Os macrociclos são moléculas feitas de grandes anéis de átomos. Apesar de ser relativamente grande e flexível, as moléculas nem sempre ficam "moles" - elas podem realmente se prender em formas e geometrias específicas.

Na manufatura, controlar as formas tridimensionais dos macrociclos é fundamental. Ajuda a decidir, por exemplo, se o aroma de um perfume é único ou se um medicamento controlado funciona em uma doença específica.

Mas para químicos sintéticos, aqueles que estudam a construção de moléculas, controlar a topologia dos grandes anéis não foi um processo simples - até agora, isso é, graças a pesquisas feitas na Université de Montréal.

Em um estudo publicado hoje em Ciência , uma equipe liderada pelo professor de química Shawn Collins relata que eles conseguiram usar um processo natural chamado biocatálise para controlar as formas dos macrociclos.

E isso pode ser uma bênção para a fabricação de produtos farmacêuticos e eletrônicos, eles dizem.

"As formas dos macrociclos que criamos é o que os torna especiais - eles são o que chamamos de quirais planares, "disse Collins." E a topologia quiral planar controla como as moléculas interagem com a natureza. Em geral, macrociclos com quiralidade plana são pouco explorados, porque os químicos geralmente têm muitos problemas para fazê-los. "

Até agora, eles tinham duas opções:realizar sínteses em várias etapas que são tediosas e esbanjadoras, ou eles podem explorar métodos que empregam catalisadores com base em elementos que são tóxicos, caro e não abundante na crosta terrestre, como rutênio e ródio.

Ambas as abordagens há muito frustram os químicos, e a equipe de Collins procurou uma alternativa. Eles descobriram na biocatálise, um processo que usa enzimas, catalisadores biológicos e tipicamente não tóxicos, como uma solução para preparar macrociclos quirais planares.

Notavelmente, mesmo que os químicos nunca tenham explorado a biocatálise para a síntese de macrociclos quirais planares, descobriu-se que havia um produto comercialmente disponível que poderia preparar o macrociclo:uma enzima lipase chamada CALB.

Usando isso, os biocatalisadores foram capazes de moldar os macrociclos com uma seletividade quase perfeita, mesmo que a enzima não tenha evoluído para esse propósito.

Mais importante, Collins e sua equipe criaram um plano sintético que envolvia o uso de blocos de construção moleculares simples para "decorar" macrociclos com funcionalidade. "Funcionalidade são alças, ou grupos simples de átomos que podem ser facilmente transformados em arranjos mais complexos, "Collins explicou.

"Nossa esperança é que os macrociclos possam agora ser adaptados para impactar a indústria. Os macrociclos quirais planares já são conhecidos por agirem como antibióticos e agentes anticâncer. Aplicações em materiais eletrônicos - em lasers e dispositivos de exibição, por exemplo, poderia ser possível usando a abordagem. "