Diferencia entre revisiones de «Química click»

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La química click o química clic es una filosofía química introducida por K. Barry Sharpless del Instituto de Investigación Scripps, en 2001^[1]^[2] y describe una operatoria química a medida para generar sustancias de forma rápida y fiable al unir pequeñas unidades entre sí. Se inspira en el hecho de que la naturaleza también genera sustancias al unir pequeñas unidades modulares.

La química click no es una reacción específica, sino que es un concepto que imita la naturaleza.

Características

Las reacciones en la química click deberían reunir (o sería deseable) las siguientes características:

ser modulares
ser de amplio alcance
dar un rendimiento químico muy alto
generar sólo subproductos inofensivos
ser estereoespecíficas
ser fisiológicamente estables
mostrar una gran fuerza termodinámica con una liberación de energía superior a 84 kJ/mol lo cual favorece que la reacción produzca un solo producto de la reacción. Una reacción exotérmica distinta hace que un reactivo "actúe como un resorte".
poseer una elevada economía de átomos.

El proceso debe reunir (o sería deseable) las siguientes características:

requerir condiciones simples de reacción
usar materiales de partida y reactivos fácilmente disponibles
no usar disolventes o utilizar un disolvente que sea benigno o que se elimine fácilmente (preferentemente agua)
proporcionar un aislamiento simple del producto por métodos no cromatográficas (cristalización o destilación).

Explicación

En los sistemas biológicos y bioquímicos, las proteínas están hechas de unidades repetidas de aminoácidos y los azúcares están hechos de unidades repetidas de monosacáridos. Las unidades de conexión están basados en enlaces carbono - heteroátomo C-X-C más que en enlaces carbono - carbono. Además, las enzimas permiten que los procesos químicos puedan superar grandes barreras de entalpía mediante una serie de reacciones cada una de las cuales solo requiere un pequeño gasto de energía. La imitación de la naturaleza en la síntesis orgánica es esencial para el descubrimiento de nuevos fármacos, dada la gran cantidad de estructuras posibles.

En 1996, W. C. Guida calculó el tamaño de la lista de posibles fármacos en 10⁶³ candidatos, basándose en la presunción de que un candidato tendría menos de 30 átomos distintos del hidrógeno, pesaría menos de 500 daltons, se compone de átomos de hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, fósforo, azufre, cloro y bromo, es estable a temperatura ambiente y también es estable frente al oxígeno y el agua^[3]. La química click en combinación con la química combinatoria, la selección de alto rendimiento y la construcción de librerías químicas acelera el descubrimiento de nuevos medicamentos convirtiendo cada reacción en una síntesis multietapa rápida, eficiente y predecible.

Muchos de los criterios de la química click son subjetivos y, aunque podrían acordarse criterios medibles y objetivos, es poco probable que cualquier reacción sea perfecta para cada situación y aplicación. Sin embargo, se han identificado varias reacciones que se ajusten al concepto mejor que otras:

La cicloadición 1,3-dipolar de Huisgen, en particular la variante paso a paso catalizada por Cu(I), y que es a menudo conocida simplemente como "la reacción en un clic".
Cicloadiciones tales como la reacción de Diels-Alder
Ejemplos de sustitución nucleófila sobre todo a pequeños anillos tensionados como los compuestos de epoxy y aziridina
Formación de urea de modo similar a la química delcarbonilo, pero no mediante reacciones del tipo aldol debido a la débil fuerza termodinámica conductora.
Reacciones de adición a dobles enlaces carbono-carbono como la dihidroxilación o los alquinos en la reacción tiol-ino.

Referencias

↑ H. C. Kolb, M. G. Finn and K. B. Sharpless (2001). «Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions». Angewandte Chemie International Edition 40 (11): 2004-2021. PMID 11433435. doi:10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5.
↑ R. A. Evans (2007). «The Rise of Azide–Alkyne 1,3-Dipolar 'Click' Cycloaddition and its Application to Polymer Science and Surface Modification». Australian Journal of Chemistry 60 (6): 384-395. doi:10.1071/CH06457.
↑ W.C. Guida et al. Med. Res. Rev. p 3 1996

Enlaces externos

En inglés

Sitio web sobre investigaciones de Karl Barry Sharpless con una lista de documentos de química click.
Química click: Breve revisión y documentos recientes
Field National Science Foundation: Feature "Going Live with Click Chemistry."
Chemical and Engineering News: Feature "In-Situ Click Chemistry."
Chemical and Engineering News: Feature "Copper-free Click Chemistry"
Metal-free click chemistry review
Click Chemistry - a Chem Soc Rev Número específico de esta revista resaltando las últimas aplicaciones de la química click, editada por M G Finn y Valery Fokin. Publicada por la Royal Society of Chemistry

[1] H. C. Kolb, M. G. Finn and K. B. Sharpless (2001). «Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions». Angewandte Chemie International Edition 40 (11): 2004-2021. PMID 11433435. doi:10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5.

