Várias drogas, incluindo aqueles para depressão, esquizofrenia, e malária, não existiria se não fosse por um tipo de composto químico orgânico denominado compostos alicíclicos. Esses compostos são estruturas 3-D formadas quando três ou mais átomos de carbono se unem em um anel por meio de ligações covalentes, mas o anel não é aromático.

Os compostos aromáticos (ou arenos) são outra classe de compostos orgânicos que são estruturas 2-D com propriedades reativas distintas das dos compostos alicíclicos. Um exemplo bem conhecido é o benzeno, o anel de seis carbonos compreendendo ligações simples e duplas alternadas entre os átomos de carbono.

Ao dearomatizar arenes, pode-se obter compostos alicíclicos. Na verdade, esta desaromatização é uma das formas mais poderosas de obtenção de compostos alicíclicos. Mas alguns dos arenos mais abundantemente disponíveis, como benzeno e naftaleno, são muito estáveis, e quebrá-los para construir compostos alicíclicos tem sido um desafio. Com os métodos existentes, frequentemente, grandes quantidades de reagentes geram muito pouco produto.

"A conversão altamente eficiente de arenos disponíveis comercialmente em compostos alicíclicos de alto valor agregado poderia acelerar a pesquisa de descoberta de drogas aos saltos, "dizem o professor assistente Kei Muto e o professor Junichiro Yamaguchi da Universidade Waseda, Japão, que liderou a descoberta de um novo método eficiente. Seu estudo foi publicado na Royal Society of Chemistry's Ciência Química .

No novo método, os bromoarenos reagem com duas outras classes de compostos orgânicos, compostos diazo e malonatos, na presença de um catalisador de paládio (composto que permite uma reação química), sob condições ideais de concentração, temperatura, e tempo (verificado experimentalmente no estudo). Subseqüentemente, boas quantidades dos compostos alicíclicos correspondentes são produzidas.

"O que é realmente especial sobre este método é que uma variedade de bromoarenos, incluindo benzenoides, azines, e heteroles, podem ser convertidos em suas contrapartes alicíclicas, "Diz Muto. Ele fala também das porções-chave de uma molécula alicíclica que lhe conferem complexidade e utilidade - os grupos funcionais ligados aos carbonos cíclicos. Ele diz:"Os compostos obtidos têm grupos funcionais em dois pontos da cadeia cíclica, e estes podem ser facilmente diversificados por meio de outras reações para produzir uma variedade de moléculas 3-D altamente funcionalizadas. "

O uso de malonatos como reagente é o que permite esta multifuncionalização, separando este novo método dos métodos existentes, que muitas vezes são altamente específicos em termos dos produtos possíveis. Como os malonatos são conhecidos por reagir predominantemente com complexos de paládio-benzil, o uso de um catalisador à base de paládio se tornou a chave para o sucesso desse método. O catalisador de paládio levou à formação de um intermediário de benzil-paládio que poderia então reagir com malonatos, produção dos produtos alicíclicos multifuncionais finais.

Assim, projetar um processo de catálise apropriado foi essencial para o desenvolvimento da técnica de transformação aromática em alicíclica. "Próximo, gostaríamos de projetar novos catalisadores para tornar essa reação mais geral; isso é, compatível com uma gama mais ampla de arenos, "diz Yamaguchi.

Com seus planos futuros em vigor, Muto e Yamaguchi estão confiantes do bem que o trabalho de sua equipe pode fazer no mundo:"Acreditamos que esta reação orgânica ajudará a pesquisa de descoberta de drogas a finalmente 'escapar da planície' dos compostos aromáticos 2-D mais simples, por assim dizer, assim avançando significativamente a química medicinal. "