1-14C

eNEA- 300
REPUBLICA ."RGENTlNA
COMISION NACIONAL DE ENERGIA ATOMICA
SINTES1S DEL ESTER METILlCO DEL ACIDO
EICOSA ·8, 11·D1ENOICO - 1- 14C
por
J. C. Cestuma, C. P. Arciprele, R. R Brenner
BUENOS AIRES
1971
y A. E. A. Milla
INIS CLASSIFICATION AND KEYWORDS
D 14
CAR30N 14
ESTERS
LA3ELLED COMPOUNDS
CHEMICAL REACTIONS
HYDROGENATION
RADIOCHROMATOGRAPHY
GASCHROMATOGRAPHY
THIN.LAYER CHROMATOGRAPHY
METHYL RADICALS
METHYLENE RADICALS
PREPARATION
POL YETHYL EN ES
INFRARED SPECTRA
NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE
DI EN ES
COMISION NACIONAL DE ENERGIA ATOMICA
DEPENDIENTE DE LA PRESIDENCIA DE LA NACION
SINTESIS DEL ESTER METILICO DEL ACmO
EICOSA-S, ll-D1ENOICO-I-14C
J.C. Castuma··, C.P. Arc iprere", R.R. Brenner·· y A.E.A. Mitra"
INTRODU CCION
Es sabido que en ratas carentes de ácidos grasos esenciales los con tenidos de ácidos oléico y araquidónico disminuyen en su composición lipídica provocando un considerable incremento del ácido eicosa-5, 8, l l-trienoico (C 20:3)1-3
el que es sintetizado a expensas del ácido olé ico, Esta síntesis se realiza de
la siguiente manera:
e
18: 1
-2H
)
e
18: 2 -.....;..::....;~~
e 20:
2
-2H
3
Con el objeto de dilucidar la última etapa de esta transformación, o sea, la
conversión del ácido eicosadienoico en el eicosatrienoico, y estudiar la importancia que podría tener este último paso en la propia biosínte sis del ácido e icos a8, ll-dienoico, se llevó a cabo la síntesis del éster metílico del ácido eicosa8, l l-dienoico marcado con el c arboxilo con carbono radiactivo.
Los métodos usados hasta hace algunos años para sintetizar ácidos grasos
rnarc ados con lOC de fórmula general:
CH¡ - (CH 2 \ - (CH = CH - CH 2)x - (CH 2 ) y -COOH, rinden compuestos impurificados con isómeros transo el rendimiento radioquímico es por lo general muy bajo
• Comisión Nacional de Energía Atómica, República Argentina
•• Facultad de Ciencias Médicas, La Plata, República 'Argentina
-4y son muchas las etapas radiactivas involucradas.
Por dichos motivos decidimos elegir un método en el cual el componente marcado se introduce en uno de los últimos pasos, obteniéndose así un rendimiento r adioquírni co mucho mayor.
Para el desarrollo de la síntesis se siguió el esquema experimental para
este tipo de ácidos poliénicos propuesto por Sroffel", que es el mismo anteriormente empleado por nosotros para la síntesis del ácido eicosa-l1, 14-dienoic0 5 •
Como puede verse en la Figura 1, la secuencia de las etapas para la obtención
del producto inactivo presenta algunas variantes con respecto al método original; éstas se hicieron con el objeto de adaptar el método general al éster particular objeto de la síntesis. El producto final XV, marcado con lOC en el carboxilo fue obtenido tratando con 14CNK <materia prima radiactiva) al producto
XIII.
PARTE EXPERIMENTAL
Los puntos de ebullición de los distintos intermediarios no están corregidos. Los espectros fueron obtenidos con un e spectroforómerro Beckman modelo IR-5. Los análisis de pureza de los intermediarios 1 a XI fueron realizados en un crornaró grafo Aerograph <gas-líquido), con detector de conductividad
térmica y utilizando columnas metálicas de SE-30 Gum Rubber en Chromosorb
W 45-60: la cromatografía gaseosa de los productos finales y la determinación
de pureza radio química se realizó en un aparato Pye con contador proporcional,
usando columnas de dietilenglicol 12 % en Chromosorb W80-100, con gas el uye nte argón. Los valores de las constantes físicas de cada uno de los compuestos utilizados en la síntesis se encuentran en la Tabla l.
-5TABLA 1
CONST ANTES FlSlCAS DE LOS lNTERME DIARIOS EN LA SlNTESlS DEL
ESTER METlLlCO DEL ElCOSA·8, 1l·DlENOlCO·]14C.
Compuesto
Punto de
Ebullición
Rend.%
lndice de
Refracción
Bandas
de ab s orción en
in jrarro;0 cm"
I-bromooctano (JI)
93 0
C/ 22 mmHg
90
1,4510
630 (.CH2 -Br)
Dec-1-ino
(lB)
82 0
el
42
1,4265
2225, 3500
(-C=C-)
1,4660
2225 (-C:C.)
