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Bienal de Química: Síntesis Orgánica.

El resto del congreso asistí a conferencias y comunicaciones del simposio de Síntesis Orgánica. Debido a un cambio en el programa, sólo pude asistir al final de la conferencia invitada en el Simposio de Síntesis Orgánica de Shû Kobayashi, excelente químico de la Universidad de Tokyo, que seguro que tuvo gran nivel sobre nuevos catalizadores ácido/base y sus aplicaciones sintéticas. El resumen de la conferencia invitada se puede descargar aquí.

El simposio de Síntesis Orgánica continuó con la comunicación seleccionada de Juan I. Padrón (IPNA-CSIC, La Laguna), que explicó su investigación en síntesis orgánica encaminada a desarrollar metodología orientada a la química sostenible. Las transformaciones que expuso fueron reacciones tipo Prins catalizadas por sales de hierro, que actúan como ácido de Lewis y oxidantes. La metodología sirve para obtener heterociclos oxigenados y nitrogenados de tamaño medio (5-7 eslabones). Realiza estudios mecanísticos y aplicaciones a síntesis de productos naturales (coniina e isolaurepano). El resumen de la comunicación se puede descargar aquí.

La última sesión de la mañana y la primera de la tarde del simposio de Síntesis Orgánica estuvieron dedicadas a comunicaciones flash de temática muy variada:

  • Síntesis de triazoles por reacciones multicomponentes
  • Metátesis de azanorbornenos.
  • Síntesis de piridinas y de 5,6,7,8-tetrahidroisoquinolinas por reacciones multicomponentes
  • Reacciones de tosilhidrazonas catalizadas por metales de transición, principalmente complejos de Pd. En esta comunicación se describieron transformaciones muy interesantes de gran utilidad sintética, como la reacción de tosilhidrazona y ácidos borónicos, con formación enlace C-C con eliminación del gupo tosilhidrazona y ácido borónico (60-99% de rendimiento); alquilación reductora; y el acoplamiento regio y estereoselectivo de tosilhidrazona y arilborónico, que es una alternativa a la reacción de olefinación clásica.
  • Síntesis de madangaminas, alcaloides policíclicos con dos anillos macrocíclicos.
  • Síntesis de taxanos.
  • Reacciones de apertura de nitrocetonas bicíclicas para dar compuestos cíclicos de tamaño medio.
  • Síntesis de piridinas con actividad farmacológica. Investigación realizada la empresa JANSSEN.
  • Síntesis del alcaloide pumiliotoxin C. Una síntesis muy corta y versátil.

Me encargué de moderar la última sesión del Simposio de Síntesis Orgánica, que contó con una comunicación seleccionada y una conferencia invitada.

El Dr. Imanol Tellitu (Universidad del Pais Vasco, Bilbao) impartíó una comunicación sobre la aplicación de reactivos de yodo hipervalente para la preparación de diversos sistemas heterocíclicos. Una copia de la comunicación se puede descargar aquí.

La última conferencia invitada corrió a cargo del profesor Pedro Molina (Universidad de Murcia). El grupo de Molina tiene amplia experiencia en la síntesis de heterociclos. En los últimos años ha aplicado este conocimiento a la preparación de compuestos útiles como sensores. En la conferencia explicó la aplicación para detectar cationes (mercurio y plomo, principalmente) y aniones (entre ellos, fosfato). La detección es dual, electroquímica y fotoquímica, lo que hace que sea un método muy sensible y selectivo para detectar cationes y aniones con impacto medioambiental. Una copia del resumen de la conferencia se puede descargar aquí.

Aparte de moderar esta sesión, también presenté dos carteles de temática variada. Uno de ellos en el simposio de Didáctica e Historia de la Ciencia, sobre el uso de lo cotidiano, las noticias de prensa y la historia como herramientas didácticas en la enseñanza de la química. Una copia del resumen se puede descargar aquí. La otra comunicación, cuyo autor principal es Irene de Miguel y en la que también participa Enrique Mann, describe resultados de reacciones secuenciales para la síntesis de heterociclos polianulares. Una copia del resumen de esta comunicación se puede descargar aquí.

