Figura 1 Varubi é usado com outros medicamentos para ajudar a prevenir náuseas e vômitos retardados causados pelo tratamento com drogas contra o câncer. Embora tendo os mesmos átomos, A imagem espelhada de Varubi não produz tanto efeito biologicamente ativo quanto Varubi. Crédito:Institute for Basic Science
Você sabia que mais da metade das drogas atualmente em uso são quirais, potencialmente resultando em duas respostas diferentes no corpo? Compostos quirais são pares de moléculas que são imagens espelhadas uma da outra, assim como a mão direita e esquerda de uma pessoa. Uma vez que o corpo interage com cada molécula de maneira diferente, uma droga quiral pode produzir os efeitos desejados de uma molécula, junto com um efeito colateral indesejado de sua imagem espelhada. Seria muito mais seguro e mais eficiente fazer compostos puros sem formar suas versões espelhadas desnecessárias que só vão para o lixo, mas essa síntese seletiva continua sendo um dos desafios mais difíceis na descoberta de medicamentos.
Liderado pelo professor Chang Sukbok, pesquisadores do Centro de Funcionalizações de Hidrocarbonetos Catalíticos do Instituto de Ciências Básicas (IBS) em Daejeon, Coreia do Sul, relataram que criaram um grupo de novos catalisadores quirais de irídio para a síntese seletiva de lactamas quirais. Embora as lactamas sejam os principais blocos de construção em muitos agentes farmacêuticos, por exemplo, penicilina, um notável antibiótico à base de lactama, tem havido poucas maneiras eficientes de destacar apenas uma molécula de um par de imagens de espelho simétricas. Os novos catalisadores permitiram que os pesquisadores enviassem a síntese em favor da produção de um produto em detrimento do outro com 99 por cento de seletividade.
Os átomos em drogas quirais estão conectados da mesma maneira, mas diferem na forma como são orientados no espaço. Os pesquisadores identificaram qual catalisador induziu uma rotação para a direita e qual causou uma rotação para a esquerda. Combinando observações experimentais e simulações de computador detalhadas, eles descobriram que a formação transitória de ligações de hidrogênio entre um substrato e o catalisador induziu essa alta segregação na reação.
Figura 2 O catalisador de irídio funciona como um doador de ligações de hidrogênio no sistema de reação. O cálculo da química quântica revelou uma ligação de hidrogênio transitória entre um substrato e um catalisador, que foi a origem fundamental da síntese seletiva usando o novo catalisador. Crédito:Institute for Basic Science
A ligação de hidrogênio é uma interação onipresente de moléculas na natureza. Como esta conexão estabiliza intermediários e estados de transição durante o curso de uma reação, eventualmente leva à produção de lactamas quirais permitindo alta seletividade. O primeiro autor, Dr. Yoonsu Park afirma, "Foi fundamental compreender o mecanismo de reação para facilitar o desenvolvimento do catalisador. Esta abordagem baseada em mecanismo e modelo de design de reação nos permitiu encontrar essa nova transformação."
Notavelmente, este estudo sugere um protocolo sustentável para produzir muito procurado, lactamas quirais inestimáveis. Ao usar hidrocarbonetos de matéria-prima baratos e prontamente disponíveis, os pesquisadores produziram um grupo de lactamas quirais em diferentes formas. Como sua quiralidade e estruturas diversas permitem que as lactamas funcionem como um composto ativo no corpo para o antibiótico, anti-inflamatório, ou funções antitumorais, este estudo pode facilitar o desenvolvimento de potenciais medicamentos de forma mais eficiente e barata.
“Este é um grande passo em frente na área de catálise assimétrica. Como os lactamas encontram várias aplicações na medicina, sintético, e química de materiais, nosso estudo pode oferecer bases para o desenvolvimento de drogas clínicas mais seguras e eficazes, "explica o professor Chang.
Figura 3 Figura 3 reação de amidação seletiva usando os novos catalisadores de irídio. Um grupo de lactamas quirais em diferentes formatos produzidos a partir de hidrocarbonetos de matéria-prima baratos e prontamente disponíveis. Suas diversas estruturas permitem que as lactamas correspondam a diferentes drogas farmacêuticas. Crédito:Institute for Basic Science
