p Os pesquisadores do WPI-ICReDD da Universidade de Hokkaido desenvolveram um catalisador modular que pode modificar com precisão os derivados de ácidos graxos em uma posição até então inacessível. Isso permite a produção eficiente de compostos valiosos de uma fonte biológica renovável, ao passo que antes tínhamos que depender de recursos derivados do petróleo ou usar métodos complicados e caros. p Muitos produtos farmacêuticos e plásticos consistem em uma estrutura que é essencialmente uma cadeia de átomos de carbono com modificações em sua estrutura de hidrocarbonetos. Para sua produção, ácidos graxos são matérias-primas atraentes porque são facilmente acessíveis, recursos naturais renováveis ​​que consistem em uma cadeia de átomos de carbono ligados a um grupo funcional denominado grupo carboxila. Contudo, nossa capacidade de modificar essas cadeias até agora tem sido limitada a átomos de carbono a apenas um ou dois átomos de distância do grupo carboxila. O professor Masaya Sawamura do Instituto de Desenho e Descoberta de Reações Químicas da Universidade de Hokkaido (WPI-ICReDD) explica, "Os materiais químicos obtidos desta forma são limitados àqueles com estruturas bastante simples, e a fim de sintetizar compostos úteis, processos de várias etapas são necessários. "

p Com base em estudos anteriores, O grupo de Sawamura construiu um catalisador que consiste em um átomo de irídio em seu núcleo e vários módulos que garantem que um derivado de ácido graxo - amida de ácido graxo ou éster neste caso - seja precisamente posicionado de forma que a ligação CH localizada a três carbonos de distância o grupo carboxila é modificado. Além disso, enquanto cada ligação C-H em um derivado de ácido graxo pode ser modificada de duas maneiras, dando compostos que são imagens espelhadas um do outro, o catalisador desenvolvido pela equipe produz apenas um dos dois produtos possíveis, que é um atributo importante especialmente para o desenvolvimento de medicamentos. Para aumentar ainda mais a amplitude de modificações possíveis, os pesquisadores tentam usar diferentes módulos em seu catalisador para mudar a maneira como o substrato é posicionado no catalisador para permitir diferentes modificações.

p Em seu artigo publicado em Ciência , a equipe demonstrou que sua abordagem funciona com vários substratos e pode produzir uma grande variedade de derivados úteis. Além disso, eles usaram cálculos de química quântica para investigar a estrutura precisa e a função de seu catalisador, conduzindo a reatividade e seletividade observadas. Os resultados confirmaram que o catalisador possui uma bolsa profunda que se liga ao substrato por meio de interações entre uma de suas subunidades e o grupo carbonila do substrato, e o mantém no lugar para facilitar a reação específica - um recurso análogo às enzimas naturais.

p "O catalisador modular permitiu a modificação seletiva do local de amidas e ésteres de ácidos graxos, alguns dos quais são compostos bioativos. Tão simples, modular, e o sistema catalítico amplamente aplicável permite a introdução de complexidade estrutural e química à cadeia de hidrocarbonetos de produtos químicos de alimentação prontamente disponíveis, "diz Ronald Reyes da equipe de pesquisa. O ponto central para o sucesso desses empreendimentos é uma combinação de experimentos e computação. Sawamura diz:“O acúmulo de conhecimento experimental é uma fonte de grande inspiração, mas, com o apoio da química da computação, podemos concretizar isso em um futuro próximo. "