Durante los días 27 y 28 de julio se expuso la exposición Entre Moléculas en la sede del congreso. Esta exposición itinerante ha sido preparada en el CSIC y tiene un carácter divulgativo y educativo.

El congreso fue excelente, con un nivel científico muy alto, como lo prueba el nivel de los conferenciantes (con un Premio Nobel y cuatro de los 100 químicos más citados en la última década; esta información se puede consultar aquí). También hay que destacar la alta calidad de los conferenciantes invitados a las distintas sesiones científicas, muchos de los cuales serían conferenciantes plenarios en congresos internacionales de primer nivel. Mi único lamento es haberme perdido algunas conferencias, pues coincidían con otras u otros actos paralelos.

Desde aquí quiero felicitar y agradecer a los organizadores por el magnífico congreso, especialmente a Gregorio Asensio, presidente del Comité Organizador de la XXXIII Bienal de la Real Sociedad Española de Química.

Quiero disculparme por tardar tanto en enviar esta última crónica, pero he estado unos días en Inglaterra y he tenido acceso limitado a INTERNET. En un próximo post contaré mis impresiones sobre algunos museos, bibliotecas, librerías e instituciones científicas del Reino Unido.

 

Bernardo Herradón-G.

CSIC

herradon@iqog.csic.es

Bienal de Química: Síntesis orgánica, historia, glicobiología y ribosomas.

La tercera jornada de la XXXIII Reunión Bienal de la RSEQ fue muy intensa. Asistí a dos conferencias plenarias, dos conferencias invitadas, tres comunicaciones de póster seleccionados y a una sesión de presentaciones flash. Los temas fueron variados: metodológía sintética, moléculas complejas de quiralidad plana, interacciones carbohidrato-proteína, historia de la química y la toxicología, y ribosomas, RNA, proteínas y su significado biológico. Los resúmenes y mis impresiones se indican a continuación,

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Bienal de Química. Segunda entrega.

La sesión de tarde del  primer día de congreso también tuvo un alto nivel cientifico, siendo difícil elegir la ponencia a escuchar. Comentaré las charlas a las que pude asistir.

La Dra. Mª Ángeles Herranz es una joven investigadora del Departamento de Química Orgánica de la Universidad Complutense de Madrid que lleva un tiempo trabajando en nanoestructuras de carbono en el grupo liderado por el profesor Nazario Martín. La exposición de la Dra. Herranz se centró en la síntesis, caracterización estructural y propiedades (especialmente eléctricas) de fullerenos y nanotubos de carbono. Describió las propiedades de derivados de fullerenos (incluidos los endohédricos, distintos del clásico C60) que encapsulan átomos y sales de escandio y lantano. La derivatización de los fullerenos y los nanotubos se realizó con sistemas dadores de electrones como el tetratiofulveno (TTF). Resumen de la comunicación.

Dentro del mismo simposio de Materiales Moleculares y Nanociencia, la siguiente ponencia corrió a cargo de la Dra. Mª Jesús Vicent (del Centro de Investigación Príncipe Felipe de Valencia) que describió resultados de la investigación de su grupo en la que ciertos polímeros se conjugaron con moléculas farmacológicamente activas. Esta estrategia puede ser muy útil para tratar ciertas enferemedades, como por ejemplo, el cáncer, como presentó la ponente. Resumen de la presentación

El Dr. Rubén Martín (del Instituto Catalán de Investigaciones Químicas) recibió el Premio Lilly a investigadores jóvenes en Química Orgánica y áreas relacionadas; e impartió una charla sobre las aplicaciones de catalizadores organometálicos en las transformaciones selectivas de compuestos aromáticos a través de reacciones que hasta hace poco parecían imposibles; pero que la catálisis organometálica de metales de transición ha permitido realizar. Esta ponencia se presentó en el simposio de Catálisis. Resumen de la comunicación

La siguiente conferencia invitada del simposio de Catálisis fue impartida por el profesor Graham J. Hutching (Universidad de Cardiff) que expuso resultados de oxidación de monóxido de carbono (CO)  por oro (Au) sobre óxido de hierro, oxidación de alcohol bencílico por Au, paladio (Pd), y Au-Pd sobre dióxido de titanio (TiO2) y oxidaciones selectivas de tolueno. Resumen de la conferencia

La última conferencia que escuché fue de la Dra. Berta Gómez-Lor (Instituto de Ciencias de loa Materiales de Madrid, CSIC) en la que explicó las aplicaciones de los azatruxenos funcionalizados como materiales electrónicos orgánicos. Los truxenos son compuestos aromáticos polianulares que se pueden identificar como un  fullereno abierto y extendido (bidimensional). Los azatruxenos son derivados del carbazol y contienen un átomo de nitrógeno en el anillo pentagonal. Resumen de la conferencia.

