p Químicos da Scripps Research resolveram um problema de longa data em seu campo, desenvolvendo um método para fazer um tipo de modificação de moléculas orgânicas altamente útil e, antes, muito desafiador. A descoberta facilita o processo de modificação de uma variedade de moléculas existentes para aplicações valiosas, como melhorar a potência e a duração dos medicamentos. p O novo método flexível, para "hidroxilação C-H dirigida com oxigênio molecular, "faz o que apenas enzimas naturais foram capazes de fazer até agora. É descrito em um artigo esta semana em Ciência .

p "Esperamos que este método seja amplamente adotado para construir potenciais novas moléculas de drogas e para modificar e até mesmo reaproveitar drogas existentes, "diz o investigador principal Jin-Quan Yu, Ph.D., a cadeira Bristol Myers Squibb em Química da Scripps Research. Yu também é o professor de química Frank e Bertha Hupp.

p A maioria dos produtos farmacêuticos e inúmeros outros produtos químicos são pequenas moléculas orgânicas baseadas em anéis de estrutura de átomos de carbono. Às vezes, o anel de backbone inclui um átomo de não carbono, como nitrogênio no lugar de um carbono, nesse caso, é denominado heterociclo.

p Os químicos no século passado fizeram um enorme progresso na descoberta de maneiras de montar essas moléculas usando reações químicas passo a passo - um processo que eles chamam de síntese orgânica. Mas algumas etapas de montagem amplamente desejadas permaneceram difíceis ou impossíveis usando métodos sintéticos.

p Um deles é a substituição de um átomo de hidrogênio, que adorna os carbonos do backbone por padrão, com um emparelhamento de um átomo de oxigênio e hidrogênio denominado hidroxila. Os químicos gostariam de poder fazer essa substituição em qualquer lugar de um anel de carbono, usando O comum ₂ como fonte de átomos de oxigênio. Contudo, pegando emprestado um átomo de oxigênio de O ₂ é muito desafiador, particularmente ao modificar compostos heterocíclicos. Embora enzimas altamente especializadas e dedicadas em células animais, conhecido como enzimas do citocromo P450, evoluíram para catalisar este tipo de reação, até agora nenhum químico conseguiu o feito com as ferramentas mais flexíveis da síntese orgânica.

p Yu e sua equipe, que incluiu os co-primeiros autores Zhen Li e Zhen Wang, encontrou uma maneira de fazer isso, usando um "catalisador" de ativação de reação incomum. O catalisador inclui um átomo do metal precioso paládio, que é amplamente utilizado em síntese orgânica por sua capacidade de quebrar as ligações que unem os átomos de hidrogênio às estruturas de carbono das moléculas orgânicas.

p Mas o ingrediente chave do catalisador é uma pequena molécula orgânica chamada piridona, que atua como uma espécie de alça - um "ligante" - sobre o paládio. Este ligante permite essencialmente as remoções de hidrogênio conduzidas por paládio e anexos de hidroxilas, de uma maneira mais flexível do que nunca, mudando sua própria identidade - mudança de forma, vai e volta, entre a piridona e uma molécula intimamente relacionada chamada piridina. Os químicos chamam esses pares de moléculas de interconversão de "tautômeros".

p Yu e seus colegas demonstraram a facilidade e o valor do novo método, usando-o para modificar uma variedade de medicamentos existentes, incluindo o telmisartan, que reduz a pressão arterial, a probenecida droga para a gota, e o ácido meclofenâmico anti-inflamatório.

p "Com este catalisador e seu ligante tautomérico, podemos contornar muitas das limitações tradicionais sobre onde as hidroxilações podem ser feitas ao construir novas moléculas ou modificar as existentes, "Yu diz.