EL ADOLESCENTE DE LA QUÍMICA ORGÁNICA

Guillermo Cutillas Font

Todo ser humano que llega a su madurez tiene que pasar antes por una época oscura llamada adolescencia. Durante esos años se tiene una enorme energía aunque es prácticamente incontrolable, siendo imposible saber de qué forma va reaccionar ante cualquier estímulo.

            La Química Orgánica también tiene a su adolescente: los carbinos. Esta especie orgánica presenta tres electrones no enlazados: un par de electrones desapareados y un radical (Figura 1a).[1] Se trata de una especie muy reactiva, haciendo que su preparación y manipulación sea muy complicada. Debido a ello, el estudio de los carbinos es bastante reducido.

Figura 1

            Las primeras investigaciones se realizaron sobre complejos metálicos que albergaban carbinos, los cuales se descomponían liberando al medio de reacción carbinos libres. A pesar de ello, estas reacciones proporcionaban elevadas cantidades de productos no deseados, dando lugar a un rendimiento bajo.

            Para conseguir controlar a un adolescente es necesario imponer unas normas. Por ello, Wang et al.[2] como buenos padres restrictivos, han diseñado un compuesto con dos grupos enmascaradores que, tras ser irradiado con luz, uno de ellos se desprende para liberar un equivalente carbino, controlando de esta forma su reactividad. Si se continúa excitando el compuesto, este finalmente desprende el segundo grupo, y acaba reaccionando con el sustrato (Figura 1b). De esta forma, es posible crear tres nuevos enlaces en un único paso.

            Para mostrar el alcance de estos compuestos, Wang y sus colaboradores mostraron la transformación que sufre el isobutilbenceno con el mismo procedimiento. Así, se consigue crear un nuevo anillo, implicando la formación de dos enlaces C-C y un enlace C-H (Figura 2). Además, esta reacción se lleva a cabo en condiciones suaves y con una alta selectividad.

Figura 2

            Es posible controlar el proceso de desenmascaramiento modificando las condiciones de la reacción, para obtener de esta manera otro derivado orgánico muy interesante: diazoacetatos (Figura 3). Los diazoacetatos son importantes intermedios en rutas sintéticas, ya que permiten acceder a otros muchos grupos funcionales. Esta característica es de gran relevancia para la química farmacéutica.

Figura 3

            Sin embargo, como todo adolescente es inevitable que continúe haciendo ciertas trastadas, y por ello los carbinos no se comportan bien en cualquier situación. Por ejemplo, estos no son compatibles con grupos amino básicos, y la interacción con moléculas complejas junto con la presencia de grupos retiradores de electrones, reduce la selectividad de forma considerable.

            Es innegable que esta especie orgánica es capaz de acceder a diazocompuestos de una forma que no tiene precedentes, con una economía atómica y eficiencia a considerar. También presentan una capacidad de convertir moléculas sencillas en estructuras realmente complejas.

            Quien sabe si dentro de pocos años, profundizando en la investigación de los carbinos, se consigue que maduren finalmente y lleguen a mostrar todo el potencial que existe tras ellos.

[1] Beckwith, R. E. J. Reactive Carbon Species Tamed for Synthesis. Nature 2018, 554 (7690), 36-38. https://doi.org/10.1038/d41586-018-01308-7

[2] Wang, Z.; Herraiz, A. G.; del Hoyo, A. M.; Suero, M. G. Generating Carbyne Equivalents with Photoredox Catalysis. Nature 2018, 554 (7690), 86-91. https://doi.org/10.1038/nature25185