No pude asistir a la conferencia plenaria del profesor Eugenio Coronado (Universidad de Valencia)  porque estaba invitado a asistir a la representación de “Oxígeno”, de lo que hablaré en un próximo post.

Bernardo Herradón-G

CSIC

herradon@iqig.csic.es

XXXIII Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Química. Primera crónica.

Ayer comenzó la XXXIII Reunión Bienal de la RSEQ, que se celebrará en Valencia hasta el próximo jueves 28 de julio. La reunión cuenta con la asistencia de alrededor de 700 participantes y un programa científico muy interesante con 5 ó 6 sesiones paralelas (dependiendo de las sesiones), en el que es difícil decidirse por alguna de las distintas opciones de los distintos simposiums, que constan de conferencias invitadas, comunicaciones orales (a partir de posters seleccionados) y comunicaciones “flash”.

La Bienal consistirá en 8 conferencias plenarias y las siguientes secciones: Catálisis (CAT), Materiales Moleculares y Nanociencia (MMN), Química Física (QF), Estructura y Reactividad (ER), Química Inorgánica y Estado Sólido (QIES), Síntesis (SIN), Química Organometálica (QOM), Química Biológica (QB), Didáctica e Historia (DH), Alimentos y Agroquímica (AA), Química Analítica (QA), e Ingeniería química (IQ).

En este y en los próximos post iré resumiendo de lo que he escuchado en las sesiones. Como es imposible estar en más de un sitio a la vez, lamento dejar fuera de estos comentarios a ponencias interesantísimas a las qu no he podido asistir. Si algún asistente a la Bienal quiere hacer crónica de lo que ha escuchado, este blog está abierto a sus comentarios.

En el siguiente enlace se puede descargar el programa. El resumen de las conferencias y comunicaciones se puede descargar de la web del congreso (es un documento demasiado grande para colgarlo aquí).

La conferencia plenaria inaugural ha corrido a cargo del Profesor John F. Hartwig, de la Universidad de Illinois. La conferencia ha sido espléndida. Los resultados descritos son muy interesantes, resolviendo problemas sintéticos con gran eficacia. Por otro lado hay que destacar la manera en la que el Profesor Hartwig presentó sus resultados, haciendo hincapie en el diseño de los procesos sintéticos, de gran valor didáctico y con numerosos detalles mecanísticos que sirven para racionalizar los resultados y realizar un diseño adecuado de los procesos sintéticos. Los resultados son realmente interesantes desde el punto de vista de la síntesis orgánica; logrando la funcionalización de compuestos alifáticos y aromáticos a través de reacciones de borilación o sililación de enlaces C-H; un objetivo sintético difícil de conseguir. Las reacciones son catalizadas por complejos de  Las reacciones además tienen quimioselectivas, regioselectivas (en el caso de los compuestos aromáticos, con selectividad complementaria a la de la reactividad tradicional) y, cuando es posible, también estereoselectiva. el método ha sido usado en síntesis total de varias moléculas complejas, incluidos productos naturales. Hartwig presentó diversos resultados sin publicar; siempre se agradecen estas primicias en un congreso. El resumen (del libro de resúmenes) de la conferencia de Hartwig se puede descargar aquí.

El profesor Dirk M. Guldi (Universidad de Erlangen) dio una conferencia invitada en el simposio de Materiales Moleculares y Nanociencia. Presentó los resultados de su investigación, cuyo objetivo es generar centros fotosintéticos artificiales. Para conseguirlo han usado porfirinas metálicas (principalmente de zinc) unidas covalentemente (a través de espaciadores) con una variedad de estructuras (fullerenos, ferrocenos, corrinas, etc.). Los resultados presentados prometen ser útiles en el diseño de compuestos orgánicos  con capacidad de convertir la luz en energía eléctrica. El resumen (del libro de resúmenes) de la conferencia de Guldi se puede descargar aquí.

