Los científicos de la Universidad de Rice que utilizan un proceso eficiente sin metales han sintetizado docenas de catalizadores de moléculas pequeñas, herramientas que prometen acelerar la fabricación de nuevos productos químicos, incluidos los medicamentos.
El laboratorio del químico sintético László Kürti hizo compuestos esquivos de biarilo quiral en un proceso de matraz único que no requiere el uso de metales de transición.
Estos biarilos se denominan organocatalizadores porque catalizan reacciones químicas sin iones metálicos. Eliminan la necesidad de metales de transición y simplifican los procesos químicos para sintetizar nuevas moléculas. Los metales de transición son metales conductores que incluyen titanio, hierro, níquel, plata, cobre, paladioy oro y se usan comúnmente en catálisis.
Las nuevas herramientas detalladas en el Angewandte Chemie la edición internacional abre caminos para una síntesis química más rápida y rentable, dijo Kürti.
Los biarilos son compuestos moleculares de dos anillos aromáticos unidos directamente por un enlace carbono-carbono. Cuando se funcionalizan o alteran, estos biarilos fenil-fenilo, naftil-fenilo, tienil-naftilo y más se convierten en catalizadores altamente selectivos, confiables y personalizables., Dijo Kürti.
La investigación de Kürti utiliza biarilos como catalizadores para desarrollar nuevos compuestos de enantiómeros únicos.
Los enantiómeros son moléculas asimétricas que se encuentran entre los compuestos orgánicos. Al igual que las manos de uno, sus estructuras son imágenes especulares que no pueden superponerse entre sí. Significativamente, estos gemelos pueden tener efectos radicalmente diferentes, uno beneficioso y otro no, ya que interactúan conenzimas, proteínas, receptores e incluso otros catalizadores quirales. Es comprensible que las compañías farmacéuticas quieran fabricar medicamentos que contengan solo el enantiómero útil.
Actualmente, los compuestos de enantiómero único se sintetizan meticulosamente como bloques de construcción para medicamentos, productos agrícolas y materiales funcionales.
Kürti dijo que para fines de la década, el 95 por ciento de los medicamentos quirales se venderán como enantiómeros individuales. Pero sintetizar un enantiómero en particular con precisión y alta eficiencia es difícil, especialmente a través de enfoques de prueba y error que ahora a menudo requieren catalizadores de metales de transición.
"Para las preparaciones de enantiómeros, necesita catalizadores", dijo, pero los metales de transición son caros y pueden dejar residuos tóxicos que deben eliminarse antes de que el compuesto pueda usarse en ensayos clínicos. La forma simple y rentable del laboratorio de Rice parahacer biarilos funcionalizados con quirales no solo elimina la necesidad de metales de transición sino que puede reemplazar muchos pasos en el proceso de síntesis. Cada paso puede llevar días o semanas.
"Esa es la base de lo que hacemos: desarrollar nuevos métodos", dijo Kürti. "Parte de mi programa es crear nuevas estructuras catalizadoras. Cuando estábamos analizando las diversas formas de unir estos compuestos, nos topamos con estoreacción muy interesante "
El laboratorio combinó compuestos fácilmente disponibles, incluyendo quinona monoacetal y naftol, para formar biarilos funcionalizados. "Este es un gran avance", dijo. "Usando estos bloques de construcción, hicimos 41 compuestos de biarilo quirales diferentes en un tiempo relativamente corto.
"Los biarilos quirales funcionalizados son compuestos realmente versátiles. Puede usarlos directamente como organocatalizadores o formar complejos con metales de transición para hacer nuevos catalizadores de metales de transición. Por lo tanto, las posibilidades son ilimitadas. Además, estos compuestos pueden usarse como bloques de construcción enruta a productos naturales con subestructuras de biarilo en ellos ".
Dijo que los biarilos "abren un mundo entero de nuevo espacio químico", ya que reducen la barrera para inventar y fabricar nuevos compuestos químicos.
"Las implicaciones son enormes", dijo Kürti. "Esto ciertamente encontrará su camino en el descubrimiento de fármacos, la fabricación de agroquímicos y muchos otros productos químicos finos".
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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