Es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano, hasta el punto de que no se puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro la vida. Amada por los biólogos y temida por los químicos, el agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, convirtiéndose así en la más sencilla de las moléculas y, al mismo tiempo, en la que mayor complejidad crea en su entorno.

Fernando García Tellado, investigador del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) explica un estudio que se presenta como novedoso en cuanto a la presencia del agua en las reacciones químicas. “Los químicos orgánicos pensábamos que el agua era un tóxico porque es capaz de reaccionar contra las sustancias orgánicas y destruir nuestros reactivos”.

Sin embargo, Tellado explica que, dentro de su grupo de investigación, se dispusieron a incorporar agua en las reacciones descubriendo que ésta, en la interfase que se forma con la fase orgánica, no es reactiva, lo que nos permite no desperdiciar el agua como medio de reacción. “Hasta ahora, la habíamos eliminado”, afirma García Tellado.

El agua de la que habla el investigador no es la que consumimos habitualmente, se presenta como un agua estructurada. Esto es, la molécula H2O, siendo tan sencilla, se puede unir a cuatro moléculas de agua a su vez generando una red que le da, precisamente, unas propiedades que otros disolventes no tienen. “Utilizar este agua estructurada nos permite aprovechar la energía para que las reacciones puedan desarrollarse y funcionen”, explica el investigador del CSIC.

Además de demostrar que se puede utilizar esta molécula sin que ello altere el desarrollo de las reacciones químicas, el equipo de investigación de García Tellado, ha querido ir más allá y adentrarse en la asimetría o quiralidad. Por ello se entiende, por ejemplo, la relación que tiene una mano con la otra. “Tenemos dos manos, pero no son iguales y, por tanto, no podemos superponerlas. Con las moléculas pasa exactamente lo mismo, son estructuras en tres dimensiones que muchas de ellas tienen esas propiedad”, comenta Tellado.
El problema radica que la naturaleza ha aprendido a distinguir ese tipo de moléculas y en los laboratorios se tiene, ahora, que aprender a hacer lo mismo: fabricar una de esas moléculas y no las dos.
Esta selección, la naturaleza la hace a través de lo que se conocen como enzimas, moléculas muy grandes y estructuradas que funcionan como “la mano y el guante”. García Tellado explica que las enzimas, por su evolución “pueden distinguir una mano, por seguir con el ejemplo, que es, exactamente, la que existe en la naturaleza”.

En el laboratorio no están estas enzimas, por lo que los químicos han tenido que hacer ese proceso de selección con moléculas fabricadas por ellos mismos, un campo en el que existen muchos aciertos, según confirma el investigador. “Hay muchos avances en este sentido pero, hasta ahora, nadie ha hecho lo que estamos desarrollando nosotros en agua. Los mecanismos que llevaremos a cabo para que, de las dos posibilidades se de solo una, están basados en interacciones por puente de hidrógeno que, hasta muy recientemente, parecía impensable que pudieran suceder en presencia de agua”, cuenta Tellado.

Hasta hace muy poco se consideraba totalmente inviable este tipo de interacción en agua ya que se pensaba que se necesitaban las condiciones estructurales de las enzimas para que este tipo de interacción se pudiera desarrollar en un medio tan competitivo como el agua.

“En definitiva, hemos podido fabricar una de las dos moléculas, como hace la naturaleza. Ahora, esperamos que se publique pronto en una buena revista”, afirma García Tellado. Esta investigación se presenta en la tesis doctoral de Fabio Cruz Acosta, que se leerá este mismo año. “Esperamos que para entonces esté ya publicada en una revista de excelencia”, remarca el jefe de este equipo de investigadores.

Otro de los campos en el que ha trabajado el grupo de Fernando García Tellado, es el de las reacciones multicomponente. Se trata de reacciones en las que colocando todos los ingredientes (reactivos) de una sola vez, ellos se entienden y se van uniendo unos a otros según un orden preestablecido en sus códigos de reactividad”, explica Tellado.

“Es como resolver un puzzle de una sola vez, poniendo todas las fichas sobre la mesa y dejando que ellas se vayan colocando de forma ordenada para generar la figura final. Las fichas serían nuestros reactivos, y sus formas, los códigos de reactividad”, asevera el investigador.
Esta actividad ahorra mucho esfuerzo y mucho dinero, además permite crear nuevas moléculas para explorar la inmensidad del espacio químico. “En el proceso clásico debíamos colocar cada uno de los componentes de forma individual hasta construir la molécula final, lo que llevaba una secuencia de tiempo muy larga entre componente y componente. Con estas reacciones, no es necesario esperar a tenerlo todo hecho para modificar los productos. Es una manera de crear diversidad molecular de manera rápida y eficiente” puntualiza el investigador.

Lo difícil y conceptualmente complicado es definir los códigos de reactividad que tienen que tener los componentes para que puedan ser ensamblados de forma ordenada y única en el producto final.