SolucionesUn Caso Completo: las Epotilonas
1. Los grados de insaturación
La epotilona C tiene por fórmula molecular C26H39NO5S. Calcula sus grados de insaturación y repártelos entre los grupos que conoces de su estructura. ¿En qué se diferencia el resultado del de la epotilona A, C26H39NO6S?
(2 × 26 + 2 + 1 − 39) / 2 = 8. Se reparten así: tres en el anillo de tiazol (el ciclo y sus dos dobles enlaces), uno en el doble enlace de la cadena lateral, uno en el doble enlace C12=C13, uno en la lactona, uno en la cetona y el octavo en el macrociclo.
La epotilona A tiene un oxígeno más y los mismos hidrógenos, así que su índice es también 8: el oxígeno no cuenta en la fórmula. Lo que cambia es el reparto, porque en A el epóxido ocupa el lugar que en C ocupaba el doble enlace. Es un buen recordatorio de que el índice de insaturación acota, pero no decide.
2. Elegir la técnica
Di qué técnica usarías, y por qué, para resolver cada duda: a) si los dos carbonilos son del mismo tipo; b) cuántos grupos metilo hay; c) si el éster es cíclico o abierto; d) cuál de los dos enantiómeros posibles es el natural.
- IR: el éster y la cetona absorben a frecuencias distintas y dan dos bandas separadas en la región del carbonilo.
- DEPT: clasifica los carbonos y cuenta directamente los CH3; el espectro de protón lo confirma por la integración a campo alto.
- HMBC: si el protón del carbono que lleva el oxígeno del éster correlaciona con un carbonilo situado al otro extremo de la cadena, el éster es cíclico. Ni el IR ni el espectro de protón distinguen las dos posibilidades.
- Difracción de rayos X con un átomo pesado, o un derivado de Mosher; también sirve degradar la molécula y comparar un fragmento con un patrón de configuración conocida.
3. Por qué el COSY no basta
En la epotilona B, el COSY encadena los protones en cuatro trozos sueltos y no más. Explica por qué se interrumpe la cadena en cada uno de los puntos donde lo hace, y qué experimento permite unir los trozos.
El COSY correlaciona protones que se acoplan, de modo que la cadena se corta allí donde no hay un hidrógeno que la continúe: en el carbono cuaternario que lleva los dos metilos, en los dos carbonos de los carbonilos (que no tienen hidrógeno) y en el carbono del epóxido que lleva el metilo, también cuaternario.
Los trozos se unen con el HMBC, que correlaciona cada protón con los carbonos situados a dos y tres enlaces: así se «salta» por encima de los carbonos sin hidrógeno. Es también el experimento que demuestra que la lactona es cíclica.
4. La resina del fermentador
¿Por qué se añade una resina adsorbente al fermentador en vez de extraer el caldo al final? Cita tres ventajas distintas.
- El producto se retira del medio acuoso en cuanto se forma y deja de inhibir a la bacteria que lo fabrica, de modo que la fermentación rinde más.
- Adsorbido en la resina, el compuesto queda protegido de la hidrólisis y de las enzimas del caldo.
- La resina se filtra y se eluye con poco disolvente: el producto llega ya concentrado al primer paso de purificación, y se ahorra evaporar cientos de litros de agua.