En la actualidad, varios compuestos terapéuticos en el mercado, como las proteínas, enzimas y aminoácidos, son 'compuestos quirales':moléculas con dos estructuras que son imágenes especulares entre sí pero que no pueden superponerse. Aunque las dos variantes de la molécula, también llamados 'enantiómeros, 'son estructuralmente iguales, cómo están orientados (su quiralidad) los hace funcionalmente diferentes entre sí.

Los medicamentos pueden ser un solo enantiómero o mezclas racémicas (que constan de ambos enantiómeros), a menudo designado como (S) o (R), respectivamente. A menudo tienen distintas actividades biológicas:por ejemplo, un enantiómero de un producto farmacéutico puede ser mucho más eficaz que su contraparte (como la talidomida, una mezcla racémica que causó varios defectos de nacimiento en los niños). Por lo tanto, sintetizar compuestos quirales de manera eficaz es crucial para el campo del diseño de fármacos.

En un nuevo estudio publicado en Ciencia química , un grupo de científicos, dirigido por el profesor Sukwon Hong del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju y el profesor Brian M. Stoltz del Instituto de Tecnología de California, diseñó un nuevo método catalítico que puede generar compuestos quirales útiles. El profesor Hong explica:"Las moléculas quirales han jugado un papel clave en la química moderna, especialmente en química médica. Su desarrollo puede proporcionar una forma sintética eficaz para diseñar productos farmacéuticos ".

Para empezar, los científicos se centraron en diseñar nuevos ligandos quirales, 'que son moléculas que actúan como catalizadores al unirse a metales y pueden, en este caso, Facilitar la generación de productos quirales llamados cromanonas. Estudios anteriores ya han informado de diferentes tipos de reacciones que pueden producir cromanonas, pero se habían centrado en las cromanonas trisustituidas (con tres grupos funcionales o átomos sustituyentes en la molécula). En este estudio, los científicos diseñaron ligandos quirales llamados ligandos piridina-dihidroisoquinolina (PyDHIQ). Usaron estos ligandos en una reacción catalítica llamada adición conjugada asimétrica, donde estos ligandos actúan como un catalizador al unirse al metal paladio, generando cromanonas tetrasustituidas (aquellas con cuatro grupos funcionales). Esta reacción que utiliza los nuevos ligandos no solo generó compuestos quirales útiles con numerosas bioactividades en un solo paso, pero los productos también tuvieron un buen rendimiento y una alta enantioselectividad, lo que hizo que el proceso fuera eficiente y rentable.

Luego, los científicos probaron estos ligandos en reacciones con varias fuentes diferentes, lo que resultó en la generación eficiente de cromanonas tetrasustituidas. Este fue el primer método para la síntesis de productos de cromanona altamente enantioselectivos que contienen estereocentros tetrasustituidos. El profesor Hong dice:"El diseño de ligando es el concepto más importante de esta investigación. Hemos introducido un nuevo 'resto' llamado el resto de dihidroisoquinolina en la estructura del ligando, lo que ayudó a crear un entorno estérico óptimo para generar cromanonas tetrasustituidas ".

El desarrollo de nuevos fármacos y compuestos útiles es un aspecto importante de los avances en el campo de la medicina. Este estudio ofrece una nueva estrategia de un solo paso para desarrollar compuestos bioactivos, que tienen una gran variedad de aplicaciones en el desarrollo de fármacos. El profesor Hong concluye con optimismo:"Nuestra reacción catalítica recientemente desarrollada allana el camino para sintetizar medicamentos novedosos y productos naturales".