Nova reação química com potenciais aplicações em química medicinal
Uma equipa de químicos da Universidade de Viena, liderada por Nuno Maulide, conseguiu um avanço significativo no campo da síntese química, desenvolvendo um novo método para manipular ligações carbono-hidrogénio. Esta descoberta inovadora fornece novos insights sobre as interações moleculares de átomos de carbono com carga positiva. Ao visar seletivamente uma ligação C'H específica, eles abrem portas para vias sintéticas que estavam anteriormente fechadas – com aplicações potenciais na medicina. O estudo foi publicado recentemente na prestigiada revista Science.
Os organismos vivos, incluindo os humanos, devem a sua complexidade principalmente às moléculas que consistem principalmente em carbono, hidrogénio, azoto e oxigénio. Esses blocos de construção formam a base de inúmeras substâncias essenciais para a vida diária, incluindo medicamentos. Quando os químicos embarcam na síntese de um novo medicamento, eles manipulam moléculas através de uma série de reações químicas para criar compostos com propriedades e estruturas únicas.
Este processo envolve quebrar e formar ligações entre átomos. Algumas ligações, como aquelas entre carbono e hidrogênio (ligações C'H), são particularmente fortes e requerem energia considerável para serem quebradas, enquanto outras podem ser modificadas mais facilmente. Enquanto um composto orgânico normalmente contém dezenas de ligações C'H, os químicos tradicionalmente tinham que recorrer à manipulação de outras ligações mais fracas. Tais ligações são muito menos comuns e muitas vezes precisam ser introduzidas em etapas sintéticas adicionais, tornando tais abordagens dispendiosas – portanto, procuram-se métodos sintéticos mais eficientes e sustentáveis.
Ativação C'H como uma nova abordagem
O conceito de ativação C'H é uma abordagem revolucionária que permite a manipulação direta de fortes ligações C'H. Este avanço não só aumenta a eficiência dos processos sintéticos, mas também pode muitas vezes reduzir o seu impacto ambiental e fornecer caminhos mais sustentáveis para a descoberta de medicamentos.
Um desafio chave é a manipulação precisa de uma ligação C'H específica dentro de uma molécula contendo muitas ligações C'H diferentes. Este obstáculo, conhecido como “problema de seletividade”, muitas vezes dificulta a aplicação mais ampla das reações de ativação C'H estabelecidas (Figura 1).
Visando um título C'H específico
Investigadores da Universidade de Viena liderados por Nuno Maulide desenvolveram agora uma nova reação de ativação do C'H que aborda o problema da seletividade e permite a síntese de moléculas complexas à base de carbono. Ao direcionar seletivamente uma ligação C'H específica com notável precisão, eles abrem portas para caminhos sintéticos que estavam anteriormente fechados.
O grupo Maulide concentra-se nos chamados “carbocátions” (isto é, moléculas contendo um átomo de carbono carregado positivamente) como intermediários principais. “Tradicionalmente, os carbocátions reagem eliminando um átomo de hidrogénio adjacente ao átomo de carbono, formando uma ligação dupla carbono-carbono no produto”, explica Nuno Maulide (Figura 2A). “Produtos com ligações duplas – chamados alcenos – podem ser extremamente úteis. No entanto, às vezes é desejada uma ligação simples em vez de uma ligação dupla”, continua o premiado com vários ERC. “Descobrimos que, em certos casos, a reatividade pode tomar uma nova direção. Isto leva a um fenômeno chamado 'eliminação remota', resultando na formação de uma nova ligação simples carbono-carbono – um fenômeno que não foi investigado antes”, explicam Phillip Grant e Milos Vavrík, primeiros autores do estudo (Figura 2B).
Os pesquisadores demonstraram essa nova reatividade sintetizando decalinas, um alicerce de muitos produtos farmacêuticos. “As decalinas são uma classe de moléculas cíclicas à base de carbono encontradas em muitos compostos biologicamente ativos. Podemos agora produzir estas moléculas de uma forma muito mais eficiente, contribuindo potencialmente para o desenvolvimento de novos e mais eficazes medicamentos”, conclui Nuno Maulide, o 2019 Cientista Austríaco do Ano.
Publicação original:
Eliminação remota de protões: activação de C'H possibilitada por acidificação distal Phillip S. Grant, Milo¨ Vavrík, Vincent Porte, Ricardo Meyrelles e Nuno Maulide. Ciência.
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