¿Por qué son azúcares D?
Cada aldohexosa tiene cuatro centros quirales (cuatro átomos de carbono unidos a cuatro grupos o sustituyentes diferentes) por lo tanto, se hace necesario utilizar un método fácil de escritura, como son las proyecciones de Fischer, para representar estas moléculas estereoisomeras (las aldohexosas son isómeros que tiene la misma fórmula molecular pero difieren en la orientación tridimensional de los grupos hidroxilos en el espacio). El método de Fischer se basa en la proyección de los átomos de carbono quirales en una superficie plana, como en una hoja de papel. Un átomo de carbono quiral se representa por dos líneas cruzadas, las líneas horizontales representan los enlaces que salen de la página y las líneas verticales representan enlaces que van hacia adentro de la página. La mayor parte de los azúcares que existen en la naturaleza tienen el grupo hidroxilo en el centro quiral inferior apuntando a la derecha. Todos los compuestos de este tipo son referidos como azúcares D. Sólo la D-glucosa, derivada del almidón y la celulosa, y la D-galactosa, derivada de resinas y pectinas frutales, se encuentran ampliamente distribuidas en la naturaleza. La D-manosa y la D-talosa también existen naturalmente, pero en menor abundancia. Las D-aldohexosas tienen formas moleculares enantioméricas (imágenes especulares no idénticas como la imagen en un espejo) y se denominan L-aldohexosas, pero no son muy comunes en la naturaleza.
Los D-azúcares raros
Los azúcares raros, como D -alosa, son muy demandados como materias primas químicas y componentes básicos en la industria farmacéutica, pero no se producen comúnmente en la naturaleza. A los químicos les ha resultado difícil obtenerlos. Pero recientemente, Alison Wendlandt y sus colegas del Instituto de Tecnología de Massachusetts han encontrado una manera directa de cambiar las estereoquímicas de azúcares comunes, convirtiéndolos en raros ( Nature 2020, DOI: 10.1038 / s41586-020-1937-1 ).
En el nuevo trabajo, publicado en 2020, Wendlandt y su equipo utilizaron un diodo emisor de luz azul, una amina, un fotocatalizador y un tiol para realizar reacciones de epimerización selectivas del sitio (variaciones en la configuración de los -OH y -H unidos a los átomos de carbono) con rendimientos del 63–88%, que son más altos que los de reacciones enzimáticas o métodos químicos anteriores.
La reacción ocurre a través de dos pasos en un recipiente de reacción. Primero, un radical amina formado por el fotocatalizador extrae un átomo de hidrógeno específico de la molécula de azúcar, y luego la cisteína tiol transfiere un nuevo átomo de H al mismo carbono en el azúcar pero en una posición estereoquímica diferente (se muestra). Los investigadores pueden romper un enlace C – H específico en azúcares comunes con este método. La base de esta selectividad no se comprende completamente, dice Wendlandt. Los métodos químicos anteriores requerían que los químicos agregaran grupos protectores en los enlaces CH a los que no estaban dirigidos para la epimerización. El nuevo método es más directo y ahorra tiempo y energía en la síntesis de estos azúcares raros.
Muchos químicos evitan el uso de azúcares raros porque son difíciles de acceder, pero esta química puede cambiar eso, dice Adriaan Minnaard , químico organometálico de la Universidad de Groningen. Este trabajo también abre una nueva plataforma sintética robusta que ayudará a dirigir más investigaciones, dice Núria López , química catalítica en el Instituto de Investigación Química de Cataluña.
-Krietsch Boerner, Leigh (2020) “Photocatalyst flips common sugars to rare ones”. C&EN. Visto el 31 de enero de 2020. Disponible en: https://cen.acs.org/synthesis/catalysis/Photocatalyst-flips-common-sugars-rare/98/i3
-McMurry, John (2012) "Química Orgánica. 8va Edición". Disponible en: https://drive.google.com/file/d/1Q7VFtvzy324RB5MyTNvMu-KfnLpmXM4e/view?usp=sharing
