Investigan nuevas aplicaciones de la química heterocíclica
La química heterocíclica – ¡un área madura en su infancia!
Oliver Reiser
La Química está presente en todas partes. Sus progresos han representado avances culturales, económicos, sociales y tecnológicos de gran trascendencia para la humanidad, pues su presencia es constante en la vida cotidiana, dentro de diferentes ámbitos: alimentos, medicamentos, cosmética, materiales de construcción, plásticos, vacunas y potabilización del agua, entre muchos otros más.
Desde este contexto, el doctor José Guillermo Penieres Carrillo, investigador y docente de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán, encabeza la línea de investigación “Química Heterocíclica”, en la que también participan el doctor Fernando Ortega Jiménez, el químico José Guadalupe García Estrada y el QFB Luis Antonio Martínez Arellano.
En este proyecto además colaboran otras dependencias, como el Instituto de Química de la UNAM, a través de los doctores Cecilio Álvarez Toledano y José Guadalupe López Cortés, y la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, del Instituto Politécnico Nacional (IPN), con la doctora Luvia Enid Sánchez Torres.
Campos de estudio
De acuerdo con el doctor Penieres, su trabajo se fundamenta en la Química Orgánica, encargada de analizar los compuestos con átomos de carbono. Gracias a estos se conoce la composición química de los seres vivos y se comprenden las reacciones químicas de la naturaleza, pues en muchas de sus funciones están implicados pequeños anillos heterocíclicos (que forman parte de otras estructuras: ADN, ARN y los aminoácidos, entre otras), que son esenciales para la vida.
Aun cuando la química heterocíclica tiene más de 150 años de desarrollo, a diario surgen compuestos naturales y sintéticos que tienen como base un sistema heterocíclico, lo que multiplica el número de sus aplicaciones, como la creación de productos farmacéuticos: antihipertensivos, anticancerígenos, antidiabéticos, etcétera; de colorantes, pigmentos, plásticos, copolímeros, agroquímicos, aditivos, abrillantadores, antioxidantes e inhibidores de corrosión, entre otros.
Antecedentes
A partir de su tesis de licenciatura, el doctor Penieres empezó a trabajar en esta área, realizando un estudio químico de una planta silvestre, en el que aisló compuestos de estructura heterocíclica y, posteriormente, revisó reacciones sobre esos sistemas.
Por primera vez en el país, el universitario utilizó una arcilla bentonítica como catalizador para llevar a cabo reacciones de apertura de oxiranos contenidos en los metabolitos secundarios que logró aislar. De este modo, continuó experimentando con el uso de arcilla como medio de reacción, encontrando resultados muy llamativos que lo llevaron a trabajar con más compuestos de este tipo.
Actualmente, el grupo de trabajo desarrolla compuestos híbridos, sistemas unidos de manera covalente que presentan una actividad biológica importante, pero de manera independiente. Estos se logran unir al integrarles complementos de tipo heterocíclico.
Simultáneamente, realizan una evaluación farmacológica, puesto que han trabajado con compuestos antibacterianos: hongos y bacterias, y también con evaluaciones in vitro a nivel de líneas celulares de cáncer.
Por otra parte, el académico admite que intentan encajar en el contexto de la química verde, “que es una forma de trabajo experimental que genera menos residuos y que hace más eficientes las reacciones, ya que esta forma alternativa, por ejemplo, no sólo usa energía térmica sino que se vale de otras fuentes, como la del microondas, el infrarrojo y el ultrasonido”, afirmó.
De esta manera, asegura que, desde esta forma de trabajo, buscan evaluar los métodos para sintetizar compuestos que en algún momento puedan presentar alguna actividad biológica o farmacológica que sea útil para la cura de alguna enfermedad.
En este sentido, el también ganador del Premio Nacional de Química 2016, por la Sociedad Química de México en el área de Docencia, reconoce que hasta el momento sólo tienen logros de laboratorio, por estudios in vitro favorables.
“Es un proceso muy largo, seguiremos trabajando para lograr más, siempre estamos a la expectativa de encontrar resultados llamativos a ese nivel, para poderlos transportar a pruebas con seres vivos. Nunca perdemos de vista el objetivo de crear algo que sea de beneficio social”, expresó.
Logros
Una de las principales aportaciones de este grupo de investigadores es que, por primera vez, a nivel mundial, lograron reportar el acoplamiento simultáneo de la forma de energía de ultrasonido e infrarrojo para realizar transformaciones químicas.
Este hallazgo fue publicado en la revista “Journal of Mexican Chemical Society”, en 2019, con el nombre de Simultaneous infrared-ultrasound irradiation in organic synthesis: Acylation of amines, alcohols and amino alcohols.
“Se difundió como el primer informe relacionado con la aplicación de Simultaneous Infrared-Ultrasound Irradiation (SIUI) en reacciones de acetilación. Quisimos destacar que es una contribución mexicana y qué mejor que hacerlo en una reconocida publicación nacional”, mencionó.
Por todo esto, su principal objetivo es continuar trabajando bajo la filosofía de la química verde, puesto que en la actualidad la industria química es la más contaminante a nivel mundial. “Debemos poner nuestro granito de arena para demostrar que es posible laborar en ella sin crear tanta contaminación”, aseguró el docente.
Bajo esta premisa, los universitarios refrendan su compromiso con el país, desarrollando investigaciones de impacto social. “Se juntan dos áreas químicas que son benéficas para el ser humano, los animales, las plantas y la ecología en general: la química verde y la química heterocíclica. Por tanto, unidas pueden generar más y mejor conocimiento, además de aportes a la sociedad”, finalizó.
Martha Guadalupe Díaz López