Pregúntele a un químico orgánico cuál es el significado de la vida, y él o ella probablemente le dirá que es el enlace carbono-carbono.
Casi todas las moléculas biológicas, las proteínas y los azúcares que componen nuestras células, que nos componen, se basan en vastas redes de estos enlaces químicos omnipresentes.
Y casi todas las biomoléculas a base de carbono importantes contienen un compuesto de nitrógeno, o amina.
Sin embargo, lograr este enlace carbono-nitrógeno en el laboratorio es un asunto complicado. Las compañías farmacéuticas lo saben bien; al sintetizar nuevos productos químicos para pruebas de drogas, primero deben crear los enlaces carbono-carbono y luego introducir el nitrógeno para crear unmolécula que hará algo útil. Es un proceso de varios pasos, costoso y complejo.
Los químicos de la Universidad Estatal de Colorado han descubierto cómo hacerlo en un solo paso.
Han desarrollado un proceso que, en el mundo de la química catalítica, logra algo notable: una reacción química única que une dos sustancias químicas constituyentes en un enlace carbono-carbono, al tiempo que introduce un componente de nitrógeno. Pueden controlar la reacción ahacer que los átomos de nitrógeno vayan exactamente a donde quieren, creando una química de precisión que podría revolucionar la fabricación de productos farmacéuticos y materiales.
El logro sin precedentes se detalla en la revista Naturaleza publicado el 21 de octubre. El trabajo fue dirigido por el químico orgánico Tomislav Rovis, profesor de química en la Facultad de Ciencias Naturales de la CSU, y la investigadora postdoctoral Tiffany Piou, quien diseñó todos los componentes químicos y realizó los experimentos.
Sus materiales de partida son subproductos de la refinería de petróleo llamados olefinas, o alquenos. Se mezclaron en un reagant especialmente diseñado, luego usaron un complejo basado en el rodio de metales preciosos para activar de manera confiable y específica los escurridizos enlaces de carbono-nitrógeno.
Pero la innovación de esta nueva herramienta de carboaminación no se detiene allí. La química ocurre en tres dimensiones, y las moléculas a menudo se ensamblan en diferentes formas o isómeros. Algunos de estos isómeros son imágenes especulares, como los guantes derecho e izquierdo, y aunqueson químicamente idénticos, sus funcionalidades son notablemente diferentes. Poder seleccionar un solo isómero es fundamental para la seguridad y la eficacia, tanto que la FDA exige que solo se comercialicen medicamentos de un solo isómero para uso humano.
Tome talidomida, infame por causar defectos congénitos graves cuando fue tomada por mujeres embarazadas en la década de 1950. Químicamente, la talidomida viene en dos formas isoméricas de imagen especular. Una causó los defectos, la otra no.
"Por esta razón, la visualización espacial de los grupos en las moléculas es increíblemente importante", dijo Rovis. "El hallazgo de Tiffany nos da una ventaja para hacer esto en una reacción de carboaminación, al hacer el enlace carbono-carbono y entregar el nitrógeno selectivamente."
Los investigadores esperan que su enfoque, que comparan con una herramienta en una caja de herramientas, pueda pulirse, perfeccionarse y usarse ampliamente para facilitar la química orgánica y aplicarse a muchos campos diferentes.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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