Los carboranos son moléculas formadas por átomos de carbono, boro e hidrógeno que están revelando aplicaciones de gran interés en química, ciencia de los materiales y biomedicina. Se están utilizando, por ejemplo, en la lucha contra el cáncer a través de la terapia de captura de neutrones por boro (BNCT), un tipo de radioterapia experimental contra tumores malignos altamente selectiva a escala celular. Estos compuestos, muy estables a altas temperaturas y ante radiaciones, tienen propiedades electrónicas únicas y pueden interaccionar con diversas moléculas bioquímicas. Sin embargo, modificarlos químicamente para ampliar sus propiedades y aplicaciones potenciales aún es un reto.
Ahora, equipos de la Universidad de Barcelona y de la Universidad de Girona, en colaboración con la Universidad de Nanjing (China), han desarrollado un método innovador para modificar selectivamente estos clústeres moleculares ricos en boro. La investigación, publicada en la revista Angewandte Chemie International Edition, abre nuevas oportunidades para aplicaciones en terapia contra el cáncer, sensores químicos y materiales luminiscentes avanzados.
Lideran el estudio los expertos Jordi Poater, investigador ICREA en el Departamento de Química Inorgánica y Orgánica de la Facultad de Química y miembro del Instituto de Química Teórica y Computacional (IQTCUB) de la UB, y Miquel Solà, del Instituto de Química Computacional y Catálisis de la Universidad de Girona, junto con Hong Yan, de la Universidad de Nanjing, que ha realizado la síntesis.
De la lucha contra el cáncer a los materiales luminiscentes
Los carboranos tienen estructura de jaula poliédrica (clúster) y contienen muchos enlaces boro-hidrógeno (B-H) muy similares entre sí, lo que dificulta su modificación química. Ahora, el equipo ha desarrollado una estrategia libre de metales que utiliza reactivos de yodo hipervalentes para activar selectivamente estos enlaces en condiciones suaves.
En el estudio, los expertos han descubierto una interacción sin precedentes entre la jaula de boro y el yodo que permite formar nuevos enlaces boro-oxígeno, boro-nitrógeno, boro-azufre y boro-fósforo. Estos resultados amplían los avances presentados en un estudio anterior (Chinese Chemical Letters, 2025), que identificaba un nuevo proceso de migración dentro de la jaula de boro que permite funcionalizar posiciones hasta ahora inaccesibles mediante métodos convencionales.
«Estos resultados proporcionan a los químicos una nueva y versátil herramienta para diseñar moléculas funcionales basadas en boro con un gran potencial de impacto en medicina y ciencia de materiales», detalla el profesor Jordi Poater, que ha liderado los estudios teóricos decisivos para explicar cómo ocurren estas reacciones y por qué presentan una selectividad tan elevada.
La nueva metodología se ha utilizado para preparar compuestos que contienen boro con aplicaciones prometedoras, como nuevos agentes para la terapia de captura de neutrones por boro (BNCT) o materiales luminiscentes capaces de detectar oxígeno y generar especies reactivas de oxígeno.
Referencias: Zhang, Ping; Anufriev, Sergey A.; Lu, Changsheng; Tu, Deshuang; Poater, Jordi; Solà, Miquel; Yan, Hong. «Migration at Boron Cage for Selective B–H Functionalization of nido-Carboranes». Angewandte Chemie International Edition, marzo de 2026. DOI: 10.1002/anie.8959071.
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