Para estar a la altura de los desafíos de la humanidad, necesitamos constantemente nuevas moléculas. Es necesario diseñar y probar nuevos medicamentos, preparar nuevos materiales y este es el desafío que enfrenta el químico orgánico. Cuando los químicos orgánicos quieren sintetizar moléculas,analizará los grupos funcionales presentes dentro del objetivo y elegirá una estrategia adecuada en consecuencia.
Sin embargo, para algunas moléculas, identificar una estrategia adecuada puede ser muy desafiante cuando las distancias entre las funcionalidades en la molécula no coinciden con la polaridad "natural" de los precursores potenciales. Un ejemplo clásico es aquel donde dos dobles enlaces carbono-oxígeno también llamados grupos "carbonilo" están separados por cuatro átomos de carbono. "Estos llamados 'compuestos de 1,4-dicarbonilo' son significativamente más difíciles de hacer que los análogos 1,3 o 1,5 correspondientes, y esto es algoenseñamos a todos los estudiantes de Química Orgánica I, ya en el segundo semestre de estudios, en la Universidad de Viena ", dice Nuno Maulide, Profesor de Síntesis Orgánica en el Instituto de Química Orgánica de la Universidad.
Para hacer estos motivos en el laboratorio, no existe una buena estrategia ". Lo que enseñamos a nuestros estudiantes es que se requiere un llamado 'Umpolung' de uno de los socios de reacción, pero esta no es una buena solución al problema,"Maulide. Este es un problema grave, especialmente 1,4-dicarbonilos se encuentran en muchos productos naturales, objetivos de drogas y varios inhibidores de enzimas utilizados en productos farmacéuticos."
Nuno Maulide y sus compañeros de trabajo del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Viena ahora han desarrollado una nueva ruta sintética para estas estructuras utilizando reactivos llamados sulfóxidos, una especie oxidada de azufre ". Lo que hace que nuestro método sea tan fascinante es que el azufre está involucrado decisivamenteen la reacción, pero ni siquiera aparece en la molécula final ", explica Immo Klose, becario DOC de la Academia de Ciencias de Austria y coautor del estudio." Esto también es lo que hace que esta reacción sea muy intrigante porqueNo es obvio a primera vista cómo los materiales de partida forman el producto ", de modo que Klose. De hecho, durante la reacción, el azufre deja la molécula reactiva de una manera llamada" sin trazas ", lo que significa que no está presente en los productos finales.
Los socios de sulfóxido no solo son críticos en la reacción, los investigadores han demostrado que al elegir el sulfóxido de partida correcto, cada uno de los cuatro isómeros posibles del producto puede obtenerse selectivamente ". Nuestros reactivos de sulfóxido tienen dos posiciones quese puede cambiar: el azufre en sí y los dos carbonos que están conectados a él. Esto nos da 4 combinaciones posibles ", explica Dainis Kaldre, ex PostDoc en el Instituto de Química Orgánica y co-primer autor." Lo mejor es, porcambiando entre estas 4 combinaciones posibles, efectivamente 'ajustamos' la reacción para entregar selectivamente todas y cada una de las 4 configuraciones del producto final que son posibles ", dice Kaldre. Esto hace que el método sea extremadamente general y poderoso".
Nuevas moléculas de fármaco desbloqueadas
"La flexibilidad de nuestro método ahora se puede utilizar para crear una cantidad impresionante de moléculas que antes ni siquiera eran pensables", explica Maulide. El Grupo ya lo ha demostrado en el informe inicial de la revista ciencia , por lo que demuestran una manera simple de hacer inhibidores de metaloproteinasas de matriz. "No había una buena manera de hacer estos compuestos. En particular, era muy difícil hacer una configuración específica de manera selectiva; ahora, con nuestro método, podemoshaga cualquiera de las 4 posibilidades, a voluntad ", dice entusiasmado Maulide.
Las especies reactivas con las que se combinan los sulfóxidos son intermedios algo exóticos llamados "cationes de vinilo". Por hacer investigación con tales especies, Maulide ganó una beca ERC Consolidator Grant de 2.0 millones de euros ". Es notable cómo la investigación básica sobre 'exóticoslas moléculas 'pueden dar lugar fácilmente a avances para la sociedad. Este es un recordatorio muy oportuno y oportuno del inmenso valor que radica en invertir en investigación básica ", concluye Maulide.
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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