Estudia la fitoquímica de los extractos de las hojas de la tara (Caesalpinia spinosa), cuantifica los principales metabolitos secundarios (polifenoles, taninos) y determina la actividad antioxidante, antimicrobiana, y cicatrizante de dichos extractos. El conocimiento de estos análisis será trascendental para evaluar su potencial aplicación como cicatrizante en el tratamiento de quemaduras. Los extractos fueron conseguidos a partir de las hojas de tara, utilizando etanol, metanol y una mezcla hidroalcohólica como solventes, a distintas temperaturas. En el análisis fitoquímico se encontró taninos en mayor cantidad que saponinas y flavonoides. La actividad antioxidante de los extractos de la hoja de tara a diferentes temperaturas y con sus respectivos solventes fue evaluada por el método de Brand-Williams, método de neutralización del radical DPPH. Se observó que el extracto etanólico a 80 °C presentó la mayor capacidad antioxidante (IC50 = 6,325 μg/mL). En los otros extractos el IC50 varía entre 19,16 y 452,45 μg/mL. La determinación de polifenoles totales se realizó por el método colorimétrico, utilizando el reactivo de Folin-Ciocalteau. Se observó que el extracto que contiene la mayor cantidad de polifenoles es el obtenido con metanol a 80 °C (476,45 mg EAG/g de muestra). En los otros extractos el contenido de polifenoles varía entre 219 y 409 mg EAG/g de muestra. La determinación de taninos se realizó por el método del tungsto-molíbdico-fosfórico. El extracto metanólico a 50 °C fue el que presentó mayor porcentaje de taninos totales (18,0%), de taninos hidrolizables (16,2%), y taninos no hidrolizables (1,8%). En las pruebas de actividad antimicrobiana, los extractos mostraron actividad inhibitoria sólo frente a Staphylococcus aureus ATCC 25922, mas no así frente a Escherichia coli ATCC 25922 y Salmonella typhymurium ATCC 14028. El extracto etanólico a 80 °C y el metanólico a 70 °C mostró mayor actividad bactericida, con halos de inhibición de 17 mm. Los otros extractos mostraron halos de 11 mm. En la prueba de concentración mínima inhibitoria (CMI), los extractos etanólicos, a 50 °C y 80°C, mostraron mayor actividad bactericida, con una CMI de 12,5 μg/mL frente a Staphylococcus aureus ATCC 25922. Todos los demás extractos tuvieron un CMI de 25 μg/mL. Finalmente, se determinó que los extractos de las hojas de tara no mostraron diferencias significativas en la cicatrización de quemaduras, en comparación con la furacina (crema comercial) y extracto de hojas de tara incorporadas en un hidrogel, pero si fue superior al grupo que no recibió tratamiento. / Tesis

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The thesis has been divided in two chapters: Chapter I describes the preparation of primary-amine monocarbamates from enantiopure trans-cyclohexane-1,2-diamines and their use as chiral organocatalysts in the enantioselective Michael addition reaction of aldehydes and ketones to maleimides, to synthesize enantiomerically enriched substituted succinimides. In the conjugate addition reaction of aldehydes to maleimides in conventional volatile organic solvents, it has been found that these organocatalysts are able to generate both enantiomers of the corresponding succinimide using only one enantiomeric form of the catalyst, just by changing the polarity of the solvent. Theoretical calculations justify the mechanism through which this inversion of enantioinduction occurred. In addition, these organocatalysts were used in the enantioselective Michael addition reaction of aldehydes to maleimides, using Deep Eutectic Solvents (DES) as recyclable and environmentally sustainable reaction medium, yielding the corresponding succinimides with excellent yields and high enantioselectivities (up to 94%). The succinimides can be extracted from the DES, which retains the chiral organocatalyst, allowing to reuse both solvent and catalyst. Moreover, the conjugate addition of ketones to maleimides using conventional solvents, allows obtaining the corresponding succinimides with excellent yields but with moderate enantioselectivities (up to 66%). Chapter II shows the results obtained in the enantioselective Michael addition reaction of aldehydes and ketones to nitroalkenes, using the former trans-cyclohexane-1,2-diamine-derived aminocarbamates as chiral organocatalysts, obtaining enantioenriched γ-nitrocarbonyl compounds. In the conjugate addition of isobutyraldehyde to nitroalkenes, the corresponding γ-nitroaldehydes were obtained with enantioselectivities up to 84%. In addition, the enantioselective conjugate addition reaction of ketones to nitroalkenes allowed to obtain interesting γ-nitroketones with high enantioselectivities (up to 96%). Theoretical calculations justify the mechanism involved during this enantioselective process.

