Percy Julian’s Science
Cuando Percy Julian regresó al campus de la Universidad de DePauw en 1932, se embarcó en el proyecto que aseguraría para siempre su reputación como investigador de clase mundial. El Glaucoma, un trastorno en el que la presión en el globo ocular aumenta cuando el humor acuoso no drena normalmente, puede causar daño al nervio óptico y una pérdida de visión., La fisostigmina promueve el drenaje de este líquido al facilitar la constricción de los canales de salida. 65 años después, el logro de Julian sigue siendo importante ya que los derivados y las formas ópticamente puras de la fisostigmina continúan mostrando una promesa terapéutica para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer y para combatir los efectos de las armas químicas.
a partir de phenacetin, Julian y Josef Pikl, que trabajaba como asistente en química, ensamblaron fisostigmina en 11 pasos sintéticos., El proyecto, que tardó tres años en completarse, se informó en una serie de artículos en el Journal of the American Chemical Society. Durante el proyecto, mientras los dos químicos estaban trabajando hacia la síntesis de D,l-eseretol (un compuesto intermedio clave dos pasos eliminados de la fisostigmina), un grupo de químicos, también trabajando para sintetizar la fisostigmina, bajo la dirección de Sir Robert Robinson en la Universidad de Oxford en Inglaterra, informaron su síntesis de d,l-eseretol., A diferencia de hoy, Cuando los químicos pueden confiar en métodos analíticos modernos como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear, la espectrometría de masas y la cristalografía de rayos X para determinar inequívocamente la composición y estructura de un compuesto, los químicos en la década de 1930 confiaron en métodos fisicoquímicos más simples e indirectos para su análisis. Como sucedió en el caso de d, l-eseretol, los parámetros fisicoquímicos de D,l-eseretol de Robinson no estaban de acuerdo con los de Julian y Pikl., Firme en su convicción de que su estrategia sintética era sólida, Julian arriesgó su reputación aún no probada y escribió audazmente en el cuarto documento de la serie que el trabajo de Robinson estaba en error.
posteriormente, en el muy celebrado quinto artículo de la serie, » Studies in the Indole Series V., La síntesis completa de la fisostigmina (Eserine)», Julian resumió su trabajo y el de Pikl en el proyecto de síntesis total más desafiante de su tiempo con lo siguiente:
«La fisostigmina, el alcaloide principal del frijol Calabar, y utilizado durante mucho tiempo como medicamento, ha sido, desde su aislamiento por Jobst y Hesse hace 70 años, objeto de numerosas investigaciones. La determinación de su constitución se hizo particularmente difícil ya que su peculiar estructura química no encontró ningún análogo en otros productos vegetales de composición conocida.,
«poco después de que los experimentos prometedores en la dirección de (su síntesis) estaban en marcha (en nuestro laboratorio) el trabajo tuvo que ser interrumpido y solo pudo reanudarse recientemente. Mientras tanto, el primero de una serie de diez documentos que tratan de la síntesis de fisostigmina, por Robinson y sus colaboradores, apareció y aparentemente demostró convincentemente que el (curso) sugerido en nuestras fórmulas no se podía realizar en la práctica. Nuestros experimentos, sin embargo, continuaron y … condujo a la síntesis exitosa de d, l-eseretol.,
«para nuestra sorpresa, nuestro d,l-eserethole exhibió propiedades completamente diferentes a las de un compuesto sintetizado por Robinson y sus compañeros de trabajo y llamado d,l-eserethole. Del mismo modo eran todos los derivados diferentes. En la medida en que nuestro material (ópticamente) inactivo sometido a reacciones características de eseretol de origen natural produjo resultados perfectamente análogos, expresamos la creencia de que nuestro producto era el verdadero d,l-eseretol y que a los químicos ingleses se le debe asignar otra Constitución.,
«esto se demuestra ahora de manera concluyente por la síntesis de l-eseretol, idéntico al producto de origen natural.»
siguiendo la síntesis total de la fisostigmina y la separación de la fisostigmina en sus isómeros ópticos, Julian iba a hacer otro descubrimiento en DePauw que no solo aumentaría su estatura como químico, sino que también mejoraría en gran medida la vida de muchos. Fue en el curso de aislar la geneserina, un alcaloide compañero de la fisostigmina del frijol Calabar, que Julian descubrió pequeños cristales del hidrato de estigmasterol en el aceite lavado con ácido extraído de los frijoles., Las moléculas como el estigmasterol poseen una unidad estructural central compuesta de 17 átomos de carbono dispuestos en cuatro anillos fusionados que también se encuentra en muchos compuestos biológicamente significativos como el colesterol y las hormonas sexuales, estradiol y testosterona. Más generalmente conocido como esteroides, estos compuestos cubren una amplia gama de forma y función y en muchos casos son de gran valor como agentes terapéuticos.
fue cuatro años después de este descubrimiento fortuito de los cristales de estigmasterol que Percy Julian, entonces director de investigación en la División de productos de soja de Glidden Co.,, fue convocado a un contenedor de almacenamiento de aceite de soja de 100,000 galones. El agua que se filtraba en el aceite había dado lugar a la formación de un material sólido blanco que se había acumulado en el fondo del tanque. Recordando su experiencia DePauw, Julian se dio cuenta de que las cantidades extremadamente pequeñas de esteroles contenidos en el aceite de soja se habían concentrado y aislado en el sólido blanco. La modificación posterior de este «procedimiento accidental» llevó a la producción diaria de 100 libras de esteroles mixtos de soja por un valor de más de 3 3.6 millones anuales., Estos esteroles se convirtieron fácilmente usando métodos y equipos diseñados por Julian para producir cantidades comerciales de una variedad de hormonas sexuales, incluida la progesterona, todo a un costo muy reducido para el público, pero aún con un beneficio saludable para Glidden.
Más adelante en su carrera en Glidden y en su propio instituto de investigación, los laboratorios Julian, Percy Julian continuó haciendo importantes contribuciones al campo de la química médica., Su síntesis de 1948 de la sustancia s de Reichstein sigue siendo la ruta más utilizada para la producción de hidrocortisona y sus derivados, que se utilizan en el tratamiento de la artritis reumatoide. Desarrolló síntesis eficientes para familias enteras de esteroides incluyendo 4,5-epoxi esteroides, 16,17-epoxi esteroides, 21-iodo esteroides, 17-hidroxi esteroides, 4-Halo esteroides, y numerosos esteroides que contienen la estructura diosfenol., En años posteriores, trabajó en la síntesis de los alcaloides de yohimbina y en el descubrimiento del metabolismo del triptófano, uno de los nueve aminoácidos esenciales para una vida saludable.
volver al principio
