El laboratorio ilumina el camino hacia la síntesis química simple
Un método fotoquímico facilita la fabricación de fármacos y precursores químicos
Unas sales de hierro baratas son la clave para simplificar la fabricación de precursores esenciales de fármacos y otros productos químicos, según científicos de la Universidad Rice.
Una solución suave que contiene reactivos pasa por un bucle iluminado en un laboratorio de la Universidad Rice. El laboratorio ha desarrollado un proceso fotoquímico para simplificar la síntesis de fármacos y precursores químicos conocidos como diaminas.
West Research Lab/Rice University
Han perfeccionado el proceso de producción de diazidas, moléculas básicas en la fabricación de fármacos y productos químicos agrícolas. Las sales de hierro, junto con los procesos denominados transferencia radical de ligandos y transferencia de carga ligando-metal (LMCT), lo hacen asequible y respetuoso con el medio ambiente.
El químico sintético de Rice Julian West y los coautores Kang-Jie (Harry) Bian y Shih-Chieh Kao, ambos estudiantes de posgrado de su laboratorio, informan en Nature Communications de que iluminando sus reactivos con luz visible pueden formar diazidas en condiciones mucho más suaves que los procesos industriales actuales, que suelen implicar calor elevado y ácidos corrosivos.
Las diazidas son moléculas con dos grupos aminos que pueden funcionalizarse, lo que significa que pueden reaccionar fácilmente con otras moléculas. Dependiendo de cómo se construyan, pueden ser la base de muchos compuestos útiles.
En un estudio reciente, West y su grupo utilizaron la transferencia radical de ligandos (o "rebote radical") para añadir dos grupos funcionales a un solo alqueno, moléculas orgánicas extraídas de productos petroquímicos que contienen al menos un doble enlace carbono-carbono.
La técnica, junto con la transferencia de carga ligando-metal mediada por hierro, resultó muy útil para fabricar precursores similares denominados diazidas vicinales a partir de materias primas comunes.
"Sólo utiliza dos reactivos, nitrato de hierro y azida de TMS, que todos los laboratorios de síntesis tienen", explica West, profesor adjunto de química cuyo laboratorio se esfuerza por simplificar la fabricación de fármacos. "Básicamente, se mezclan en un disolvente común y se ilumina. Casi todos los laboratorios farmacéuticos tienen luces LED. Así que básicamente sacarán las cosas de la estantería".
West explicó que la transferencia radical de ligandos se inspiró en la biología, "incluidas las enzimas de nuestro propio hígado. En la naturaleza hay enzimas que transfieren átomos o fragmentos de moléculas a un radical para crear un nuevo enlace que puede ayudar a construir moléculas mayores. Nos entusiasmó explorar el potencial de ese paso en el último estudio".
"En este proyecto, ahora que hemos establecido cómo funciona, podemos empezar a combinarlo con nuevos pasos para hacer algo diferente", dijo. "Lo curioso es que, como ocurre con todo en química orgánica, la naturaleza se dio cuenta hace mucho tiempo de que esto puede ser realmente útil".
Tanto la LMCT como la transferencia radical de ligandos ocurren, una tras otra, cuando los reactivos y la solución se iluminan en condiciones ambientales. El laboratorio aprendió a maximizar el proceso mediante química de flujo, haciendo pasar la solución por un tubo en bucle e iluminando sólo ese tubo.
"La reacción se produce en la parte en la que se enciende la luz", explica West. Así podemos procesar más de un lote y controlar mucho mejor la cantidad de luz que recibe acelerando o ralentizando el flujo".
"Es muy fácil verter las sales en el matraz y alumbrarlo, pero si se quiere hacer mucho o mejor, el flujo funciona muy bien", explica.
"Creemos que será útil para los laboratorios que quieran una forma sencilla de fabricar este tipo de productos, sobre todo si no tienen tiempo para afinar y luchar por conseguir que estos otros métodos funcionen bien", dijo West.
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.
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