20 1.4. Desp<strong>la</strong>zamiento sigmatrópico [1,7] <strong>de</strong> hidrógenoHCDHMeHHCDMeProhibido por geometríaPermitido por simetríaMeCHDHPermitido por geometríaPermitido por simetríaFigura 1.11: <strong>de</strong> hidrógeno]Posibilida<strong>de</strong>s para <strong>la</strong> migración <strong>de</strong> hidrógeno en <strong>la</strong> reacción sigmatrópica[1,7] <strong>de</strong> hidrógeno en el caso <strong><strong>de</strong>l</strong> cis,cis isotaquisterol.ger y Okamura [32] , quienes tras sintetizar dos cis-isotaquisteroles (1 y 2 en <strong>la</strong>Figura 1.10) y en diferentes condiciones <strong>de</strong> reacción obtuvieron que sólo doscompuestos (2b y 2d en <strong>la</strong> Figura 1.10) <strong>de</strong> todos los posibles aparecían tras <strong>la</strong>reacción <strong>de</strong> isomerización. La Figura 1.11 indica que, si estudiamos in<strong>de</strong>pendientemente,pero <strong>de</strong> manera análoga <strong>la</strong> migración <strong>de</strong> hidrógeno y <strong>de</strong> <strong>de</strong>uterio,respectivamente, concluiremos que <strong>la</strong> migración <strong>de</strong> hidrógeno, si el mecanismoes antarafacial, se producirá a través <strong>de</strong> una so<strong>la</strong> <strong>de</strong> <strong>la</strong>s caras, pues <strong>la</strong> prohibiciónpor geometría restringe <strong>la</strong> reacción a uno sólo <strong>de</strong> tales movimientos. Esobvio que a diferencia <strong><strong>de</strong>l</strong> compuesto utilizado por Okamura, <strong>la</strong> libre rotación<strong><strong>de</strong>l</strong> metilo en <strong>la</strong> previtamina D 3 permite <strong>la</strong> transferencia protónica por ambascaras, como pue<strong>de</strong> apreciarse en <strong>la</strong> Figura 1.12, convirtiendo al proceso enregioselectivo.El estudio <strong>de</strong> este tipo <strong>de</strong> reacciones sigmatrópicas, a pesar <strong>de</strong> ser bienconocidas <strong>de</strong>s<strong>de</strong> hace más <strong>de</strong> 40 años, no estuvo en auge hasta hace aproximadamenteunos 20 años, cuando los primeros resultados cinéticos vieron<strong>la</strong> luz. Estos primeros trabajos hicieron énfasis en <strong>la</strong>s medidas <strong>de</strong> los efectosisotópicos cinéticos (en inglés “kinetic isotope effect KIE”) que representan elcociente entre <strong>la</strong>s constantes <strong>de</strong> velocidad <strong><strong>de</strong>l</strong> compuesto con hidrógeno y elcompuesto <strong>de</strong>uterado y en este sentido, dado que se trata <strong>de</strong> una reacción <strong>de</strong>[32] C. A. Hoeger and W. H. Okamura, “On the antarafacial stereochemistry of the thermal[1, 7]-sigmatropic hydrogen shift,” Journal of the American Chemical Society, vol. 107,no. 1, pp. 268–270, 1985.
1. Introducción y objetivos 21Figura 1.12: ]Posibles <strong>estado</strong>s <strong>de</strong> <strong>transición</strong> para <strong>la</strong> reacción <strong>de</strong> <strong>de</strong>sp<strong>la</strong>zamiento sigmatrópico[1,7] <strong>de</strong> hidrógeno en <strong>la</strong> previtamina D 3 consi<strong>de</strong>rando un mecanismo antarafacial.La Figura muestra un mo<strong><strong>de</strong>l</strong>o simplificado <strong>de</strong> <strong>la</strong> vitamina D 3 en el quese ha sustituido <strong>la</strong> ca<strong>de</strong>na <strong>la</strong>teral R (ver Figura 1.1) por un metilo.transferencia <strong>de</strong> hidrógeno, que por lo tanto involucra <strong>la</strong> transferencia <strong>de</strong> unapartícu<strong>la</strong> ligera entre dos átomos pesados, el efecto túnel pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>sempeñarun papel muy importante en el proceso, y <strong>la</strong> medida <strong>de</strong> los KIEs es una herramientaútil para po<strong>de</strong>r enten<strong>de</strong>rlo [33] . Normalmente los KIEs elevados indican<strong>la</strong> presencia <strong>de</strong> efecto túnel, dado que el hidrógeno al ser más ligero que el<strong>de</strong>uterio pue<strong>de</strong> atravesar <strong>la</strong> barrera <strong>de</strong> energía clásica. De cualquier modo,<strong>de</strong>bido a su naturaleza multidimensional, hay casos para los cuales el efectotúnel podría ser importante incluso cuando los KIEs son pequeños. [34]El estudio <strong>de</strong> los KIEs <strong><strong>de</strong>l</strong> <strong>de</strong>sp<strong>la</strong>zamiento sigmatrópico [1,7] <strong>de</strong> hidrógenocomenzó con el estudio <strong>de</strong> esta reacción en hidrocarburos mo<strong><strong>de</strong>l</strong>o más simplesque <strong>la</strong> previtamina D 3 .Baldwin y Reddy [35] fueron los primeros en medir los efectos isotópicos[33] A. Kohen and H. H. Limbach, Isotope Effects in Chemistry and Biology. CRC Press,Taylor & Francis, 2006.[34] Z. Smedarchina, W. Siebrand, A. Fernan<strong>de</strong>z-Ramos, and Q. Cui, “Kinetic isotope effectsfor concerted multiple proton transfer: A direct dynamics study of an active-site mo<strong><strong>de</strong>l</strong>of carbonic anhydrase II,” J. Am. Chem. Soc, vol. 125, no. 1, pp. 243–251, 2003.[35] J. E. Baldwin and V. P. Reddy, “Primary <strong>de</strong>uterium kinetic isotope effects for thethermal [1, 7] sigmatropic rearrangement of 7-methylocta-1, 3 (Z), 5 (Z)-triene,” Journalof the American Chemical Society, vol. 110, no. 24, pp. 8223–8228, 1988.
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Bibliografía[1] C. Funk, “On the
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