Nuevo modo de transferir quiralidad entre moléculas a escala nanomérica.

Esta propiedad es la quiralidad, una característica de la materia que juega con la simetría de las estructuras biológicas a diferentes escalas, desde la molécula del ADN hasta los tejidos del músculo cardíaco. Ahora, un nuevo estudio revela un mecanismo que permite transferir la quiralidad entre moléculas en el mundo de la nanoescala. 

Quiralidad: de las partículas fundamentales a las biomoléculas

La quiralidad es una propiedad intrínseca de la materia que determina la actividad biológica de las biomoléculas. «La naturaleza es asimétrica, es decir, hay una banda derecha y una izquierda y se pueden distinguir entre sí. Los sistemas vivos, integrados por moléculas homoquirales , son entornos quirales que pueden reconocer y responder de una manera diferente a las especies enantioméricas. Además, pueden controlar fácilmente el signo quiral en procesos bioquímicos que dan lugar a transformaciones estereoespecíficas». 

¿Cómo obtener moléculas quirales mediante reacciones químicas?

El control de la quiralidad es decisivo en la fabricación de fármacos, pesticidas, aromas, sabores y otros compuestos químicos. «Por tanto, los químicos deben ser capaces de sintetizar compuestos como enantiómeros únicos a través de un proceso conocido como síntesis asimétrica», apunta Puigmartí-Luis. Existen diversas estrategias para controlar el signo de quiralidad en los procesos químicos. Por ejemplo, utilizar compuestos enantioméricamente puros de origen natural como precursores o reactivos que pueden convertirse en un compuesto de interés tras una serie de modificaciones químicas. La resolución quiral es otra opción que permite separar enantiómeros usando un agente de resolución enantioméricamente puro, y así recuperar finalmente los compuestos de interés como enantiómeros puros. « La piscina quiral es la fuente más abundante de compuestos enantiopuros, pero normalmente solo hay un enantiómero disponible. El método del auxiliar quiral puede ofrecer altos excesos enantioméricos, pero exige fases sintéticas adicionales para añadir y eliminar el compuesto auxiliar, así como pasos de purificación. En última instancia, estos compuestos derivan directa o indirectamente de fuentes naturales». 

Controlar el signo de quiralidad a través de la dinámica de fluidos

El nuevo estudio ha permitido describir cómo se puede controlar el signo de quiralidad de un proceso químico de autoensamblaje a escala nanométrica modulando la geometría de un reactor helicoidal a nivel macroscópico, un descubrimiento sin precedentes en la bibliografía científica sobre este tema. Así pues, la quiralidad se transfiere de arriba a abajo, a partir de la manipulación del tubo helicoidal hasta la escala molecular, mediante la interacción de la hidrodinámica de los flujos secundarios asimétricos y el control espaciotemporal preciso de los gradientes de concentración de reactivos. «Para que esto funcione, es fundamental entender y caracterizar los fenómenos de transporte que se producen dentro del reactor, es decir, la dinámica de fluidos y el transporte de masas, que determinan la formación de frentes de concentración de reactivos y el posicionamiento de la zona de reacción en regiones de quiralidad específica», apunta Puigmartí-Luis. Basado en el control del flujo de fluidos y el transporte de masa, este mecanismo de transferencia de quiralidad permite, en última instancia, controlar la enantioselección en función de la quiralidad macroscópica del reactor helicoidal, la manipulación de cuya hélice determina el sentido de la enantioselección.

Este articulo me ha parecido interesante y guarda relación con el Tema 9: La Química del Carboni. 

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