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En la búsqueda de moléculas bioactivas a partir de estructuras de amplia ocurrencia natural
Jorge L. Jios Unidad Laseisic-Plapimu (CIC-UNLP) y CEQUINOR, Dpto. de Química, Fac. Cs. Exactas, UNLP, Camino Centenario e/505 y 508, CP1897, La Plata; Argentina
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Aportes desde la Química
Química Orgánica Síntesis Química Espectroscopía
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Aportes desde la Química
Química orgánica como disciplina que explica los fundamentos de las estructuras orgánicas de biomoléculas y metabolitos presentes en los sistemas biológicos. Síntesis orgánica: Parte de la química que, apoyada en el conocimiento de la reactividad de las estructuras orgánicas, permite la construcción de moléculas nuevas a partir de otras conocidas (síntesis parcial) o a partir de reactivos más simples.
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Aportes desde la Química
Espectroscopía: Conjunto de herramientas analíticas instrumentales avanzadas que se emplean para la elucidación de estructuras orgánicas. Actualmente la gran mayoría de las técnicas son métodos espectroscópicos. Espectroscopía → especialización de la química. Protagonista central en la última etapa de la investigación en productos naturales (elucidación estructural del producto obtenido).
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Utilidad de la Química Orgánica
El conocimiento profundo permite: Interpretar más acabadamente como interaccionan las distintas moléculas en el entorno biológico. Elaborar predicciones de cómo un determinado sustrato orgánico puede llegar a interaccionar (relación estructura – bioactividad)
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Síntesis Orgánica El trabajo del químico de síntesis es más cercano a la imagen que la gente tiene del químico. Combinación entre destreza manual, arte y ciencia. Habilidad que permite programar la construcción de moléculas con determinada arquitectura (tamaño y forma molecular adecuada, cantidad y cualidad de grupos funcionales dentro de esa molécula, presencia o ausencia de determinados átomos o grupos de átomos, etc.). A partir de un determinado principio activo se puede realizar cambios en su estructura química modificando parcialmente las funciones químicas presentes → Nuevas moléculas con actividad biologica modificada.
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En la mayoría de las investigaciones/proyectos que involucran a químicos de síntesis, uno de los objetivos es la búsqueda de moléculas con bioactividad. En nuestro proyecto se prioriza y promueve la formación integral de recursos humanos, a partir de la perspectiva de la química en relación con otras disciplinas.
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Métodos espectroscópicos
. Parte fundamental de la síntesis orgánica. Caracterización de funciones químicas, porciones estructurales, grupos. Identidad de los compuestos obtenidos. Diferenciación entre isómeros y evaluación de conformaciones. Distintos métodos. Son complementarios Un espectro muestra toda la información sobre una molécula. El químico pueda extraerla de allí para armar el rompecabezas del esqueleto molecular (traducción de los datos obtenidos).
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Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (NMR)
La NMR es la técnica analítica más importante para la identificación y caracterización de estructuras orgánicas. Permite analizar con mucha sensibilidad el entorno químico de núcleos tan importante como H, C y P y también otros como N, O y S. Parte de nuestras actividades incluyen el dictado de un curso de posgrado “Bases en espectroscopía de RMN como herramienta de análisis estructural” El curso es abierto y han participado en el mismo graduados de varias disciplinas (químicos, ingenieros, biólogos, bioquímicos, farmacéuticos, agrónomos) → ¿Posibilidad de un aporte a este proyecto?
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Estudio de Compuestos Moleculares Simples y su Conexión a Nuevas Estructuras Orgánicas con Actividad Modificada R3 = -(CH2)n-NH2 n = 0, 1, 2 R2 ≠ -NH2 R4-NH2 R1-N=C=X X= O, S + R2 = sustit. R3 = -H R2 = -NH2 R3 ≠ -(CH2)nNH2
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Síntesis de CEU’s Alquil isocianatos (R-NCO) e isotiocianatos (R-NCS) se emplean para la producción de compuestos moleculares mayores. Cuando R= ClCH2CH2-, adicionan aminas (R’-NH2) y generan 2-cloroetil ureidos, CEUs (Chloro Ethyl Ureides). Los nitrosoureídos análogos se emplean como agentes metilantes en quimioterapia. En nuestro proyecto usamos aminas análogas de cromonas, que son compuestos de amplia ocurrencia natural. Por ejemplo la 6-amino-2-trifluorocromona
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Obtención de fluorocromonas
El heterociclo de benzopirano es común a flavonas y cromonas. La Kellina fue el primer derivado de cromona empleado como fármaco. El grupo trifluorometilo (–CF3) introduce fuertes cambios estereolectrónicos en la molécula, incrementa liposolubilidad y estabilidad metabólica. Fuerte carácter inductivo crea mayor reactividad hacia nucleófilos.
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Otras fluorocromonas en estudio
Es necesario estudiar los equilibrios tautoméricos para entender por que el derivado de uracilo pueda actuar como un heterociclo aromático → Aspectos de la química orgánica en moléculas biologicas.
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Reacciones en estudio ureidos aminoenonas
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Cooperación a través de Edunabio
Síntesis de nuevos heterociclos fluorados Lic. Robinson Hermosilla Espinosa, Centro de Estudio de Química Aplicada, Universidad de Granma, Cuba Synthesis and Study of New Analogues of Trifluoromethylchromones Prof. Dr. Dr. Peter Langer, Institute of Chemistry, Rostock University.
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Posibles acciones futuras
Proseguir colaboraciones ya iniciadas con el grupo del Dr. Torres Rodríguez (CEQA, Universidad de Granma) y el Dr. Langer (Rostock) con el propósito de desarrollar síntesis y estudio de compuestos potencialmente bioactivos y fortalecer la formación de recursos humanos en el área. Poner a disposición de los integrantes de EDUNABIO, equipos de última generación que próximamente ingresaran a nuestro centro de investigación. Espectrómetro ICP-Plasma (ICPE-9820, Shimadzu), con digestor de microondas para la detección de metales con alta sensibilidad. CG-MS (QP-2010 ULTRA, Shimadzu). Con muestreador automático, para la detección, y análisis cuali y cuantitativo de muestras orgánicas puras y mezclas
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