Biocatálisis aplicada a la Química Farmacéutica

Resumen

La Industria Farmacéutica se enfrenta en la actualidad, forzada por la normativa de la UE a reducir la producción de residuos (200 Kg) por kilogramo de producto. Ello implica el desarrollo de procesos de síntesis más eficaces y selectivos, utilizando mejores catalizadores. Por ello la Biocatálisis y las Biotransformaciones, como aplicación de la misma a la Síntesis Orgánica, están adquiriendo un papel importante en el diseño de las nuevas síntesis de fármacos. En la presente revisión se comentan algunas de las metodologías desarrolladas por el Grupo de Biotransformaciones de la UCM en este campo. Se abordan las metodologías desarrolladas para la mejora de los biocatalizadores: nuevas técnicas de inmovilización o de modificación química, control de la actividad de agua etc. Se describen algunos procesos de interés desarrollados en el grupo como la resolución de racémicos y su aplicación a la obtención de ácidos S-2-arilpropiónicos o de β-bloqueantes adrenérgicos; la reducción estereoselectiva de cetonas proquirales, la síntesis en un paso de nucleósidos con actividad farmacológica etc. En todos los casos se comentan las ventajas de las nuevas metodologías de síntesis en sintonía con la nueva normativa de obligado cumplimiento de la UE sobre eliminación de disolventes contaminantes (CH₂Cl₂, TCE), inflamables (hexano, isooctano), compuestos orgánicos volátiles (COV) etc, y de reactivos contaminantes v.g.: catalizadores órgano metálicos.

Palabras clave: Biocatálisis, Biotransformaciones, fármacos racémicos, química verde.

Abstract

Pharmaceutical industries are nowadays facing the challenge of lowering the ratio (kg of residues/kg of product) to levels below 200, as required by the European legislation. This fact is demanding the implementation of more selective and efficient synthetic procedures, so that new and better catalysts are needed. For this purpose, Applied Biocatalysis, and more specifically Biotransformation (the use of the former in Organic Synthesis), are becoming more prominent in the design of new strategies for drugs synthesis. In this review, some of the methodologies applied inside the Biotransformations Group of the Complutense University are presented; thus, the employ of different methodologies (such as immobilization and/or modification of biocatalysts, or the control of water activity of the reaction media) for improving the biocatalyst performance are described. The biocatalyzed resolution of racemates for obtaining enantiopure S-2-aryl propionic acids (profens) or cardiotonic β-blockers, the estereoselective carbonyl reduction of prochiral ketones, or the one-step semi-synthesis of therapeutically significant nucleosides will be discussed. In all cases, a special emphasis is set on the environmental advantages of the biocatalyzed processes, as demanded by EU legislation on substitution of contaminant solvents (CH₂Cl₂, TCE) or reagents (organo metallic catalysts), as well as highly flammable compounds (n-hexane, isooctane), or promoting VOCs release.

Keywords: Biocatalysis, Biotransformations, racemics drugs, green chemistry.