urea in the Biginelli reaction with two equivalents of cyanamide resulted in the formation of 2-cyanoimino-3,4-dihydro-1H-pyrimidine, 3,4-dihydropyrimidin-2(1H)-one and 5,6- dihydro-1,3,5-oxadiazine frameworks. Whereas consecutive SRR achieved by changing the β-ketoester with Meldrum´s acid afford dihydropyrimidine-2,4(1H,3H)-dione skeleton. The experiment, which is suitable for secondyear undergraduate laboratory, is designed to teach not only novel synthetic methods but also to develop skills in designing experiments.