El carbono es un átomo pequeño y sociable que se esfuerza por unirse a una amplia variedad de elementos en lo que se conoce colectivamente como química orgánica. La vida misma no sería posible sin la habilidad del carbono para hacer conexiones.
Sin embargo, incluso este simpático compañero tiene sus límites. Tomemos como ejemplo la regla de Bredt, que dice que las conexiones estables de dos carriles conocidas como enlaces dobles covalentes no se formarán adyacentes a ningún puente en forma de V que se forme a través de moléculas “bicíclicas”.
Ahora, un equipo de químicos de la Universidad de California en Los Ángeles ha descubierto una solución que viola la regla centenaria de Bredt. Esto alienta a futuras investigaciones sobre medicamentos para explorar el uso de moléculas que pensábamos que no podían existir.
Puede parecer una ordenanza bastante oscura de planificación urbana orgánica, pero desde que el químico alemán Julius Bredt argumentó la imposibilidad del doble enlace en su artículo de 1924, solo ha habido un puñado de experimentos exitosos que parecen demostrar que estaba equivocado. Como bien sabe cualquier ensamblador de muebles DIY, la geometría es clave para asegurarse de que tu estantería ensamblada no se desmorone y se convierta en un montón de astillas.
La química orgánica no es tan diferente: mientras que algunas uniones permiten un cierto grado de torsión y giro, otras requieren obstinadamente que el plano existente sea perfectamente recto antes de encajar en su lugar. Tomemos una molécula bicíclica ensamblada, que en su forma más simple, el norborneno, podría parecerse al número ocho en la esfera de un reloj digital.
Es posible insertar un átomo de carbono en el centro de la molécula para intersecar el enlace del medio, lo que da como resultado un pico conocido como cabeza de puente. Mientras tanto, el resto de la molécula se tira hacia una nueva alineación, lo que evita que la figura ocho quede plana sobre su parte posterior.
¿Quieres ahora agregar una segunda conexión a uno de los carbonos en cada extremo de su cabeza de puente para formar un doble enlace orgánico conocido como olefina?
Bredt habría dicho lo siento, no tienes suerte. El químico de la UCLA Neil Garg está en el equipo anti-Bredt. Él dice que hay que intentarlo.
“La gente no está explorando las olefinas anti-Bredt porque creen que no pueden”, dice Garg.
“No deberíamos tener reglas como ésta, o si las tenemos, deberían existir sólo con el recordatorio constante de que son directrices, no reglas. Destruye la creatividad cuando tenemos reglas que supuestamente no se pueden superar”.
Garg y su equipo comenzaron con un enfoque teórico para desarrollar una comprensión de la disposición de varios tipos diferentes de anillos bicíclicos con un enlace anti-Bredt, antes de utilizar un método sistematizado desarrollado por el químico orgánico Shu Kobayashi para planificar un conjunto adecuado de compuestos precursores y rutas para fomentar la formación de un doble enlace.
El plan exitoso combinó precursores de (pseudo)haluro de sililo con otra molécula que contenía fluoruro, junto con una selección de otros productos químicos que estabilizaron el enlace y permitieron filtrar el producto. Romper las reglas en química es mucho más que un acto de rebelión (aunque los químicos son un grupo rebelde). Se trata de un esfuerzo por descubrir nuevos métodos de producción de compuestos que se habían considerado fuera de los límites, ampliando la gama de compuestos sintéticos que podrían resultar útiles.
“Hay un gran impulso en la industria farmacéutica para desarrollar reacciones químicas que den estructuras tridimensionales como las nuestras porque se pueden utilizar para descubrir nuevos medicamentos”, afirma Garg.
“Lo que demuestra este estudio es que, contrariamente a cien años de sabiduría convencional, los químicos pueden fabricar y utilizar olefinas anti-Bredt para elaborar productos de valor añadido”.
Esta investigación se publicó en Science.
Fuente: Science Alert.
