Organocatálisis, una opción para hacer más eficientes las reacciones químicas sin dañar el ambiente

Eusebio Juaristi Cosío, Investigador Emérito del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados e integrante de la AMC. Imagen: Elizabeth Ruiz/AMC).

Zacatecas, zac.- Las moléculas son los componentes de la materia, y su estructura tridimensional, así como la orientación de los átomos que las conforman, tiene consecuencias en sus propiedades físicas y químicas. Entender esto es relevante para prever el camino que una gran variedad de reacciones químicas tomará, así como cuál es la conformación preferida de azúcares, polisacáridos y otras sustancias de interés biológico.

Eusebio Juaristi Cosío, Investigador Emérito del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, explicó que el análisis conformacional de la estructura tridimensional de las moléculas está relacionado con varias áreas, una de ellas es la organocatálisis, la cual busca reducir la energía requerida para una reacción química (proceso de transformación de una o más sustancias), a partir de pequeñas moléculas orgánicas y sin necesidad de utilizar metales contaminantes.

El objetivo es, básicamente, encontrar una molécula que a pesar de ser igual a otra en su composición (tipo y número de átomos) y conectividad (la manera en la cual sus átomos están enlazados), tenga distinto efecto según su acomodo tras, por ejemplo, una pequeña rotación alrededor de sus enlaces.

“En el caso de los procesos biológicos se suele considerar necesario utilizar biomoléculas grandes, como las enzimas, porque en el organismo son las encargadas de la catálisis. Sin embargo, la idea es usar moléculas pequeñas, tal es el caso de un residuo individual de aminoácido, en vez de una formada por miles de aminoácidos”, dijo el integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.

De esta manera, el trabajo del investigador se ha centrado, en años recientes, en mejorar la actividad de la prolina —uno de los aminoácidos de las proteínas de los seres vivos— mediante la preparación de derivados capaces de acelerar el desarrollo de diversas reacciones químicas, entre ellas las que permiten formar enlaces nuevos y con ello construir moléculas más grandes a partir de unas de menor tamaño.

El efecto anomérico

En lo que se refiere a las principales contribuciones de Eusebio Juaristi, en el campo del análisis conformacional, es reconocido a nivel mundial por identificar el efecto anomérico entre los elementos azufre, carbono y fósforo, en el cual la interacción se da entre segmentos de un heteroátomo (cualquier átomo diferente de carbono o hidrógeno en un compuesto orgánico), con un átomo de carbono y de un segundo heteroátomo.

Lo anterior da lugar a una preferencia conformacional inesperada en términos de su tamaño, porque, de acuerdo con la explicación más aceptada del efecto anomérico uno de los enlaces carbono-heteroátomo se hace fuerte, y el otro enlace carbono-heteroátomo se debilita.

Una consecuencia de esto es la sustitución del heteroátomo, unido al enlace más débil, por otro, lo cual puede ocurrir con cada enlace débil y dar lugar a una molécula de mayor tamaño en comparación a la inicial, mencionó el miembro de El Colegio Nacional y considerado uno de los líderes mundiales en el estudio del efecto anomérico.

Eusebio Juaristi es autor o coautor de 432 publicaciones y uno de los químicos latinoamericanos más citados, que además ha sido acreedor a diversos galardones, entre ellos el Premio Heberto Castillo de la Ciudad de México 2019 Por una Ciudad ConCiencia, en el área de ciencias exactas.

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