The chiral cyclobutane motif in foldamers, peptidic organogelators and host-guest chemistry

Resumen

L’interès sobre la química dels pèptids ha augmentat degut a la importància de les estructures secundàries i terciàries en les funcions de les proteïnes, fet que ha promogut els seu estudi ha través de peptidomimètics i peptoids. Així, la descripció de les interaccions en les agregacions en ambdós nivells molecular i supramolecular ha estat crucial per entendre molts processos biològics. En última instància, la racionalització entre les sequ?ències d’aminoàcid i les propietats resultants proveiria instruccions clau pel disseny de compostos amb funcionalitats específiques. A la present tesi doctoral, vàries famílies de peptidomimètics han estat sintetitzades usant aminoàcids ciclobutànics i lineals de cadena curta. Entre les plataformes rígides, aminoàcids 1,2-ciclobutànics i 2,2-dimetil-1,3-ciclobutànics s’han empleat com a elements de restricció conformacional mentre que els residus lineals han contribuït amb flexibilitat, per tal d’induir propietats singulars i definides amb interessants aplicacions en química supramolecular. • Aminoàcids 1,2-ciclobutànics han estat preparats a través d’una síntesi estereodivergent i s’han fet servir per sintetitzar ?-, ?- o ?-peptidomimètics. Mentre que els cis-?-aminoàcids ciclobutànics adopten conformacions degudes a enllaços d’hidrogen de sis membres els residus trans presenten enllaços d’hidrogen de vuit membres. El disseny de ?-pèptids ciclobutànics curts amb estructura determinada pot ser modulada a través de la combinació estratègica de les seves unitats constituents, com en un joc de lego on l’assemblatge de les peces dóna una estructura particular. • La introducció d’espaiadors lineals entre els residus 1,2-ciclobutànics també modula el plegament en forma de cinta que mostren els ?-pèptids homoquirals. La intercalació d’unitats de glicina i GABA modifica el patró d’enllaços d’hidrogen cap a la formació de làmines ? mentre per contra, les de ?-alanina fan que el pèptid formi una hèlix-14. La intercalació d’espaiadors més rígids com el ciclobutè, en canvi, no modifica l’estructura de cinta en absolut. Algun d’aquests pèptids tenen capacitat de gelar la majoria de dissolvents orgànics comuns, a concentracions força baixes com en toluè, on la mgc = 7-12 mM pels tres tetrapèptids i el pseudotetrapèptid amb cadena d’hexil. L’estructura supramolecular dels gels derivats dels tetrapèptids híbrids en toluè es fibril·lar excepte pel derivat de ?-alanina, que mostra una agregació globular. Això mostra que les diferències d’agregació a nivell molecular es traslladen també al nivell supramolecular. • D’altra banda, amides tripodals basades en aminoàcids al voltant d’un centre d’àcid nitrilotriacètic (NTA) han estat sintetitzades com a receptors d’anions. La glicina ha promogut la sensibilitat del receptors cap a benzoat, acetat i sobretot dihidrogenfosfat, afinitat que decreix amb la llargada d l’espaiador, excepte per l’anió fluorur, cap al qual tots mostren gran afinitat. Receptors amb aminoàcids 1,3-ciclobutànics han mostrat reconeixement selectiu cap al fluorur, un d’ells mostrant la formació i complexació de bifluorur amb una constant d’estabilitat de l’ordre de 108 M-2 in DMSO-d6.