Wei W. Chen, investigador d’IQS, premiat per la RSEQ i Lilly

Wei Wen Chen, doctorand d’IQS i de l’Institut de Química Avançada de Catalunya IQAC – CSIC, va rebre un dels tres premis concedits a la XXI edició dels Premis d’Investigació per a Alumnes de Doctorat que organitzen la Real Sociedad de Química (RSEQ) i l’empresa farmacèutica Lilly España. Aquests premis, convocats anualment, reconeixen els assoliments d’estudiants que estan cursant la seva tesi doctoral en les àrees de Química Orgànica, Farmacèutica o Analítica, i són membres de la RSEQ. El premi és un suport econòmic per import de 2000 euros.

Igual que en el cas dels altres dos premiats, la tesi doctoral de Wei Wen Chen està centrada en el desenvolupament d’eines avançades de metodologia sintètica,  buscant que processos d’obtenció de fàrmacs més sostenibles. La seva tesi, codirigida per la Dra. Ana Belén Cuenca, professora del Departament de Química Orgànica y Farmacèutica d’IQS i pel Dr. Alexander Shafir, investigador de l’IQAC – CSIC, versa sobre la gran versatilitat sintètica que presenten una sèrie de derivats halogenats en estat hipervalent, en posar-los en contacte amb espècies nucleòfiles de silici i/o de bor, tot orientat a desenvolupar noves reaccions de funcionalització C-H d’arens que generen arquitectures moleculars especialment complexes.

La tesi de Wei W. Chen forma part del projecte BiSiBonds que duen a terme conjuntament els Drs. Cuenca i Shafir, des d’IQS – Grup CRISOL i l’IQAC – CSIC.

Entrevistem a Wei W. Chen i als codirectors de la seva tesi, amb motiu de la consecució d’aquest premi.

Què ha suposat per a tu, Wei, la recepció d’aquest premi?

Wei. És un premi i un reconeixement que té moltes implicacions, tant en el vessant personal com en el professional. Per una banda, proporciona major visibilitat i un gran suport al treball que fem, tant jo com els meus companys, en l’àrea de la metodologia sintètica. I posa de manifest la gran importància que té la recerca bàsica, no només en el context acadèmic, també en l’entorn industrial.

A la vegada, té un gran impacte en la meva pròpia carrera científica, i em proporciona una important dosi de motivació per tal de seguir més enllà en aquest camí de la recerca. Estic molt content, de debò!

“Aquest premi proporciona un gran suport al treball que fem en el grup en l’àrea de la metodologia sintètica”

La teva tesi està centrada en l’àrea de la metodologia sintètica. Explica’ns breument l’objectiu que persegueixes.

Wei. De forma simplificada i resumida, aquesta investigació està basada en el desenvolupament d’eines sintètiques per tal d’explorar noves transformacions i modificar, a partir d’espècies d’halogen hipervalent, enllaços químics com poden ser els enllaços carboni – hidrogen, uns enllaços molt difícils de modificar des de metodologies ‘clàssiques’ que requereixen condicions de reacció “forçoses”, l’ús de metalls de transició i moltes vegades acompanyades de baixos nivells de selectivitat, donat que l’enllaç C-H és el més abundant en les molècules orgàniques. Per contra, la nostra proposta permet buscar noves estratègies d’acoblament de forma eficient, selectiva i en condicions suaus.

En el cas concret de la meva tesi, hem desenvolupat metodologies per tal de poder modificar diferents posicions C-H d’un anell aromàtic de forma selectiva, mitjançant l’ús de iode hipervalent, un halogen molt versàtil en química sintètica, aconseguint incorporar de forma selectiva funcionalitzacions de gran interès.

Els tres premis que van concedir la RSEQ i l’empresa Lilly estaven tots orientats en la mateixa direcció, cap a la metodologia sintètica. Per què diries que desperta tant d’interès aquesta àrea del coneixement en el sector farmacèutic?

Wei. Com ja he comentat, aquests premis que coincideixen en l’àrea de la síntesi química evidencien la importància que té la recerca bàsica, tant en el context acadèmic com en el món industrial. Els altres dos joves guardonats també desenvolupen la seva recerca en aquesta àrea, amb transformacions mitjançant catàlisi amb metalls de transició, que també està molt valorada actualment en la indústria farmacèutica, i catàlisi fotoquímica, molt interessant també per dur a terme l’activació dels enllaços mitjançant la utilització de llum. El sector farmacèutic veu en tot això grans oportunitats, i és molt important que reconeguin aquest tipus de recerca.

Disposar d’una transformació de gran selectivitat com la que plantegem, que implica la introducció d’un halogen, sense metalls de transició i amb gran selectivitat, sense activació prèvia, és una eina de síntesi molt potent.

