Cada reacción biológica es una reacción química. El intercambio de dióxido de carbono por oxígeno en nuestros pulmones y células sanguíneas, por ejemplo, es causado por moléculas que liberan sustancias químicas y se reforman con otras nuevas. La replicación incontrolada de células cancerosas es el resultado de la rupturaLos compuestos químicos se comunican mal. El atractivo de desarrollar fármacos mejorados para promover reacciones útiles o prevenir reacciones nocivas ha llevado a los químicos orgánicos a comprender mejor cómo crear sintéticamente estas moléculas y reacciones en el laboratorio.
Un equipo de la Universidad Nacional de Yokohama en Japón ha dado un paso para hacer realidad este deseo con su último estudio, publicado el 19 de julio en el Revista de Química Orgánica .
Los investigadores desarrollaron heterociclos de oxígeno, que son estructuras de anillo que consisten en átomos de dos o más elementos. Estos compuestos forman todos los ácidos nucleicos en el código genético de una persona. Otra versión de heterociclos, que contiene nitrógeno, se encuentra en más de la mitad delos productos farmacéuticos producidos en los Estados Unidos. Los heterociclos de oxígeno en particular contienen al menos un átomo de oxígeno. Tienen una variedad de usos, incluso en medicamentos para tratar el cáncer y la insuficiencia cardíaca.
"Nos enfocamos en los heterociclos de oxígeno, que han atraído un interés significativo debido a la relevancia de sus unidades estructurales en química medicinal y ciencia de materiales", dijo Yujiro Hoshino, autor correspondiente del estudio y miembro investigador de la Escuela de Graduados de Medio Ambiente e InformaciónCiencias en la Universidad Nacional de Yokohama.
El profesor Kiyoshi Honda, otro autor correspondiente del estudio de la Escuela de Graduados de Medio Ambiente y Ciencias de la Información agregó que su "objetivo era desarrollar rutas sintéticas más rentables y suaves para crear heterociclos de oxígeno".
Tradicionalmente, los heterociclos de oxígeno se fabrican aplicando altas temperaturas a dos moléculas. El proceso consume tiempo y energía, y no produce un número significativo de heterociclos. El equipo de Honda y Hoshino se centró en un método que involucra el diseño de carbono fotosensiblebasadas en sales. Agregaron las sales a dos tipos de compuestos, que forman un anillo una vez que reaccionan, e irradiaron la combinación con luz verde.
"Esta reacción fue particularmente atractiva porque puede contener una gran cantidad de átomos y proporciona un acceso eficiente a varios heterociclos que contienen oxígeno sintéticamente útiles", dijo Hoshino. "Esta reacción también se puede llevar a cabo en condiciones experimentales suaves a temperatura ambientey luz visible "
El proceso produjo un alto rendimiento de heterociclos de oxígeno. Según Hoshino, la reacción exitosa se debió a una estructura en las sales llamada grupo donante de electrones. Los electrones son excitados por la luz verde, y las sales extraen un electrón del compuestoreaccionar con los otros componentes compuestos.
A continuación, los investigadores planean recurrir a la luz de diferentes colores para generar diferentes reacciones. Están específicamente interesados en establecer una reacción a la luz roja, que es más difícil, según Hoshino. La luz roja es una longitud de onda más larga y una frecuencia más baja queluz verde, lo que significa que está más cerca de la luz infrarroja que la luz visible en el gráfico del espectro. Las reacciones a la luz roja podrían generar una mayor producción de heterociclos, pero requieren más precisión y eficiencia.
"Nuestro próximo objetivo es ampliar el alcance de la reacción", dijo Hoshino. "Visualizamos la expansión del uso de varias reacciones impulsadas por la luz visible en el futuro, y planeamos continuar contribuyendo a ello".
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Materiales proporcionados por Universidad Nacional de Yokohama . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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