Un equipo de químicos ha logrado crea una clase de moléculas conocidas como olefinas anti-Bredt (OAB), las cuales se consideraban demasiado inestables para existir. Este descubrimiento no solo demuestra que es posible sintetizar estas moléculas, sino que también abre la puerta a la creación de compuestos complejos que podrían ser utilizados en el desarrollo de nuevos medicamentos.
¿Qué son las olefinas y por qué es importante este avance?
Las olefinas, también conocidas como alquenos, son moléculas compuestas de carbono e hidrógeno que contienen al menos un enlace doble entre átomos de carbono. Estos enlaces dobles son esenciales para muchas reacciones químicas, incluidas las usadas en la síntesis de medicamentos. Cuando los átomos de carbono forman un doble enlace, tienden a mantenerse en un mismo plano, es decir, en una disposición “plana”. Esto facilita que las olefinas sean utilizadas como bloques de construcción en la química orgánica.
La Regla de Bredt y por qué era difícil crear OAB
Hace 100 años, el químico Julius Bredt formuló una regla que se conoce como la Regla de Bredt. Esta regla afirma que, en moléculas pequeñas compuestas por dos anillos unidos, no es posible tener un enlace doble entre carbonos en el puente que une los anillos, llamado posición de cabeza de puente. La razón es que esta configuración forzaría a la molécula a adoptar una forma tridimensional inestable y con mucha tensión, lo que la haría extremadamente reactiva y propensa a descomponerse rápidamente. Es decir, según esta regla, las olefinas anti-Bredt (con enlaces dobles en esa posición de puente) simplemente no deberían poder existir en condiciones normales.
A pesar de que esta regla está ampliamente aceptada en la química, los científicos han intentado durante años crear estas olefinas inusuales, pues se sabe que romper ciertas reglas en química puede conducir a compuestos con propiedades especiales. Sin embargo, debido a las condiciones extremas necesarias, nunca se había logrado sintetizar una ABO de forma controlada.
El avance
El equipo de Neil Garg, en la Universidad de California en Los Ángeles, encontró una manera ingeniosa de sintetizar una olefina anti-Bredt utilizando condiciones más suaves. Para hacerlo, partieron de un compuesto precursor y usaron una fuente de fluoruro, que desató una reacción de eliminación (una reacción que retira ciertos átomos de la molécula original) y logró formar el enlace doble característico de una ABO.
Para estabilizar esta molécula extremadamente reactiva, añadieron agentes de captura, que son compuestos químicos que “atrapan” moléculas inestables al reaccionar rápidamente con ellas. Gracias a estos agentes, pudieron aislar compuestos complejos derivados de la OAB, algo que hasta ahora se pensaba imposible. Este método abre la posibilidad de utilizar OAB como “bloques de construcción” para sintetizar moléculas tridimensionales que sean especialmente útiles en la investigación y desarrollo de nuevos fármacos.
Enriquecimiento enantiomérico y aplicaciones en la industria farmacéutica
A diferencia de muchas olefinas tradicionales, las OAB son quirales, lo que significa que tienen una estructura que no es idéntica a su imagen especular (similar a nuestras manos izquierda y derecha). Esto es fundamental en la química farmacéutica, ya que muchas veces solo una de estas “versiones en espejo” o enantiómeros es eficaz en tratamientos médicos. Garg y su equipo lograron producir una versión enriquecida en un enantiómero particular, lo cual indica que las OAB pueden usarse como bloques para crear compuestos con propiedades específicas, lo cual es muy valorado en la síntesis de medicamentos.
Futuras aplicaciones y perspectivas
Este avance en la síntesis de OAB representa una nueva herramienta para los químicos, especialmente en el diseño de medicamentos que son difíciles de crear mediante métodos tradicionales. El método de Garg podría aplicarse a moléculas complejas como el fármaco quimioterapéutico paclitaxel (conocido comercialmente como Taxol), el cual tiene una estructura de múltiples anillos y es notoriamente difícil de sintetizar en laboratorio.
El equipo de Garg está investigando otras reacciones posibles con las OAB y explorando formas de sintetizar moléculas con estructuras aún más inusuales. Este trabajo pionero podría ampliar los límites de lo que se considera posible en la química orgánica, promoviendo un enfoque más innovador en la creación de compuestos que podrían ser útiles en la medicina y otras industrias.
Fuentes
- McDermott, L. et al. Science 386, eadq3519 (2024).
- Chan, T. H. & Massuda, D. J. Am. Chem. Soc 99, 936–937(1977).
- Nature, https://doi.org/10.1038/d41586-024-03538-4
