Espirocetales

Estructura química del (S)-1,7-dioxaspiro[5.5]undecano

En química , los espirocetales son motivos estructurales compuestos por dos heterociclos que comparten un carbono central, lo que los convierte en una subclase de compuestos espiro . Su especificidad estructural radica en la presencia de un átomo de oxígeno en cada anillo, en alfa del carbono espiro. Aunque no existen reglas sobre el tamaño de cada anillo, los espirocetales más comunes están compuestos por anillos de cinco y seis miembros.

Ocurrencia en la naturaleza

Muchos productos naturales de interés biológico contienen grupos espirocetales [6,5] y [6,6] que pueden adoptar diversas configuraciones. El primer ejemplo de espirocetales en la literatura apareció antes de 1970, como las saponinas y sapogeninas triterpenoides. ^[1] Posteriormente, varios trabajos describieron la presencia de espirocetales en diversos compuestos, como la clase de toxinas de intoxicación diarreica por mariscos (DSP) que contienen ácido okadaico y ancantafolicina. Los espirocetales que se encuentran con mayor frecuencia son toda la gama de feromonas ^[a] de la mosca de la fruta . ^[2]

Interés en farmacología

Debido a su subestructura no plana, el motivo espirocetal gana interés en los campos de investigación farmacéutica académica e industrial, tanto en el diseño de fármacos basado en la estructura (SBDD) como en el desarrollo de bibliotecas de detección. ^[3]

Se han encontrado avermectinas en hongos y son fármacos antiparasitarios. Las avermectinas parecen paralizar a los nematodos y artrópodos al potenciar la liberación presináptica de ácido gamma-aminobutírico , bloqueando así la transmisión postsináptica de los impulsos nerviosos ^[4].

La tofogliflozina es un inhibidor del cotransportador de sodio y glucosa humano 2 (hSGLT2) y fue aprobada en 2014 en Japón para el tratamiento de la diabetes tipo 2 ^[5].

Síntesis química

Espirocetalización catalizada por ácido

El método más empleado para cerrar el anillo del espirocetal consiste en la hidrólisis del dihidroxicetal en condiciones ácidas, pero este método no garantiza el estereocontrol . Por ello, han surgido varios métodos diversos para controlar la estereoselectividad de la espirociclación. ^[6]

Notas

^ Moscas de las familias Tephritidae y Drosophilidae .

Referencias

^ Basu, N (septiembre de 1967). "Saponinas y sapogeninas triterpenoides". Fitoquímica . 6 (9): 1249– 1270. Bibcode :1967PChem...6.1249B. doi :10.1016/S0031-9422(00)86088-4.
^ Perron, Francoise; Albizati, Kim F. (1989-11-01). "Química de los espirocetales". Chemical Reviews . 89 (7): 1617– 1661. doi :10.1021/cr00097a015. ISSN 0009-2665.
^ Lo, Michael M.-C.; Neumann, Christopher S.; Nagayama, Satoshi; Perlstein, Ethan O.; Schreiber, Stuart L. (1 de diciembre de 2004). "Una biblioteca de espirooxindoles basada en una reacción de acoplamiento estereoselectiva de tres componentes". Revista de la Sociedad Química Americana . 126 (49): 16077– 16086. doi :10.1021/ja045089d. ISSN 0002-7863. PMID 15584743.
^ Campbell, William C. (octubre de 1981). "Introducción a las avermectinas". New Zealand Veterinary Journal . 29 (10): 174– 178. doi :10.1080/00480169.1981.34836. ISSN 0048-0169. PMID 7038568.
^ Oh, toma, Yoshihito; Sato, Tsutomu; Kobayashi, Takamitsu; Nishimoto, Masahiro; Taka, Naoki; Takano, Koji; Yamamoto, Keisuke; Ohmori, Masayuki; Yamaguchi, Marina; Takami, Kyoko; Yeu, Sang-Yong; Ahn, Koo-Hyeon; Matsuoka, Hiroharu; Morikawa, Kazumi; Suzuki, Masayuki (13 de septiembre de 2012). "Descubrimiento de tofogliflozina, un nuevo C-arilglucósido con un sistema de anillo O-espirocetal, como inhibidor altamente selectivo del cotransportador de glucosa sódica 2 (SGLT2) para el tratamiento de la diabetes tipo 2". Revista de Química Medicinal . 55 (17): 7828– 7840. doi :10.1021/jm300884k. Revista de Biología Molecular y Genética .
^ Verano, Alyssa L.; Tan, Derek S. (abril de 2017). "Síntesis estereocontrolada de espirocetales: un motor para el descubrimiento químico y biológico". Revista israelí de química . 57 ( 3–4 ): 279–291 . doi :10.1002/ijch.201600134. ISSN 0021-2148. PMC 5665374. PMID 29104308 .

[2] Moscas de las familias Tephritidae y Drosophilidae .

[1] Basu, N (septiembre de 1967). "Saponinas y sapogeninas triterpenoides". Fitoquímica . 6 (9): 1249– 1270. Bibcode :1967PChem...6.1249B. doi :10.1016/S0031-9422(00)86088-4.

[3] Perron, Francoise; Albizati, Kim F. (1989-11-01). "Química de los espirocetales". Chemical Reviews . 89 (7): 1617– 1661. doi :10.1021/cr00097a015. ISSN 0009-2665.

[4] Lo, Michael M.-C.; Neumann, Christopher S.; Nagayama, Satoshi; Perlstein, Ethan O.; Schreiber, Stuart L. (1 de diciembre de 2004). "Una biblioteca de espirooxindoles basada en una reacción de acoplamiento estereoselectiva de tres componentes". Revista de la Sociedad Química Americana . 126 (49): 16077– 16086. doi :10.1021/ja045089d. ISSN 0002-7863. PMID 15584743.

[5] Campbell, William C. (octubre de 1981). "Introducción a las avermectinas". New Zealand Veterinary Journal . 29 (10): 174– 178. doi :10.1080/00480169.1981.34836. ISSN 0048-0169. PMID 7038568.

[6] Oh, toma, Yoshihito; Sato, Tsutomu; Kobayashi, Takamitsu; Nishimoto, Masahiro; Taka, Naoki; Takano, Koji; Yamamoto, Keisuke; Ohmori, Masayuki; Yamaguchi, Marina; Takami, Kyoko; Yeu, Sang-Yong; Ahn, Koo-Hyeon; Matsuoka, Hiroharu; Morikawa, Kazumi; Suzuki, Masayuki (13 de septiembre de 2012). "Descubrimiento de tofogliflozina, un nuevo C-arilglucósido con un sistema de anillo O-espirocetal, como inhibidor altamente selectivo del cotransportador de glucosa sódica 2 (SGLT2) para el tratamiento de la diabetes tipo 2". Revista de Química Medicinal . 55 (17): 7828– 7840. doi :10.1021/jm300884k. Revista de Biología Molecular y Genética .

[7] Verano, Alyssa L.; Tan, Derek S. (abril de 2017). "Síntesis estereocontrolada de espirocetales: un motor para el descubrimiento químico y biológico". Revista israelí de química . 57 ( 3–4 ): 279–291 . doi :10.1002/ijch.201600134. ISSN 0021-2148. PMC 5665374. PMID 29104308 .