3: Criterios de Selección de la Ruta Sintética

Una vez que se elige una Molécula Target para la síntesis, uno podría sentarse y dispensar varias rutas para su síntesis. ¿En qué criterios seleccionas un Target y cómo llegas a una ruta sintética? La respuesta depende del objetivo general de tu proyecto.

Para un químico de productos naturales, podría haber aislado y determinado la estructura de una nueva molécula. Es posible que necesite sintetizar la molécula para probar la estructura. Mientras se trabaja en la elucidación de estructuras, la ruta elegida para la síntesis debe establecer inequívocamente la parte de la estructura en la que se está trabajando. Cada paso se elige solo sobre esta estructura-criterio. Aquí la longitud de la ruta y el costo de los químicos no son importantes.

Una síntesis elegante (enantiopura) de alguna estructura compleja es el sueño de un académico que trabaja en el laboratorio universitario. A menudo le preocupa más desarrollar nuevas rutas, nuevas reacciones y nuevos principios mecanicistas. Su preocupación es desarrollar nuevos horizontes y dar una buena formación a los jóvenes químicos. Rara vez le preocupa el costo de su investigación. Tiene tiempo a sus órdenes y ojalá el dinero suficiente para perseguir su pasión. Se le juzga por la calidad (y cantidad) de sus publicaciones de investigación y la calidad de la formación que ha impartido a los alumnos. Tener un charol es una pluma añadida a su gorra.

Un químico farmacéutico y un químico de materiales están más interesados en desarrollar rutas sintéticas versátiles y rápidas para una molécula elegida. Sus esfuerzos están dirigidos a la síntesis de un gran número de moléculas estrechamente relacionadas, en poco tiempo. Tal químico está investigando Estudios de Estructura-Actividad, dirigidos a desarrollar nuevas moléculas de fármacos o moléculas con propiedades especiales. A menudo se le juzga por el número de moléculas tan activas que ha descubierto y las patentes que tiene en su nombre y no sólo por el número de nuevas moléculas sintetizadas por él o por la elegancia de la ruta sintética. Una publicación en su haber es una pluma añadida a su gorra. En sus esfuerzos, el costo y la eficiencia de las rutas sintéticas no son los criterios para la investigación. Considera que una vez que se descubre la 'molécula correcta', siempre se podrían generar rutas más eficientes en una fecha adecuada. Su arte está dirigido hacia el rápido descubrimiento de moléculas con las propiedades adecuadas.

Un químico industrial está más preocupado por el 'costo' de la síntesis de la molécula. Sus esfuerzos están orientados hacia el desarrollo de procedimientos sintéticos económicos, que incluyen no sólo el costo de los productos químicos sino también el costo del tratamiento de residuos, reciclaje y limpieza ambiental. Selecciona las moléculas en función de su valor económico (beneficio neto para su empresa). Debería estar preocupado por las reacciones y procedimientos ecológicos. En general, un químico de desarrollo en un laboratorio de I+D industrial analiza reacciones a gran escala (típicamente lotes de varios kilogramos), su reproducibilidad, seguridad y parámetros de costo. Su enfoque se centra en el valor comercial de su producto, la rentabilidad y las patentes.

Por lo tanto, la molécula diana y la ruta elegida dependen del sombrero que lleve el químico. Tenemos ejemplos de químicos increíbles que hacen malabares de manera eficiente con más de un sombrero al mismo tiempo. Nos quitamos nuestros proverbiales sombreros para esos químicos versátiles y multifacéticos. Esto se debe a que, para una operación eficiente, diferentes tareas exigen diferentes conjuntos de habilidades y uso de diferentes conjuntos de bases de datos. Sin embargo, la química subyacente es la misma en todas estas actividades. Por supuesto, ocasionalmente uno podría ser creativo, versátil y rentable al mismo tiempo. En las siguientes páginas examinaríamos los amplios principios que rigen el arte de las síntesis orgánicas. Ya hemos discutido algunas 'reglas' que rigen la síntesis. Ahora exploraríamos lineamientos que conciernen a la lógica de las síntesis orgánicas. Luego discutiríamos varias síntesis interesantes para ilustrar estos principios.