p Um dos principais objetivos da química orgânica e medicinal nas últimas décadas tem sido a rápida síntese de moléculas tridimensionais para o desenvolvimento de novos medicamentos. Esses candidatos a drogas exibem uma variedade de propriedades melhoradas em comparação com estruturas moleculares predominantemente planas, que se refletem em ensaios clínicos por maior eficácia e taxas de sucesso. Contudo, eles só poderiam ser produzidos com grande custo ou não usando os métodos anteriores. Químicos liderados pelo Prof. Frank Glorius (Universidade de Münster, Alemanha) e seus colegas Prof. M. Kevin Brown (Indiana University Bloomington) e Prof. Kendall N. Houk (University of California, Los Angeles) conseguiram agora converter várias classes de moléculas planas contendo nitrogênio nas estruturas tridimensionais desejadas. Usando mais de 100 exemplos novos, eles foram capazes de demonstrar a ampla aplicabilidade do processo. Este estudo será publicado por Ciência na sexta, 26 de março de 2021. p A transferência de energia mediada pela luz supera a barreira de energia

p Um dos métodos mais eficientes para sintetizar arquiteturas tridimensionais envolve a adição de uma molécula a outra, conhecido como cicloadição. Nesse processo, duas novas ligações e um novo anel são formados entre as moléculas. Para sistemas aromáticos - ou seja, compostos de anel planos e particularmente estáveis ​​- essa reação não era viável com os métodos anteriores. A barreira de energia que inibe tal cicloadição não poderia ser superada mesmo com a aplicação de calor. Por esta razão, os autores do " Ciência O artigo explorou a possibilidade de superar essa barreira por meio da transferência de energia mediada pela luz.

p "O motivo de usar a energia da luz para construir mais complexos, estruturas químicas também são encontradas na natureza, "explica Frank Glorius." Assim como as plantas usam luz na fotossíntese para sintetizar moléculas de açúcar a partir dos blocos de construção simples de dióxido de carbono e água, usamos a transferência de energia mediada pela luz para produzir complexos, moléculas-alvo tridimensionais de estruturas básicas planas. "

p Novos candidatos a medicamentos para aplicações farmacêuticas?

p Os cientistas apontam para as "enormes possibilidades" do método. O romance, motivos estruturais não convencionais apresentados pela equipe no " Ciência "O artigo expandirá significativamente a gama de moléculas que os químicos medicinais podem considerar em sua busca por novos medicamentos:por exemplo, blocos de construção básicos contendo nitrogênio e altamente relevantes para produtos farmacêuticos, como quinolinas, isoquinolinas e quinazolinas, que têm sido pouco utilizados devido a problemas de seletividade e reatividade. Por meio da transferência de energia mediada pela luz, eles agora podem ser acoplados a uma ampla gama de alcenos estruturalmente diversos para obter novos candidatos a drogas tridimensionais ou seus backbones. Os químicos também demonstraram uma variedade de transformações inovadoras para o processamento adicional desses backbones sintetizados, usando sua experiência para preparar o caminho para aplicações farmacêuticas. A grande praticidade do método e a disponibilidade dos materiais de partida necessários são cruciais para o uso futuro da tecnologia:as moléculas utilizadas estão disponíveis comercialmente a baixo custo ou são fáceis de produzir.

p "Esperamos que esta descoberta forneça um novo ímpeto no desenvolvimento de novos agentes médicos e também seja aplicada e investigada de forma interdisciplinar, "explica Jiajia Ma. Kevin Brown acrescenta:" Nosso avanço científico também pode ganhar grande importância na descoberta de agentes de proteção de cultivos e muito mais. "

p Sinergia de química experimental e computacional

p Outra característica especial do estudo:os cientistas esclareceram o mecanismo de reação e a estrutura exata das moléculas produzidas pela primeira vez, não apenas analiticamente e experimentalmente em detalhes, mas também via química computacional:Kendall Houk e Shuming Chen conduziram modelagem detalhada da reação auxiliada por computador. Eles foram capazes de mostrar como essas reações funcionam e por que ocorrem de forma muito seletiva.

p "Este estudo é um excelente exemplo da sinergia da química teórica experimental e computacional, "diz Shuming Chen, agora é professor do Oberlin College em Ohio.

p "Nossa elucidação mecanística detalhada e compreensão dos conceitos de reatividade permitirão aos cientistas desenvolver métodos complementares e usar o que aprendemos para projetar rotas sintéticas mais eficientes no futuro, "acrescenta Kendall Houk.

p A história por trás da publicação

p Usando o método de transferência de energia mediada por luz, Jiajia Ma / Frank Glorius (Universidade de Münster) e Renyu Guo / Kevin Brown (Universidade de Indiana) tiveram sucesso, independentemente. Por meio de colaborações com Kendall Houk e Shuming Chen na UCLA, ambos os grupos de pesquisa souberam da descoberta mútua. Os três grupos decidiram desenvolver suas descobertas em conjunto, a fim de compartilhar suas descobertas com a comunidade científica o mais rápido possível e fornecer aos químicos medicinais essa tecnologia para desenvolver novos medicamentos.