¿Qué tan corto es un segundo? La duración de un segundo se puede definir como uno 86,400el de un día de 24 horas. Un tren bala que viaja a 300 km por hora puede cubrir una distancia de 83 metros en un segundo. En promedio, el parpadeo de una persona dura 0,3 segundos, lo que permite que se produzcan tres parpadeos en un segundo. Un equipo conjunto de investigadores de POSTECH ha propuesto un método de síntesis para un compuesto a base de flúor a través de una rápida reacción de mezcla entre un componente gaseoso y un líquido que dura menos de un segundo.
El equipo de investigación dirigido por el profesor Dong-Pyo Kim y Jeong-Un Joo (Departamento de Ingeniería Química en POSTECH), y el profesor Heejin Kim y Hyune-Jea Lee (actualmente, investigador del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung) del Departamento de Química en la Universidad de Corea ha desarrollado con éxito un nuevo método para sintetizar trifluorometil intermedio (-CF3) a partir de fluoroformo (CHF3). Implica el uso de un reactor especial capaz de lograr una mezcla ultrarrápida entre gas y líquido. Este método ofrece perspectivas prometedoras para la síntesis de nuevos fármacos novedosos basados en flúor. La investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.
El flúor no se encuentra en su forma pura de forma natural, sino que existe únicamente en forma de varios compuestos químicos. El fluoruro de sodio, un compuesto que contiene flúor, se usa como ingrediente en la pasta de dientes debido a su capacidad para recubrir los dientes y prevenir las caries. Estudios recientes han destacado el potencial de las moléculas de fármacos sintéticos que contienen flúor, ya que poseen una alta permeabilidad en las membranas celulares de los tejidos enfermos y exhiben una fuerte afinidad de unión contra las proteínas. En consecuencia, existe un interés creciente en el desarrollo de fármacos que contengan flúor.
Hay varios enfoques para sintetizar trifluorometilo, pero el método más rentable consiste en sustituir un átomo de hidrógeno de fluoroformo, un precursor simple, con otro elemento o grupo funcional. Sin embargo, el fluoroformo gaseoso es volátil, lo que dificulta su mezcla con líquidos y muestra una baja reactividad. Además, se descompone instantáneamente, lo que requiere la adición de una sustancia que pueda reaccionar con él. Desafortunadamente, este proceso puede provocar reacciones químicas no deseadas que conducen a un bajo rendimiento de trifluorometilo.
Para abordar el desafío de sintetizar trifluorometilo a partir de fluoroformo, el equipo de investigación desarrolló un nuevo reactor de gas-líquido con un canal en forma de zigzag y membranas no porosas altamente permeables intercaladas entre los canales superior e inferior. Esta configuración permitió el remolino y la mezcla de superbase, un líquido utilizado para la deshidrogenación y fluoroformo gaseoso dentro del reactor. Al romper las burbujas de fluoroformo en pedazos más pequeños para aumentar el área de contacto entre el gas y el líquido, el equipo pudo producir anión trifluorometilo (CF3–). A diferencia de los enfoques tradicionales, produjeron un intermedio de fluoruro de manera efectiva sin necesidad de estabilizadores o aditivos.
El equipo de investigación sintetizó un compuesto a base de flúor añadiendo inmediatamente un compuesto que reaccionará con el anión fluoruro intermedio. Todo el proceso, que involucró la generación de un intermedio de anión de flúor a partir de fluoroformo, tuvo lugar en un segundo. El equipo maximizó la formación de un anión trifluorometilo, que se sabe que tiene una vida corta, y facilitó rápidamente la reacción posterior antes de que el intermedio se descompusiera. Este método permitió mejorar el rendimiento de los compuestos a base de flúor e introdujo una técnica robusta para la síntesis de fármacos a base de flúor.
Los hallazgos de la investigación tienen implicaciones significativas para las aplicaciones industriales en la síntesis económicamente eficiente de compuestos de fluoruro, haciéndolos más prácticos y contribuyendo significativamente a los estudios sobre varios intermediarios inestables.
El estudio se realizó con el apoyo de la Fundación Nacional de Investigación de Corea.
