14.1: Preludio a las reacciones electrofílicas

Introducción

Linnda Caporael probablemente debería haber prestado un poco más de atención a los requisitos de graduación en su catálogo universitario. Al revisar la lista de verificación de graduación durante su último año, descubrió para su consternación que aún necesitaba cumplir con un requisito de ciencias sociales, por lo que rápidamente se inscribió en un curso de Historia Americana. Fue una decisión que con el tiempo la llevaría a crear un artículo en una prestigiosa revista científica, aparecer en una historia de primera plana en el New York Times y cambiar nuestra comprensión de uno de los episodios más intrigantes -e inquietantes- de la historia estadounidense.

La profesora Caporael (Linnda pasó a ser profesora de Psicología del Comportamiento en el Instituto Politécnico Rensselaer) relató su historia en un episodio de la serie documental de PBS Secrets of the Dead. A principios del semestre, aprendió que como parte de su curso de historia se le requeriría completar un trabajo de investigación sobre un tema de su elección. Recientemente había visto una actuación de The Crucible, la obra clásica de Arthur Miller sobre los juicios de brujas de Salem, y decidió hacer su investigación sobre Anne Putnam, una de las jóvenes de Salem que acusó a varias mujeres del pueblo de hechizarlas. Los síntomas de 'hechizos' que afligieron a las niñas fueron realmente aterradores: paliza y convulsiones, visiones de serpientes y bestias feroces, una repentina incapacidad para hablar, y una sensación de que las hormigas se arrastraban bajo su piel.

Estos niños fueron mordidos y pellizcados por agentes invisibles: sus brazos, cuellos y espaldas giraban de esta manera y de esa manera, y regresaban de nuevo, así como estaba, imposible que ellos hicieran de sí mismos, y más allá del poder de cualquier ataque epiléptico, o enfermedad natural para efectuar. A veces se los sacaban mudos, se les caía la boca, se les ahogaba la garganta, sus extremidades retorcidas y atormentadas.

(De “Una modesta investigación sobre la naturaleza de la brujería” (1702) del reverendo John Hale. http://historyofmassachusetts.org/betty-parris-first-afflicted-girl-of-the-salem-witch-trials/)

Mientras Linnda continuaba leyendo relatos de los 'ataques' que afligían a las chicas de Salem, de pronto se sintió sorprendida por las similitudes con otro episodio más reciente del que había leído. En el verano de 1951, en el pueblo francés de Pont Saint Esprit, varias personas locales fueron capturadas simultáneamente por alucinaciones, convulsiones y otros síntomas muy parecidos a los descritos durante los juicios de brujas de Salem cientos de años antes. Leon Armuner, ex cartero en Pont Saint Esprit, describió su experiencia a la BBC:

Fue terrible. Tuve la sensación de encogerme y encogerme, y el fuego y las serpientes enrollándose alrededor de mis brazos. .Algunos de mis amigos intentaron salir por la ventana. Estaban golpeando salvajemente... gritando, y el sonido de las camas de metal y los saltos arriba y abajo... el ruido era terrible. Prefiero morir antes que pasar por eso otra vez.

Se han ofrecido varias explicaciones sobre lo que causó el brote de Pont Saint Esprit (entre ellas, que la CIA estaba experimentando con el envenenamiento masivo por LSD como forma de guerra química), pero la teoría más aceptada es que las alucinaciones fueron causadas por comer pan hecho de grano contaminado.

Claviceps purpurea, un hongo conocido por crecer en centeno y otros granos, produce una clase de compuestos alucinógenos llamados 'alcaloides del cornejo' que se derivan del ácido lisérgico (el fármaco alucinógeno LSD es un derivado sintético del ácido lisérgico). El claviceps prospera en grano húmedo, y se debe tener especial cuidado para evitar la contaminación al almacenar grano cultivado durante veranos cálidos y lluviosos.

