Cada reação biológica é uma reação química. A troca de dióxido de carbono por oxigênio em nossos pulmões e células sanguíneas, por exemplo, é causada por moléculas que liberam produtos químicos e se transformam em novos. A replicação descontrolada de células cancerosas é o resultado de compostos químicos quebrados e mal comunicados. O apelo de desenvolver drogas aprimoradas para promover reações úteis ou prevenir as prejudiciais levou os químicos orgânicos a entender melhor como criar sinteticamente essas moléculas e reações em laboratório.

Uma equipe da Universidade Nacional de Yokohama, no Japão, deu um passo para tornar esse desejo uma realidade com seu último estudo, publicado em 19 de julho no Journal of Organic Chemistry .

Os pesquisadores desenvolveram heterociclos de oxigênio, que são estruturas em anel que consistem em átomos de dois ou mais elementos. Esses compostos constituem todos os ácidos nucléicos do código genético de uma pessoa. Outra versão de heterociclos, contendo nitrogênio, estão em mais da metade dos produtos farmacêuticos produzidos nos Estados Unidos. Os heterociclos de oxigênio, em particular, contêm pelo menos um átomo de oxigênio. Eles têm uma variedade de usos, inclusive em medicamentos para tratar câncer e insuficiência cardíaca.

"Nós nos concentramos em heterociclos de oxigênio, que têm atraído interesse significativo devido à relevância de suas unidades estruturais na química medicinal e na ciência dos materiais, "disse Yujiro Hoshino, o autor correspondente do estudo e pesquisador na Escola de Graduação em Ciências do Meio Ambiente e da Informação da Universidade Nacional de Yokohama.

Professor Kiyoshi Honda, outro autor correspondente do estudo da Escola de Pós-Graduação em Ciências do Meio Ambiente e da Informação, acrescentou que seu "objetivo era desenvolver rotas sintéticas mais suaves e econômicas para criar heterociclos de oxigênio."

Tradicionalmente, os heterociclos de oxigênio são produzidos pela aplicação de altas temperaturas a duas moléculas. O processo consome tempo e energia, e não produz um número significativo de heterociclos. A equipe de Honda e Hoshino se concentrou em um método envolvendo o design de sais fotossensíveis à base de carbono. Eles adicionaram os sais a dois tipos de compostos, que formam um anel assim que reagem, e irradiou a combinação com luz verde.

"Esta reação foi particularmente atraente porque pode conter um grande número de átomos e fornece acesso eficiente a vários heterociclos contendo oxigênio sinteticamente úteis, "Hoshino disse." Esta reação também pode ser realizada em condições experimentais amenas - temperatura ambiente e luz visível. "

O processo produziu um alto rendimento de heterociclos de oxigênio. De acordo com Hoshino, a reação bem-sucedida foi devido a uma estrutura nos sais chamada grupo doador de elétrons. Os elétrons são excitados pela luz verde, e os sais extraem um elétron do composto para reagir com os outros componentes do composto.

Próximo, os pesquisadores planejam usar luzes de cores diferentes para gerar reações diferentes. Eles estão especificamente interessados ​​em estabelecer uma reação de luz vermelha, o que é mais difícil, de acordo com Hoshino. A luz vermelha é um comprimento de onda maior e menor frequência do que a luz verde, o que significa que é mais próximo da luz infravermelha do que da luz visível no gráfico do espectro. As reações de luz vermelha podem levar a uma maior produção de heterociclos, mas requer mais precisão e eficiência.

"Nosso próximo objetivo é expandir o âmbito da reação, "Hoshino disse." Prevemos a expansão do uso de várias reações dirigidas por luz visível no futuro, e planejamos continuar contribuindo para isso. "