A função das moléculas usadas em drogas depende em parte de sua estrutura, incluindo as muitas ligações químicas entre seus átomos. Essas moléculas podem ser construídas por meio de várias reações químicas diferentes, a maioria dos quais são lentos e ineficientes porque dependem da formação de uma ligação química de cada vez. Ramesh Giri, Weinreb, professor de química em início de carreira na Penn State, desenvolveu uma reação que cria duas ligações de carbono por vez entre os átomos em uma configuração chamada alceno com a ajuda de pequenas quantidades de níquel, um catalisador sustentável e abundante.

Um artigo descrevendo a reação foi publicado recentemente no Jornal da American Chemical Society . Conversamos com Giri sobre esta pesquisa:

P:O que compreende a estrutura da molécula do fármaco?

Giri:A maioria das moléculas de drogas contém muitos átomos de carbono em suas estruturas. A maioria desses carbonos está conectada por ligações carbono-carbono para formar uma estrutura básica da molécula da droga, assim como muitos ossos do corpo humano estão conectados para formar um esqueleto. O esqueleto de carbono de uma molécula de medicamento funciona como uma plataforma para conter componentes químicos conhecidos como grupos funcionais que conferem propriedades funcionais ao medicamento.

P:Qual foi sua motivação para este estudo?

Giri:Os esqueletos de carbono das moléculas de drogas são criados pela montagem de várias fontes de carbono usando reações que formam novas ligações entre os átomos, geralmente um vínculo de cada vez. Em muitos casos, o processo de sintetizar drogas, portanto, torna-se demorado e tedioso com o envolvimento de várias etapas químicas com vários intermediários de reação, manuseio de um grande número de produtos químicos, e geração de volumes de resíduos químicos. Estamos desenvolvendo novos, transformações químicas ambientalmente corretas que são mais rápidas, gerar ligações múltiplas em uma etapa e diminuir drasticamente o número de etapas gerais.

P:Quais foram os principais resultados deste estudo?

Giri:Nós desenvolvemos uma reação chamada dialquilação de alceno que cria duas ligações carbono-carbono através de um alceno com a ajuda de níquel, um metal sustentável e abundante em terra, como um catalisador para acelerar a reação. A reação é incrivelmente eficiente porque é conduzida com uma quantidade muito menor de catalisador do que o normal. Usamos 500-2000 partes por milhão (ppm) de níquel em comparação com 50, 000 a 100, 000 ppm de catalisador em reações semelhantes. Nosso método nos permite sintetizar moléculas complexas rapidamente a partir de produtos químicos básicos prontamente disponíveis.

P:Por que isso é importante?

Giri:Existem três aspectos importantes desta nova reação - a) a reação utiliza um metal sustentável e abundante na Terra como um catalisador, b) a reação usa o catalisador em concentrações extremamente baixas, tornando este processo a reação de difuncionalização de alceno mais eficiente até o momento, ec) a nova condição catalítica resolve um dos desafios mais urgentes na difuncionalização do alceno, adicionando dois sítios funcionais simultaneamente. O uso de metal sustentável e abundante na Terra como um catalisador terá um amplo impacto na síntese e fabricação de produtos farmacêuticos onde o custo, disponibilidade, e a quantidade do catalisador deixa uma grande pegada nos preços dos produtos farmacêuticos.

P:Que perguntas ainda precisam ser respondidas?

Giri:Embora a reação atual dê um grande passo nesta área de pesquisa, o escopo ainda é limitado a duas classes de moléculas chamadas alquenilarenos e halogenetos de benzila. Embora essas moléculas estejam entre as maiores classes de produtos químicos básicos simples e prontamente disponíveis, o trabalho futuro deve ser focado na expansão do escopo para a classe geral de alcenos, particularmente classes chamadas alcenos lineares não ativados e halogenetos de alquila.