As moléculas médias com um peso molecular de mais de 1.000 são difíceis de sintetizar devido a várias etapas e natureza demorada, exigindo o desenvolvimento de uma nova abordagem que possa superar essas desvantagens. O clique de química se tornou uma ferramenta essencial na química aplicada devido à sua simplicidade, eficiência e versatilidade. Essa abordagem da síntese química permite união rápida e confiável de pequenas moléculas em estruturas maiores e mais complexas, geralmente com reações e subprodutos mínimos colaterais. Por definição, as reações de cliques de química são altamente seletivas e eficientes, tornando -as ideais para criar compostos específicos de maneira controlada e previsível.
Ao levar essa idéia duas etapas adiante, os químicos têm desenvolvido plataformas moleculares que permitem química de clique triplo – o desenvolvimento de moléculas estáveis com três grupos funcionais diferentes que servem como locais de reação distintos e direcionados. Embora essas plataformas “trivalentes” possam permitir a síntese eficiente de compostos complexos, a formação seletiva de triiazoles usando plataformas com porções de azida e alcino continua sendo um desafio não resolvido.
Nesse cenário, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor associado Suguru Yoshida da Universidade de Ciências de Tóquio (TUS), Japão, se propôs a desenvolver novas plataformas trivalentes capazes de produzir triazoles altamente funcionais. A equipe garantiu a coordenação com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas (ODS) – ODS 3 (boa saúde e bem -estar), ODS 7 (energia acessível e limpa) e ODS 9 (indústria, inovação e infraestrutura). Este estudo, que foi publicado em Comunicações químicas Em 7 de janeiro de 2025, foi co-autor de Takahiro Yasuda, um estudante de mestrado, e o Sr. Gaku Orimoto, que concluiu um mestrado em 2023, ambos de Tus.
Os pesquisadores conseguiram criar plataformas trivalentes estáveis para a química do Triple Click on, graças a um ligante mais longo no andaime central. A equipe de pesquisa demonstrou como uma grande variedade de moléculas poderia ser produzida, direcionando sequencialmente cada porção funcional na plataforma trivalente. Por exemplo, eles alavancaram a reação de troca de fluoretos de enxofre para atingir a porção fluorossulfonil e produzir diferentes álcoois em altos rendimentos sem afetar as porções de azida e alcinária. Em seguida, eles realizaram diversas transformações na porção de azida, incluindo características como cicloadição de azida-alcino catalisada por cobre, cicloadição de azide-alcinne promovida por tensão e ligação de Bertozzi-Staudinger. Finalmente, por meio de uma ampla gama de possíveis terceiras transformações direcionadas à porção alcinática restante, os pesquisadores sintetizaram com sucesso triiazoles complexos.
Notavelmente, não foi estritamente necessário seguir a ordem descrita acima ao direcionar cada porção, pois os pesquisadores demonstraram formações de triazol seletivamente em experimentos subsequentes. Além disso, os triazóis complexos podem ser obtidos em uma reação direta e de um pote. “As reações de clique seletivas com moléculas que possuem porções de azida e alcinária não são fáceis, mas conseguimos elucidar que cada reação de cliques prossegue de maneira altamente seletiva, escolhendo corretamente os parceiros de reação alcina ou azida que reagem preferencialmente com o grupo direcionado sob o Condições adequadas “, explica Yoshida.
As plataformas de química de cliques triplos desenvolvidos neste estudo têm implicações importantes em vários campos aplicados. Por exemplo, multi-triazoles funcionalizados, que podem ser prontamente preparados em alto rendimento, são valiosos no desenvolvimento de medicamentos, ciência materials e bioengenharia. Eles são compatíveis com muitos alvos biológicos, como enzimas e receptores, indicando possíveis aplicações farmacêuticas. As moléculas médias bioativas sintetizadas by way of química tripla de cliques podem ajudar a se recuperar de doenças intratáveis. Além disso, eles são importantes no desenvolvimento de catálise e materiais, servindo como base para o design de polímeros, sensores, revestimentos e estruturas de coordenação.
“Nosso objetivo last é criar novas moléculas que revolucionem as ciências da vida e concebemos essa pesquisa como um método para montar moléculas de componentes simples de uma só vez”, conclui Yoshida. “O método proposto permite a síntese simples de moléculas multifuncionais e uma grande variedade de moléculas de tamanho médio, e esperamos que seja amplamente útil em ciências farmacêuticas, química medicinal, biologia química e química dos materiais”.
A abordagem proposta utiliza materiais iniciais simples em vez de materiais complexos, promovendo a síntese farmacêutica sustentável. Além disso, o aspecto que economiza tempo dessa abordagem pode acelerar o processo de pesquisa. No geral, as moléculas eficientes de plataforma trivalente apresentadas neste estudo ajudarão a acelerar o progresso em direção a química mais sustentável, com esperança de levar a protocolos de síntese verde, melhores tratamentos médicos e avanços ambientais e agrícolas.
