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Bloque de construcción (química)

La construcción de arquitecturas moleculares complejas es fácilmente posible utilizando bloques de construcción simples.

Bloque de construcción es un término en química que se utiliza para describir un fragmento molecular virtual o un compuesto químico real cuyas moléculas poseen grupos funcionales reactivos . [1] Los bloques de construcción se utilizan para el ensamblaje modular de abajo hacia arriba de arquitecturas moleculares: nanopartículas , [2] [3] estructuras metalorgánicas , [4] construcciones moleculares orgánicas, complejos supramoleculares . [5] El uso de bloques de construcción garantiza un control estricto de lo que será un compuesto final o una construcción (supra)molecular. [6]

Bloques de construcción para la química médica

En química médica , el término define fragmentos moleculares virtuales imaginables o reactivos químicos a partir de los cuales se podrían construir o preparar sintéticamente fármacos o candidatos a fármacos . [7]

Bloques de construcción virtuales

Los bloques de construcción virtuales se utilizan en el descubrimiento de fármacos para el diseño de fármacos y la selección virtual , abordando el deseo de tener morfologías moleculares controlables que interactúen con objetivos biológicos . [8] De especial interés para este propósito son los bloques de construcción comunes a compuestos biológicamente activos conocidos, en particular, fármacos conocidos, [9] o productos naturales . [10] Existen algoritmos para el diseño de novo de arquitecturas moleculares mediante el ensamblaje de bloques de construcción virtuales derivados de fármacos. [11]

Reactivos químicos como bloques de construcción

Las moléculas orgánicas funcionalizadas (reactivos), cuidadosamente seleccionadas para su uso en la síntesis modular de nuevos fármacos candidatos, en particular, mediante química combinatoria , o para hacer realidad las ideas de selección virtual y diseño de fármacos, también se denominan bloques de construcción. [12] [13] Para que sean prácticamente útiles para el ensamblaje modular de fármacos o fármacos candidatos, los bloques de construcción deben ser monofuncionalizados o poseer grupos funcionales selectivamente direccionables químicamente, por ejemplo, protegidos ortogonalmente. [14] Los criterios de selección aplicados a las moléculas orgánicas funcionalizadas que se incluirán en las colecciones de bloques de construcción para la química medicinal se basan generalmente en reglas empíricas destinadas a propiedades similares a las de los fármacos candidatos finales. [15] [16] Se podrían realizar reemplazos bioisostéricos de los fragmentos moleculares en fármacos candidatos utilizando bloques de construcción análogos. [17]

Bloques de construcción yindustria química

El enfoque de bloques de construcción para el descubrimiento de fármacos cambió el panorama de la industria química que apoya a la química medicinal. [18] Los principales proveedores químicos para la química medicinal como Maybridge, [19] Chembridge, [20] Enamine [21] ajustaron sus negocios en consecuencia. [22] A fines de la década de 1990, el uso de colecciones de bloques de construcción preparadas para la construcción rápida y confiable de conjuntos de compuestos de moléculas pequeñas (bibliotecas) para el cribado biológico se convirtió en una de las principales estrategias para la industria farmacéutica involucrada en el descubrimiento de fármacos; la síntesis modular, generalmente de un solo paso, de compuestos para el cribado biológico a partir de bloques de construcción resultó ser en la mayoría de los casos más rápida y más confiable que las síntesis de compuestos objetivo en varios pasos, incluso convergentes. [23]

Hay recursos web en línea.

Ejemplos

Ejemplos típicos de colecciones de bloques de construcción para la química medicinal son las bibliotecas de bloques de construcción que contienen flúor . [24] [25] Se ha demostrado que la introducción del flúor en una molécula es beneficiosa para sus propiedades farmacocinéticas y farmacodinámicas , por lo tanto, los bloques de construcción sustituidos con flúor en el diseño de fármacos aumentan la probabilidad de encontrar fármacos líderes. [26] Otros ejemplos incluyen bibliotecas de aminoácidos naturales y no naturales, [27] colecciones de compuestos bifuncionalizados conformacionalmente restringidos [28] y colecciones de bloques de construcción orientados a la diversidad . [29]

Un fármaco antidiabético, la saxagliptina , y dos bloques de construcción, BB1 y BB2, a partir de los cuales podría sintetizarse

Referencias

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