O projeto de uma estrutura de bipiridina-rutênio (Ru) estericamente confinada permite o confinamento controlado de H2 adsorvido e sua entrega a amidas inertes, permitindo a hidrogenação catalítica de uma ampla gama de ligações de amida. A clivagem das ligações lactama C =O e C – N alcançada pela ativação de um único pré-catalisador. Crédito:Universidade de Nagoya
O que as proteínas e o Kevlar têm em comum? Ambos apresentam moléculas de cadeia longa que são unidas por ligações de amida. Essas fortes ligações químicas também são comuns a muitas outras moléculas que ocorrem naturalmente, bem como a produtos farmacêuticos e plásticos feitos pelo homem. Embora as ligações de amida possam dar grande resistência aos plásticos, quando se trata de sua reciclagem em um ponto posterior, a dificuldade de quebrar essas ligações geralmente impede a recuperação de produtos úteis. Os catalisadores são amplamente usados na química para ajudar a acelerar as reações, mas quebrando os tipos de ligações de amida em plásticos, como náilon, e outros materiais requerem condições adversas e grandes quantidades de energia.
Com base em seu trabalho anterior, uma equipe de pesquisa da Universidade de Nagoya desenvolveu recentemente uma série de catalisadores organometálicos de rutênio para quebrar até mesmo as ligações de amida mais difíceis com eficácia em condições moderadas.
"Nossos catalisadores anteriores podiam hidrogenar a maioria das ligações de amida, mas as reações precisaram de muito tempo em alta temperatura e alta pressão. Este novo catalisador de rutênio pode hidrogenar substratos difíceis em condições muito mais suaves, "diz o autor principal Takashi Miura.
A hidrogenação é a etapa principal que leva à quebra das ligações amida. O catalisador apresenta um átomo de rutênio apoiado em uma estrutura orgânica. Este átomo de rutênio pode adsorver hidrogênio e entregá-lo à ligação amida para iniciar a quebra. A equipe investigou a posição do hidrogênio no catalisador na via de reação e modificou a forma da estrutura de suporte. Certificando-se de que a molécula de hidrogênio é a melhor posição possível para interação com ligações amida, a equipe alcançou uma hidrogenação muito mais eficaz.
O líder do grupo Susumu Saito disse:"As mudanças que fizemos no catalisador permitiram que algumas ligações de amida complicadas fossem clivadas seletivamente pela primeira vez. Este catalisador tem grande potencial para fazer peptídeos de design para produtos farmacêuticos e também pode ser usado para recuperar materiais de resíduos plásticos para ajudar a realizar um produto químico antropogênico ciclo do carbono. "
