Nuevas rutas en el desarrollo de fármacos con luz visible: innovación en la química

MadridQuímicos de la Universidad de Michigan han descubierto una nueva forma de crear azetidinas utilizando luz visible. Las azetidinas son importantes en la fabricación de medicamentos debido a su estabilidad. El equipo, liderado por la química Corinna Schindler, publicó sus hallazgos en la revista Science. Este nuevo método es más seguro y sencillo que las técnicas anteriores.

Las azetidinas son estructuras químicas que contienen nitrógeno y se encuentran en alrededor del 60% de los medicamentos. Estas estructuras presentan anillos que incluyen al menos un átomo de nitrógeno. Las formas más comunes tienen cinco o seis átomos en el anillo. Sin embargo, estos anillos no son muy estables y pueden descomponerse en el cuerpo, reduciendo la efectividad del medicamento.

El equipo de Schindler propone utilizar azetidinas monocíclicas, que tienen una estructura estable de cuatro miembros. Sin embargo, la síntesis de azetidinas es complicada. Las reacciones principales involucradas no son versátiles o solo producen tipos específicos de azetidinas. Se necesitan diferentes tipos para la creación de diversos medicamentos.

Los investigadores emplearon un método de [2+2]-cicloadicción para sintetizar azetidinas monocíclicas. Este método requiere luz para excitar átomos o moléculas y así desencadenar la reacción. Utilizaron iminas acíclicas y alquenos como materiales de partida, los cuales son fáciles de modificar para obtener distintos productos.

Lo que hace especial su método:

• Utiliza luz visible, que es más segura que la luz ultravioleta
• Emplea un fotocatalizador para alcanzar el estado excitado
• Permite la variación de iminas y alquenos para obtener una diversidad de productos

Emily Wearing, la autora principal, explica que el uso de luz visible es más seguro y sencillo que utilizar luz ultravioleta. El nuevo método combina luz visible con iminas y alquenos específicos para mejorar la reacción. Este enfoque aprovecha la reacción de aza Paternò-Büchi para obtener los resultados deseados.

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El equipo colaboró con la investigadora de MIT Heather Kulik para realizar un análisis computacional. El laboratorio de Kulik descubrió que ciertos iminos y alquenos facilitan la reacción. Además, identificaron los factores que conducen a rendimientos elevados de azetidinas.

El estudiante de posgrado Seren Parikh y el investigador postdoctoral Yu-Cheng Yeh probaron el método y demostraron su eficacia con diversos compuestos de imina y alqueno. Lograron producir seis compuestos de azetidina relevantes biológicamente, incluyendo la unión de una azetidina a un derivado del estrógeno y la síntesis de análogos de la penaresidina B, tóxica para las células tumorales. Este experimento representa la primera síntesis total de penaresidina B mediante la cicloadición [2+2].

Comprender esta reacción facilita la creación de reacciones similares en el futuro. Schindler cree que este enfoque proporciona un plan claro para desarrollar nuevas reacciones. Ahora, los investigadores pueden obtener bloques de construcción que antes eran difíciles de encontrar.

El hallazgo ofrece un nuevo método más sencillo y seguro para fabricar azetidinas, cruciales en la elaboración de diversos medicamentos. Las compañías farmacéuticas podrán emplear esta técnica en la producción de diferentes tipos de fármacos.

El equipo de la Universidad de Michigan ha ideado un método más seguro utilizando luz visible para producir compuestos de azetidina estables. Su trabajo podría mejorar significativamente el desarrollo de medicamentos, haciéndolo más rápido y adaptable.