La profesora Luisa De Cola (Universidad de Münster) presentó sus resultados recientes encaminados a obtener nanoestructuras a partir de zeolitas. Su grupo ha conseguido resultados muy interesantes siendo capaces de introducir moléculas fluorescentes en la cavidad de las zeolitas y modificar su superficie con anticuerpos. Han sido capaces de obtener monocapas de zeolitas usando la técnica de la “litografía suave” (soft litography) desarrollada por Whitesides.  Estas nanoestructuras tienen potenciales aplicaciones biomédicas. El resumen (del libro de resúmenes) de la conferencia de De Cola se puede descargar aquí.

La conferencia del profesor Luis Liz-Marzán (Universidad de Vigo, simposio de Química Física) también trató de la interacción entre la Química y la Nanociencia. Liz-Marzán describió resultados (algunos sin publicar) en los que se estudia el ensamblaje de nanopartículas (NPs) de oro principalmente. Hizo un repaso de los métodos descritos para lograr estos objetivos y las aplicaciones que pueden tener (nanosensores o convertidores de energía, entre ellos). Generan nanovarillas (melor llamarlos “nanorods”, NRs) que tienen respuesta óptica anisotrópica. Estas estructuras, que me parecen arquitectónicamente-estructuralmente muy bellas, se generan de diversas maneras y el grupo de Liz-Marzán las ha generado estabilizadas por surfactantes “gemini” (“gemelos”) o péptidos. El resumen (del libro de resúmenes) de la conferencia de Liz-Marzán se puede descargar aquí.

La última hora de la mañana de la primera jornada se dedicó a las presentaciones “flash” de los 5 simposios paralelos. Asistí a la de Catálisis, donde se presentaron resultados diversos, desde las aplicaciones en síntesis orgánica a industriales, pasando por el uso de zeolitas y MOFs (Metal Organic Frameworks).

Bernardo Herradón-G.

CSIC

herradon@iqog.csic.es

 

 

 

Síntesis Orgánica en el Año Internacional de la Química

La Fundación Lilly está celebrando su 19º simposium científico dedicado a la Síntesis Orgánica. El simposium es en San Lorenzo de El Escorial los días 14 y 15 de abril.

La síntesis orgánica es la parte de la química orgánica que tiene como objetivo la preparación de moléculas, naturales o no. Es, posiblemente, la vertiente más creativa de la química y la responsable de la descripción de la química como la ciencia que crea su propio objeto.

En grandes rasgos, la síntesis orgánica se puede dividir en dos áreas:

a) La síntesis dirigida a objetivo. Generalmente, productos naturales o análogos; aunque en los últimos tiempos, se está dedicando mucho esfuerzo a los compuestos químicos artificiales con propiedades tecnológicas (con estructuras diseñadas  para tener una función).

b) Desarrollo de métodos sintéticos. Lo que pretenden es profundizar en la reactividad química de los tipos de moléculas orgánicas. Se suele incidir, especialmente, en la selectividad del proceso; es decir, como se obtiene preferentemente un compuesto en una reacción química. A partir de la reactividad selectiva se establece la metodología sintética.

Muchas investigaciones  combinan ambas aproximaciones, desarrollándose métodos sintéticos que se aplican a objetivos concretos. El tema ya ha sido tratado en algunos artículos de este blog.

El simposium cuenta con la participación de destacados científicos como ponentes; algunos de  los más relevantes del área.

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Premio Nobel de Química 2010. Unas pinceladas sobre las reacciones catalizadas por paladio.

