Estructura d’un dels compostos obtinguts determinada per difracció de raigs X.
01/08/2012
Els compostos químics complexos, com molts dels fàrmacs que s’utilitzen actualment, s’obtenen mitjançant seqüències de síntesi que per a alguns antitumorals complexos poden requerir fins a quaranta etapes. Les reaccions multicomponent, en canvi, permeten sintetitzar molècules complexes en molt poques etapes, ja que els diferents enllaços químics es formen de manera pràcticament simultània en una sola operació. Per a la química mèdica, aquestes reaccions directes són de gran interès i tanmateix n’hi ha molt poques de descrites. Ara, investigadors de la Facultat de Farmàcia de la UB han descobert noves reaccions multicomponent per a la síntesi d’amidines cícliques, uns compostos amb aplicacions d’interès farmacològic. Els resultats d’aquest estudi han estat publicats recentment a la revista química d’alt impacte Angewandte Chemie International Edition.
En el marc d’aquesta recerca, l’equip científic va provar una reacció que formalment es considera impossible, perquè el producte teòric que se n’hauria d’obtenir no compleix les regles d’estabilitat definides per als productes orgànics, i en cas que s’arribés a formar, els enllaços es trencarien immediatament. Segons l’investigador que ha liderat l’estudi, Rodolfo Lavilla, van decidir provar una d’aquestes reaccions impossibles —en concret, la reacció de Povarov— perquè el límit de la tensió que pot tenir un compost no estava del tot ben definit, i per tant valia la pena experimentar-ho.
El resultat de la reacció va ser que, en efecte, el compost prohibit no es va formar però, en canvi, es va produir una altra reacció en què intervé l’acetonitril, que s’usa com a dissolvent. «L’experiment es podria haver aturat en aquest punt, però vam decidir estudiar si la reacció que es produïa era general, i en conseqüència, interessant», explica Lavilla. Els investigadors van observar que la reacció era coherent i que variant-ne els elements de partida es podia obtenir una col•lecció de compostos químics que comparteixen un mateix nucli base. Per tal d’explicar els factors que regulen la reactivitat d’aquestes noves reaccions multicomponent, el grup del professor Lavilla va col•laborar amb els experts en química computacional del grup de F. Javier Luque, també de la Facultat de Farmàcia de la UB. «Els càlculs van demostrar que alguns productes obtinguts de la reacció no eren els que intuïtivament es podien pensar, i que hi ha un control orbitàlic molt fi de la reacció que regula com les molècules van prenent la seva forma final passant per uns estats d’alta energia», afirma Lavilla.
Traspassar límits amb noves reaccions
Ara caldrà analitzar si les noves molècules obtingudes poden tenir acció farmacològica. Per això, els investigadors han dipositat els nous compostos químics en diferents bases de dades de productes, per facilitar-ne l’accés a la comunitat científica i que se’n pugui fer una exploració farmacològica. Tal com explica el professor Lavilla, «el fet d’obtenir nuclis bàsics nous, com ha estat el cas d’aquest estudi, és molt interessant per a la química mèdica, ja que pot obrir les portes a la descoberta de fàrmacs totalment innovadors». En aquest cas, el nou fàrmac tindria un valor especial perquè, segons els investigadors, es pot obtenir mitjançant una reacció multicomponent d’un sol pas, la qual cosa significa abreujar el temps de síntesi, i en conseqüència, reduir-ne el cost de producció.
Els investigadors suggereixen que l’exploració sistemàtica de reactivitat no establerta en processos prohibits formalment (reaccions impossibles) pot ser útil per descobrir noves reaccions multicomponent, atès que els passos bloquejats poden permetre la formació d’enllaços no esperats en la mescla de reacció. «La recerca universitària ha de poder traspassar els límits i experimentar amb reaccions que no estiguin provades, encara que des d’una perspectiva general semblin bestieses perquè la teoria diu que són reaccions impossibles», afirma el professor Lavilla.
En aquest estudi també hi han participat les estudiants Sara Preciado i Esther Vicente-García, del grup del professor Rodolfo Lavilla, del Departament de Farmacologia i Química Terapèutica de la Facultat de Farmàcia de la UB i també del Parc Científic de Barcelona, i el professor F. Javier Luque i l’estudiant Salomé Llabrés, del Departament de Fisicoquímica de la Facultat de Farmàcia i de l’Institut de Biomedicina de la UB. Una part dels estudis computacionals es van fer amb equips del Centre de Serveis Científics i Acadèmics de Catalunya (CESCA). El treball ha rebut finançament del Ministeri de Ciència i Innovació, la Generalitat de Catalunya i el Grup Ferrer.