“Una transformació de gran selectivitat com la que plantegem és una eina de síntesi molt potent”

Dra. Cuenca. Les empreses farmacèutiques saben que necessiten més eines metodològiques per preparar els fàrmacs, que no en tenen prou amb les que tenen disponibles, i busquen cada cop més que la transformació d’un fàrmac, d’un API, sigui més específica i que es dugui a terme en condicions més suaus i sostenibles. Valores la proposta de ‘construir els enllaços d’una forma més eficaç’, sempre pensant en el futur escalat del procés, amb aspectes com l’estalvi d’etapes de purificació, processos més versàtils i respectuosos amb el medi ambient, etc.

La selectivitat del nostre mètode és molt important, la capacitat de poder crear un nou enllaç a partir d’un enllaç C-H (un dels més inerts que existeix en química orgànica) és molt interessant. La possibilitat d’introduir un substituent, sense necessitat d’activació prèvia del substrat, suposa un estalvi de passos de síntesi i, en conseqüència, de cost del procés global.

“La possibilitat d’introduir un substituent, sense necessitat d’activació prèvia del substrat, suposa un estalvi de passos de síntesi i, en conseqüència, de cost del procés global”

Dr. Shafir. Jo afegiria que, a més del tema de l’escalat, el fet de poder generar moltes estructures amb aquesta metodologia té molt de valor, perquè un dels grans costos del desenvolupament d’un fàrmac és poder trobar, entre molts compostos, la molècula que té l’activitat. La nostra metodologia permet generar, de forma ràpida, una família d’estructures de gran complexitat molecular (des del punt de vista de versatilitat) i disposar fàcilment de llibreries de compostos. Amb petites modificacions del nucleòfil, es poden aconseguir diferents selectivitats en les posicions que es vulgui, amb elevada selectivitat. Podem, en definitiva, aconseguir ‘complexitat’ (accés a molts compostos diferents) d’una manera neta (sense tenir mescles en cada transforació) i molt eficaç.

“La nostra metodologia permet generar, de forma ràpida, una gran complexitat molecular i disposar fàcilment de llibreries de compostos, de manera molt eficaç”

Dra. Cuenca. El fet que una empresa com Lilly reconegui i valori els ponts que existeixen entre el desenvolupament bàsic que es du a terme acadèmicament i la implementació industrial, és molt important. I a més els premia i decideix donar visibilitat i premiar la recerca i l’esforç!

Wei, és el segon premi que et donen a tu en aquesta innovadora àrea de recerca, si?

Wei. Sí, amb el meu TFM “Reacció d’al·lilació d’enllaços carboni-hidrogen aromàtics dirigida per iode” em van concedir un premi Arquimedes el 2019 al millor treball de recerca en l’àrea de Química, en l’àmbit estatal.

I, finalment, pregunta als directors. Què suposa comptar amb un col·laborador de la talla d’en Wei W. Chen? Ha estat un graó essencial en la construcció del vostre grup?

Dr. Shafir. És una satisfacció màxima! En Wei, i també en Raül, són els primers doctorands en el nostre projecte BiSiBonds, que va néixer el 2017 fruit de la col·laboració entre IQS i l’IQAC. Ambdós provenen del Màster de Química Farmacèutica d’IQS-URL, la qual cosa també reflecteix la qualitat d’aquest. I els agraïm molt el seu treball com a ‘iniciadors’ d’aquesta línia de recerca … Han treballat molt i molt bé! I ens han ajudat a establir fermament aquesta plataforma, que esperem que sigui molt exitosa.

Dra. Cuenca. És un autèntic luxe tenir un estudiant com en Wei, que estigui interessat genuïnament per la química i per al procés químic que té davant. A més, en el seu cas, es combina aquest interès amb unes habilitats ‘manuals’ increïbles, perquè aquestes espècies de iode hipervalent tendeixen a reduir-se ràpidament i no sempre és fàcil aprendre a manejar-les. De vegades és gairebé un ‘prestidigitador’!

En la meva opinió, és important destacar de nou el fet que en Wei és ‘fruit’ del Màster de Química Farmacèutica d’IQS. El fet que aquesta recerca es vegi premiada, tant per la RSEQ com per una gran companyia farmacèutica, és també un èxit i una validació del programa de màster que impartim. Així que, m’agradaria acabar agraint tot el suport institucional d’IQS i de l’IQAC a la nostra plataforma, a més del premi rebut de la RSEQ i de Lilly.

“El fet que aquesta recerca es vegi premiada és també un èxit i una validació del nostre programa de Màster de Química Farmacèutica”