Un nuevo enfoque metodológico para facilitar la síntesis de moléculas de alto complejo estructural

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La síntesis de moléculas complejas como los medicamentos requiere un proceso que en ocasiones involucra varias fases que aumentan su costo y endurecen el acceso al producto.

Ahora, un equipo de la UB ha diseñado un nuevo enfoque metodológico que combina reacciones multicomponente con procesos tipo dominó -transformaciones continuas sobre un único compuesto- para facilitar la síntesis de moléculas de alto complejo estructural.

El estudio, publicado en la revista Edición internacional Angewandte Chemie, está dirigido por el profesor Rodolfo Lavilla, de la Facultad de Farmacia y Ciencias de la Alimentación y del Instituto de Biomedicina (IBUB) de la Universidad de Barcelona.

El estudio, cuyos primeros firmantes son los investigadores Ouldouz Ghasghaei y Marina Pedrola (UB-IBUB), cuenta con la participación de expertos de la Universidad Masaryk (República Checa) y del Instituto de Investigación de Medicina Ambiental Leibniz (Alemania).

Reacciones multicomponente: más sencillez y eficiencia

Las reacciones multicomponente son protocolos que facilitan la síntesis química de nuevos compuestos de alta complejidad y diversidad estructural. Estas reacciones pueden formar varios enlaces y generar nuevas moléculas con una cantidad mínima de tres reactivos.

Estos procesos son muy directos y ayudan a obtener moléculas de forma rápida y eficiente (sencillez, economía atómica, etc.) en comparación con los procesos tradicionales. Además, estas son también las vías sintéticas más sostenibles desde una perspectiva medioambiental (ahorro de recursos, menos residuos, etc.).

En el estudio, los expertos crean el principio principal por el cual el cambio de polaridad de un reactivo en un proceso multicomponente desencadena reacciones dominó que permiten el acceso a una conectividad compleja. Este principio explicaría muchas transformaciones y facilitaría el diseño de nuevos procesos en el campo de la química sintética.

Según Lavilla, el nuevo principio se ha desarrollado “con núcleos de indol, un heterociclo presente en muchas moléculas naturales, y particularmente en fármacos. Además, los compuestos que se prepararon con esta metodología presentan una alta variabilidad estructural (anillos condensados ​​lineales y angulares, compuestos rígidos o flexibles, etc.) “.

En el campo biológico, la mayoría de los productos sintetizados por los investigadores “presentan una potente actividad como ligandos del receptor de hidrocarburos arilo”, añade, “una molécula con un papel determinante en varios procesos biológicos que se considera una potencial diana farmacológica para el desarrollo de nuevos fármacos “.

Hasta ahora, sólo se han descrito algunos casos específicos de reacciones multicomponente asociadas con un proceso de dominó. “Tanto las reacciones dominó como las multicomponentes son muy complejas a escala mecanicista. Hay muchos enlaces, muchas fases elementales, intermedios de reacción, etc.”, señala el investigador.

Añade que al fusionar estas dos familias de reacciones en un único proceso “aumentamos extraordinariamente la complejidad sintética. Por tanto, consideramos que la descripción de estos procesos es un avance para generalizarlos y expandirlos en combinaciones en química sintética”.

Tecnología para una química más verde

Las reacciones multicomponente facilitaron el desarrollo de nuevas moléculas de interés farmacéutico y biomédico (sondas biológicas, fluoróforos, moléculas complejas). Estas técnicas son cada día más explotadas por otros sectores industriales.

Sin embargo, existen muy pocas reacciones multicomponentes generales -unos doce en comparación con los cientos de reacciones biomoleculares-, y esto limita su aplicabilidad. En este sentido, se está desarrollando una gran actividad científica en este campo para facilitar el acceso a este tipo de conectividad general a través de estas reacciones, y posibilitar su aplicación al desarrollo de todo tipo de compuestos orgánicos a gran escala (fármacos, plásticos , fertilizantes, etc.) “.

Rodolfo Lavilla, investigador, Universidad de Barcelona

Fuente:

Referencia de la revista:

Lavilla, R., et al. (2020) Reacciones multicomponentes extendidas con indol aldehídos. Acceso a andamios poliheterocíclicos sin precedentes, ligandos del receptor de hidrocarburos arilo. Edición internacional Angewandte Chemie. doi.org/10.1002/anie.202011253.

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