Para sintetizar potenciais medicamentos ou produtos naturais, são necessárias substâncias naturais em variantes específicas de imagem espelhada e com alto grau de pureza. Pela primeira vez, os químicos da Universidade de Bonn conseguiram produzir todas as oito variantes possíveis de blocos de construção de polipropionato a partir de um único material de partida num processo relativamente simples. Seu trabalho foi publicado na Angewandte Chemie International Edition .



Os polipropionatos são produtos naturais que podem ajudar a salvar vidas. Eles são necessários para produzir antibióticos de reserva, compostos que só são usados ​​para tratar infecções causadas por bactérias resistentes a medicamentos. Na natureza, os compostos quirais existem em duas variantes diferentes que compartilham a mesma fórmula molecular, mas são imagens espelhadas uma da outra, como a mão direita e a mão esquerda. Os químicos chamam isso de “quiralidade”, que significa literalmente “lateralidade”.

“O que é interessante é que as formas de imagem espelhada podem ter propriedades muito diferentes”, explica o professor Andreas Gansäuer, do Instituto Kekulé de Química Orgânica e Bioquímica da Universidade de Bonn. "Um exemplo bem conhecido é, sem dúvida, a carvona. A forma dextro, ou 'destra', desta molécula cheira a cominho, enquanto sua forma levo, ou 'canhota', é o que dá à hortelã-pimenta seu odor característico."

Muitos medicamentos também contêm moléculas cujas formas espelhadas têm propriedades divergentes. “As diferentes propriedades também causam efeitos diferentes dentro do corpo humano, por isso é vital usar a forma correta de um medicamento”, diz Gansäuer, que também é membro da Área de Pesquisa Transdisciplinar de Matéria da Universidade de Bonn.

“Embora os polipropionatos ocorram naturalmente, precisamos deles com alto grau de seletividade – ou seja, em uma variante específica – e com alto nível de pureza para utilizá-los na fabricação de medicamentos”, acrescenta, apontando o problema. "Até agora, porém, o processo de produção de polipropionatos sintéticos tem sido complicado e demorado."

Ele e sua equipe criaram agora um método que permite produzir facilmente as variantes desejadas. “Somos capazes de fazer oito variantes diferentes a partir de um único material inicial, neste caso um álcool”, revela Gansäuer. Os polipropionatos são compostos químicos constituídos por cadeias de hidrocarbonetos com uma sequência alternada de grupos metila e hidroxila. “Os diferentes substituintes ligados aos três átomos de carbono nas cadeias nos dão um total de oito formas diferentes que chamamos de isômeros de nossos blocos de construção de polipropionato”.

Os pesquisadores da Universidade de Bonn usaram dois métodos conhecidos para criar os primeiros quatro precursores dos oito isômeros e adicionaram um novo, conhecido como hidrossililação. “Os isômeros são produzidos adicionando flúor para a forma dextro ou titânio para a forma levo”, diz Gansäuer.

O processo é semelhante ao modo como os galhos se formam em uma árvore. Tudo começa no tronco, neste caso o álcool, do qual se separaram primeiro dois ramos. Isso produz um epóxido – uma estrutura de anel de três membros contendo um átomo de oxigênio – em variantes de imagem espelhada. Mais duas ramificações são formadas a partir dessas duas primeiras pela adição de uma olefina, uma ligação dupla carbono-carbono, a cada uma. Na etapa final, conhecida como hidrossililação de epóxidos, um total de oito ramos se separaram desses quatro.

A técnica tem vários benefícios. “Nosso método funciona à temperatura ambiente”, diz Gansäuer. "Algumas das reações clássicas têm de ser realizadas a temperaturas muito baixas. Além disso, não precisamos mais usar metais preciosos como catalisadores, o que significa que o nosso método é mais sustentável."

"Nosso trabalho poderá ser usado como base para a síntese de medicamentos. Quando você fabrica medicamentos, nunca sabe com antecedência que tipo de substância será necessária. A triagem de substâncias geralmente envolve testar milhares de isômeros para identificar o correto Se você puder produzir oito formas diferentes, como mostrado aqui, você também será capaz de produzir quantas outras substâncias interessantes desejar, aumentando a probabilidade de encontrar uma estrutura eficaz", diz Gansäuer.

Mais informações: Katharina Pieper et al, Uma Síntese Flexível de Polipropionatos via Abertura de Anel Redutor Diastereodivergente de Glicidois Secundários Trissubstituídos, Angewandte Chemie Edição Internacional (2023). DOI:10.1002/anie.202317525
Fornecido pela Universidade de Bonn