p Crenarchaeol é um grande, lipídio de circuito fechado que está presente nas membranas de arquéias oxidantes de amônio, uma forma de vida unicelular que existe onipresente nos oceanos. Em comparação com outros lipídios da membrana arquea, crenarqueol é muito complexo e, até aqui, tentativas de confirmar sua estrutura sintetizando a molécula inteira não tiveram sucesso. Químicos orgânicos da Universidade de Groningen aceitaram este desafio e descobriram que a estrutura proposta para a molécula era, em grande parte, mas não inteiramente, correto. p O crenarqueol contém 86 átomos de carbono e é um macrociclo, um grande circuito fechado. Nada menos do que 22 posições na molécula são quirais. A molécula pode estar presente em duas formas que são a imagem espelhada uma da outra, como uma mão esquerda e uma mão direita. Na molécula de crenarqueol, todos os 22 centros quirais têm sua própria 'lateralidade' específica. Além disso, o crenarqueol contém um grupo ciclohexano muito incomum.

p Desafio

p Esta molécula complexa foi isolada pela primeira vez em 2002 por Jaap Sinninghe Damsté e colegas do Royal Netherlands Institute for Sea Research, NIOZ. Eles identificaram sua estrutura usando técnicas espectroscópicas, mas seu resultado nunca foi confirmado. Isso é surpreendente porque as arquéias oxidantes de amônio desempenham um papel fundamental no ciclo do nitrogênio oceânico, e o crenarqueol fóssil e seus lípides associados são amplamente usados ​​por paleontólogos moleculares para reconstruir as temperaturas anteriores do mar. "A estrutura do crenarqueol é um desafio formidável para a química orgânica sintética, "diz Adri Minnaard, Professor de Química Orgânica da Universidade de Groningen. "E decidimos aceitá-lo."

p Primeiro, 3 miligramas do composto natural foram isolados e purificados em NIOZ, o que levou cerca de três meses. Existem apenas pequenas quantidades de crenarqueol em cada célula, apenas 0,000000001 grama, mas porque existem tantas dessas células nos oceanos do mundo e como a molécula é muito estável e se acumulou no sedimento por milhões de anos, acredita-se que seja uma das moléculas orgânicas mais abundantes nos sedimentos marinhos.

p Monte Everest

p Existem vários problemas com a síntese do crenarqueol; colocar todos os centros quirais na orientação correta é um deles. "E a molécula contém muitas ligações carbono-carbono, que são difíceis de construir. "Mas é um desafio ao qual um químico orgânico sintético não consegue resistir - assim como um alpinista ambicioso não consegue resistir ao Monte Everest. Minnaard mostrou a estrutura para sua estudante de doutorado Mira Holzheimer, que trabalhou em reações sintéticas catalisadas por paládio. "Sua resposta literal foi:'Eu quero escalar aquela montanha'." Eles fizeram um plano de ataque no papel, que envolvia desmontar a molécula em blocos de construção que poderiam ser sintetizados. Isso produziu uma rota provisória para a síntese de moléculas de crenarqueol completas, que Holzheimer explorou.

p Semelhante a escalar uma montanha pela primeira vez, a rota sintética que eles projetaram no início às vezes levava a um beco sem saída. Isso significava refazer essas etapas e tentar uma nova abordagem. "Você começa com vários gramas dos compostos básicos. Mas em cada uma das mais de 65 etapas intermediárias, você perde material, às vezes até 50 por cento. E se você ficar sem intermediários, você tem que voltar todo o caminho de volta, "Minnaard explica.

p Choque

p Após três anos de trabalho árduo, Holzheimer havia produzido um grande pedaço da molécula, cerca de metade do macrociclo. Minnaard:"Nesse estágio, decidimos compará-lo com a parte correspondente do crenarqueol natural. "Isso foi feito usando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa. A comparação foi feita no NIOZ e os resultados foram um choque." Sintetizamos o esqueleto de carbono correto, mas o comportamento cromatográfico não era o mesmo do crenarqueol natural. Algo estava errado, "Lembra Minnaard.

p Após dois dias de verificação, Minnaard e Holzheimer concluíram que realmente haviam feito a estrutura proposta. E como não combinava completamente com o crenarqueol natural, isso só poderia significar uma coisa:a estrutura proposta não estava totalmente correta. Os resultados apontaram para um dos centros quirais do grupo incomum do ciclohexano. "Nossos colaboradores na NIOZ atribuíram erroneamente apenas um centro quiral em 22." A correção da estrutura foi ainda suportada por cálculos sobre os espectros do crenarqueol natural e preparado, as quais foram executadas pelo Prof. Remco Havenith e Dra. Ana da Cunha. Minnaard. "Isso mostra o valor da química sintética:construir uma estrutura proposta é o padrão ouro para validação."

p Arte

p Uma construção tão complexa como a do crenarqueol traz alguns resultados adicionais:"Tivemos que desenvolver novas ferramentas sintéticas, que agora são adicionados à caixa de ferramentas de síntese orgânica. "Além disso, ter a estrutura correta é relevante para os cientistas que estão estudando as membranas arqueadas. Isso geralmente é feito por meio de simulação de dinâmica molecular, explica Minnaard, e a estrutura totalmente correta está agora disponível. No entanto, essa recompensa não é a maior motivação para o Minnaard assumir esses projetos. "Nem sempre precisa ter um propósito. Para mim, construir moléculas pode ser arte. "