UNIVERSIDAD DE BARCELONA

Los complejos, como muchos de los fármacos que se utilizan actualmente, se obtienen mediante secuencias de síntesis que para algunos antitumorales complejos pueden requerir hasta cuarenta etapas. Las reacciones multicomponente, en cambio, permiten sintetizar moléculas complejas en muy pocas etapas, puesto que los diferentes enlaces químicos se forman de manera prácticamente simultánea en una sola operación. Para la química médica, estas reacciones directas son de gran interés, a pesar de que se han descrito muy pocas. Investigadores de la Facultad de Farmacia de la UB han descubierto nuevas reacciones multicomponente para la síntesis de amidinas cíclicas, unos compuestos con aplicaciones de interés farmacológico. Los resultados de este estudio se han publicado recientemente en la revista química de alto impacto .

En el marco de esta investigación, el equipo científico probó una reacción que formalmente se considera imposible, porque el producto teórico que debería obtenerse no cumple las reglas de estabilidad definidas para los productos orgánicos, y en caso de que llegara a formarse, sus enlaces se romperían inmediatamente. Según el investigador que ha liderado el estudio, Rodolfo Lavilla, decidieron probar una de estas reacciones imposibles -en concreto, la reacción de Povarov- porque el límite de la tensión que puede tener un compuesto no estaba muy bien definido, y por lo tanto valía la pena experimentarlo.

El resultado de la reacción fue que, en efecto, el compuesto prohibido no se formó, pero, en cambio, se produjo otra reacción en la que intervino el acetonitrilo, que se usa como disolvente. «El experimento se podría haber dejado en este punto, pero decidimos estudiar si la reacción que se producía era general, y si, en consecuencia, era interesante», explica Lavilla. Los investigadores observaron que la reacción era coherente y que variando los elementos de partida se podía obtener una colección de compuestos químicos que comparten un mismo núcleo base. Para explicar los factores que regulan la reactividad de estas nuevas reacciones multicomponente, el grupo del profesor Lavilla colaboró con los expertos en química computacional del grupo de F. Javier Luque, también de la Facultad de Farmacia de la UB. «Los cálculos demostraron que algunos productos obtenidos en la reacción no eran los que intuitivamente se podía pensar, y que existe un control orbitálico muy fino de la reacción que regula cómo las moléculas alcanzan su forma final pasando por estados de alta energía», afirma Lavilla.

Traspasar límites con nuevas reacciones

Ahora habrá que analizar si las nuevas moléculas obtenidas pueden tener acción farmacológica. Para ello, los investigadores han depositado los nuevos compuestos químicos en diferentes bases de datos de productos, con el fin de facilitar el acceso de la comunidad científica y que se pueda realizar una exploración farmacológica. Según el profesor Lavilla, «el hecho de obtener núcleos básicos nuevos, como ha sido el caso de este estudio, es muy interesante para la química médica, puesto que puede abrir las puertas al descubrimiento de fármacos totalmente innovadores». En este caso, el nuevo fármaco tendría un valor especial puesto que, como afirman los investigadores, se puede obtener mediante una reacción multicomponente de un solo paso, lo que significa abreviar el tiempo de síntesis, y en consecuencia, reducir el coste de producción.

Los investigadores sugieren que la exploración sistemática de reactividad no establecida en procesos prohibidos formalmente (reacciones imposibles) puede ser útil para descubrir nuevas reacciones multicomponente, puesto que los pasos bloqueados pueden permitir la formación de enlaces no esperados en la mezcla de reacción. «La investigación universitaria debe poder traspasar los límites y experimentar con reacciones que no estén probadas, aunque desde una perspectiva general parezcan barbaridades porque la teoría dice que son reacciones imposibles», afirma el profesor Lavilla.

En este estudio también han participado las estudiantes Sara Preciado y Esther Vicente-García, del grupo del profesor Rodolfo Lavilla, del Departamento de Farmacología y Química Terapéutica de la Facultad de Farmacia de la UB y del Parque Científico de Barcelona, y el profesor F. Javier Luque y la estudiante Salomé Llabrés, del Departamento de Fisicoquímica de la Facultad de Farmacia y del Instituto de Biomedicina de la UB. Una parte de los estudios computacionales se llevaron a cabo con equipos del Centro de Servicios Científicos y Académicos de Cataluña (CESCA). El trabajo ha recibido financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación, de la Generalitat de Cataluña y del Grupo Ferrer.