Trocar um átomo em uma molécula graças à luz? Esta descoberta científica sul-coreana pode revolucionar a indústria farmacêutica.
Substituir um único átomo em uma molécula, sem alterar os outros, sempre foi um desafio para os químicos. Hoje, uma técnica inédita baseada na luz simplifica essa operação.
A equipe de pesquisadores do KAIST (Coreia do Sul) desenvolveu um método que permite remover um átomo de oxigênio de uma molécula, substituindo-o por um átomo de nitrogênio. Este processo é realizado usando um procedimento chamado fotocatálise, que utiliza a luz para iniciar reações químicas precisas.
A molécula de furano, escolhida para este estudo, possui uma estrutura circular particularmente estável, tornando qualquer modificação delicada. No entanto, graças à fotocatálise, os pesquisadores conseguiram enfraquecer suas ligações atômicas para realizar a troca atômica direcionada. A luz atua aqui como um catalisador, quebrando certos laços entre os átomos para criar novos. Ao evitar temperaturas extremas ou radiações intensas, esse método continua sendo suave para a molécula e, ao mesmo tempo, altamente eficaz.
A ideia de usar luz não é nova. Químicos já haviam tentado essa abordagem nos anos 1970. No entanto, as tecnologias atuais permitem uma precisão muito maior, abrindo caminho para aplicações concretas na medicina.
Nos medicamentos, substituir um átomo como o oxigênio pelo nitrogênio pode mudar radicalmente suas propriedades: maior eficácia, redução de efeitos colaterais, etc. Heterociclos presentes em muitos medicamentos poderiam, assim, ser modificados de maneira mais simples e direta.
Essa descoberta, ao permitir a troca de um átomo de cada vez sem reconstruir toda a molécula, pode acelerar o desenvolvimento de novos tratamentos, ao mesmo tempo em que reduz seus custos de produção.
O que é fotocatálise?
A fotocatálise é um processo químico em que a luz é utilizada como gatilho de uma reação. A energia da luz, como a radiação ultravioleta ou visível, excita os elétrons de um catalisador, permitindo iniciar transformações químicas específicas sem necessidade de calor excessivo ou outras condições drásticas.
Quando uma molécula recebe energia luminosa, ela entra em um estado excitado no qual algumas de suas ligações podem ser rompidas.
Por que a substituição atômica é importante?
A substituição atômica consiste em trocar um átomo por outro em uma molécula. Este processo pode alterar significativamente as propriedades químicas, físicas ou biológicas de uma molécula, impactando, por exemplo, a eficácia ou a toxicidade de um medicamento.
Na medicina, a substituição atômica permite criar medicamentos mais eficazes ao ajustar precisamente sua estrutura molecular. Ela também oferece uma redução dos efeitos colaterais, otimizando as interações entre o medicamento e as células alvo, sem a necessidade de reconstruir toda a molécula.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Science