Un equipo del Instituto de Síntesis Orgánica (ISO) y del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Alicante (UA), MATCAT, junto a investigadores de la Universidad de Murcia, han publicado en la revista científica Nature Communications un innovador método para la trifluorometilación de compuestos orgánicos, una transformación fundamental en el desarrollo de medicamentos de última generación.
El trabajo, titulado Dual-role iron species in photoelectrocatalytic radical trifluoromethylation with trifluoroacetates, está firmado por Sara Cuadros, investigadora Ramón y Cajal, Irene Bosque y José C. Gónzalez-Gómez, investigadores de la UA, en colaboración con Sara Fernández-García y Francisco Juliá-Hernández, de la Universidad de Murcia.
La trifluorometilación, es decir, la incorporación del grupo CF₃ en moléculas orgánicas, es una estrategia ampliamente utilizada en química farmacéutica porque mejora propiedades clave como la estabilidad metabólica, la lipofilia o la permeabilidad celular de los compuestos bioactivos, y está presente en numerosos medicamentos de gran impacto clínico. Un ejemplo paradigmático es la trifluridina, un fármaco antiviral y anticancerígeno cuya eficacia aumenta notablemente tras la introducción del grupo trifluorometilo en su estructura.
José Carlos González Gómez explica que “los métodos tradicionales para introducir este grupo químico suelen requerir reactivos costosos, condiciones agresivas o agentes oxidantes en cantidades estequiométricas, lo que genera residuos y limita la escalabilidad de los procesos, por lo que desarrollar alternativas más limpias y eficientes constituye un reto prioritario en síntesis orgánica y química medicinal”.
En este contexto, según añade, “hemos diseñado una estrategia fotoelectrocatalítica que combina luz visible y corriente eléctrica para generar radicales trifluorometilo a partir de trifluoroacetato de sodio, un compuesto económico y fácilmente disponible”.
La clave del avance “reside en el uso de especies de hierro que desempeñan un doble papel catalítico, ya que actúan como fotocatalizadores promoviendo la descarboxilación bajo irradiación y, al mismo tiempo, funcionan como electrocatalizadores facilitando la regeneración del ciclo catalítico sin necesidad de añadir oxidantes externos, lo que permite que la reacción se lleve a cabo en condiciones suaves y controlables generando únicamente subproductos limpios como dióxido de carbono e hidrógeno”, apuntan los investigadores.
Eficaz y escalable
El nuevo protocolo ha demostrado ser eficaz con una amplia variedad de compuestos aromáticos y heteroaromáticos, incluidos sustratos ricos en electrones, especialmente sensibles a condiciones oxidantes.
Entre los ejemplos más destacados, los investigadores consiguieron sintetizar en un solo paso la trifluridina, uno de los fármacos más vendidos, con actividad antiviral y anticancerígena, a partir de la desoxiuridina. Por otro lado, la metodología se aplicó con éxito a moléculas de interés farmacológico, como la cafeína, la doxofilina o la metaxalona, lo que evidencia su potencial para modificar compuestos bioactivos densamente funcionalizados.
Además, según precisan los investigadores, “el método es escalable mediante el simple aumento del tamaño de la celda electroquímica y una mayor iluminación, lo que refuerza su posible aplicación industrial, y utiliza hierro, un metal abundante y de bajo coste, en línea con los principios de la química sostenible, al emplear luz visible y electricidad como fuentes de energía y evitar reactivos oxidantes adicionales”.
Referencia bibliográfica
Fernández-García, Sara; Cuadros; Bosque, Irene; Gonzalez-Gomez, Jose Carlos y Julia-Hernandez, Francisco. Dual-role iron species in photoelectrocatalytic radical trifluoromethylation with trifluoroacetates. Nat Commun (2026). DOI.
Fuente: UA