Un problema de larga data en la química orgánica resuelto

Los químicos desarrollan una estrategia bioinspirada para la síntesis controlada de los polienos

20.07.2020 - Alemania

Se producen en la naturaleza, son reactivos y desempeñan un papel en muchos procesos biológicos: los polienos. No es de extrañar que los químicos se hayan interesado durante mucho tiempo en la construcción eficiente de estos compuestos, sobre todo para poder utilizarlos en futuras aplicaciones biomédicas. Sin embargo, esos diseños no son actualmente ni sencillos ni baratos y presentan a los químicos orgánicos grandes desafíos. Los científicos de la Universidad de Münster, dirigidos por el profesor Ryan Gilmour, han encontrado ahora una solución bioinspirada al problema: lograron construir polienos complejos como el ácido retinoico a partir de bloques de alqueno simples, geométricamente bien definidos. Para ello, los científicos utilizaron pequeñas moléculas como "antenas" que excitaron con luz, permitiendo así que se produjeran reacciones químicas difíciles a través de un proceso conocido como "Catálisis de transferencia de energía".

"El proceso nos proporciona una solución sencilla, impulsada por la luz, a un enigma que nos ha ocupado durante mucho tiempo", dice el Dr. John J. Molloy, el primer autor del estudio. La nueva posibilidad de formar polienos complejos podría facilitar la exploración de estos materiales bioactivos para el descubrimiento de fármacos.

Antecedentes y método

Los alquenos utilizados por los científicos son unidades estructurales que pueden existir en dos formas geométricas no equivalentes. Estos llamados estereoisómeros - es decir, compuestos en los que el patrón de unión es el mismo pero que difieren en la disposición espacial de los átomos - son una valiosa fuente de información química en biología y son características estructurales comunes en moléculas complejas más grandes como la retina, un derivado de la vitamina A. Aunque la geometría de los alquenos desempeña un papel fundamental en la función, por ejemplo, la regulación del ciclo visual de los mamíferos, las estrategias para acceder a los bloques de construcción de los alquenos definidos geométricamente para la síntesis iterativa están visiblemente subdesarrolladas. Aunque existen muchos métodos para acceder a cada isómero de forma independiente, a menudo están plagados de una selectividad deficiente o requieren laboriosas campañas de síntesis independientes.

De la misma manera que las plantas convierten la luz en energía, los investigadores aprovecharon pequeñas y económicas moléculas orgánicas bajo irradiación para "voltear" los bloques de construcción de alqueno común hacia la forma más desafiante. Este proceso se denomina "catálisis de transferencia de energía".

Dado que estos materiales están funcionalizados en ambos sitios, podrían extenderse iterativamente para construir polienos bioactivos complejos como el ácido retinoico, que puede existir en múltiples formas en virtud del estereoisomerismo de los alquenos. El equipo de Münster demostró la potencia de su método en síntesis estereocontroladas de dos fármacos basados en el ácido retinoico, la isotretinoína y la alitretinoína.

El nuevo método combina la importancia de la química del carbonilo en la biosíntesis con la versatilidad de los motivos de los organoborones en la química orgánica contemporánea. "Este artículo está dedicado al Prof. Duilio Arigoni, recientemente fallecido. Fue un pionero de la química bio-orgánica con quien tuve el placer de trabajar en Zurich hace años y a menudo destacó la urgencia de este problema. Esta solución innovadora es testimonio del trabajo duro, la innovación y la dedicación de un grupo muy talentoso de colaboradores muy motivados y me gustaría aprovechar esta oportunidad para reconocerlos", dice Ryan Gilmour.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.