Design-ul, sinteza și analiza structurală a unor noi melamine dendritice chirale cu unități periferice de tip serinol-aminoacetalice

INTRODUCERE

Prezentul Proiect de Cercetare își propune să definească și să detalieze obiectivele propuse mai departe (O1-3), utilizând umătoarele cuvinte cheie:

Serinoli: 2-(amino)propan-1,3-dioli C-substituiți; reprezentanții seriei sunt comerciali și relativ ieftini (Schema 1).

SER-NH2

A- E 2-aminopropan-1,3-diol Denumire triviala

R1 R2

S H H Serinol

Serinoli C-2-substituiti

A H Me “Methylserinol”

B H Et “Ethylserinol”

C H CH2OH TRIS, THAM

Serinoli C-1-substituiti

D Ph H (1S,2S)-“Threo-phenylserinol”

E p-NPh H (1S,2S)-“Threo-p-NitroPhenylserinol”

Schema 1

Dendronii și dendrimerii sunt compușii macromoleculari cei mai investigați din subclasa polimerilor dendritici. Astfel, în ultimul deceniu, au apărut peste 5000 de articole și monografii care se referă la această clasă unică de polimeri cu structură riguros controlată.

In mod ideal, dendrimerii (Gr. Dendri: tri-ramificat și meros: parte a...) sunt macromolecule organice perfect monodisperse, cu o arhitectură tridimensională regulat și înalt ramificată, obținuți prin sinteză iterativă, fiecare etapă ducând la introducerea unei amplificări structurale. Spre deosebire de polimerii clasici, dendrimerii sunt supramolecule unic centrate, conținând trei tipuri de componente structurale: unitatea centrală (linker central) înconjurată repetitiv, de straturi de unități identice și ramificate (noduri) terminând cu grupe funcționale periferice (grupe de suprafață). Numărul de straturi care conțin nodurile indică numărul de generații ale dendrimerului Gn, n ≥ 1.

Linker este unitatea structurală de legătură între nodurile care aparțin la două generații succesive .

Sinteza iterativă reprezintă modul repetitiv de obținere a dendrimerilor, în etape succesive. Sinteza unui dendrimer implică două tipuri fundamentale de strategii de asamblare ierarhică:

i) Divergentă (pornind de la centru, linker central, metodele Newkome și Tomalia) [1]

ii) Convergenă (pornind de la grupele de suprafață, metoda Fréchet) [2]

Actual, strategia convergentă este mai larg utilizată deoarece folosește precursori clar elucidați din punct de vedere structural, numiți dendroni, evitându-se, astfel, aspectele statistice care, in cazul metodei divergente, ar putea interveni după o anumită complexitate structurală a dendronului.

Potrivit datelor de literatură, se cunosc câteva exemple de utilizare a serinoluluir S (cap de serie) (Schema 1) ca și element de construcție dendritică (core, linker sau grupe periferice) [3].

Toți serinolii A-E (Schema 1) sunt comerciali și se cunoaște utilizarea lor în sinteze iterative pentru obținerea de molecule amplificate, dendrimeri [4]. Astfel, TRIS a fost primul serinol care a fost încorporat în structuri dendritice jucând toate rolurile (core, linker sau grupe periferice) [5].

Obiectivul 1

″Studiul reactivității iterative a unor 5-amino-1,3-dioxani ai p-nitrofenilserinolului (ancorare axială) față de clorura de cianuril în tandem cu serinolii C-2-substituiți. Noi melamine chirale dendritice cu grupe periferice hidrofob vs. hidrofile.″

În cadrul acestui obiectiv, materiile prime în obținerea melaminelor chirale dendritice țintă sunt (4S,5S)-5-amino-4-(p-nitrofenil)-1,3-dioxanul 1a, (2R,2′R,4S,4′S,5S,5′S)-5-amino-5′-(dimetilamino)-4,4′-bis(4-nitrofenil)-2,2-bi-1,3-dioxanul 1b (Schema 2) și serinolii C-substituiți A-C (Schema 1)

Simbol 1a: H2N-DX Simbol 1b: Me2N-DX-DX-NH2

Schema 2

Se cunoaște faptul că amino-1,3-dioxanii 1a, b se pot obține prin acetalizarea directă a enantiomerului (1S,2S) al p-nitrofenilserinolului E (Schema 1) în mediu de acid sulfuric concentrat (″acetalizare sulfurică″) potrivit unei metologii originale în grupul nostru [6], sinteza p-nitrofenilserinolului N-substituit Ib s-a realizat după o reacție de tip Leuckart-Wallach [16].