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Contrato de investigación en el IQOG-CSIC

La Fundación General CSIC lanza la primera convocatoria de su Programa ComFuturo, un programa de colaboración público-privada que tiene por objeto dar respuesta al desempleo de jóvenes científicos altamente cualificados, captando el mejor talento joven investigador y haciendo posible que desarrolle proyectos de alcance en Centros e Institutos del CSIC, con el apoyo económico de entidades privadas.

El Instituto de Química Orgánica General (IQOG-CSIC) ofrece la posibilidad de que jóvenes investigadores realicen su investigación en sus instalaciones. Más información en la siguiente imagen (se puede agrandar pulsando sobre ella).

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Bernardo Herradón (@QuimicaSociedad)

Efeméride del día: 150 años de la estructura del benceno

Hoy hace 150 años, que Kekulé presentó su propuesta de estructura del benceno en la Société Chimique de Paris, en sesión pública presidida por Louis Pasteur.

El artículo se publicó en el Bull. Soc. Chim. Paris 1865, 3, 98-110.

Una contribución clave en Química, especialmente en la Teoría Estructural de la Química Orgánica.

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Conmemoraciones químicas del 7 de septiembre: Kekulé y Cornforth.

Friedrich August Kekulé (1829-1896) nació el 7 de septiembre de 1829. Uno de los químicos orgánicos más influyentes de la segunda mitad del siglo XIX. Fue uno de los organizadores del congreso de Karlsruhe. Su papel fue fundamental en establecer los cimientos de la teoría estructural de la química orgánica, proponiendo la tetravalencia del carbono (simultáneamente a Couper) y la estructura del benceno (que se le ocurrió durante un sueño; uno de los más famosos de la historia de la ciencia).

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Hemos hablado de Kekulé en el 2º programa de EL NANOSCOPIO; el podcast se puede descargar aquí.

Kekulé es uno de los científicos destacados en la charla Los avances de la química a lo largo de la historia, que se impartió en el curso de divulgación Los avances de la química y su impacto en la sociedad.

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John W.  Conforth nació el 7 de septiembre de 1917. Hoy cumple 96 años. Recibió el Premio Nobel en 1975 (Química) por sus investigaciones en el mecanismo de las reacciones enzimáticas, especialemnte la estereoquímica (la disposición espacial de los átomos dentro de una molécula). La conferencia de aceptación del Premio Nobel se puede descargar aquí,Su investigación permitió determinar con detalle las reacciones de la biosíntesis de terpenos y esteroides, especialmente el colesterol. Por estas investigaciones, Cornforth debe ser considerado uno de los pioneros de la química bioorgánica.

Nacido en Australia, a los 22 años se traslada a Inglaterra para trabajar con Robert Robinson, Premio Nobel de Química en 1947, en la Universidad de Oxford, para realizar su tesis doctoral. Robinson ha sido uno de los químicos de productos naturales más influyentes de la primera mitad del siglo XX. Tras finalizar su tesis doctoral empieza a investigar en la química de la penicilina y, posteriormente, en las reacciones químicas implicadas en la biosíntesis de productos naturales. Ha trabajado en el Medical Research Council y en la Universidad de Sussex.

Fue galardonado con el Premio Nobel junto a  Vladimir Prelog (1906-1998), profesor en la ETH de Zürich, que lo recicbió por sus estudios fundamentales en estereoquímica.

Cornforth también ha sido galardonado con la Medalla Davy en 1968, uno de los máximos galardones de la Royal Society.

cornforth-sourceHa estado involucrado en el papel del científico como ciudadano. Se quedó completamente sordo a los 19 años (por enfermedad), lo que no le impidió investigar, incluso actualmente, a los 96 años, siendo profesor emérito en la universidad de Sussex. Una entrevista muy interesante a Cornforth se puede leer aquí.

