Programes de Recerca
Química i Farmacologia Molecular
Unitat de recerca en síntesi asimètrica
Antoni Riera
Cap de Grup
Professor (Organic Chemistry Dept. - UB)
Tel Oficina : +34 93 40 37093
Tel Lab : +34 93 403 70 96
correu-e : antoni.riera
irbbarcelona.org
Introducció
Les molècules quirals són les que no es poden superposar (no són idèntiques) a la seva imatge especular. Consegüentment, pot haver-hi dos isòmers diferents d’aquestes molècules, anomenades enantiòmers. Molts dels compostos associats a organismes vius són quirals, per exemple, les proteïnes, els enzims, el DNA, les hormones, etc. Per tant, els enantiòmers dels compostos acostumen a tenir una activitat biològica diferent. Com que un fàrmac ha de coincidir amb el receptor dins de la cèl·lula, sovint només ens interessa un dels enantiòmers. En determinats casos, l’altre enantiòmer pot resultar nociu.
La síntesi asimètrica és un mètode químic que produeix un únic enantiòmer del compost quiral amb una selectivitat molt elevada, servint-se de reactius o catalitzadors quirals. En una reacció catalítica asimètrica, s’utilitza un catalitzador quiral per produir grans quantitats d’un compost òpticament actiu a partir d’un precursor aquiral. La recerca d'aquest grup es dedica a la síntesi asimètrica de molècules biològicament actives. La indústria química està molt preocupada per l'eliminació de compostos innecessaris i per la ineficàcia i l’elevat cost dels processos químics. És per això que hi ha una gran demanda de mètodes de síntesi asimètrica que condueixen exclusivament a l'isòmer desitjat.
Camps d'Investigació
Com a tendència general, la nostra investigació es dedica a la síntesi de compostos biològicament actius, amb la intenció de desenvolupar metodologies amb les característiques següents: a) enantioselectives, que condueixin a un enantiòmer d’alta puresa òptica, b) basades en reaccions catalítiques asimètriques, i c) estereodivergents, amb intermediaris clau que puguin transformar-se en multitud de compostos o d’isòmers.
Línies de Recerca
1. Síntesi enantioselectiva d’aminoàcids i aminoalcohols
Hi ha fragments d’aminoalcohol en molts compostos naturals, com en azasucres, aminosucres, aminoàcids o esfingosines. En aquest grup es treballa en la síntesi enantioselectiva de totes aquestes famílies de compostos, i es desenvolupen aproximacions convergents, basades en l’obertura regioselectiva dels epòxids o sulfats, preparats mitjançant dihidroxilacions o epoxidacions asimètriques de Sharpless. La nostra aproximació també es basa en l’ús d’epòxids insaturats i de reaccions de metàtesi de tancament del cercle (RCM) per preparar compostos cíclics.
2. La reacció de Pauson-Khand
La reacció de Pauson-Khand (PKR) és una cicloaddició, promoguda o catalitzada per cobalt, entre un alquè i un alquí amb la inserció d’una molècula de monòxid de carboni que condueix a una ciclopentenona. Durant els últims anys, el grup ha desenvolupat mètodes eficients de PKR asimètrica per mitjà de lligands quirals (P,S)-bidentats. El repte és fer la reacció amb quantitats catalítiques tant del lligand com del metall. Actualment estem dissenyant nous lligands per a la versió catalítica de la PKR asimètrica intermolecular.
3. Síntesi dels compostos d’anell de cinc membres
Les prostaglandines ofereixen una àmplia varietat de funcions i activitats biològiques. Alguns dels fàrmacs desenvolupats darrerament són anàlegs sintètics de les prostaglandines. Els fitoprostans no són tan coneguts però, en els últims anys, ha augmentat considerablement l’interès per la seva activitat biològica. Tots aquests compostos tenen en comú un anell de ciclopentenona o d’hidroxiciclopentenona. Aquestes característiques estructurals els converteixen en substrats ideals per a ser sintetitzats per una reacció de Pauson-Khand. En el nostre grup, i en col·laboració amb el professor P. Evans (Trinity College, Dublín), hem transformat l’adducte de Pauson-Khand entre el trimetilsililacetilè i el norbornadiè en diversos dehidroisoprostans (dPPJ1). Actualment treballem en la transformació dels adductes de Pauson–Khand en prostaglandines i fitoprostans.
4. Síntesi dels inhibidors específics de la beta-catenina
La progressiva acumulació de la beta-catenina nuclear, que desregula la proliferació, diferenciació i migració cel·lulars, s’ha descrit com a esdeveniment inicial per al desenvolupament de tumors de còlon. Més enllà del seu paper estructural en les juntes epitelials, la beta-catenina és coneguda com a activadora de la transcripció de gens per mitjà de TCF-4 que és necessària per a la proliferació de cèl·lules. La nostra hipòtesi és que la progressió tumoral pot suspendre’s si es bloqueja la transcripció aberrant que transporta la beta-catenina. El nostre objectiu principal consisteix en la identificació de petites molècules que bloquegin específicament la transcripció de la beta-catenina, que és essencial per al desenvolupament del tumor. Consegüentment, aquestes molècules serien potencialment actives en el tractament del tumor de còlon.
5. Catàlisi asimètrica
L’organocatàlisi és l’acceleració d’una reacció química per mitjà d’una quantitat subestequiomètrica d’una molècula orgànica que no conté metall. En aquest aspecte, els catalitzadors més importants són les imidazolidinones i la prolina mateixa. El nostre projecte es fonamenta en la preparació de nous esquelets i catalitzadors que poden emprar-se en reaccions organocatalítiques. En aquest camp, treballem en la preparació d’anàlegs de prolina per l’aminocatàlisi i de cetones quirals dissenyades específicament per a reaccions d’oxidació amb dioxirà.
Finançament
Aquest grup de recerca rep finançament de les institucions següents:
- DIGI - Dirección General de Investigación, Ministerio de Educación y Ciencia
- Fundació La Marató de TV3
RSS
facebook
YouTube