En esta tesis doctoral se ha estudiado los iluros de azometino generados in situ en reacciones de cicloadición 1,3-dipolar y diferentes dipolarófilos para la síntesis multicomponente (libre de metales) de derivados de indolizidina a partir de pipecolinatos, aldehídos y dipolarofilos de forma térmica, y también a partir de ácido pipecólico de forma descarboxilada. También se ha estudiado la reacción de cicloadición 1,3-dipolar térmica multicomponente entre iluros de azometino no activados generados in situ a partir de aminas, aldehídos aromáticos y alquenos electrofílicos para generar derivados de pirrolidina.Además, se describe la síntesis de pirrolizidinas diastereoméricamente enriquecidas a partir de nitroprolinatos enantioméricamente puros a través de una cicloadición 1,3- dipolar multicomponente catalizada por una sal de plata y, por otro lado, una reacción de Amina-Aldehído-Dienófilo (AAD) para sintetizar estructuras ciclohex-2-en-1-ilprolinato como diastereoisómero enantiopuro único de forma multicomponente y libre de metales.

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Esta memoria consta de una introducción general y tres capítulos. En la introducción general, se muestra la importancia del anillo de oxindol, describiendo productos naturales o con actividad biológica que lo contienen en su estructura y comentando algunas de sus aplicaciones biológicas más relevantes. Además, se detallan diferentes técnicas para la síntesis de derivados de oxindol, destacando las metodologías que emplean la alquilación desacilativa. En el capítulo I se muestra una alquilación desacetilativa de derivados de 3-acetil-3-alquil-2-oxindoles con alquenos electrofílicos. En el capítulo II se describe la síntesis de derivados de 2-oxindoles 3,3-disustituidos a través de la alquilación desacetilativa usando haluros de alquilo y alquenos electrofílicos y mediante la alilación desacetilativa catalizada por paladio usando alcoholes alílicos. Finalmente, en el capítulo III, se estudia la reacción aldólica desacetilativa entre 3-fluorooxindoles y aldehídos.

Se ha llevado a cabo la síntesis multicomponente de una serie de 1-aminoindolizinas y pirrolo[1,2-a]quinolonas de manera efectiva a partir de derivados de 2-piridincarbaldehído, aminas secundarias y alquinos terminales utilizando CuNPs/C como catalizador en diclorometano a 70 ºC. La metodología se ha aplicado a una variedad de aminas y alquinos, los últimos incluyendo arilacetilenos así como alquilacetilenos, con rendimientos de moderados a altos. Dicho catalizador ha demostrado ser superior a una serie de catalizadores de cobre comerciales. Finalmente, se ha propuesto un mecanismo de reacción basado en la probada participación de aminas propargílicas como intermedios de reacción. Se han sintetizado indolizidinas a través de la hidrogenación catalítica heterogénea de indolizinas usando PtO2 como catalizador en ácido acético como disolvente y a una presión de 3,7 atm. Las indolizidinas se han obtenido con una elevada diastereoselectividad, incluso en el caso de poseer cuatro estereocentros. Se ha demostrado experimentalmente que la hidrogenación de la indolizina se produce a través del intermedio pirrólico 5,6,7,8-tetrahidroindolizina. Además, estas indolizidinas se han podido mono- o di-desbencilar usando un catalizador diferente. Se ha sintetizado una nueva familia de compuestos orgánicos por reacción de las indolizinas en medio ácido. Estos productos son tintes de indolizina de color violeta-rojizos que tienen una estructura D-A-π-A bien definida. La estructura de los tintes de indolizina se ha establecido mediante análisis de rayos X en estado sólido, pero se pueden distinguir dos rotámeros en disolución. Se ha propuesto un mecanismo de reacción en el que la propia indolizina actúa como nucleófilo y electrófilo; en éste, una molécula sufre hidrólisis en medio ácido y la adición Michael de la segunda molécula de indolizina. Un estudio de las características ópticas de estos