La Real Academia Sueca de Ciencias ha anunciado la concesión del Premio Nobel de Química a Richard F. Heck (1931, Profesor Emérito de la Universidad de Delaware), Ei-ichi Negishi (1935, Universidad de Purdue) y Akira Suzuki (1930, Profesor Emérito de la Universidad de Hokkaido). La concesión del premio se ha hecho por su contribución al desarrollo de métodos sintéticos catalizados por complejos de paladio, que han permitido la preparación de miles de compuestos orgánicos de estructuras variadas, útiles en todas las áreas en las que influye la Química: salud, alimentación, agricultura, tecnología, materiales, energía, etc…

Hech_Negishi_Suzuki

En el post de ayer, Bernardo Herradón citaba posibles ganadores del Premio Nobel de Química de este año. Entre ellos no cité a los galardonados de este año porque pensé que el Comité Nobel no iba a premiar investigaciones en metodología sintética promovida por complejos de metales de transición después de que el Premio Nobel de 2005 fuese concedido a investigadores trabajando en un área relacionada (la reacción de metátesis de olefinas, concedido a Chauvin, Grubbs y Schrock). Sin embargo, celebro mi equivocación, pues sin duda alguna Heck, Negishi y Suzuki lo merecían incluso muchos años antes. El galardón les llega cuando andan rondando los 80 años y se pueden considerar Premios Nobel tardíos, como comenté hace unos días en este blog.

Las reacciones de formacion de enlaces C-C catalizadas por paladio ocupan una posicion predominante en Química orgánica.  La reacción descubierta de manera independiente por Mirozoki y Heck a comienzo de los años 1970s, que posteriormenete desarrolló Heck, fue pionera y  abrió el camino a posteriores desarrollos. La reacción de Heck es el acoplamiento entre una olefina ( nucleófilo) y un electrófilo (generalmente un haluro poco reactivo en reacciones de sustitución nucleófila). Reacciones similares a esta son la de Stille, Sonogashira y Negishi que implican el uso de  organoestannanos, alquinos terminales, y organozincicos, respectivamente. Otra reacción útil desde el punto de vista sintético es la sustitucion nucleofila catalizada por paladio de compuestos alilicos, conocida como la reaccion de Tsuji-Trost. Un proceso análogo es la reaccion de Buchwald-Hartwig, que en su variante mas comun consiste en el acoplamiento de aminas secundarias con haluros de arilo. Muchas otras reacciones similares (Kumada, Hiyama, Ito, etc.) se han descrito en la bibliografía, pero no son tan versátiles como estas. Esquemas generales de estas reacciones se indican a continuación.

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Otro proceso fundamental catalizado por paladio es el conocido como reaccion de Suzuki, la cual consiste  en la formacion de enlaces carbono-carbono catalizada por paladio mediante el uso de organoboranos. La aplicacion mas extendida de esta reaccion consiste en la preparacion de biarilos y estructuras analogas las cuales son de gran importancia en areas como la preparacion de moleculas biologicamente activas o materiales conjugados con aplicaciones tecnologicas. Desde que fuera descrita por primera vez en el año 1979 por Suzuki esta reaccion ha estado sometida a un constante proceso de mejora enfocado a conseguir condiciones de reaccion cada vez mas suaves y tolerantes con el mayor numero de sustratos posibles. Estas mejoras se han centrado principalmente en el desrrollo de aditivos diseñados para actuar como ligandos y entre los que destacan los basados en fosfinas y mas recientemente carbenos heterociclicos. Asi, hoy en dia es posible llevar a cabo esta reaccion a temperatura ambiente incluso empleando los poco reactivos pero economicamente mas asequibles cloruros de arilo como electrofilos. En la figura siguiente se muestra la reacción general y algunas aplicaciones sintéticas.

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Una ampliación de este artículo se puede encontra aquí.

Enrique Mann (mann@iqog.csic.es) y Bernardo Herradón (herradon@iqog.csic.es)

IQOG-CSIC

Lo que los químicos piensan de su trabajo: Phil Baran y la síntesis total de productos naturales.


A veces, los científicos nos quejamos de que nuestro trabajo no se difunde adecuadamente. Este tema, que es importante, podrá ser objeto de un próximo artículo en este blog. Por otro lado, creo que es conveniente, especialmente para que sirva de inspiración y motivación a los más jóvenes, quec ientíficos destacados expliquen las razones de por qué eligen sus temas de investigación. Así, con este post, abro una sección sobre este asunto y le pediré a algunos colegas que expliquen la elección de su tema de investigación. Aprovecharé la ocasión para, si ha lugar, hacer algunas breves reflexiones sobre el tema y os recomendaré alguna lectura. Abrimos la sección con el Profesor Phil Baran, un brillante químico especializado en síntesis total de productos naturales.

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