Profundizando en los registros del episodio de brujería de Salem, Linnda Caporael se enteró de que el verano de 1691 estaba inusualmente húmedo. Los primeros casos de 'hechizo' en el pueblo de Salem ocurrieron en el invierno de 1691-1692, cuando los pobladores habrían estado consumiendo granos almacenados del verano anterior. El centeno, el tipo de grano más vulnerable a la contaminación por Claviceps, era el cultivo básico en Salem en ese momento. Además, casi todas las niñas afectadas vivían en granjas en el extremo pantanoso occidental del pueblo, donde la contaminación de Claviceps habría sido más probable que ocurriera.

Todo esto era evidencia circunstancial, sin duda, pero bastó para convencer a Linnda de que el envenenamiento por cornezuelo de centeno era mucho más plausible como causa raíz del comportamiento de las niñas afligidas que simplemente la histeria masiva, que había sido durante mucho tiempo la teoría aceptada. Resumió sus hallazgos en un artículo que luego fue publicado en la revista Science, con el colorido título “Ergotismo: ¿El Satanás suelto en Salem?” (Ciencia 1976, 192, 21). Su teoría aún no es universalmente aceptada, pero científicos e historiadores están en su mayor parte de acuerdo en que la intoxicación por cornezuelo de centeno fue la causa de otros brotes de convulsiones y alucinaciones, a menudo llamadas 'El fuego de San Antono', que han ocurrido a lo largo de la historia europea. Es posible que el envenenamiento por cornezuelo de centeno también haya jugado un papel en la literatura: el profesor Caporael, en una entrevista con PBS, relata cómo fue contactada recientemente por un historiador con una idea intrigante. ¿Es posible que Calibán, el personaje salvaje y medio humano de La tempestad de Shakespeare que es atormentado por las alucinaciones que le inflige el mago Próspero, pueda ser una manifestación literaria de episodios de envenenamiento por cornezuelo ocurridos en Inglaterra durante la época de Shakespeare?

Por cada bagatela se ponen sobre mí;
En algún momento como simios que me siguan y parlotean
Y después de morderme, entonces como erizos que se
encuentran cayendo a mi manera descalza y montan
Sus pinchazos a mi pisada; alguna vez estoy
todo herido con víboras que con lenguas hendidas Me
silban en la locura.

(La tempestad de William Shakespeare, Acto II escena ii)

En este capítulo, aprenderemos sobre una clase de reacción orgánica que es fundamental para la biosíntesis de alcaloides del cornezuelo de centeno en Claviceps. El primer paso clave en la vía biosintética es una reacción diferente a ninguna que hayamos visto hasta ahora:

Como puede ver, el primer paso es la condensación entre el aminoácido triptófano y el difosfato de dimetilalilo (DMAPP), la molécula de bloque de construcción para los isoprenoides (sección 1.3A). Lo que también debes notar en la figura de reacción anterior es que se forma un nuevo enlace carbono-carbono, y sin embargo la química involucrada es claramente muy diferente del enlace carbono-carbono que forma adiciones aldólicas y condensaciones de Claisen que aprendimos en los dos capítulos anteriores: no hay carbonilo para ser se encuentra cerca del sitio de reacción, y uno de los carbonos formadores de enlaces es parte de un anillo aromático.

Veremos más adelante en este capítulo que este mecanismo de reacción se clasifica como una 'sustitución aromática electrófila', y es uno de una familia más amplia de mecanismos de reacción orgánica que incluye adiciones electrofílicas, sustituciones e isomerizaciones. “Electrofílico” es el término clave aquí: en química orgánica, un mecanismo de reacción 'electrófilo' es aquel en el que los electrones unidos por p en un doble enlace carbono-carbono (o a veces triple) se dibujan hacia una especie pobre en electrones, a menudo un protón ácido o carbocatión. En esencia, el enlace p está actuando como nucleófilo o base.

Observe arriba que, una vez que se rompe el bono p y un nuevo\(\sigma \) bond forms, the second carbon that was part of the original p bond becomes a carbocation. Carbocation intermediates play a critical role in this chapter, because a carbocation is a highly reactive species and will quickly attract a pair of electrons. The stability of the carbocation intermediate (recall that we learned about carbocation stability in section 8.5), and the manner in which it accepts a pair of electrons, plays a key role in determining the outcome of the reaction.