tintes ha revelado un cambio de color dependiente del tamaño de partícula, un alto poder de coloración y un carácter solvatocrómico (es decir, que el color de la disolución del compuesto depende de la polaridad del disolvente usado), también en materiales plásticos. Finalmente, se ha estudiado la reactividad de las indolizinas con nitrosocompuestos, obteniendo dos productos diferentes según el sustituyente en la posición tres de éstas. En el caso de poseer un sustituyente aromático se obtienen β-enaminonas. Se ha realizado un estudio del alcance de esta metodología cambiando los sustituyentes 1, 3 y 6 de las indolizinas y usando compuestos nitrosoaromáticos con distintos sustituyentes en orto y para, obteniendo las correspondientes β-enaminonas con rendimientos aislados de moderados a buenos. El uso de esta metodología ha demostrado ser el más apropiado para obtener ese tipo de regioisómero, comparado con las metodologías clásicas de condensación de compuestos 1,3-dicarbonilos con aminas que dan el regioisómero opuesto. Para sustituyentes alifáticos, se han obtenido pirroles tetrasustituidos con rendimientos de moderados a buenos, variando los cuatro sustituyentes en la estructura de pirrol. Se han llevado a cabo varios experimentos para elucidar el mecanismo de reacción. Se ha demostrado que proceden vía iónica, no radicalaria. La presencia de agua es beneficiosa para la obtención de β-enaminonas, en cambio, una atmósfera de oxígeno o de argón no lo son. Con todo ello, se ha propuesto un mecanismo para la obtención de éstas en el que participa una estructura de isooxazol como intermedio. En el caso de los pirroles, se ha demostrado que hay una migración de la dibencilamina en la estructura. Tras varios experimentos, enfocados en la obtención de un posible intermedio de reacción, se ha propuesto la secuencia del mecanismo para la obtención de pirroles. En primer lugar, se ha propuesto el ataque nucleófilo al nitrosocompuesto, abriendo la estructura y perdiendo dibencilamina, formando así una cetona α,β-insaturada, seguido del ataque de la dibencialamina y posterior ciclación para la obtención del pirrol.

Determina un grupo particular de compuestos, los hidrocarburos aromáticos policíclicos conocidos tambien como hidrocarburos aromáticos polinucleares (HAPs o PAHs) en el aire ambiente de Lima. Se sabe que el origen de tales compuestos está relacionado con los procesos de combustión de la materia orgánica. Debido al escaso desarrollo industrial del país, se puede afirmar que, en el caso de Lima, tales compuestos provienen principalmente de las emisiones de los automóviles, esto es, el uso de combustibles fósiles. Las muestras, colectadas inicialmente para determinar partículas menores a 10um (PM10) tomadas en varios distritos de la ciudad, fueron luego extraídas con solvente, concentradas, purificadas y analizadas por cromatografía de gases con espectrometría de masas. A pesar de las conocidas limitaciones de determinar HAPs en filtros PM10, debido al que el filtro no puede retener los HAPs más livianos (los cuales pueden dar cuenta de más del 50% del total), se detectaron los HAPs más pesados, que se adsorben casi completamente al material particulado, entre ellos el más riesgoso, el Benz(a)pireno, un compuesto cancerígeno, cuya concentración llegó hasta 1.4 ng/m3 , encontrándose además, Criseno Benzo(b)fluoranteno, Benzo(k)fluoranteno, Indeno(1,2,3-cd)pireno y Benzo(g,h,i)perileno. Adicionalmente se calculó los cocientes de diagnóstico para algunos HAPs, hallándose que el cociente Indeno(1,2,3-cd)pireno / [Indeno(1,2,3-cd)pireno+Benzo(g,h,i)perileno] se encontraba entre 0.39 y 0.5 para la mayoría de los puntos de muestreo lo cual encaja bastante bien con el valor del cociente para diésel de 0.38 a 0.64 reportado en la bibliografia, así mismo, el cociente Benzo(a)pireno / [Benzo(a)pireno+Criseno] que osciló entre 0.57 y 0.73 es coherente con el cociente para diésel de 0.5 y para gasolina 0.73, estos hallazgos refuerzan la