Un grupo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) ha logrado una síntesis asimétrica catalítica de tetraarilmetanos mediante catálisis fosfórica quiral. Con este proceso, Se sintetizaron eficazmente dos bibliotecas de CTAM estructuralmente distintos con alta enantioselectividad. El estudio preliminar de la actividad biológica indicó que estas moléculas esféricas son agentes anticancerígenos muy prometedores.

La investigación fue publicada en la revista Catálisis de la naturaleza el 14 de diciembre 2020.

Durante mucho tiempo se ha observado un fuerte sesgo hacia moléculas lineales y en forma de disco en las moléculas de fármacos. A diferencia de, Las moléculas esféricas se han utilizado en muchas menos ocasiones, debido a la falta de acceso eficiente a este último espacio químico. Específicamente, estrategias eficientes para sintetizar tetraarilmetanos, una familia única de moléculas esféricas, han permanecido escasos.

Tetraarilmetanos quirales (CTAM), una familia única de moléculas esféricas que llevan cuatro grupos arilo diferentes con estereoquímica definida, permanecen como un misterio debido a la falta de síntesis asimétrica eficiente. El desafío en la síntesis asimétrica de CTAM radica no solo en la alta barrera para hacer el enlace C-C extremadamente congestionado que conecta el carbono central y los anillos de arilo mediante estrategias convencionales, pero también la dificultad en la estereodiferenciación entre los anillos de arilo existentes y probablemente similares cuando se une un nuevo anillo de arilo al carbono central.

“La dificultad asociada con la síntesis de tetraarilmetanos quirales es que la formación de enlaces extremadamente apiñados alrededor de un pequeño átomo de carbono requiere superar una barrera energética sustancial, "dijo Jianwei Sun, el investigador principal del grupo y profesor del Departamento de Química, HKUST. "La otra dificultad es que la unión debe realizarse en una orientación 3D definida. Estos dos requisitos reducen sustancialmente las posibilidades de éxito, pero pudimos superarlo mediante el uso de una estrategia de etiquetado ".

Partiendo de triarilmetanoles adecuadamente etiquetados, el protocolo aprovecha las interacciones de enlace de hidrógeno en los intermedios clave de paraquinona metida e indol iminio para construir dos bibliotecas de CTAM enantioenriquecidas.

"Inicialmente, planteamos la hipótesis de que un triarilmetano racémico con un grupo saliente en el carbono central sería fácilmente activado por un catalizador para generar el catión triarilmetilo intermedio, "Sun continuó." Marcamos dos de los tres grupos arilo de manera diferente. Cuando un grupo hidroxi se une a uno de los grupos arilo, el intermedio de par de iones quirales podría estabilizarse adicionalmente como un meturo de quinona unida a hidrógeno (QM). La otra etiqueta luego proporciona una interacción secundaria de enlace de hidrógeno para proporcionar la diferenciación clave ".

Las moléculas esféricas quirales sintetizadas con este método han mostrado una actividad prometedora contra las células cancerosas y el enterovirus. El grupo espera establecer una biblioteca grande y diversificada de tales moléculas esféricas para la optimización de plomo y el estudio de la relación estructura-actividad. lo que eventualmente conduciría a más oportunidades de colaboración con experiencia en química médica, biología química, biología viral, y farmacología.

"La alta eficiencia y selectividad es donde realmente brilla nuestro enfoque asimétrico catalítico, ", señaló Sun." Estamos emocionados de comenzar esta exploración de un nuevo paradigma del espacio químico que antes se había pasado por alto ".