Os químicos desenvolveram uma nova maneira de gerar uma variedade de blocos de construção químicos altamente úteis, aproveitando os carbenos de metallic, sugere novas pesquisas.
Normalmente usados em reações químicas essenciais para a síntese de medicamentos e o desenvolvimento de materiais, os carbenos são átomos de carbono altamente reativos de vida curta. No laboratório, isso pode tornar os carbenos especialmente complicados de criar, pois os métodos para formá -los são limitados e muitas vezes perigosos.
Agora, pela primeira vez, uma abordagem descoberta por pesquisadores da Universidade Estadual de Ohio facilitou a produção desses carbenos de metallic, disse David Nagib, co-autor do estudo, professor ilustre em artes e ciências e professor de química e bioquímica da Universidade Estadual de Ohio,
“Nosso objetivo o tempo todo foi determinar se poderíamos criar novos métodos de acesso a Carbenos que outros não haviam encontrado antes”, disse ele. “Porque se você pudesse aproveitá -los de uma maneira catalítica mais suave, poderá alcançar uma nova reatividade, que é essencialmente o que fizemos”.
Os pesquisadores encontraram esse método de criação de carbeno usando o ferro como catalisador de metallic e depois combinando-o com moléculas à base de cloro que geram facilmente radicais livres. Juntos, esses ingredientes trabalharam para formar o carbeno de sua escolha, incluindo muitos que nunca haviam sido feitos antes. Em seguida, para criar uma reação química, esses carbenos se ligam rapidamente a outra molécula em uma ligação tensa para formar um ciclopropano, que tem a forma de um triângulo.
Esses fragmentos moleculares de três lados são vitais para a síntese de medicamentos e agricêmicos, em parte devido ao seu tamanho pequeno e energia incomum. Mas, embora existam muitas maneiras de sintetizar essa forma, que é uma das mais comuns encontradas nos medicamentos, o trabalho dessa equipe foi inspirado ao procurar as melhores maneiras de criá -los.
“Nosso laboratório é obcecado em tentar obter os melhores métodos para fazer ciclopropanos por aí o mais rápido possível”, disse Nagib. “Estamos de olho no prêmio de inventar melhores ferramentas para fazer medicamentos melhores e, ao longo do caminho, resolvemos um enorme problema no mundo de Carbene”.
O estudo foi publicado recentemente em Ciência.
Ao decodificar um dos maiores desafios da química, a equipe também descobriu que seu método funciona bem na água, sugerindo que os carbenos de metallic podem um dia ser criados com segurança dentro de uma célula viva para descobrir novos alvos de medicamentos. Segundo Nagib, essa nova abordagem é cerca de 100 vezes melhor do que as ferramentas químicas anteriores que seu laboratório produziu na última década.
“Nosso laboratório é um laboratório de desenvolvimento de ferramentas”, disse ele. “E para mim, a maneira como você avalia se for valiosa ou interessante é se outras pessoas usam sua ferramenta”.
A equipe espera que sua descoberta se torne extremamente impactante porque, para os cientistas, acessar uma nova maneira de criar e classificar carbenos significa que o atual processo de desperdício e vários etapas de produzi -los pode ser mais simples e seguro. Para os consumidores, esse método sugere que os medicamentos futuros desenvolvidos por essa tecnologia podem ser mais baratos, mais potentes, mais rápidos e duradouros.
O trabalho pode impedir a escassez de medicamentos importantes, como antibióticos e antidepressivos, bem como medicamentos que tratam doenças cardíacas, covid e infecções por HIV, disse Nagib.
Além disso, como o trabalho dessa equipe é tão inovador, eles gostariam de garantir que essa ferramenta de química orgânica transformacional seja acessível a grandes e pequenos laboratórios de pesquisa e fabricantes de medicamentos em todo o mundo. Uma das maneiras mais eficazes de garantir isso e estabelecer o futuro de sua estratégia é continuar melhorando a técnica atual, disse Nagib.
“Nossa equipe no estado de Ohio se reuniu da maneira mais authorized e colaborativa de desenvolver essa ferramenta”, disse ele. “Então, vamos continuar correndo para mostrar quantos tipos diferentes de catalisadores ele poderia funcionar e fazer todos os tipos de moléculas desafiadoras e valiosas”.
Outros co-autores do estado de Ohio incluem Khue Nguyen, Xueling Mo, Bethany Demuynck, Mohamed Elsayed, Jacob Garwood, Duong Ongo e Ilias Khan Rana. Este trabalho foi apoiado pela Nationwide Science Basis, pelo Nationwide Institutes of Well being e pelo Brown Institute for Fundamental Science.