hipótesis que estos compuestos han sido generados por el parque automotor de la ciudad. Resulta claro que las investigaciones sobre estos compuestos deberían ser ampliadas para cubrir más distritos de la ciudad, tanto en invierno como en verano para el estudio del comportamiento anual, y además de ello, colectar el material particulado y la fase gaseosa de modo que se conozca la magnitud real del problema en el contexto de la contaminación del aire de Lima. En ese sentido, la presente investigación contribuye al conocimiento público y revela la presencia de este grupo particular de compuestos nocivos para la salud, a los cuales estamos expuestos constantemente en las zonas con alto tránsito vehicular. / Tesis

CAPÍTULO I. Sales de Hierro e Imidazolio Sustituidas con Grupo Acilo para el Acoplamiento Oxidativo-Tionación de Aminas. En el capítulo I, se ha llevado a cabo el acoplamiento oxidativo de aminas mediado por un catalizador de hierro, para la preparación de tioamidas, de forma eficiente y selectiva en una reacción multicomponente. En la misma, se han utilizado dos aminas diferentes, fosfato de sodio y azufre elemental, bajo calentamiento por microondas. Durante el estudio se ha observado la importancia del catalizador, formado por tetracloroferratos de imidazolio, en el acoplamiento oxidativo y posterior formación del enlace C-S. Esta metodología ha permitido la utilización tanto de bencilaminas primarias y alquilaminas, con diversas propiedades electrónicas, como de derivados de piperidina, demostrando la importancia de esta ruta sintética en la preparación de importantes intermedios sintéticos de productos naturales. CAPÍTULO II. Sistemas Catalíticos Formados por Paladio y Sales de Imidazolio Sustituidas con Grupos Acilo. En el capítulo II, se han sintetizado diferentes sales de imidazolio mono- y di-funcionalizadas con un grupo amido como precursores de sistemas catalíticos en combinación con acetato de paladio(II), usándolos en la reacción de acoplamiento de Heck-Matsuda. A partir del estudio comparativo, se puede concluir que la presencia de un único grupo amido en el precursor del sistema catalítico, formado con una relación 1:1 metal/ligando, es más beneficioso durante el proceso, tal y como se observa en los análisis por espectroscopía UV/Vis. CAPÍTULO III. Cloruro de 1,3-Bis(carboximetil)imidazolio como Catalizador sin Metales para la Síntesis de Quinolinas y Acridinas. En el capítulo III, se ha utilizado el cloruro de 1,3-bis(carboximetil)imidazolio, como catalizador heterogéneo para la preparación, libre de metales y sin uso de disolventes, de quinolinas y acridinas. Esta metodología, sencilla y eficaz para la síntesis de heterociclos con nitrógeno, ha permitido el empleo de diversas cetonas y 2-aminoarilcetonas como precursores, siendo posible la reacción en escala de multigramo. Asimismo, se ha demostrado la aplicabilidad del proceso llevando a cabo la transformación de algunos compuestos a las correspondientes quinolilchalconas mediante una reacción tándem. Además, se ha llevado a cabo el estudio de reciclabilidad del catalizador (hasta 8 ciclos) en la reacción modelo sin observar pérdida de su actividad, remarcando su robustez. Por último, se ha comprobado la sostenibilidad del proceso calculando el factor-E para la formación de quinolinas y la reacción tándem. CAPÍTULO IV. Formación de Enlaces C-C y C-S Catalizada por Cloruro de 1,3-Bis(carboximetil)imidazolio: Síntesis de Tiofenos. En el capítulo IV, se ha empleado el cloruro de 1,3-bis(carboximetil)imidazolio como catalizador para la síntesis de 2,4-diariltiofenos, a través de una autocondensación sulfurativa de la acetofenona. En este proceso, se han estudiado diferentes acetofenonas y cicloalcanonas como precursores, demostrando la simplicidad y eficiencia del proceso para la formación de tiofenos. Además, se ha podido llevar esta reacción a escala de multigramo, siendo, desde el punto de vista de la sostenibilidad, una ruta sintética atractiva.