3300, 1020
(-CH2-OH)
68
1,4915
2225, 3'i00
(-C=C-) 630
(-CH2.00f3r)
Undec-:2ino-Ivo l
(V)
"1000
32 mm Hg
el 0,25 mmHg
50
Und ec-Ze
ino-1bromo Vl)
í
82 0
C/ O,20
1, 6-dic loro
hexano(VIB)
94 0
el
nmmHg
85
1,4570
650 (-C~.CI)
I-c loro ,
6-ioclo·
hexano
960
el
6mmHg
40
1,5218
1180, 1220
(.CH 2 - J)
1,4410
650,725
(-CH2-Cll
2225,3500
(-C::C-)
(IX)
mm Hg
1-clorooct;'W_
100
(X)
1-clorononadeca·
7, 10diino
1-clorononadeca·7, 10dieno
89 0
el 22 mm Hg
115.118 0 C/
0,003 mmHg
110-115 0 C/
0,002 mmHg
I-c iano-n onadeca 7,10dieno-1 14C
Ester metfl ico del
ácido eicosa-8, 11dienoico-l.14C (XV)
100.105 0 C/
0,002 mm Hg
35
32
650, 725
(.CH2-Cl)
2225, 3500
(-C=C-)
92
650, 725
(.CH2-Cl)
1650, 1180
(-CH=CH-) cis
94
2250(-CH2-CN)
1650,1180
(-CH=CH.) cis
1650, 11811
(-CH=CH-) cis
14 (radioqurmico)
1700,1750 (.C.O-CHJ
-6l sbromo-o ctano (JI):
Fue preparado a partir del alcohol octí lico según la técnica us ua l'"'",
D e c-Lvin o (IlI):
Se preparó tratando el compuesto 11 con acet i luro de sodio' recientemente preparado, de acuerdo con las técnicas descriptas"?",
Vndec-2-ino-l·ol (v):
Fue preparado de acuerdo al método de Taylor y Stron g " a partir del decl-ino, con bromuro de etil magnesio y posterior tratamiento con formaldehido,
Un de c-Zvin o-l sbrom o iv
n.
Fue sintetizado a partir del compuesto V, de acuerdo a la técnica descripta por Taylor y Strong '",
1, 6-dicloro h e x an o (VIlI):
Se preparó a partir del 1, 6-hexanodiol de acuerdo al procedimiento de
Raphael 13 •
l sc loro-S -io do-b e x ano (IX):
Se preparó a partir del compuesto VIII según la técnica descripta por Kamaludin 14
l sclor-oct-w-ln o (X):
Se preparó a partir del compuesto IX, el cual fue tratado con acet i luro de
sodio, de acuerdo a la técnica de Strong y col ",
-7l s cloro-n on ade c a-T, ltr-diino
rx 11):
Fue sintetizado de acuerdo al método de Sroffel", En un balón de capacidad adecuada y de 3 bocas se preparó bromuro de et i l magnesio en retrahidrofurano seco (destilado sobre LiA1H 4), Se agregaron en el curso de 1 h, 50 mM
de í-c loro-oct-w-inc (X) disueltos en tetrahidrofurano seco y se agitó durante
4 h. Se agrego a continuación cianuro cuproso seco y se agitó durante 15 mino
Siempre agitando se agregan luego 50 mM de undec-2-ino-1-bromo (vI) disueltos en tetrahidrofurano seco y se reflujó durante 12 h en ambiente de N2 y al
abrigo de la luz. El contenido del balón se vertió sobre agua helada y se agregó suficiente cantidad de S04H2 2N para descomponer el exceso de reactivo.
El producto de reacción se extrajo con éter libre de peróxidos, se lavó el extracto con COl Na 21N, con agua y finalmente se secó con SO.Na 2 anhidro. El
producto se purificó por destilación a 1l0-120OC a 0,003 mm.
l c loro-n on ad e c a-T, l ñ-dieno (XlII):
r
Inmediatamente después de destilado el producto (XII) se lo disolvió en
hept ano y se agregó quinolina recientemente destilada y catalizador de Lindl ar " fresco. La mezcla se hidrogenó a presión y temperatura ambiente con agitación constante; la absorción de hidrógeno se interrumpió cuando se alcanzó el valor teórico (entre 30 y 45 min), Se procedió luego a extraer el producto
y a eliminar la quinolina y se purificó el producto por destilación en vacío. La
cromatografía gas -líquido del producto obtenido indicó una pureza mayor del
95 %. El espectro l.R. mostró una muy pequeña cantidad de isómero tran s , detectables en la zona de 950 cm" (ver Figura 2).
l s cian o-nan ade c a-T, l
ñ
-di eno (XIV):
Se mezclaron 231,5 mg de KCN inactivo, con 30 mg de K 14CN (12 mCij mM)
y la mezcla se disolvió en 20 rnl de dimetilsulfóxido seco. Se agregaron luego
6 mM del producto XIll disueltos en 10 rnl de dimetilsulfóxido y la mezcla se
calentó durante 3 h a 120 0 en atmósfera de N2" La mezcla de reacción fue vertida sobre agua helada y el producto se extrajo con éter de petróleo (30-60).
