(Crédito: LookerStudio/Shutterstock)
los ángeles – En un descubrimiento que repercute en el mundo de la química, los científicos de la UCLA han demostrado que una ley fundamental de la química orgánica, que ha perseguido a los investigadores durante 100 años, no es tan inquebrantable como todos pensaban. Este avance podría abrir nuevas vías para el desarrollo de fármacos y la investigación farmacéutica.
La regla en cuestión se llama regla del panEvangelio de la química desde 1924. Es como decirles a los arquitectos que nunca podrán construir cierto tipo de puente porque las leyes de la física no lo permiten. Pero ahora, los investigadores de UCLA no sólo han construido ese puente «imposible», sino que también han mostrado a otros cómo hacerlo.
«La gente no está explorando las olefinas contra el empanizado porque cree que no pueden», dijo Kenneth N. Neil Garg, profesor distinguido de química y bioquímica Trueblood, quien dirigió la investigación, dijo en un comunicado de prensa. «No deberíamos tener reglas como ésta, o si las tenemos, sólo deberían existir con un recordatorio constante de que son pautas, no reglas. Cuando tenemos reglas que no podemos superar, mata la creatividad.
Para entender por qué esto es importante, imaginemos las moléculas orgánicas como pequeñas estructuras tridimensionales, como las construcciones moleculares de Lego. Estas estructuras suelen consistir en lo que los químicos llaman «dobles enlaces» entre átomos de carbono. Según las reglas convencionales, estos dobles enlaces deben ser planos, como una mesa, y no pueden existir en alguna posición retorcida dentro de la molécula. La ley de Brett establece específicamente que estos dobles enlaces no pueden colocarse en ciertos puntos de unión en estructuras moleculares más complejas.
Sin embargo, el equipo de Garg encontró una manera de solucionar esta limitación. Utilizando una técnica química inteligente, crearon estas estructuras improbables tratando moléculas específicas (llamadas pseudohaluros de sililo) con fluoruro. Debido a que estas estructuras «prohibidas» son muy inestables (pensemos en un castillo de naipes en una tormenta), el equipo desarrolló una manera de «atraparlas», haciéndolas útiles para futuras reacciones químicas. Las implicaciones para el desarrollo de fármacos podrían ser significativas.
«Hay un gran impulso en la industria farmacéutica para desarrollar reacciones químicas que produzcan estructuras tridimensionales como las nuestras porque pueden usarse para descubrir nuevos fármacos», explica Garg.
Investigación publicada en una prestigiosa revista cienciaFue un esfuerzo de equipo en el que participaron estudiantes graduados y académicos postdoctorales de UCLA Luca McDermott, Zachary Walters, Sarah French, Allison Clark, Jiaming Ding y Andrew Kelleghan, junto con el experto en química computacional Ken Houck.
Este descubrimiento sirve como un poderoso recordatorio de que en la ciencia, incluso nuestras reglas más confiables a veces necesitan ser reconsideradas. Después de todo, como demostró el equipo de UCLA, a veces romper las reglas puede conducir a descubrimientos sorprendentes.
resumen del articulo
metodología
En este estudio, los investigadores se propusieron sintetizar y atrapar olefinas anti-pan (ABO), una molécula altamente reactiva y tradicionalmente inestable. Utilizaron un método innovador que implicaba precursores especialmente diseñados y tratados con fuentes de fluoruro, lo que permitió la formación in situ de ABO.
Llevaron a cabo estas reacciones en presencia de varios agentes atrapadores para estabilizar y capturar los ABO para su análisis. Además, aplicaron modelos computacionales para predecir y confirmar las estructuras y la reactividad de los ABO, utilizando la teoría funcional de la densidad (DFT) para comprender las distorsiones geométricas únicas que sufren estas moléculas.
Resultados clave
El estudio produjo con éxito ABO y demostró que podían atraparse y estabilizarse utilizando sustancias químicas específicas. Los resultados indicaron que los ABO son más reactivos debido a las formas inusuales de sus enlaces. El equipo creó varios ABO diferentes, cada uno con estructuras únicas, y pudo confirmar que estas moléculas podrían conducir a la creación de nuevos compuestos complejos. Este logro desafía la creencia arraigada de que los ABO no se pueden preparar ni utilizar fácilmente en reacciones químicas.
Limitaciones del estudio.
En primer lugar, la síntesis de ABO requiere condiciones precisas, incluidas temperaturas y composiciones químicas específicas, que pueden limitar sus aplicaciones prácticas. Además, los modelos computacionales, aunque robustos, aún pueden tener limitaciones a la hora de predecir todos los comportamientos posibles de los ABO. Por último, la estabilidad de los OA sigue siendo un desafío, ya que todavía están sujetos a degradación fuera de un entorno controlado.
Discusión y conclusiones
Esta investigación proporciona nuevos conocimientos sobre cómo se pueden crear y utilizar en síntesis química ABO que antes se consideraban inaccesibles. El éxito de este enfoque no sólo desafía la ley de Bread, una directriz de larga data en química orgánica, sino que también abre la puerta a la creación de compuestos complejos que tienen aplicaciones en productos farmacéuticos y ciencia de materiales. Este estudio destaca la capacidad de controlar geometrías distorsionadas en compuestos orgánicos para desbloquear nuevas reactividad y aplicaciones.
Financiamiento y divulgación
Este estudio fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud. Los autores declaran que no tienen intereses en competencia.
