Hay que reescribir los libros de texto: rompen una regla química postulada hace un siglo

Las moléculas orgánicas, compuestas principalmente de carbono, se caracterizan por tener formas y disposiciones de átomos específicas. Las moléculas conocidas como olefinas tienen enlaces dobles, o alquenos, entre dos átomos de carbono. Los átomos, y los que están unidos a ellos, normalmente se encuentran en el mismo plano 3D. Las moléculas que se desvían de esta geometría son poco comunes.

La geometría con la que se disponen los átomos en una molécula determina muchas de sus propiedades y, por tanto, la forma en la que reaccionan con otras moléculas. Existen enlaces químicos que, por sus características, tienen una disposición bastante rígida. «Cuando estos enlaces se encuentran en compuestos con una geometría distorsionada pueden dar lugar a especies altamente reactivas. Este es el caso de los dobles enlaces en determinadas disposiciones de compuestos cíclicos», explica al SMC Héctor Busto Sancirián, profesor titular del área de Química Orgánica en el departamento de Química, y miembro del grupo de investigación Química Biológica de la Universidad de La Rioja. La regla de Bredt, que fue postulada en 1924, descarta la existencia de compuestos con estas determinadas disposiciones. Como consecuencia, esta norma ha restringido el tipo de moléculas sintéticas que los científicos pueden imaginar fabricar con ellas y ha impedido posibles aplicaciones de su uso en el descubrimiento de fármacos.

«La gente no está explorando las olefinas anti-Bredt porque creen que no pueden», dice por su parte Neil Garg, profesor distinguido de Química y Bioquímica Kenneth N. Trueblood en la UCLA y uno de los autores del estudio. «No deberíamos tener reglas como estas, o si las tenemos, solo deberían existir con el recordatorio constante de que son pautas, no reglas. Destruye la creatividad cuando tenemos reglas que supuestamente no se pueden superar».

El laboratorio de Garg trató moléculas llamadas (pseudo) haluros de sililo con una fuente de fluoruro para inducir una reacción de eliminación que forma ABO. Debido a que los ABO son altamente inestables, incluyeron otra sustancia química que puede «atrapar» las moléculas ABO inestables y generar productos que se pueden aislar. La reacción resultante indicó que los ABO se pueden generar y atrapar para dar estructuras de valor práctico.

«Hay un gran impulso en la industria farmacéutica para desarrollar reacciones químicas que den estructuras tridimensionales como las nuestras, porque pueden usarse para descubrir nuevos medicamentos», dijo Garg. «Lo que demuestra este estudio es que, contrariamente a lo que se creía hace cien años, los químicos pueden fabricar y usar olefinas anti-Bredt para elaborar productos con valor agregado».

Sin embargo, aún falta para ver sus aplicaciones prácticas. Miquel Solà Puig, director e investigador del Instituto de Química Computacional y Catálisis de la Universidad de Girona, explica: «Este artículo muestra cómo crear moléculas que violan la regla de Bredt, lo que permite a los químicos encontrar formas prácticas de crearlas y usarlas en reacciones. Aun así, las moléculas anti-Bredt que consiguen sintetizar son altamente reactivas y no se pueden aislar y caracterizar, lo que demuestra que son moléculas altamente inestables. Sin embargo, los investigadores han conseguido demostrar su existencia haciéndolas reaccionar con otras moléculas. En este sentido, cien años después de su formulación, este trabajo demuestra que la regla de Bredt no es de aplicación general y abre una vía para la síntesis de alquenos altamente distorsionados que pueden tener una gran utilidad en la síntesis de estructuras moleculares de gran complejidad presentes en determinados fármacos».