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Los químicos descubren moléculas 'imposibles' que rompen reglas de unión centenarias
Los químicos han sintetizado por primera vez moléculas inestables conocidas como olefinas antibredt. Estos rompen la regla de Bredt de 100 años de antigüedad y abren nuevos enfoques para el desarrollo de fármacos complejos.
Los químicos descubren moléculas 'imposibles' que rompen reglas de unión centenarias
Tenerlo por primera vez químico Creó una clase de moléculas que antes se consideraban demasiado inestables para existir y las usó para crear compuestos exóticos. 1. Los científicos dicen que estas notorias moléculas, conocidas como olefinas anti-Bredt (ABO), ofrecen una nueva ruta para sintetizar candidatos a fármacos desafiantes.
El trabajo se considera una "contribución innovadora", afirma Craig Williams, químico de la Universidad de Queensland en Brisbane, Australia. Los resultados fueron publicados en la revista Science.
Moléculas orgánicas que carbón Normalmente toman formas específicas que dependen de la forma en que los átomos están conectados entre sí. Por ejemplo, las olefinas, también conocidas como alquenos, hidrocarburos que se utilizan a menudo en reacciones para la Desarrollo de fármacos Se utilizan uno o más dobles enlaces entre dos átomos de carbono, lo que conduce a una disposición de los átomos en un plano.
La regla de Bredt, conocida desde hace 100 años y publicada en 1924 químico orgánico Julius Bredt, afirma que en moléculas pequeñas formadas por dos átomos que comparten átomos, como es el caso de algunos alquenos, no pueden producirse dobles enlaces entre dos átomos de carbono en la unión de los anillos. Esto se debe a que los enlaces forzarían a la molécula a adoptar una forma tridimensional complicada y tensa que la hace altamente reactiva e inestable, dice el coautor del estudio Neil Garg, químico de la Universidad de California en Los Ángeles. "Sin embargo, 100 años después, la gente todavía diría que tales estructuras están prohibidas o son demasiado inestables para construir", dice.
Aunque la regla está consagrada en los libros de química, no ha impedido que los investigadores intenten romperla. Investigaciones anteriores sugirieron que es posible crear ABO que tengan un doble enlace entre átomos de carbono en la unión. 2. Sin embargo, los intentos de sintetizarlos en su forma completa no tuvieron éxito porque las condiciones de reacción eran demasiado duras, afirma Garg.
En el último experimento, Garg y sus colegas trataron un precompuesto con una fuente de fluoruro para inducir una "reacción de eliminación" más suave que elimina grupos de átomos de las moléculas. Esto resultó en una molécula que tenía el característico doble enlace ABO. Cuando los investigadores agregaron varios agentes atrapadores (sustancias químicas que atrapan moléculas inestables durante la reacción), pudieron producir varios compuestos complejos que pudieron aislarse. Esto sugiere que las reacciones de los ABO con diferentes agentes atrapadores pueden usarse para sintetizar moléculas 3D que son útiles para diseñar nuevos fármacos, dice Garg.
A diferencia de los alquenos típicos, los ABO son compuestos quirales, moléculas que no se corresponden perfectamente con su imagen especular. Garg y sus colegas sintetizaron y capturaron un ABO enantioenriquecido, lo que significa que generaron más de un par de imágenes especulares que del otro. Este resultado sugiere que los ABO podrían usarse como componentes básicos no convencionales para compuestos enantioenriquecidos, que se usan ampliamente en productos farmacéuticos.
Chuang-Chuang Li, químico de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur en Shenzhen, China, dice que este enfoque podría usarse para explorar rutas sintéticas innovadoras para otras moléculas desafiantes, como el fármaco de quimioterapia paclitaxel (comercializado como Taxol), una molécula compleja de muchos anillos que es difícil de producir en el laboratorio. "Es un método valioso y fiable", afirma Li.
Garg y su equipo están investigando más reacciones con ABO y explorando cómo se pueden sintetizar otras moléculas con estructuras aparentemente imposibles. "Podemos pensar de forma un poco más creativa", afirma.
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McDermott, L. y col. Ciencia 386, eadq3519 (2024).
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Chan, T. H. y Massuda, D. J. Am. Química. Sociedad 99 (1977).