Químicos da Universidade de Minnesota sintetizaram um composto químico complexo que poderia revolucionar a medicina, a agricultura e a eletrônica, superando um desafio que persistiu por mais de um século.
O aproveitamento dessas moléculas pode impactar significativamente a agricultura, a indústria farmacêutica e a eletrônica.
Químicos da Faculdade de Ciência e Engenharia Twin Cities da Universidade de Minnesota sintetizaram com sucesso um composto químico altamente reativo que escapou aos cientistas por mais de 120 anos. Este avanço pode abrir caminho ao desenvolvimento de tratamentos medicamentosos inovadores, produtos agrícolas mais seguros e electrónica melhorada.
Durante décadas, os pesquisadores investigaram moléculas chamadas N-heteroarenos, que são compostos químicos em forma de anel que contêm um ou mais átomos de nitrogênio. Moléculas bioativas com núcleo de N-heteroareno são amplamente utilizadas para inúmeras aplicações medicinais, produtos farmacêuticos que salvam vidas, pesticidas e herbicidas e até mesmo eletrônicos.
“Embora a pessoa comum não pense diariamente em heterociclos, essas moléculas únicas que contêm nitrogênio são amplamente aplicadas em todas as facetas da vida humana”, disse Courtney Roberts, autora sênior do estudo e membro do Departamento de Química da Universidade de Minnesota. professor assistente que detém o cargo de professor 3M Alumni.
Desafios na Síntese Química
Essas moléculas são muito procuradas por muitas indústrias, mas são extremamente desafiadoras para os químicos fabricarem. Estratégias anteriores conseguiram atingir essas moléculas específicas, mas os cientistas não conseguiram criar uma série dessas moléculas. Uma razão para isso é que essas moléculas são extremamente reativas. Eles são tão ativos que os químicos usaram modelagem computacional para prever que seriam impossíveis de fabricar. Isto criou desafios durante mais de um século e impediu uma solução para criar esta substância química.
“O que conseguimos fazer foi executar essas reações químicas com equipamento especializado e, ao mesmo tempo, eliminar elementos comumente encontrados em nossa atmosfera”, disse Jenna Humke, estudante de graduação em química da Universidade de Minnesota e principal autora do artigo. “Felizmente, temos as ferramentas para fazer isso na Universidade de Minnesota. Realizamos experimentos sob nitrogênio em um porta-luvas de câmara fechada, o que cria um ambiente quimicamente inativo para testar e mover amostras.”
Este gráfico mostra o composto químico que a equipe de químicos conseguiu descobrir. Crédito: The Roberts Group/Universidade de Minnesota
Esses experimentos foram realizados usando catálise organometálica – a interação entre metais e moléculas orgânicas. A pesquisa exigiu colaboração entre químicos orgânicos e inorgânicos. Isso é algo comum na Universidade de Minnesota.
“Conseguimos resolver esse desafio de longa data porque o Departamento de Química da Universidade de Minnesota é o único que não possui divisões formais”, acrescentou Roberts. “Isto permite-nos reunir uma equipa de especialistas em todas as áreas da química, o que foi uma componente vital para a conclusão deste projeto”
Depois de apresentar o composto químico neste artigo, os próximos passos serão torná-lo amplamente disponível para químicos em diversas áreas para agilizar o processo de criação. Isto poderia ajudar a resolver problemas importantes, como prevenir a escassez de alimentos e tratar doenças para salvar vidas.
Referência: “A ligação de níquel permite o isolamento e a reatividade de 7-aza-2,3-indolynes anteriormente inacessíveis” por Jenna N. Humke, Roman G. Belli, Erin E. Plasek, Sallu S. Kargbo, Annabel Q. Ansel e Courtney C Roberts, 25 de abril de 2024, Ciência.
DOI: 10.1126/science.adi1606
Junto com Roberts e Humke, a equipe de pesquisa da Universidade de Minnesota incluiu o pesquisador de pós-doutorado Roman Belli, os estudantes de pós-graduação Erin Plasek, Sallu S. Kargbo e a ex-pesquisadora de pós-doutorado Annabel Ansel.
Este trabalho foi financiado principalmente pelo Instituto Nacional de Saúde e a Fundação Nacional de Ciência. O financiamento também foi fornecido por quatro bolsas de pesquisa de pós-graduação patrocinadas pela Universidade de Minnesota e financiamento inicial fornecido pelo Departamento de Química.
