Los químicos de la Universidad Nacional de Singapur han descubierto reacciones divergentes controladas por catalizadores para sintetizar tres clases diferentes de compuestos bicíclicos de tamaño mediano a partir de los mismos materiales de partida para el desarrollo de moléculas de fármacos terapéuticos.

Los productos naturales que contienen anillos de tamaño mediano han sido explotados por la naturaleza para abordar varios objetivos biológicos desafiantes. Sin embargo, Los compuestos sintéticos de este tipo rara vez se utilizan en el descubrimiento de fármacos, en gran parte debido a la falta de métodos de síntesis fiables. Cicloadición intermolecular de orden superior, en el que dos materiales de partida se 'cosen' juntos en ambos extremos, proporciona un gran potencial para construir compuestos cíclicos complejos a partir de bloques de construcción simples. Desafortunadamente, tales transformaciones para preparar anillos de tamaño mediano a menudo están plagadas de vías de reacción competitivas y bajos niveles de selectividad de sitio y estereoelectrónica. Los métodos para realizar un control preciso de la síntesis de esta clase de compuestos representan un desafío sin resolver en la química orgánica.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhao Yu, del Departamento de Química, NUS ha asumido este desafío en los últimos años y ha logrado algunas preparaciones altamente eficientes de diferentes heterociclos de 9-10 miembros. La clave de su éxito es el esfuerzo continuo para identificar socios cruzados novedosos y adecuados que puedan someterse a una cicloadición eficiente para preparar de forma selectiva anillos de tamaño mediano (con preferencia a los análogos de anillos más pequeños). Recientemente, idearon un intrigante sistema catalítico para preparar nuevos compuestos bicíclicos (que se muestran en la figura siguiente). El aspecto más significativo de esta química fue que ninguno, pero se obtuvieron tres clases diferentes de compuestos anulares bicíclicos de tamaño mediano con alta eficacia y estereo-selectividad a partir del mismo conjunto de moléculas de partida. La elección de diferentes ligandos para el sistema catalítico de paladio fue el factor determinante para tal cambio de reactividades. Los estudios mecanicistas y los cálculos de la teoría funcional de la densidad también proporcionaron una imagen completa de cómo funcionan estas reacciones y de dónde proviene la selectividad.

El profesor Zhao dijo:"El plan de investigación inicial era desarrollar un catalizador que permitiera la formación selectiva de una clase de compuestos anulares bicíclicos de tamaño mediano a los que nunca antes se había tenido acceso, por lo que representaría un nuevo espacio químico para el descubrimiento de fármacos. Sin embargo, en el curso de nuestro trabajo, descubrimos que al cambiar las condiciones de reacción, Se pudieron obtener tres compuestos bicíclicos de tamaño mediano esqueléticamente diferentes con altas relaciones de conversión. Tales síntesis divergentes con alta eficiencia mejorarán en gran medida la capacidad de los químicos para acceder a un nuevo espacio químico para entregar una biblioteca más grande de posibles fármacos candidatos ".