Una colaboración dirigida por Cornell está cambiando el interruptor de la química sintética tradicional mediante el uso de electricidad para impulsar una nueva reacción química que anteriormente sorprendió a los químicos que dependen de métodos convencionales.
Esta nueva reacción, detallada en el documento del equipo, "La electrocatálisis dual permite la hidrocianación enantioselectiva de alquenos conjugados", publicada el 29 de junio en Química de la naturaleza - podría estimular la fabricación de una gran cantidad de medicamentos nuevos y de bajo costo.
El proyecto fue una colaboración entre los coautores principales Song Lin y Robert A. DiStasio Jr., ambos profesores asistentes de química y biología química en la Facultad de Artes y Ciencias.
El laboratorio de Lin está explorando las aplicaciones potenciales de la electroquímica, que impulsa reacciones químicas con voltaje en lugar de los reactivos favorecidos por la química orgánica tradicional. Esos reactivos pueden ser costosos y difíciles de controlar a grandes escalas. Y aunque la electroquímica a menudo se emplea en baterías yinvestigación energética, se usa con menos frecuencia en síntesis química.
Lin se ha centrado especialmente en el uso de electrocatálisis para crear moléculas quirales, moléculas que son imágenes especulares no superponibles entre sí a menudo denominadas zurdas y diestras y bastante frecuentes en la química médica. Para este proyecto,su grupo se asoció con la compañía farmacéutica Eli Lilly para identificar transformaciones de reacción específicas que podrían estar dirigidas a crear precursores de bajo costo para nuevos medicamentos.
En este trabajo, Lin y su equipo desarrollaron un catalizador que realiza una catálisis asimétrica, una forma de dirigir las reacciones químicas hacia un producto quiral específico p. Ej., La producción de la versión diestra de una molécula quiral en lugar del zurdouno.
"Esto realmente nos permitió mejorar la selectividad de la reacción, por lo que puede obtener un producto lo suficientemente puro para ser utilizado, potencialmente, con fines de descubrimiento de fármacos", dijo Lin. "Si bien este trabajo no cambia necesariamente la forma en que los fármacosse fabrican, nos proporciona acceso a una gran variedad de análogos "
Los investigadores pudieron combinar dos reacciones diferentes: transferencia de átomos de hidrógeno mediada por cobalto y cianización radical promovida por cobre, en un sustrato de alqueno usando una estrategia catalítica dual.
"Tenemos dos catalizadores diferentes en el sistema, y cada uno de ellos asume un papel específico", dijo Lin. "La electroquímica nos permite combinar estos dos sistemas químicos sin problemas y potenciar múltiples ciclos químicos o diferentes eventos de oxidación en el mismosistema de reacción "
La reacción resultante - hidrocianación asimétrica de alquenos - ha eludido a los químicos orgánicos durante décadas. Ahora, al variar el sustrato, pueden modificar la estructura molecular de un medicamento comercial y crear nuevas variedades.
Para comprender mejor el mecanismo detrás de esta reacción largamente buscada, Lin recurrió a DiStasio, cuyo laboratorio se especializa en química teórica. Particularmente relevante es el trabajo que DiStasio y su grupo han realizado describiendo y entendiendo lo no unido o no covalenteinteracciones que ocurren entre moléculas.
"Después de realizar varios cálculos mecánicos cuánticos detallados en este sistema, nos quedó claro que el catalizador de cobre tiene una naturaleza bastante interesante y dicotómica", dijo DiStasio. "Al combinar interacciones no covalentes atractivas y repulsivas, estocatalizador permite una reacción química muy difícil, pero tremendamente útil ".
El autor principal del artículo fue el ex investigador postdoctoral Lu Song. Los coautores incluyen al ex investigador postdoctoral Niankai Fu; los estudiantes de doctorado Brian G. Ernst y Wai Hang Lee; y Michael Frederick de Eli Lilly.
La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales y Eli Lilly, así como por recursos computacionales del Centro de Computación Científica de la Investigación Nacional de Energía a través del Departamento de Energía de los Estados Unidos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Nueva investigación de la luz más antigua confirma la edad del universo
Las primeras imágenes del Orbitador Solar revelan 'fogatas' en el sol
Los científicos proponen un plan para determinar si el Planeta Nueve es un agujero negro primordial
Platón tenía razón: la Tierra está hecha, en promedio, de cubos
Nuevo modelo conecta la física de gotitas respiratorias con la propagación de Covid-19
Los científicos descubren que los volcanes en Venus todavía están activos