Síntesis y Caracterización Estructural de Derivados de la L-prolina.

Transcripción

1 Universidad de Los Andes Facultad de Ciencias Departamento de Química Laboratorio de Cristalografía Mérida-Venezuela Trabajo Especial de Grado Síntesis y Caracterización Estructural de Derivados de la L-prolina. Br. Luis Eduardo Seijas Ruíz Jurado: Prof. Gerzon Delgado Prof. Alí Bahsas Prof. Wilmer Olivares Mérida, Julio de 2006

2 Resumen. Con el objetivo de estudiar el empaquetamiento cristalino, así como las interacciones intermoleculares presentes en dos compuestos derivados de la L-prolina, se han sintetizados el ácido (2S)-1-carbamoil pirrolidín-2-carboxilico (N-carbamoil-L-prolina, AHpro) y el (S)-tetrahidro-pirrol- [1,2-c]-imidazol-1,3-diona (hidantoin-l-prolina, Hpro), estos han sido caracterizados a través de técnicas espectroscopícas IR, de RMN, análisis térmico (TGA) y de las técnicas de difracción de rayos-x de polvo y monocristal. El ácido (2S)-1-carbamoil pirrolidín-2-carboxilico (N-carbamoil-L-prolina, AHpro) cristaliza en forma neutra, en el grupo espacial P , con parámetros de celda unidad a= (13)Ǻ, b=9.781(2) Ǻ, c= (3) Ǻ. La solución estructural fue obtenida mediante métodos directos y el refinamiento de la estructura convergió a factores de confiabilidad de R (F) =0.0491, wr (F 2 ) = y Goof = El anillo pirrolidínico del AHpro adopta un aconformación de media silla. Los grupos funcionales del anillo pirrolidínico se orientan en direcciones distintas con un ángulo entre ellos de 82.9 º lo que permite que se formen estructuras supramoleculares sumamente interesantes, en donde resalta la formación de cadenas helicoidales que se extienden a lo largo del eje b. Por su parte el (S)-tetrahidro-pirrol-[1,2-c]-imidazol-1,3-diona (hidantoin-l-prolina, Hpro) cristaliza también en forma neutra, en el grupo espacial P , con parámetros de celda unidad, a = (14) Ǻ, b = (16), c = (2) Ǻ. La solución estructural fue obtenida mediante métodos directos y el refinamiento convergió a factores de confiabilidad de R (F) =0.0388, wr (F 2 ) = y Goof = El anillo hidantóico es casí planar, mientras que el anillo pirrolidínico adopta un conformación sobre. El Hpro se empaque en forma laminar, en donde las laminas estan constituidas de cadenas de moleculas unidas entre si a través de interacciones enlace de hidrógeno del tipo N-H O.

3 Indice Resumen Indice Pag. i ii Capítulo 1. Generalidades Aspectos Generales Los aminoácidos N-carbamoilos de -aminoácidos Usos de los N-carbamoilos Síntesis de los N-carbamoilos Estructura cristalina de los N-carbamoilos Hidantoinas Usos de las hidantoinas Síntesis de hidantoinas Estructuras cristalinas de hidantoinas L-prolina Objetivos Objetivo General Objetivos Específicos 26 Referencias Bibliográficas 27 Capítulo 2. Aspectos Teóricos de las Técnicas de Análisis Aspectos Tóricos de las técnicas de Análisis Análisis Térmico Análisis Termogravimétrico Espectrocopía Infrarroja Resonancia Magnetica Nuclear Generalidades Técnicas en Resonancia Magnetica Nuclear Aumento sin Distorción de la Tranferencia de la Polarización Técnicas Bidimensionales de Resonancia Magnetica Nuclear 38

4 Espectroscopía de Co-relación Homonuclear (1H-1H COSY) Coherncia Cúantica Hetéronuclear Múltiple y Sencilla (HMQC y HSQC) Co-relación Hetéronuclear Multiple (HMBC) Difracción de Rayos-X La Difracción de Rayos-X en Cristales (Descripción de Laue) Descripción del Fenómeno de Difracción por Bragg (Ley de Bragg) Red Recíproca El Estado Cristalino y Simetría en Cristales Técnica de Difracción de Muestras Policristalinas Técnica de Difracción de Cristal Único Determinación Estructural Factor de Estructura y el Problema de las Fases Solución de Estructuras Cristalinas(Métodos Directos) Refinamiento por Mínimos Cuadrados 52 Referencias Bibliográficas 54 Capítulo 3. Sintesis, Caracterización Estructural y Estudio de las Interacciones Intermoleculares del N-carbamoil-L-prolina (AHpro) N-carbamoil-L-prolina Síntesis del N-carbamoil-L-prolina (AHpro) Análisis por Espectroscopía IR Análisis Térmico Análisis por Espectroscopía de RMN Análisis por Difracción de Rayos-X de Muestra Policristalina Determinación y Refinamiento de la Estructura Cristalina del N-carbamoil-L-prolina Selección, Montaje y Toma de Datos de Monocristal del N-carbamoil-L-prolina Determinación, Refinamiento y Discusión de la Estructura Cristalina del AHpro Descripción de la Estructura Cristalina del AHpro Empaquetamiento Cristalino del AHpro 74 Referencias Bibliográficas 78 Capítulo 4. Sintesis, Caracterización Estructural y Estudio de las

5 Interacciones Intermoleculares del Hidantoin-L-prolina (Hpro) Hidantoin-L-prolina Síntesis del Hidantoin-L-prolina Análisis por Espectroscopía IR Análisis por Espectroscopía de RMN Análisis por Difracción de Rayos-X de Muestra Policristalina Determinación y Refinamiento de la Estructura Cristalina del N-carbamoil-L-prolina Selección, Montaje y Toma de Datos de Monocristal del Hidantoin-L-prolina Determinación, Refinamiento y Discusión de la Estructura Cristalina del AHpro Descripción de la Estructura Cristalina del AHpro Empaquetamiento Cristalino del Hpro 98 Referencias Bibliográficas 102 Capítulo 5. Conclusiones Conclusiones 105 Indice de Figuras 106