Para sintetizar fármacos potenciales o productos naturales se necesitan sustancias naturales en variantes especulares específicas y con un alto grado de pureza. Por primera vez, químicos de la Universidad de Bonn lograron producir las ocho variantes posibles de bloques de construcción de polipropionato a partir de un único material de partida mediante un proceso relativamente sencillo. Su trabajo ha sido publicado en Angewandte Chemie International Edition .
Los polipropionatos son productos naturales que pueden ayudar a salvar vidas. Son necesarios para fabricar antibióticos de reserva, compuestos que sólo se utilizan para tratar infecciones causadas por bacterias resistentes a los medicamentos. En la naturaleza, los compuestos quirales existen en dos variantes diferentes que comparten la misma fórmula molecular pero son imágenes especulares entre sí, como una mano derecha y una izquierda. Los químicos llaman a esto "quiralidad", que literalmente significa "lateralidad".
"Lo interesante es que las formas especulares pueden tener propiedades muy diferentes", explica el profesor Andreas Gansäuer del Instituto Kekulé de Química Orgánica y Bioquímica de la Universidad de Bonn. "Un ejemplo bien conocido es, sin duda, la carvona. La forma dextro o 'diestra' de esta molécula huele a alcaravea, mientras que su forma levo o 'zurda' es la que le da a la menta su olor distintivo".
Muchos fármacos también contienen moléculas cuyas formas especulares tienen propiedades divergentes. "Las diferentes propiedades también provocan diferentes efectos dentro del cuerpo humano, por lo que es vital utilizar la forma correcta en un fármaco", afirma Gansäuer, que también es miembro del área de investigación transdisciplinaria de la materia de la Universidad de Bonn.
"Aunque los polipropionatos se encuentran naturalmente, los necesitamos en un alto grado de selectividad, es decir, en una variante específica, y con un alto nivel de pureza para usarlos en la fabricación de medicamentos", añade, señalando el problema. "Hasta ahora, sin embargo, el proceso de fabricación de polipropionatos sintéticos era complicado y requería mucho tiempo."
Él y su equipo han ideado un método que permite producir fácilmente las variantes deseadas. "Podemos producir ocho variantes diferentes a partir de un único material de partida, en este caso un alcohol", revela Gansäuer. Los polipropionatos son compuestos químicos que consisten en cadenas de hidrocarburos con una secuencia alterna de grupos metilo e hidroxilo. "Los diferentes sustituyentes unidos a los tres átomos de carbono de las cadenas nos dan un total de ocho formas diferentes que llamamos isómeros de nuestros componentes básicos de polipropionato".
Los investigadores de la Universidad de Bonn utilizaron dos métodos conocidos para crear los primeros cuatro precursores de los ocho isómeros y añadieron uno nuevo, conocido como hidrosililación. "Para producir los isómeros añadimos fluoruro en la forma dextro o titanio en la forma levo", afirma Gansäuer.
El proceso es similar a cómo se forman las ramas de un árbol. Todo empieza en el tronco, en este caso el alcohol, del que se desprenden primero dos ramas. Esto produce un epóxido, una estructura de anillo de tres miembros que contiene un átomo de oxígeno, en variantes de imagen especular. Se forman dos ramas más a partir de estas dos primeras agregando una olefina, un doble enlace carbono-carbono, a cada una. En el paso final, conocido como hidrosililación de epóxidos, de estas cuatro se desprenden un total de ocho ramas.
La técnica tiene varios beneficios. "Nuestro método funciona a temperatura ambiente", afirma Gansäuer. "Algunas de las reacciones clásicas deben realizarse a temperaturas muy bajas. Además, ya no necesitamos utilizar metales preciosos como catalizadores, lo que significa que nuestro método es más sostenible."
"Nuestro trabajo podrá utilizarse como base para la síntesis de medicamentos. Cuando se fabrican medicamentos, nunca se sabe de antemano qué forma de sustancia necesitará. La detección de sustancias a menudo implica probar miles de isómeros para identificar el correcto Si puedes producir ocho formas diferentes, como se muestra aquí, también podrás producir tantas otras sustancias interesantes como quieras, lo que hará que sea más probable que encuentres una estructura eficaz", dice Gansäuer.
Más información: Katharina Pieper et al, Una síntesis flexible de polipropionatos mediante apertura de anillo reductor diastereodivergente de glicidoles secundarios trisustituidos, Edición internacional Angewandte Chemie (2023). DOI:10.1002/anie.202317525
Proporcionado por la Universidad de Bonn
