Las moléculas orgánicas, aquellas basadas principalmente en el carbono, tienen formas y organizaciones específicas en sus átomos. Por ejemplo, los alquenos -un tipo de hidrocarburos- se caracterizan por tener dobles enlaces entre dos átomos de carbono.

Estos átomos y los que están unidos a ellos se sitúan normalmente en el mismo plano tridimensional y las moléculas que se desvían de esta geometría son poco comunes. Muy utilizados en ámbitos de investigación, como la industria farmacéutica, el conocimiento teórico de los alquenos esuna de las bases para el diseño y desarrollo de medicamentos.

Hasta ahora, esa teoría incluía la llamada regla de Bredt, que forma parte de los libros de texto desde 1924, y que establece que las moléculas no pueden tener un doble enlace carbono-carbono en la parte alta de puente de un sistema de anillos con puente, una posición que en química se conoce como cabeza de puente.

El doble enlace en estas estructuras tendría formas geométricas distorsionadas y retorcidas que se apartan de la geometría rígida de los alquenos. «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», explica 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.

«Hay 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 [aquellos en los que una serie de átomos de carbono están conectados para formar un lazo o anillo]».

Sin embargo, este jueves, químicos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) publican un estudio en el que describen cómo han logrado romper esa norma de la química orgánica, lo que podría abrir nuevas posibilidades a la investigación. De acuerdo con los autores del artículo, la regla de Bredt había limitado el tipo de moléculas sintéticas que los científicos pueden imaginar fabricar con ellas. De ahí la importancia del nuevo trabajo. Los autores muestran que es posible fabricar varios tipos de moléculas que infringen la regla, denominados alquenos anti-Bredt, lo que permite a los químicos encontrar nuevas formas prácticas de fabricarlas y utilizarlas en reacciones.

«Hasta ahora mucha gente no había explorado los alquenos anti-Bredt porque se pensaba que no era posible hacerlo», resume Neil Garg, uno de los autores del estudio de Science, catedrático de Química y Bioquímica en UCLA. «No deberíamos tener reglas así y, si las tenemos, sólo deberían existir con el recordatorio constante de que son directrices, no reglas absolutas. Porque destruye la creatividad cuando tenemos reglas que supuestamente no se pueden romper».

En concreto, el laboratorio de UCLA aplicó a unas moléculas llamadas pseudo-haluros de sililo una fuente de fluoruro para crear la reacción de eliminación que permite burlar la regla de Bredt. Como las moléculas resultantes son muy inestables, incluyeron otra sustancia química capaz de «atraparlas» y generar un producto que pudiera aislarse. La reacción resultante es lo que indicó que los anti-Bredt pueden generarse y atraparse para dar lugar a estructuras de valor práctico. «En la industria farmacéutica hay un gran impulso para desarrollar reacciones químicas que den lugar a estructuras tridimensionales como las nuestras, porque pueden servir para descubrir nuevos medicamentos», señala Garg. «Lo que demuestra este estudio es que, en contra de cien años de teoría, los químicos pueden fabricar y utilizar alquenos anti-Bredt para crear productos de valor añadido».

No obstante, las moléculas anti-Bredt que han conseguido sintetizar son altamente reactivas y no se pueden aislar y caracterizar, lo que demuestra que son moléculas inestables. «Los investigadores han conseguido demostrar su existencia haciéndolas reaccionar con otras moléculas», señala Miquel Solà Puig, director del Instituto de Química Computacional y Catálisis de la Universidad de Girona. «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», confirma el investigador.

Aceptar la regla de Bredt como absoluta significaba descartar la existencia de compuestos con determinadas disposiciones. «Lo que los autores del artículo demuestran es que este tipo de compuestos, incluso aquellos que están sometidos a una gran tensión, pueden existir el tiempo suficiente como para hacerlos reaccionar con otras sustancias», añade Miquel Solà Puig. «El trabajo, además de tener el potencial de modificar los libros de texto de química orgánica, va a permitir explorar nuevas reactividades. El alcance de esta publicación se verá en años venideros con el control que se pueda lograr de esta reacción y con los productos de interés que se puedan obtener a través de ella».

Fuente;https://www.elmundo.es/ciencia-y-salud/ciencia/2024/10/31/6723c330e9cf4a576d8b45ae.html