Por evaporación del solvente se obtuvo el producto XIV cuyo I.R. estaba de acuerdo con su estructura. Se lavó con agua y se secó con sulfato de sodio anhidro.
-8E s ter m e tilico del ácido ei co s a-8, ll-dienoico-1-
1 4C
(X V):
El compuesto anterior se trató con metanol-ácido clorhídrico al 2 %, en
presencia de un equivalen te de agua; se agitó durante 2 h a 0 0 y 12 h a temperatura ambiente y en atmósfera de N z ; el producto se extrajo con éter de
petróleo y se secó con sulfato de sodio anhidro. El éster fue saponificado
con 30 veces su volumen con HOK en rnetanol al 2 % calentando 2 h a reflujo;
la fracción no saponificable se extrajo con éter de petróleo y se descartó. Se
acidificó luego la solución acuosa y el ácido poliénico liberado se tomó en éter de petróleo, se evaporó el disolvente y el ácido se esterificó con MeOHHc1 al 2 %.
.
Purificación y ensayos de pureza del éster metílico
del ácido eicos a-ñ, ll-dienoico-l- 14C.
El éster metílico XV fue purificado por cromatografía gas-líquido obteniéndose química y radioquímicamente con una pureza del 97 %. Presentó una actividad específica de 0,201 mCi/mM (ver Figura 3).
El éster metílico del ácido eicosa-B, ll-dienoico fue hidrogenado en presencia de PtO z • El producto hidrogenado fue identificado por cromatografía
gas-líquido como un ácido saturado de 20 átomos de carbono. La absorción
de hidrógeno en el aparato de rnicrohidrogenación por el método de Claus sonKass " está de acuerdo con la cantidad calculada para el éster metílico del
ácido sintetizado. La cantidad de hidrógeno calculada por 18 mg de muestra
es 2,52 ml y la cantidad absorbida es 2,56 rnl,
Conclusiones
Fueron sintetizados el ácido eicosa-8, l l-dienoico inactivo y el marcado con 14C en el carboxilo , Se determinaron las constantes físicas características del éster metílico de dicho ácido y de los intermediarios obtenidos durante su síntesis. La pureza de los productos finales fue demostrada por cromatografía en capa delgada, cromatografía gas-líquido, radioeromatografía
gas-líquido; además de hidrogenar el éster metílico se obtuvo el correspondiente ácido graso saturado de 20 átomos de carbono (eicosanoico). Las bandas
características en el espectro infrarrojo correspondían a un éster no saturado
de estruc tura c is ,
-9-
J CH3-(CH2]6-CHflH
HO-(CH2]6-0H
lBrH
1C/2 S0
H CH3-(CH2]6-CH2Br
W
Cl-(CH¿»6- Cl
El
1-[CH2J6-Cl
IX
l/N.
J NaC·CH
mCH3-[CH2~-C=CH
JBrMg-C2 Hs
I/>áC!CH
Ji CH3-(CH2~-C5C-MgBr
X
HC=C-(CH216-Cl
JCH20
) BrMg-C2Hs
V CH3-[CH2~-C=C+C~OH
-Br-Mg-C=C-[CH2l6-Cl XI
lBrJP
zt CH3-[C~]7-e=C-CH2Br
T.H.~
CH3-CCH2J7-C=C·-CH2-C=C-[CH~6-Cl
Xl
!H2IPd
CH3-[C~J7-CH=CH-CH2-CH=CH-[CH~-ClXI[
J'~ NK
"
C~-[CH2J7-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2]6-CN Xli'
I C/ H 5 ·1. -MeOH 14
CH3-[CH~7 -CH=CH-CH2-CH=CH-[CH~6COOCH3 f i
• .
Figura 1
Esquema de reacción para la síntesis del
ácido [1 14C] 8, 11-eicosa dienoico (éster metílico)
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LONGITUD DE ONDA EN MICRONES
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Figura 2. Espectro infrarrojo del I-c loro-nonadeca-dien-Zj lü,
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C14:0 C16:0
C12:0
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120'----tiempo de retención
90'
C20:2
F igur a 3
Cromatograma analftieo y radioeromatograma simultá'neos del
leido 8, ll-eieosa dienoieo (e~;ter met[lieo).
60'
C18:0
~
analítico.
radioactivo .
......
......
• 12 •
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