Nota: Este post participa en el XXVII Carnaval de Química, que se aloja en este blog Educación Química

Bernardo Herradón
CSIC

Pildoras químicas: Emil Fischer (1852-1919)

9 de octubre de 1852. Nacimiento de Emil Fischer. Premio Nobel de Química en 1902 por sus investigaciones en moléculas de interés biológico: las purinas y los azúcares. Su investigación abarcó prácticamente todos los aspectos de la química orgánica de su tiempo, desde péptidos y proteínas a heterociclos, pasando por estereoquímica y síntesis orgánica. Se le puede considerar uno de los padres de la bioquímica por sus investigaciones en moléculas de interés biológico y su hipótesis (metafórica) de la llave y la cerradura para explicar la especificidad enzimática; lo que constituye la base del reconocimiento molecular. Durante la Primera Guerra Mundial fue el responsable de organizar la producción química alemana. Se suicidó el 15 de julio de 1919 posiblemente como consecuencia de la muerte de dos de sus hijos durante la guerra.

Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

Grandes químicos: William Henry Perkin

En este mes de marzo se ha celebrado el nacimiento de William Henry Perkin (12 de marzo de 1838 – 14 de julio de 1907). Sintetizó el primer colorante sintético (la mauveina o malva de Perkin). Perkin era un niño prodigio de la química. A los 15 años empezó a investigar con Hoffman en Londres. Cuando tenía 18 años, Hoffman le asignó la síntesis de la quinina, que es una sustancia química natural que se aisla de la corteza del árbol de la quina y que sirve para tratar la malaria. En aquella época había bastantes casos de malaria en Europa y se estableció un premio para el químico que lograse sintetizar quinina en el laboratorio. En esa época no se conocía la estructura de la quinina (bastante compleja), sino sólo su fórmula molecular, Hoffman y Perkin pensaron ingenuamente que se podía sintetizar por oxidación de anilina. Perkin era un entusiasta investigador; que, aparte de trabajar en el laboratorio de Hoffman, realizaba experimentos caseros (montó un laboratorio en su casa). Durante las vacaciones de la Semana Santa de 1856, Perkin realizó experimentos que no dieron lugar a la quinina; sino a una especie de alquitrán oscuro. Normalmente, cualquier químico tira ese residuo, pero Perkin se dio cuenta de que el color era persistente, los matraces no se conseguína limpiar y pensó que podía ser un colorante. Refinó los experimentos y ello dio lugar al primer colorante sintético y, lo que es más importante, promovió una investigación intensa sobre colorantes, tintas, pinturas, etc; que aún actualmente es una de las industrias químicas más potentes.

Disponer de colorantes sintéticos es una gran ventaja para la sociedad. Ya no tenemos que depender de fuentes naturales para su obtención. Las fuentes naturales frente a las sintéticas tienen varias ventajas: no se agotan, no dependen de la fuente de suministro, son más consistentes en calidad, son mas variadas en colores y son más baratas.

Por supuesto, Perkin no sintetizó quinina (hubo que esperar al año 1944, primera síntesis realizada por Woodward, Premio Nobel en 1965, y von Doering, fallecido en 2011) pero tuvo la mente lúcida para aprovechar resultados negativos de una investigación. Con la industria de los colorantes, Perkin se hizo rico muy joven y luego dedicó todos sus esfuerzos a ser uno de los químicos orgánicos más brillantes de la segunda mitad del siglo XIX; descubriendo, entre otras cosa, la reacción de Perkin.

Una excelente biografía de Perkin es Mauve, escrito por Simon Garfield.

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Bernardo Herradón García
CSIC
b.herradon@csic.es

La química de la bioquímica

El dossier científco de la última edición de la revista de la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular trata sobre las relaciones entre la química y la biología. El dossier científico, que he tenido el placer de editar, consta de una introducción (escrita por mí) y cuatro artículos excelentes escritos por José María Valpuesta (aspectos históricos), Enrique Mann (la química como herramienta en biomedicina), María Vallet (biomateriales) y Sonsoles Martín-Santamaría (la nueva disciplina emergente de la química biológica, Chemical Biology). Ha sido una buena oportunidad para destacar el papel de la química en el desarrollo de la biolquímica y áreas relaciondas; así como la sinergia entre la química y las ciencias de la vida en este Año Internacional de la Química.

