Pensándolo bien...

Está meridianamente claro que la técnica médica, que es la que desempeñan en las atenciones los profesionales de la salud, asume e integra resultados de investigación de muchas áreas científicas que abordan las cuestiones de interés, que pretenden resolver los problemas que plantea el ámbito de la salud. Las Ciencias Básicas aportan ese sustrato que requiere el problema médico ya que, para administrar las soluciones, se requiere primero la investigación, después el ensayo y posteriormente la producción, cuando se trata de fármacos y en todo caso la investigación básica capaz de encontrar las soluciones para que posteriormente se puedan aplicar.

Una de las áreas más activas es la búsqueda de agentes activos en medicina, constituidas por moléculas cuyos átomos se configuran como anillos que confieren propiedades singulares, como la estabilidad de los productos de reacción, al tiempo que los grupos funcionales. Hoy son protagonistas, casi de forma permanente, las moléculas en forma de anillo como agentes activos y de eficacia destacable en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, infecciosas o tumorales.

Un grupo de investigación de la Universidad de Münster, en la alemana Renania Westfalia, ha publicado un procedimiento de síntesis que genera nuevos anillos moleculares de pequeño tamaño, que tienen muchas dificultades en su preparación por resultar sumamente sensibles a la energía que hay que suministrar para que el proceso de síntesis tenga lugar. Una dificultad añadida deriva de que la energía debe liberarse a los productos de reacción y no a los reactantes de la misma, al ser sensibles al calor. La estrategia que se ha puesto a punto consiste en el empleo de la luz visible, como fuente de energía, que resulta económica, pero es el factor que activa al fotocatalizador que facilita la reacción.

La denominación de catalizador conlleva facilitar energéticamente la reacción, que en su ausencia no transcurre y gracias a su presencia se rebaja la barrera a superar por los productos de reacción, que hay que activar para lograr que la reacción tenga lugar. En el caso de un fotocatalizador, se trata de un compuesto molecular capaz de absorber la luz, en este caso, y transferir la energía que conlleva a los reaccionantes, de forma que se consiga que la reacción tenga lugar e incluso dirigir, como ocurre con todos los catalizadores efectivos, las reacciones que tendrán lugar, evitando las secundarias no deseadas. En suma, se emplea la luz de forma selectiva para lograr la obtención de sistemas de anillos de pequeño tamaño.

Los anillos moleculares son clave en las drogas y productos farmacéuticos así como en los productos naturales y han mostrado una elevada prevalencia, en mas del 95% de las drogas del mercado. Los anillos aromáticos bidimensionales como el benceno o la piridina figuran entre las estructuras mas populares. En cambio, los anillos tridimensionales de entre 3 y 6 miembros están siendo cada vez mas populares para la obtención de nuevas drogas, con una facilidad derivada de su bajo peso molecular, con lo que se mejora la solubilidad y el perfil fisicoquímico. Los híbridos de dos y tres dimensiones, presentan unas propiedades singulares en el ámbito de la química médica. Una de las moléculas de este tipo, como la vaneridina, está basada en una fusión híbrida bi y tridimensional formando un anillo 6-6-5-6 que ha tenido mucha utilidad en el tratamiento de la adicción al tabaco y otros compuestos de fusión bi-tridimensional incluyendo anillos 6-5-3, se emplean en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2. En muchos ensayos pre y clínicos se emplean compuestos de este tipo. Las reacciones para obtener estos compuestos son complejas y de rendimientos poco atractivos.

Los procesos de síntesis usuales son las reacciones de cicloadición. Por ejemplo, la cicloadición de dienos 1,3 con alquenos, es capaz de generar varios anillos de mucho interés y ahora se introducen los anillos aromáticos como reactantes, con la ayuda de la luz visible a los procesos de transferencia de energía. Uno de los mecanismos propuestos incluye los anillos carboxílicos de la quinoleina, para acoplar alquenos bajo condiciones de transferencia de energía. Son procesos endergónicos (energía libre positiva) con lo que se incrementa la entalpia y se produce la vinilpiridina como reactivo intermedio, que puede sufrir reacciones de cicloadición o reagrupamiento posteriormente, mediante transferencia de energía dando lugar a sistemas en forma de anillo, con carbonos sp³. Pese a que el proceso global está muy estudiado y demostrado que es común en la síntesis de productos naturales, las variantes intermoleculares se han estudiado relativamente poco en el ámbito de la síntesis y resulta que ofrece una mejor estereoseletividad, como apunta Jiajia Ma en la publicación reciente en Nature Catalysis, sugiriendo que los anillos de 3 a 6 miembros en 3D, se podrían obtener con un disparo de luz y las transformaciones en cascada devenidas, obteniendo productos farmacéuticos relevantes. Los cálculos teóricos llevados a cabo con la teoría del funcional de la densidad corroboran que está especialmente indicado el fotocatalizador de iridio para diversificar los anillos a obtener. Se trata de una estrategia de síntesis en la que se hace jugar un papel central a la intermediación de la transferencia de energía, afectando a la reactividad y selectividad de los productos. Todo un logro el ingenioso procedimiento. Esperamos resultados de interés en el futuro inmediato.