Nuevo método de síntesis de pirrolidinas

Durante las últimas dos décadas, el rápido desarrollo de la catálisis asimétrica ha permitido la optimización de multitud de procesos químicos. Sin embargo, aún existen importantes limitaciones y margen de mejora, especialmente en lo que respecta a la utilización de 'sustratos difíciles', por ejemplo aquéllos que presentan gran complejidad estructural o baja reactividad.

En este contexto, la llamada reacción 'de cicloadición asimétrica 1,3-dipolar' con iluros de azometino, al transcurrir con formación de dos enlaces carbono-carbono, constituye un método muy práctico para la preparación de pirrolidinas quirales, motivo estructural presente en numerosos productos naturales y agentes terapéuticos.

En un reciente artículo, publicado en la revista Angewandte Chemie, investigadores pertenecientes al grupo de catálisis asimétrica y organometálica del departamento de Química Orgánica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con científicos de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), han desarrollado un nuevo procedimiento de cicloadición 1,3-dipolar catalítica asimétrica, aplicable a una clase de sustratos especialmente poco reactivos (los estirenos).

La clave del método desarrollado reside en la utilización de catalizadores quirales de cobre o plata que facilitan la reacción de cicloadición en condiciones suaves, con elevado control en la transferencia de la quiralidad y con una amplia tolerancia estructural. Esta metodología facilita así el acceso a nuevos tipos de pirrolidinas con alta pureza enantiomérica.

Moléculas quirales y productos enantiopuros

La quiralidad es la propiedad intrínseca de un objeto de no ser superponible con su imagen especular. Esta característica estructural de muchas moléculas orgánicas resulta muy importante, puesto que los procesos biológicos dependen de las restricciones que la quiralidad impone en el reconocimiento molecular. Esto explica, por ejemplo, el hecho de que las enzimas identifiquen una pareja de enantiómeros (compuestos que son imagen especular entre sí) como dos sustancias distintas, y que interaccionen con ellas de forma diferente. De hecho, en la actualidad la mayoría de los fármacos que llegan al mercado son quirales y se presentan como un único enantiómero (el que presenta la actividad farmacológica deseada).

La naturaleza, a lo largo del proceso de la evolución, ha perfeccionado la preparación de las moléculas quirales necesarias en los procesos biológicos. Sin embargo, los procesos convencionales de síntesis química proporcionan frecuentemente mezclas racémicas (la mezcla de ambos enantiómeros). Por esta razón, el desarrollo de métodos sintéticos eficaces que conduzcan a la obtención de un único enantiómero de la pareja es uno de los objetivos prioritarios de la síntesis orgánica actual.

Entre las diferentes estrategias para la obtención de productos enantiopuros, la catálisis asimétrica es una de las más potentes, donde un sustrato se transforma en un producto quiral en presencia de una cantidad mínima de un catalizador quiral (acelerador de la reacción). Esta eficiencia intrínseca en la generación de quiralidad se traduce en que la catálisis asimétrica sea perfectamente compatible con los principios de la 'química sostenible’, y en consecuencia, muy atractiva a nivel práctico.