p A química e a biologia estrutural usam os métodos padrão de espectroscopia de NMR (NMR =ressonância magnética nuclear) para examinar a estrutura das moléculas, incluindo moléculas grandes como proteínas em solução. Os núcleos ativos de NMR, como átomos de hidrogênio, são excitados usando pulsos de radiofrequência em espectrômetros com fortes campos magnéticos. Os diferentes ambientes dos núcleos podem ser detectados e conclusões sobre a estrutura molecular podem ser tiradas da análise dos espectros gerados. p Com esses métodos de NMR, a estrutura das moléculas diamagnéticas já pode ser estudada muito bem. Nessas moléculas, os elétrons são pareados e seus espectros de NMR são fáceis de analisar, uma vez que os sinais são geralmente nítidos e em regiões distintas de acordo com a estrutura da molécula. Contudo, com métodos de NMR, é difícil investigar a estrutura de compostos paramagnéticos, que têm elétrons desemparelhados. Esses incluem, por exemplo, alguns agentes de contraste médicos. Eles são atraídos por campos magnéticos externos e interferem nas medições. Químicos da Kiel University (CAU) já conseguiram desenvolver uma caixa de ferramentas de métodos de NMR que, pela primeira vez, permitir análise estrutural detalhada de complexos paramagnéticos em solução. Eles demonstraram recentemente as extensas possibilidades de aplicação de sua caixa de ferramentas em vários campos da química e além no renomado jornal Angewandte Chemie .

p Mesmo as "gaiolas moleculares" complexas podem ser analisadas com mais detalhes do que nunca

p "O número de métodos de NMR adequados para complexos paramagnéticos foi limitado até agora. As informações estruturais são normalmente perdidas, uma vez que os sinais são amplos e em regiões menos previsíveis, "explica Anna McConnell, Professor Junior do Instituto Otto Diels de Química Orgânica do CAU. Ela está investigando "gaiolas moleculares paramagnéticas, "onde várias moléculas se auto-montam em estruturas mais complexas com uma cavidade que pode se ligar a outras moléculas. Como um objetivo de longo prazo, essas moléculas podem ser, por exemplo, Substâncias medicinais que são transportadas e liberadas em partes específicas do corpo. "Mas, para isso, primeiro precisamos de mais informações sobre as estruturas desses complexos paramagnéticos, "McConnell continua.

p Juntamente com uma equipe de pesquisa dos Institutos de Química Orgânica e Inorgânica, McConnell desenvolveu vários métodos de NMR para obter e interpretar de forma confiável os dados de NMR em compostos paramagnéticos. Usado em combinação, os métodos de sua caixa de ferramentas fornecem uma imagem abrangente de tais estruturas moleculares. Em alguns casos, os resultados são ainda melhores do que aqueles com métodos padrão comparáveis ​​para compostos diamagnéticos convencionais, a equipe encontrou. "A aquisição de dados para os compostos paramagnéticos foi muito mais rápida e, em alguns casos, obtivemos as informações estruturais em um experimento paramagnético, em vez de vários experimentos para um composto diamagnético, "disse McConnell.

p O manual de instruções permite fácil adaptação a qualquer espectrômetro

p A equipe de pesquisa realizou investigações detalhadas nos espectrômetros de 500 e 600 MHz no departamento de espectroscopia do Instituto Otto Diels de Química Orgânica para determinar como adaptar os experimentos padrão para análise dos complexos paramagnéticos. Com isso, eles produziram um manual de instruções sobre como aplicar a caixa de ferramentas a outros complexos paramagnéticos e espectrômetros. "O desenvolvimento desses métodos de NMR paramagnéticos é um grande avanço para nossas pesquisas do dia-a-dia e temos esperança de que ajudem outros pesquisadores tanto quanto nós, "disse Marc Lehr, Ph.D. aluno do grupo de McConnell e primeiro autor do artigo. A equipe de pesquisa espera que isso contribua para a aplicação desses métodos em diferentes áreas da química e além. Em seu estudo, eles demonstraram a ampla versatilidade da caixa de ferramentas para pelo menos campos de química de coordenação e complexos de spin-crossover a química supramolecular.

p Na próxima etapa, a equipe de pesquisa planeja aplicar esses métodos à análise de gaiolas paramagnéticas maiores e ainda mais complexas. "Gaiolas moleculares cujas estruturas podem ser alteradas por irradiação com luz são um exemplo de uma gaiola mais complexa. Usando gaiolas responsivas à luz, podemos ser capazes de liberar as moléculas hóspedes de uma maneira verdadeiramente direcionada no futuro, "McConnell espera.