Un catalizador catalizado dinámicamente
La funcionalidad de los catalizadores sintéticos es limitada por complicaciones de control temporal de las concentraciones de catalizador. Bajo el marco del proyecto DYNACAT (Catalysis in dynamic molecular networks) un equipo de científicos investigó la utilidad de las redes moleculares dinámicas para mejorar el control respecto de los sistemas químicos sintéticos. Las redes moleculares dinámicas generalmente se utilizan para crear bibliotecas combinatorias dinámicas (DCL). Se trata de redes moleculares en las que los componentes de la red intercambian sistemáticamente elementos básicos por reacciones reversibles bajo condiciones termodinámicamente controladas. Al añadir una molécula, se desplaza este estado de equilibrio hacia la producción de compuestos de interés innovadores como los catalizadores o receptores. Un grupo de investigación utilizó una red molecular dinámica con el propósito de inducir la formación de catalizador a partir de sustratos ditiol de la reacción química, permitiendo el intercambio de disulfuro. DYNACAT diseñó sustratos de reacción nuevos pero más voluminosos para crear DCL de macrociclos asociadas al disulfuro a partir de estos elementos básicos de ditiol. El objetivo del estudio fue determinar si la actividad catalítica mejora proporcionalmente con el uso de elementos básicos idénticos (aunque con mayor volumen). Los estudios iniciales de modelización indican que el comportamiento de estos sustratos es idéntico al del sustrato inicial. Los investigadores estudiaron además DCL combinadas con diferentes elementos básicos de ditioles con el fin de mejorar las propiedades catalíticas de los sistemas químicos sintéticos, pero no obtuvieron resultados satisfactorios. Los intentos de controlar la catálisis añadiendo moléculas efectoras o lograr retroalimentación tampoco depararon buenos resultados. DYNACAT diseñó y produjo un sustrato para la cicloadición 1,3-dipolar intramolecular con resultados de modelización prometedores. También desarrollaron y estudiaron la utilidad de un ditiol aromático de estructura simple como elemento básico de una red molecular dinámica. Los resultados fueron interesantes en términos de la amplificación de macrociclos cuando se utilizan diferentes sales de amonio, aminas y poliaminas como modelos. En resumen, los estudios de DYNACAT proporcionaron nuevos conocimientos sobre las DCL en diferentes situaciones catalíticas mediante mecanismos de control como la retroalimentación observada mayoritariamente en sistemas biológicos. Estos resultados podrían aplicarse en campos como el reconocimiento molecular y la química supramolecular. Esto a su vez permitirá comprender los sistemas biológicos complejos.
Palabras clave
Catalizadores sintéticos, catálisis, redes moleculares dinámicas, bibliotecas combinatorias dinámicas, ditiol
