Estudio de la reactividad espirocetálica de diosgenina en presencia de AlCl3 y ZnCl2

Abstract

Spirostanic sapogenins have been used as starting material for many years in the industrial production of steroidal drugs and other derivatives with biological activity, this as a consequence of the discovery of the chemist Rusell E. Marker concerning to the synthesis of progesterone from diosgenin. In this context, it has existed the interest to study the selective opening of the E and F rings of spirostanic sapogenins under different methodologies, however in relation to the use of synthesis involving green chemistry approaches, there are fewer, since the latter has emerged in more recent times. In the present work was carried out a comparative analysis of the spiroketal opening of diosgenin acetate 145 by conventional heating and microwave (MO), for which different assays for the opening 145 were performed by changing parameters such as time, temperature, solvent and Lewis acid; with these studies it was determined that pseudodiosgenin 84 is only produced when the spiroketal opening is performed in THF as solvent and Lewis acids ZnCl235 and AlCl3, with the use of the latter acid the reaction proceeds in better yield and less reaction time (78% in 10 min vs. 61% in 1 h). The spiroketal opening of 145 under conventional heating, using 1,2-DCE as solvent and the Lewis acid ZnCl2 produces the steroidal derivatives 146-149 in yields from 6 to 43% respectively, being very close to those observed when microwaves are used as heating source, whereas, a remarkable difference in terms of reaction times were found with the use of MO, 10 min compared to 2 h with the traditional method.

Las sapogeninas espirostánicas han sido utilizadas como materia prima durante muchos años para la obtención a nivel industrial de fármacos esteroidales y otros derivados con actividad biológica, esto como consecuencia del descubrimiento del químico Rusell E. Marker relacionado con la síntesis de la progesterona a partir de la diosgenina. En este contexto, ha existido el interés de estudiar la apertura selectiva de los anillos E y F de las sapogeninas espirostánicas bajo diferentes metodologías, sin embargo, en relación al uso de síntesis que involucren criterios de química verde, estas existen en menor proporción debido a que es una necesidad de época actual. En el presente trabajo se llevó a cabo un análisis comparativo de la apertura espirocetálica del acetato de diosgenina 145 asistida en calentamiento convencional y microondas (MO), para esto diferentes ensayos de la apertura de 145 se realizaron modificando parámetros como el tiempo, temperatura, disolvente y ácido de Lewis; con estos estudios se determinó que la pseudodiosgenina 84 únicamente se produce cuando la apertura espirocetálica se realiza en THF como disolvente y los ácidos de Lewis ZnCl236 y AlCl3; con el uso de este último ácido la reacción procede en mejor rendimiento y menor tiempo de reacción (78% en 10 min vs. 61% en 1 h). La apertura de 145 en calentamiento convencional, utilizando 1,2-DCE como disolvente y el ácido de Lewis ZnCl2 produce los derivados esteroidales 146-149 en rendimientos que van del 6 al 43% respectivamente, siendo estos muy parecidos a los observados cuando se utiliza como fuente de calentamiento las microondas, mientras que, una notable diferencia en término de tiempo de reacción fue observada con el uso de MO, 10 min en comparación con 2 h con el método tradicional.