Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/204/15
México, D.F., 02 de septiembre de 2015
- Representan un ahorro de recursos, energía y tiempo; facilitan la obtención de un producto sin generar subproductos considerados desechos; además, posibilitan procesos mejor enfocados hacia la molécula que se quiere obtener. La selectividad que ofrecen es primordial, por ejemplo, en la industria farmacéutica
- Doctora Martha Escárcega Bobadilla, investigadora del Departamento de Química Orgánica de la Facultad de Química de la UNAM, ganadora de una de las Becas para Mujeres en la Ciencia
L´Oréal-Unesco-Conacyt-AMC 2015, en el área de ciencias naturales.
Foto: Lilia Hernández/AMC.
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Algunos procesos químicos —que se definen como una serie de transformaciones físicas y químicas para obtener un producto diferente al original— son costosos y contaminantes, por lo que a nivel internacional los investigadores han buscado diferentes estrategias para realizarlos de manera sustentable. En este sentido, la química supramolecular es una herramienta que permite la formación de estructuras “autoensambladas”, que pueden ser utilizadas como catalizadores, y así las reacciones químicas, por ejemplo en la industria farmacéutica, no requieren tanto tiempo ni tanta energía.
La química supramolecular considera que las moléculas están en interacción con su entorno y con otras moléculas; esta área de la química incluye procesos de ensamblaje regidos por enlaces intermoleculares —entre moléculas iguales o distintas—, a través de los cuales se forman bloques constructores que se unen para conformar una estructura autoensamblada, la cual puede ser utilizada en una reacción química con el fin de optimizarla.
“Una reacción química de tipo A + B = C requiere tiempo y energía, pero si utilizamos un catalizador esta transformación no va a requerir tanta energía ni un tiempo de reacción tan largo, lo que a escala industrial se traduce en ahorro energético y monetario”, dijo la doctora Martha Escárcega Bobadilla, de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).
Ahora bien, los especialistas pueden “guiar” el tipo de interacciones que tendrán las moléculas para generar diferentes estructuras, en el caso del proyecto de Escárcega Bobadilla, por el cual se hizo acreedora a una de las Becas para Mujeres en la Ciencia L´Oreal-Unesco-Conacyt-AMC 2015, este se enfoca en las moléculas tipo bis-salfen.
La unión de bloques constructores se basa en el reconocimiento molecular y puede describirse como la unión de una molécula llamada “invitado” a un receptor molecular o “anfitrión”. De esta manera, el ángulo que forman los bloques tipo bis-salfen, que serían el “anfitrión”, puede ser regulado por la molécula “invitado”; la regulación de dicho ángulo, en un proceso de catálisis, transfiere información que permite obtener un producto químico en específico. En el caso del proyecto de investigación de Escárcega, la hidrosililación sería la aplicación final, ya que esta reacción tiene relevancia en la industria farmacéutica, cosmética y de materiales.
“La selectividad en la industria farmacéutica es primordial, entonces con este tipo de procesos de química supramolecular se ahorra dinero, energía y tiempo. Además, facilita la obtención de un producto sin generar subproductos considerados desechos, y los procesos están mejor enfocados hacia la molécula que se quiere obtener”.
A decir de la joven investigadora, las interacciones moleculares son fáciles de regular, por ello, al encapsular la molécula “invitado” también se puede regular la selectividad en un proceso químico. Entonces, una pequeña cantidad de una estructura supramolecular (conformada por el anfitrión-invitado) puede servir como catalizador y potenciar una reacción química. De otra forma, los especialistas tendrían que construir una molécula diferente e ir probando cada una; en cambio, la molécula “invitado” regula las propiedades de la estructura de manera más sencilla.
La beca y el proyecto
A nivel internacional, la química supramolecular es un área de investigación relativamente reciente, por ello, una parte esencial del proyecto titulado Aplicación de bloques constructores tipo bis-salfen fosforados supramoleculares en reacciones de hidrosililación, es la formación de recursos humanos, ya que se trata de un campo altamente multidisciplinario, lo que permite, desde diferentes perspectivas, optimizar los procesos químicos. “Entonces, formar este tipo de mentalidad en los estudiantes es importante para que puedan enseñarle a otros lo que van aprendiendo”.
El grupo de investigación de la doctora Martha Escárcega, del Departamento de Química Orgánica de la Facultad de Química de la UNAM, es de reciente creación en México, sin embargo, este proyecto ya cuenta con una estudiante de licenciatura para sintetizar las primeras moléculas y obtener una estructura de tipo bis-salfen; de esta manera, conforme se avance en la investigación y se incorporen más recursos humanos, se podrán concluir todas las etapas del proyecto.
El apoyo económico que proporciona el programa Becas para Mujeres en la Ciencia L´Oreal-Unesco-Conacyt-AMC 2015, será utilizado para acondicionar el laboratorio, en particular en sistemas de trabajo en atmósfera inerte de tipo Schlenk. Esta inversión permitirá el inicio y la conclusión de una tesis a nivel licenciatura o a nivel maestría, la publicación de los resultados del proyecto en un artículo científico y reclutar a un estudiante de doctorado que pueda continuar con la línea de investigación a mediano plazo. Además, el trabajo de investigación que se desarrolle en el laboratorio se presentará en un congreso nacional o internacional.
Noemí Rodríguez González.