Capítulo 1. Adiciones Michael asimétricas organocatalizadas en líquidos eutécticos. Siguiendo los principios de la “Química Verde” se desarrolló un sistema catalítico basado en disolventes eutécticos y organocatalizadores quirales derivados de 2-amino benzimidazol. Este nuevo sistema fue empleado para catalizar la adición enantioselectiva de compuestos de 1,3-dicarbonílicos a β-nitroestirenos. El procedimiento evita el uso de disolventes orgánicos volátiles tóxicos como medio reacción, proporcionando acceso a moléculas quirales altamente funcionalizadas de forma selectiva y eficiente. Además, la reacción puede realizarse a una escala de gramos y a su vez este sistema catalítico es fácilmente reciclable y reutilizable durante cuatro ciclos, lo que da lugar a un procedimiento limpio, económico, sencillo y escalable que cumple la mayoría de los criterios necesarios para ser un proceso medioambientalmente benigno y sostenible. Los estudios de RMN realizados a la mezcla organocatalizador-líquido eutéctico han confirmado el papel clave de los enlaces de hidrógeno entre el disolvente y el organocatalizador quiral, que permiten su recuperación y la reciclabilidad del sistema. Capítulo 2. α-Aminación electrofílica asimétrica organocatalizada en líquidos eutécticos. Empleando el sistema catalítico basado en el uso de catalizadores quirales de 2-benzoimidazol y líquidos eutécticos se realizó la α-aminación enantioselectiva de compuestos de 1,3-dicarbonílicos. Con este procedimiento, se evita el uso de compuestos orgánicos volátiles tóxicos como medios de reacción. Las moléculas quirales altamente funcionalizadas sintetizadas, que son importantes en la síntesis de productos naturales, se sintetizaron mediante un protocolo eficiente y estereoselectivo. Además, la reacción puede llevarse a cabo para la síntesis de un gramo de producto, siendo posible el reciclaje del sistema catalítico durante al menos cinco ciclos de reacción consecutivos. Este procedimiento representa un método barato, simple, limpio y escalable que cumple con la mayoría de los principios para ser considerado un proceso medioambientalmente benigno y sostenible. Capítulo 3. Líquidos eutécticos quirales. Diferentes mezclas eutécticas basadas en prolina fueron empleadas en la adición Michael asimétrica de cetonas sobre nitroalquenos. En vista de los resultados, y los estudios de 1H-RMN realizados, se confirmó una relación entre la conversión y selectividad del proceso con la constante asociación de los componentes de la mezcla eutéctica. Con estos datos un nuevo disolvente eutéctico quiral a base de bromuro de (S)-N,N,N,-trimetil-1-(pirrolidin-2-il)-metanamina y glicerol fue diseñado y sintetizado con éxito. Este sistema catalítico se mostró eficiente en la adición Michael de ciclohexanona a β-nitroestirenos, obteniendo selectividades moderadas en condiciones suaves. El sistema catalítico eutéctico fue recuperado fácilmente y reciclado hasta cinco veces en la adición de ciclohexanona a β-nitroestireno sin pérdida significativa de actividad catalítica.