Los científicos japoneses han desarrollado, por primera vez, una forma eficiente de producir moléculas orgánicas que hasta ahora han sido difíciles de sintetizar debido a su estructura voluminosa y su inestabilidad general.

Al diseñar una secuencia cuidadosamente planificada de pasos de síntesis, los investigadores pudieron crear de manera eficiente moléculas intrincadas que tienen varias propiedades prácticas. Las aplicaciones potenciales incluyen compuestos de herramientas para el estudio biomédico y que sirvan como andamios para el diseño de agentes terapéuticos con nuevas formas para diseños de materiales, específicamente en la creación de tintes y materiales electrónicamente activos

Los resultados de la investigación se publicaron en Letras orgánicas en marzo de 2019.

El diseño de moléculas orgánicas complejas que puedan utilizarse en una amplia gama de aplicaciones no siempre es sencillo. A menudo, estas moléculas son complejas, lo que significa que son una combinación de varias estructuras cíclicas que están todas unidas a un átomo. Aunque hermosa su síntesis es difícil por varias razones. Su volumen los hace energéticamente desfavorables, o inestables, lo que significa que son difíciles de sintetizar.

Por otra parte, si finalmente se sintetizan, no hay suficiente compuesto para ser utilizado para cualquier aplicación posterior. Un ejemplo de moléculas tan complejas son aquellas que involucran varias estructuras cíclicas que están unidas a átomos de carbono-hidrógeno dentro de ellas. Los métodos anteriores se han basado no solo en varios pasos de reacción, sino que han dado como resultado un rendimiento de compuesto muy pequeño.

Ahora, Keiji Mori, Doctor., Profesor Asociado del Departamento de Química Aplicada, Escuela de Graduados en Ingeniería, Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, Japón y su equipo han ideado un método sencillo que supera las deficiencias de las secuencias de síntesis anteriores.

Los investigadores se centraron en el enlace carbono-hidrógeno dentro de su paso inicial y procedieron con una serie de ediciones de enlaces que implicaban transformaciones secuenciales de la molécula. Después de lograr las conformaciones cíclicas deseadas, los científicos introdujeron algunos grupos de carbono-hidrógeno más para obtener una molécula definitiva con la conformación energéticamente preferida. "Es importante tener en cuenta que incluso la idea más simple puede conducir a un método sintético importante. En ese sentido, las diferencias sutiles en el sustrato pueden alterar drásticamente el mecanismo de reacción, "agrega Mori.

Los investigadores esperan que esta nueva síntesis proporcione acceso a una gran cantidad de moléculas útiles en el futuro. "La síntesis de compuestos cuya estructura molecular se compone de varios tipos de estructuras circulares ha sido difícil de lograr mediante métodos convencionales. Como tal, el objetivo final del proyecto es la síntesis de varios compuestos espiro (o de forma retorcida) que tienen una variedad de átomos diferentes, Mori agrega. Estas nuevas moléculas podrían mejorar enormemente tanto las ciencias médicas como las de los materiales.

Este trabajo fue parcialmente financiado por una subvención para la investigación científica de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, y por subvenciones de The Uehara Memorial Foundation y The Naito Foundation.