Figura 1 Varubi se usa con otros medicamentos para ayudar a prevenir las náuseas y los vómitos retardados causados por el tratamiento con medicamentos contra el cáncer. Aunque tenga los mismos átomos, La imagen especular de Varubi no produce tanto efecto biológicamente activo como Varubi. Crédito:Instituto de Ciencias Básicas
¿Sabía que más de la mitad de los medicamentos que se utilizan actualmente son quirales, potencialmente resultando en dos respuestas diferentes en el cuerpo? Los compuestos quirales son pares de moléculas que son imágenes especulares entre sí, al igual que la mano derecha e izquierda de una persona. Dado que el cuerpo interactúa con cada molécula de manera diferente, un fármaco quiral puede producir los efectos deseados a partir de una molécula, junto con un efecto secundario no deseado de su imagen reflejada. Sería mucho más seguro y eficiente hacer compuestos puros sin formar sus versiones duplicadas innecesarias que solo se desperdician. pero esta síntesis selectiva sigue siendo uno de los desafíos más difíciles en el descubrimiento de fármacos.
Dirigido por el profesor Chang Sukbok, investigadores del Centro de Funcionalizaciones de Hidrocarburos Catalíticos dentro del Instituto de Ciencias Básicas (IBS) en Daejeon, Corea del Sur, han informado que crearon un grupo de nuevos catalizadores de iridio quirales para la síntesis selectiva de lactamas quirales. Aunque las lactamas son bloques de construcción clave en muchos agentes farmacéuticos, por ejemplo, penicilina, un antibiótico notable a base de lactama, Ha habido pocas formas eficientes de distinguir una sola molécula de un par de imágenes especulares simétricas. Los nuevos catalizadores permitieron a los investigadores sesgar la síntesis a favor de producir un producto sobre el otro con una selectividad del 99 por ciento.
Los átomos de los fármacos quirales están conectados de la misma forma, pero difieren en la forma en que se orientan en el espacio. Los investigadores identificaron qué catalizador inducía una rotación hacia la derecha y cuál causaba una rotación hacia la izquierda. Combinando observaciones experimentales y simulaciones por computadora detalladas, encontraron que la formación transitoria de enlaces de hidrógeno entre un sustrato y el catalizador inducía una segregación tan alta en la reacción.
Figura 2 El catalizador de iridio funciona como donante de enlaces de hidrógeno en el sistema de reacción. El cálculo químico cuántico reveló un enlace de hidrógeno transitorio entre un sustrato y un catalizador, que fue el origen fundamental de la síntesis selectiva utilizando el nuevo catalizador. Crédito:Instituto de Ciencias Básicas
El enlace de hidrógeno es una interacción ubicua de moléculas en la naturaleza. Como esta conexión estabiliza los estados intermedios y de transición durante el curso de una reacción, eventualmente conduce a la producción de lactamas quirales que permiten una alta selectividad. El primer autor, El Dr. Yoonsu Park afirma:"Fue clave comprender el mecanismo de reacción para facilitar un mayor desarrollo del catalizador. Este enfoque basado en mecanismos y modelo de diseño de reacción nos permitió encontrar esta nueva transformación".
Notablemente, este estudio sugiere un protocolo sostenible para producir productos altamente solicitados, lactámicos quirales invaluables. Mediante el uso de hidrocarburos de materia prima de bajo costo y fácilmente disponibles, los investigadores produjeron un grupo de lactamas quirales en diferentes formas. Como su quiralidad y diversas estructuras permiten que las lactamas funcionen como un compuesto activo en el cuerpo para los antibióticos, antiinflamatorio, o funciones antitumorales, este estudio puede facilitar el desarrollo de fármacos potenciales de una manera más eficiente y económica.
"Este es un gran paso adelante en el área de la catálisis asimétrica. Dado que las lactamas encuentran varias aplicaciones en la medicina, sintético, y química de materiales, nuestro estudio puede ofrecer bases para el desarrollo de fármacos clínicos más seguros y eficaces, "explica el profesor Chang.
Figura 3 Reacción de amidación selectiva utilizando los nuevos catalizadores de iridio. Un grupo de lactamas quirales en diferentes formas producidas a partir de hidrocarburos de materias primas económicas y fácilmente disponibles. Sus diversas estructuras permiten que las lactamas se correspondan con diferentes fármacos. Crédito:Instituto de Ciencias Básicas
