Presentación en cartel - VIII Reunión de SOMA - Universidad ...

Conferencia Plenaria
VIII Reunión de la Sociedad Mexicana de Astrobiología
Cuernavaca, Morelos. 24 de agosto de 2012 12
CICLOS AUTOCATALÍTICOS, CORRECCIÓN DE PRUEBAS Y EL ORIGEN DE LA
HOMOQUIRALIDAD
Thomas Buhse y José-Manuel Cruz, Centro de Investigaciones Químicas, UAEM
Jean-Claude Micheau y Christophe Coudret, Université Paul Sabatier, Toulouse
buhse@uaem.mx
Introducción
La búsqueda del origen de la homoquiralidad biomolecular se mantiene entre los objetivos más
prominentes por resolverse en la ciencia [1]. Los posibles entornos para alcanzar la pureza
enantiomérica en un escenario prebiótico han sido sugeridos por varios modelos matemáticos, la mayor
parte de ellos inspirados en el esquema seminal de Frank [2]. Estas investigaciones teóricas se vieron
apoyadas con observaciones experimentales de estados ópticamente activos emergentes a partir de
precursores aquirales que ocurrieron en algunos procesos de cristalización [3] y por la influencia de
fuerzas quirales externas tales como la luz circularmente polarizada [4] o por movimiento de vórtice
[5]. Otro fenómeno es la denominada “síntesis asimétrica absoluta” [6] donde – al igual que en las
moléculas de la vida – la quiralidad se sitúa dentro de un carbono asimétrico. Muchos de estos modelos
u observaciones experimentales incluyen procesos cinéticos que toman lugar en sistemas lejos de
equilibrio y que requieren de procesos autocatalíticos [7].
Seguramente el ejemplo más importante de síntesis asimétrica absoluta es la adición
autocatalítica de diisopropilzinc en pirimidilcarbaldehídos descubierto por Soai [8]. La reacción exhibe
una amplificación de pequeños excesos enantioméricos iniciales y la generación sistemática de altos
excesos enantioméricos a partir de mezclas iniciales aquirales, un fenómeno conocido como el
rompimiento de la simetría especular. La reacción de Soai se mantiene como un ejemplo exclusivo de
un sistema de reacción quiralmente autocatalítico en química orgánica y que ha atraído la atención
desde diversos puntos de vista: como una explicación para el origen de la homoquiralidad
biomolecular, como innovación potencial en la síntesis enantioselectiva o como una notable
manifestación de la dinámica no lineal en sistemas químicos.
Resultados
Nuestras simulaciones cinéticas de la reacción de Soai revelaron que los procesos de autocatálisis
enantioselectiva e inhibición mutua son suficientes para reproducir una extremadamente larga
amplificación de excesos enantioméricos y para modelar la síntesis asimétrica absoluta [9-12]. En esta
plática se presentan los resultados actuales de un análisis cinético de tres prototípicos modelos cíclicos
autocatalíticos basados en la reacción de Soai [13]. Los tres modelos varían por el tamaño que asumen
por sus oligómeros catalíticos. Mostrando que el incremento en el tamaño del oligómero está asociado
a una mejor tolerancia a un débil reconocimiento quiral entre los diastereómeros en el proceso de la
inhibición mutua para lograr el rompimiento de la simetría especular. Esta robustez puede ser entendida
como un caso particular de la llamada “corrección de prueba cinética” [14], desarrollada para entender
el sorprendente mínimo error generado en procesos bioquímicos. El concepto de corrección de pruebas