[2] R. A. Evans (2007). «The Rise of Azide–Alkyne 1,3-Dipolar 'Click' Cycloaddition and its Application to Polymer Science and Surface Modification». Australian Journal of Chemistry 60 (6): 384-395. doi:10.1071/CH06457.

[3] W.C. Guida et al. Med. Res. Rev. p 3 1996

[1]

[2]

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 * usar materiales de partida y [[reactivo]]s fácilmente disponibles
 * no usar disolventes o utilizar un disolvente que sea benigno o que se elimine fácilmente (preferentemente agua)
-* proporcionar un aislamiento simple del producto por métodos no [[cromatografía|cromatográficas]] ([[cristalización]] o [[destilación]])
+* proporcionar un aislamiento simple del producto por métodos no [[cromatografía|cromatográficas]] ([[cristalización]] o [[destilación]]).
+== Explicación ==
+En los sistemas biológicos y [[bioquímica|bioquímico]]s, las [[proteína]]s están hechas de unidades repetidas de [[aminoácido]]s y los azúcares están hechos de unidades repetidas de [[monosacárido]]s. Las unidades de conexión están basados en [[Enlace químico|enlaces]] [[carbono]] - [[heteroátomo]] C-X-C más que en enlaces carbono - carbono. Además, las [[enzima]]s permiten que los procesos químicos puedan superar grandes barreras de [[entalpía]] mediante una serie de reacciones cada una de las cuales solo requiere un pequeño gasto de energía. La imitación de la naturaleza en la [[síntesis orgánica]] es esencial para el descubrimiento de nuevos fármacos, dada la gran cantidad de estructuras posibles.
+En 1996, W. C. Guida calculó el tamaño de la lista de posibles fármacos en 10<sup>63</sup> candidatos, basándose en la presunción de que un candidato tendría menos de 30 átomos distintos del hidrógeno, pesaría menos de 500 [[dalton]]s, se compone de [[átomo]]s de [[hidrógeno]], [[carbono]], [[nitrógeno]], [[oxígeno]], [[fósforo]], [[azufre]], [[cloro]] y [[bromo]], es estable a temperatura ambiente y también es estable frente al oxígeno y el agua<ref>W.C. Guida et al. Med. Res. Rev. p 3 1996</ref>. La química click en combinación con la [[química combinatoria]], la [[selección de alto rendimiento]] y la construcción de [[librería química|librerías químicas]] acelera el descubrimiento de nuevos medicamentos convirtiendo cada reacción en una [[síntesis multietapa]] rápida, eficiente y predecible.
+Muchos de los criterios de la química click son subjetivos y, aunque podrían acordarse criterios medibles y objetivos, es poco probable que cualquier reacción sea perfecta para cada situación y aplicación. Sin embargo, se han identificado varias reacciones que se ajusten al concepto mejor que otras:
+* La [[cicloadición 1,3-dipolar de Huisgen]], en particular la variante paso a paso catalizada por Cu(I), y que es a menudo conocida simplemente como "la reacción en un clic".
+* [[Cicloadición|Cicloadiciones]] tales como la [[reacción de Diels-Alder]]
+* Ejemplos de [[sustitución nucleófila]] sobre todo a pequeños anillos [[tensión (química)|tensionados]] como los compuestos de [[epoxy]] y [[aziridina]]
+* Formación de [[urea]] de modo similar a la química delcarbonilo, pero no mediante reacciones del tipo [[Reacción aldólica|aldol]] debido a la débil fuerza termodinámica conductora.
+* [[Reacciones de adición]] a [[doble enlace|dobles enlaces]] carbono-carbono como la [[dihidroxilación]] o los [[alquino]]s en la [[reacción tiol-ino]].
 == Referencias ==