Muchos productos naturales y medicamentos presentan el llamado motivo dicarbonilo; en ciertos casos, sin embargo, su preparación plantea un desafío para los químicos orgánicos. En su trabajo más reciente, Nuno Maulide y sus compañeros de trabajo de la Universidad de Viena presentan una nueva ruta para estas moléculas. Utilizan compuestos de azufre oxidados, aunque el azufre no está incluido en el producto final. Los resultados ahora se publican en Ciencias .

Los químicos orgánicos buscan constantemente nuevas moléculas para nuevos fármacos y materiales. Para sintetizar moléculas, analizarán los grupos funcionales presentes dentro del objetivo y elegirán una estrategia adecuada en consecuencia. Sin embargo, para algunas moléculas, Identificar una estrategia adecuada puede ser un gran desafío. por ejemplo, cuando las distancias entre las funcionalidades de la molécula no coinciden con la polaridad "natural" de los precursores potenciales.

Un ejemplo clásico es aquel en el que dos dobles enlaces carbono-oxígeno (también llamados grupos "carbonilo") están separados por cuatro átomos de carbono. "Estos 1, Los compuestos de 4-dicarbonilo son significativamente más difíciles de fabricar que los correspondientes 1, 3- o 1, 5 análogos, y esto es algo que enseñamos a todos los estudiantes de Química Orgánica I en la Universidad de Viena, "dice Nuno Maulide, profesor de síntesis orgánica en el Instituto de Química Orgánica de la Universidad.

Para hacer estos motivos en el laboratorio, no existe una buena estrategia. "Lo que les enseñamos a nuestros estudiantes es que se requiere la inversión de polaridad de uno de los socios de reacción, pero no existe una solución realmente buena para el problema, ", dice Maulide. Este es un problema grave, como 1, Los 4-dicarbonilos se encuentran en muchos productos naturales, objetivos de fármacos y varios inhibidores de enzimas utilizados en productos farmacéuticos.

Nuno Maulide y sus compañeros de trabajo del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Viena han desarrollado ahora una nueva ruta sintética a estas estructuras utilizando reactivos llamados sulfóxidos. una especie oxidada de azufre. "Lo que hace que nuestro método sea tan fascinante es que el azufre participa de manera decisiva en la reacción, pero ni siquiera aparece en la molécula final, "explica Immo Klose, DOC-Becario de la Academia de Ciencias de Austria y co-primer autor del estudio. "Esto es también lo que hace que esta reacción sea intrigante, porque no es obvio a primera vista cómo los materiales de partida forman el producto, "dijo Klose. De hecho, durante la reacción, el azufre abandona la molécula reactiva de una manera llamada "sin rastro", lo que significa que no está presente en los productos finales.

No solo el socio sulfóxido es crítico en la reacción, los investigadores han demostrado que al elegir el sulfóxido de partida correcto, cada uno de los cuatro posibles isómeros del producto se puede obtener de forma selectiva. "Nuestros reactivos de sulfóxido tienen dos posiciones que se pueden cambiar:el azufre en sí y los dos carbonos que están conectados a él. Esto nos da cuatro combinaciones posibles, "explica Dainis Kaldre, ex postdoctorado en el Instituto de Química Orgánica y co-primer autor. "Lo mejor es cambiando entre estas 4 combinaciones posibles, ajustamos efectivamente la reacción para entregar selectivamente cada una de las cuatro configuraciones del producto final que son posibles, "dice Kaldre. Esto hace que el método sea extremadamente general y poderoso.

Nuevas moléculas de fármacos desbloqueadas

"La flexibilidad de nuestro método ahora se puede utilizar para crear una cantidad impresionante de moléculas que antes ni siquiera eran imaginables, "explica Maulide. El grupo ya demostró esto en el informe inicial de la revista Ciencias , en el que demuestran una forma sencilla de producir inhibidores de metaloproteinasas de matriz. "No había una buena forma de producir estos compuestos. En particular, fue muy difícil realizar una configuración específica de manera selectiva; ahora, con nuestro método, podemos hacer cualquiera de las 4 posibilidades, a voluntad, "dice Maulide.

Las especies reactivas con las que se combinan los sulfóxidos son intermedios algo exóticos llamados "cationes vinílicos".

"Es notable cómo la investigación básica sobre 'moléculas exóticas' puede resultar tan fácilmente en avances para la sociedad. Este es un recordatorio muy bienvenido, y oportuno, del inmenso valor que reside en invertir en investigación básica, "Así concluye Maulide.