Las moléculas orgánicas, compuestas principalmente de carbono, tienen estructuras tridimensionales bien definidas. Las olefinas, por ejemplo, son compuestos que poseen enlaces dobles entre dos átomos de carbono, formando generalmente una geometría plana. Sin embargo, esta regla de planitud no siempre se aplica, como muestran estas nuevas investigaciones.
Desde 1924, el "principio de Bredt" sostiene que un enlace doble carbono-carbono no puede existir en los puntos de unión de una molécula bicíclica, donde los ángulos están demasiado restringidos. Esta idea se consideraba inmutable, limitando los intentos de creación de nuevas moléculas.
Sin embargo, los investigadores de la UCLA han demostrado que estas limitaciones no son absolutas. Han logrado sintetizar moléculas llamadas olefinas anti-Bredt, contradiciendo así este viejo paradigma. Estas estructuras, aunque teóricamente inestables, pueden ser atrapadas para crear compuestos utilizables en química.
Neil Garg, químico responsable de este avance, critica estas "reglas inmutables", que según él frenan la creatividad de los científicos. Considera que un marco rígido en la química a veces puede impedir innovaciones cruciales, especialmente en farmacología.
En el laboratorio, el equipo utilizó compuestos sililados combinados con una fuente de fluoruro para inducir una reacción de eliminación. Este proceso permitió generar olefinas anti-Bredt. Una molécula auxiliar posteriormente estabilizó estas estructuras transitorias para extraer compuestos utilizables.
Átomos que violan la regla de Bredt en rojo.
Imagen Wikimedia
Su método ha suscitado un particular interés en la industria farmacéutica. Estas nuevas geometrías moleculares podrían, de hecho, servir para diseñar fármacos más eficaces, según Garg. El potencial de las olefinas anti-Bredt va más allá de su simple síntesis: abren la puerta a aplicaciones inesperadas.
La investigación ha involucrado a varios científicos, incluidos estudiantes y posdoctorales, así como al profesor Ken Houk, experto en química computacional. Su colaboración permitió comprender los mecanismos a escala molecular y confirmar su viabilidad práctica.
Con este descubrimiento, los investigadores llaman a revisar los manuales y abordar la química con más flexibilidad. El principio de Bredt, alguna vez considerado una verdad universal, podría pronto relegarse al rango de una simple directriz.
¿Qué es la regla de Bredt en la química orgánica?
La regla de Bredt, formulada en 1924, concierne a la estructura de las moléculas cíclicas. Estipula que un enlace doble carbono-carbono no puede formarse en el punto de unión (llamado "bridgehead") de una molécula bicíclica, cuando los ángulos alrededor de este enlace serían demasiado deformados.
Esta regla se basa en el hecho de que la geometría impuesta por el enlace doble sería inestable. Una restricción angular excesiva haría que estas moléculas fueran difíciles de sintetizar y, si existieran, serían muy reactivas o efímeras.
Investigaciones recientes han demostrado que es posible sintetizar compuestos que violan esta regla, llamados olefinas anti-Bredt. Estas nuevas moléculas abren perspectivas inéditas en la química, particularmente en el diseño de nuevos medicamentos.