Los artículos completos se pueden descargar en PDF. A continuación se muestran los resúmenes.

 

Bernardo Herradón-García

CSIC

herradon@iqog.csic.es

 

Importante Congreso sobre Estereoquímica

46th EUCHEM CONFERENCE ON STEREOCHEMISTRY: THE BÜRGENSTOCK CONFERENCE

Dra. Mª Paz Muñoz

 

Este año he tenido la inmensa suerte de poder asistir a la 46 edición de la Conferencia EUCHEM sobre Estereoquímica, más conocida con el nombre de la Conferencia Bürgenstock (http://www.stereochemistry-buergenstock.ch), con una de las 16 becas JSP (Junior Scientist Participation Program) otorgadas por el comité organizador. Bernardo me ha pedido que os cuente mi experiencia allí para dar más a conocer este fantástico congreso, y como ha sido tan positiva, he accedido a su petición, por supuesto con el consentimiento del presidente de este año.

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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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La Química en los medios de comunicación: el airbag

En la página web de RTVE “EL PORQUÉ DE LAS COSAS“, América Valenzuela explica el funcionamiento del airbag, que se basa en la descomposición de la azida sódica, un compuesto termodinámicamente estable, pero inestable cinéticamente (es decir,  reactivo en ciertas condiciones) cuando se calienta, golpea o presiona, generando nitrógeno. La reacción es exotérmica (desprende calor) y en ella se genera un gas (nitrógeno) a partir de un sólido (azida sódica), aumentando considerablemente el volumen.

Las reacciones en las que se generan calor y se aumenta el volumen son la base de los explosivos. En el caso del airbag, la cantidad de azida sódica es muy pequeña y el airbag está protegido por un material químico (un polímero), el Nylon, muy resistente a la tensión; por eso, la “explosión” de azida sódica no rompe la bolsa en la que está contenida. El Nylon es uno de las sustancias químicas imprescindibles en nuestras vidas, con miles de aplicaciones. El Nylon fue  sintetizado por primera vez por Wallace Carothers, uno de los más grandes genios de la Química del siglo XX.

Todos estos temas están siendo  tratados en la II edición del curso de divulgación “Los avances de la Química y su impacto en la sociedad“. A continuación hay algunas imágenes de las charlas del curso en los que tratamos los temas del airbag y el Nylon.

Airbag

Carothers

Nylon_1

Nylon_2

Bernardo Herradón

IQOG-CSIC

herradon@iqog.csic.es

The Way of Synthesis

The Way of Synthesis. Evolution of Design and Methods for Natural Products.

Tomás Hudlicky y Josephine W. Reed

Wiley-VCH, 2007

ISBN: 978-3-527-31444-7

Sitio web

WILEY-VCH WEINHEIM, GERMANY

Libro excepcional por uno (Hudlicky) de los mayores estudiosos de la filosofía, la planificación, la estrategia y la táctica de la síntesis orgánica. Recomendable como libro de texto para cursos de síntesis orgánica y de química orgánica avanzada.

Comentarios sobre las reacciones de Heck, Negishi y Suzuki. Premio Nobel de Química 2010.

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…

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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Bibliografía

1) Classics in Total Synthesis. II.  More Targets, Strategies, Methods. Nicolaou y Snyder, 2003.

2) Classics in Total Synthesis. Targets, Strategies, Methods. Nicolaou y Sorensen. 1996.

3) Portal de reacciones en Química Orgánica

4) Elements of Synthesis Planning. Hoffmann. 2009.

5) Synthesis of Biaryls. Cepanec. 2004.

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

IQOG-CSIC

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…

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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

La rapamicina y los avances científicos del año 2009


En diciembre solemos hacer balance de lo que ha sido el año. Las revistas científicas más prestigiosas hacen una selección de los avances científicos más relevantes con titulares muy significativos. La revista Science ha publicado The Breakthroughs of 2009 (edición del 18 de diciembre).

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