El estudio de los compuestos de carbono comprende varias facetas de las que las más importantes son:
Técnicas de Elucidación Estructural
Mecanismos de Reacción
Diseño de métodos eficientes de moléculas complejas
Desarrollo industrial, biológico, médico, tecnológico...
Los químicos han descubierto la primera prueba de la intermediación de un átomo de hierro de valencia alta, no de tipo hemo, en el mecanismo molecular de acción de la artemisina (J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5885). Esta molécula es reducida por el parásito de la malaria, rico en hierro, para formar un radical libre citotóxico y otros intermedios electrófilos. El Prof. Posner y sus colaboradores, de la Universidad Johns Hopkins, proponen un mecanismo para explicar cómo trabaja esta droga, en el que la especie Fe(IV)=O parece estar implicada.
Los químicos de la Universidad de Louisiana han sintetizado un "semifutbolereno" (C30H12) que representa la mitad exacta de la estructura carbonada del futbolereno C60 (J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6410). Es concebible, por tanto, que dos de aquellas moléculas puedan "coserse" para formar el balón completo. La estrategia de síntesis empleada por el Prof. Rabideau es la pirólisis instantánea (flash pyrolysis). El compuesto se obtiene como una pareja de enantiómeros.
Los científicos del Instituto Sloan-Kettering para la investigación sobre el cancer (Nueva York) y de la Universidad de Columbia han realizado la síntesis total de la gipsetina (J. Am. Chem. Soc., 1995, 117, 7025), producto natural del hongo Nannizzia gypsea, que puede prevenir la formación de placas de colesterol en las arterias. El grupo dirigido por el Prof. Danishefsky (U. Columbia) utilizó un plan de síntesis convergente, usando dos derivados de triptófano para construir el núcleo heterocíclico central. El rendimiento global fue del 40%.
Desde hace algunos años, la producción en el laboratorio de una nueva generación de carbenos singlete muy estables (moléculas que contienen un carbono divalente con dos electrones desapareados de spin diferente) es relativamente frecuente. Sin embargo, los carbenos triplete, en los que los electrones desapareados tienen spines paralelos, son mucho más difíciles de producir. A pesar de ello, los químicos japoneses Tomioka, Takui y Itoh han preparado el carbeno triplete (2,2’,4,4’,6,6’-hexabromodifenildiazo-metano) de más larga vida (varios segundos en disolución) hasta el momento (J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6376).
La (+)-pancratistatina inhibe el crecimiento tumoral en el cáncer de ovario y en la leucemia, pero sólo se había descrito hasta el momento una síntesis del compuesto racémico. El grupo de investigación del prof. Hudlicky (Instituto Politécnico de Virginia) ha desarrollado una síntesis en 13 pasos con un rendimiento global del 2%.
Haciendo pruebas a más de 50.000 productos de la colección de productos sintéticos y naturales de la empresa Merk, los investigadores de la empresa farmaceútica han descubierto una molécula pequeña que rebaja los niveles de glucosa en sangre de ratones de laboratorio. El compuesto parece que imita la función de la insulina, pero al contrario que la hormona polipeptídica, no es destruída por los enzimas gástricos por lo que podría suministrarse a diabéticos por via horal, evitando los fastidiosos pinchazos. (Science, 1999, 284, 974).
La poderosa empresa química multinacional Du-Pont está construyendo un gran complejo químico en Asturias. La construcción de la factoría se está llevando a cabo con las últimas tecnologías, pero con un gran respeto al entorno mediambiental. Mientras que Du-Pont produce varias toneladas-año de los polímeros y fibras textiles sintéticas de última generación, está llevando a cabo en los valles circundantes la tan necesitada sustitución del eucalipto, importado de Australia, por especies vegetales autóctonas que recuperarán el equilibrio ecológico de la zona.
La reacción de Strecker se utiliza ampliamente para la preparación de derivados de alfa-aminoacidos. Las variantes enantioselectivas de esta reacción han sido el objetivo de muchas investigaciones en síntesis asimétrica, incluyendo la que se lleva a cabo en el laboratorio de la Universidad de Harvard del profesor Eric. N. Jacobsen. Su grupo de investigación ha demostrado que el compuesto mostrado (X=O; R=C6H5) puede catalizar la reacción de Strecker asimétrica en disolución para una variedad amplia de iminas aromáticas y alifáticas (Angew. Chem. Int. Ed., 2000, 39, 1279). Para muchos sustratos, los excesos enantioméricos logrados superan el 90%. Un análogo unido a una resina (X=S; R=poliestireno) rinde excesos enantioméricos algo menores pero el catalizador puede reciclarse hasta 10 veces sin pérdida de actividad o enantioselectividad.
