Existem várias enzimas metálicas no corpo humano. As enzimas metálicas interagem com o oxigênio ativo, que é quimicamente mais reativo do que o normal, para formar espécies de oxigênio reativas ao metal. Essas espécies de oxigênio reativas a metais participam da síntese e degradação de materiais biológicos e do metabolismo de drogas por meio da oxidação, que é a reação que se combina com o oxigênio ou a reação que perde hidrogênio. Portanto, muitas equipes de pesquisa estudam reações enzimáticas in vivo sintetizando substâncias que imitam o oxigênio reativo ao metal. Contudo, não houve nenhuma espécie de oxigênio reativo a metal reagindo com nitrila encontrada ou desenvolvida.

O nitrilo é um tipo de composto orgânico que consiste em uma ligação tripla de carbono (C) e nitrogênio (N). É quimicamente diverso e usado como material para sintetizar certos compostos. Apesar de suas diversas aplicações como intermediários em bioquímica e fisiologia, Contudo, houve rendimentos mínimos da síntese usando nitrila devido às suas propriedades químicas que requerem ácido ou base muito forte, ou alta temperatura para prosseguir as reações.

Apesar das limitações, uma equipe de pesquisa liderada pelo professor DGIST Jaeheung Cho da Emerging Materials Science conseguiu recentemente sintetizar as espécies de oxigênio reativas ao metal (espécies de cobalto-peroxo), um material biomimético que reage com nitrila, pela primeira vez.

A equipe de pesquisa descobriu que a espécie de cobalto-peroxo (peroxo:um dos oxigênio reativo com dois elétrons adicionados a uma molécula de oxigênio) que é sintetizada usando um agente oxidante em um composto de cobalto metálico reage com nitrila sob condições de alta temperatura e pressão. Esta é a primeira confirmação de que as espécies de oxigênio reativas ao metal reagem com o nitrila.

Em particular, os complexos de hidroximatocobalto (III) que são compostos produzidos pela reação entre perox de cobalto e nitrila, pode se tornar um pró-fármaco no futuro. Isso ocorre porque quando os complexos hidroximatocobal (III) são convertidos em estado de cobalto (Ⅱ) por meio da redução in vivo, certas enzimas que são altamente expressas nas células cancerosas podem ser controladas. O pró-fármaco se refere a um medicamento ou composto que quase não mostra nenhuma atividade de droga por si só, mas é metabolizado e mostra seu efeito por meio de reações enzimáticas ou químicas in vivo.

Não apenas isso, nitrila desempenha um papel importante na síntese de hormônios e compostos vegetais. Por outro lado, compostos contendo grupos funcionais de nitrila em herbicidas podem causar danos ambientais por permanecerem em resíduos agrícolas e semelhantes. Portanto, a transformação de grupos funcionais nitrílicos é uma reação ambientalmente importante.

O professor Jaeheung Cho afirmou a importância do estudo "Este estudo demonstra a nova reatividade das espécies de oxigênio reativas ao metal e espera-se que contribua para o desenvolvimento de catalisadores que permitem a ativação da nitrila no futuro. Além disso, espera-se que os produtos sintetizados sejam desenvolvidos como pró-drogas anticâncer. "

Este estudo foi publicado no Jornal da American Chemical Society , um jornal internacional de química, em 16 de agosto. A pesquisa foi realizada pelo Projeto Refinaria de Gás C1 do Ministério da Ciência e ICT e pela Fundação de Pesquisa da Coreia.