Avanço na química de clique: método inovador revoluciona o desenvolvimento de medicamentos
Plataformas inovadoras permitem a síntese rápida de triazóis, que têm aplicações importantes em medicina, bioquímica e ciência dos materiais
As moléculas médias com um peso molecular superior a 1.000 são difíceis de sintetizar devido às muitas etapas envolvidas e ao tempo necessário, exigindo o desenvolvimento de uma nova abordagem que ultrapasse estas desvantagens. A química de cliques tornou-se uma ferramenta indispensável na química aplicada devido à sua simplicidade, eficiência e versatilidade. Esta abordagem à síntese química permite a combinação rápida e fiável de pequenas moléculas em estruturas maiores e mais complexas, frequentemente com um mínimo de reacções secundárias e subprodutos. As reacções de química de clique são, por definição, altamente selectivas e eficientes, o que as torna ideais para a produção controlada e previsível de compostos específicos.
Levando esta ideia dois passos à frente, os químicos desenvolveram plataformas moleculares que permitem a química de clique triplo - o desenvolvimento de moléculas estáveis com três grupos funcionais diferentes que servem como locais de reação distintos e direcionados. Embora estas plataformas "trivalentes" permitam a síntese eficiente de compostos complexos, a formação selectiva de triazóis utilizando plataformas com grupos azida e alcino continua a ser um desafio por resolver.
Com este objetivo em mente, uma equipa de investigação liderada pelo Professor Associado Suguru Yoshida da Universidade de Ciências de Tóquio (TUS), Japão, propôs-se desenvolver novas plataformas trivalentes capazes de produzir triazóis altamente funcionais. A equipa assegurou a coordenação com os Objectivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) das Nações Unidas - ODS 3 (boa saúde e bem-estar), ODS 7 (energia acessível e limpa) e ODS 9 (indústria, inovação e infra-estruturas). O estudo, que foi publicado na Chemical Communications em 7 de janeiro de 2025, teve como co-autores Takahiro Yasuda, um estudante de mestrado, e Gaku Orimoto, que concluiu o seu mestrado em 2023.
Os investigadores conseguiram criar plataformas trivalentes estáveis para a química de triplo clique graças a um ligante mais longo no andaime central. A equipa de investigação demonstrou como se pode produzir uma variedade de moléculas visando cada unidade funcional da plataforma trivalente. Por exemplo, utilizaram a reação de permuta de enxofre-fluoreto para atingir o grupo fluorossulfonilo e produzir diferentes álcoois com elevados rendimentos sem afetar os grupos azida e alquino. Em seguida, efectuaram várias transformações na fração azida, incluindo métodos bem conhecidos como a cicloadição azida-alquina catalisada por cobre, a cicloadição azida-alquina promovida por estirpe e a ligação de Bertozzi-Staudinger. Por fim, os investigadores conseguiram sintetizar triazóis complexos através de uma vasta gama de terceiras transformações possíveis visando a restante fração alquina.
Não foi absolutamente necessário aderir à sequência descrita acima ao visar os grupos individuais, uma vez que os investigadores foram capazes de formar triazóis seletivamente em experiências subsequentes. Além disso, os triazóis complexos puderam ser obtidos numa reação simples de um só frasco. "As reacções de clique selectivas com moléculas que têm tanto azida como alquino não são fáceis, mas conseguimos elucidar que cada reação de clique é altamente selectiva escolhendo os reagentes alquino ou azida certos que reagem preferencialmente com o grupo alvo nas condições apropriadas", explica Yoshida.
As plataformas de química de triplo clique desenvolvidas neste estudo têm implicações importantes para várias áreas de aplicação. Por exemplo, os multi-triazóis funcionalizados, que podem ser facilmente produzidos em altos rendimentos, são valiosos para o desenvolvimento de medicamentos, ciência dos materiais e bioengenharia. São compatíveis com muitos alvos biológicos, como enzimas e receptores, indicando potenciais aplicações farmacêuticas. As moléculas de agentes bioactivos sintetizadas pela química de tripla clivagem podem ajudar a curar doenças difíceis de tratar. São também importantes para a catálise e o desenvolvimento de materiais e servem de base para o desenvolvimento de polímeros, sensores, revestimentos e estruturas de coordenação.
"O nosso objetivo final é criar novas moléculas que revolucionarão as ciências da vida e concebemos esta investigação como um método para montar moléculas de componentes simples de uma só vez", resume Yoshida. "O método proposto permite a síntese fácil de moléculas multifuncionais e de uma variedade de moléculas de tamanho médio, e esperamos que seja de grande utilidade na ciência farmacêutica, química medicinal, biologia química e química de materiais".
A abordagem proposta utiliza materiais de partida simples em vez de materiais complexos, o que promove a síntese farmacêutica sustentável. Além disso, o facto de esta abordagem poupar tempo pode acelerar o processo de investigação. De um modo geral, as moléculas de plataforma trivalentes eficientes apresentadas neste estudo ajudarão a acelerar o progresso no sentido de uma química mais sustentável, conduzindo, espera-se, a protocolos de síntese amigos do ambiente, a melhores tratamentos médicos e a avanços nos domínios ambiental e agrícola.
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