Isonitrilos

Qué son los isonitrilos

Un isonitrilo es un compuesto orgánico que lleva el grupo funcional -NC, en el que el nitrógeno se une al resto de la molécula y el carbono queda en el extremo, con un par de electrones libre. Su fórmula general se escribe R-N≡C. Reciben también los nombres de isocianuro y de carbilamina.

El prefijo iso no tiene aquí el sentido de «igual» que aparece en otras palabras de la misma familia, sino que señala una relación de isomería. Un isonitrilo posee exactamente los mismos átomos que el nitrilo correspondiente (R-C≡N), pero conectados al revés: donde el nitrilo une el carbono al resto de la molécula, el isonitrilo une el nitrógeno. Son, por tanto, isómeros de constitución, y esa inversión basta para cambiar por completo su reactividad.

Una historia marcada por el olor

El primero se obtuvo casi por casualidad. En 1859, Wilhelm Lieke preparó isonitrilo de alilo haciendo reaccionar yoduro de alilo con cianuro de plata. El producto desprendía un olor tan penetrante que, según relató, apestó el aire de la habitación durante días y provocó las quejas del vecindario. En aquel momento no se advirtió que se trataba de una clase nueva de compuestos.

La aclaración llegó hacia 1867, cuando Adolphe Gautier y August Wilhelm von Hofmann desarrollaron los métodos clásicos de síntesis (entre ellos la reacción de carbilamina) y reconocieron que estas moléculas eran isómeras de los nitrilos. Durante casi un siglo apenas se prepararon una docena, en buena parte porque su hedor disuadía a los químicos de trabajar con ellas.

Del laboratorio a la química de medicamentos

La suerte de los isonitrilos cambió cuando se comprendió su reactividad singular: ese carbono terminal puede reaccionar a la vez con especies que ceden y que captan electrones. Sobre esa propiedad se construyeron las reacciones multicomponente, como la de Passerini y, sobre todo, la de Ugi, capaces de ensamblar en un solo paso moléculas complejas a partir de varios ingredientes sencillos. Hoy son una herramienta habitual en el descubrimiento de nuevos principios activos, porque permiten generar con rapidez grandes colecciones de compuestos para su ensayo.

Un isonitrilo en el estudio del corazón

El isonitrilo más conocido en medicina no se administra por su química orgánica, sino como pieza de un radiofármaco. El sestamibi es un complejo formado por seis moléculas de metoxiisobutilisonitrilo dispuestas alrededor de un átomo de tecnecio-99m (de ahí el «sesta», seis). Es una molécula lipófila y con carga positiva que se acumula en las mitocondrias de las células según su actividad eléctrica.

Esa propiedad lo hace útil para obtener imágenes del riego sanguíneo del músculo cardíaco mediante tomografía por emisión de fotón único (véase SPECT), y también para localizar tejido paratiroideo o mamario. El compuesto se describió en 1981 y recibió aprobación para uso clínico en 1990.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se llaman isonitrilos?

Porque son isómeros de los nitrilos. El prefijo iso indica esa relación: mismos átomos que un nitrilo, pero unidos en orden inverso. Por eso se los denomina también isocianuros, isómeros de los cianuros orgánicos.

¿Qué distingue a un isonitrilo de un nitrilo?

La conectividad. En el nitrilo (R-C≡N), el carbono se enlaza al resto de la molécula; en el isonitrilo (R-N≡C), lo hace el nitrógeno, y el carbono queda terminal con un par de electrones libre. Ese matiz cambia por completo cómo reacciona cada uno.

¿A qué huelen los isonitrilos?

Muy mal. Su olor es intenso y penetrante, hasta el punto de que el primero descrito, en 1859, se detectaba a distancia y motivó protestas vecinales. Esa característica frenó durante décadas el estudio de estos compuestos.

¿Para qué se usan en medicina?

Un derivado, el sestamibi, sirve como radiotrazador para estudiar el riego del corazón y para localizar tejido paratiroideo. Se une a un átomo de tecnecio-99m y se acumula en las mitocondrias de las células.

Referencias

1. The chemistry of isocyanides, their multicomponent reactions and their libraries (PMC). Historia, estructura y reactividad de los isocianuros.
2. ScienceDirect Topics. Isocyanide. Definición y síntesis clásica de los isonitrilos.
3. StatPearls. Technetium 99m Sestamibi. Radiotrazador basado en un isonitrilo.
4. NCATS Inxight Drugs. 2-Methoxyisobutyl isonitrile. Ficha del ligando isonitrilo del sestamibi.