Novo método de troca de átomos aplicado a estruturas orgânicas complexas
Os químicos conseguiram substituir átomos de carbono por átomos de azoto em componentes farmacêuticos: novas possibilidades para a conceção de medicamentos
A edição do esqueleto é uma abordagem moderna à síntese química. Através de alterações precisas a nível atómico, os investigadores podem converter diretamente os modelos de medicamentos existentes em novos compostos biologicamente relevantes. Uma equipa liderada pelo químico Prof. Armido Studer, da Universidade de Münster, desenvolveu uma nova estratégia baseada nesta técnica para trocar átomos de carbono por átomos de azoto ("C-to-N atom swapping"). O processo funciona em estruturas de indol e benzofurano. Estas estruturas químicas, que contêm dois anéis moleculares constituídos principalmente por carbono, são blocos de construção comuns de produtos farmacêuticos e naturais.
Ilustração da técnica de swapping (C: carbono; H: hidrogénio; N: azoto): A figura mostra as estruturas químicas dos indóis (X corresponde a N) e dos benzofuranos (X corresponde a O), que servem de substrato para a edição do esqueleto, semelhante à cirurgia molecular. Nestas estruturas biologicamente relevantes, um átomo de azoto substitui um átomo de carbono. Esta substituição carbono-azoto pode ser acompanhada por uma reestruturação do esqueleto molecular depois de o carbono ter sido removido e o azoto incorporado.
© AK Studer
"Esta técnica expande o conjunto de ferramentas sintéticas disponíveis para a edição de esqueletos", explica o estudante de doutoramento Zhe Wang, que realizou a maior parte do trabalho experimental. Representa um passo em frente no desenvolvimento de novas moléculas a partir de farmacóforos estabelecidos, ou seja, os componentes moleculares responsáveis pelos efeitos farmacológicos.
O estudo, publicado na revista Nature, mostra que os indóis podem ser convertidos em indazóis trocando os átomos de C por N. A transformação processa-se através de intermediários abertos em anel, a partir dos quais podem também ser produzidos benzimidazóis, deslocando o átomo de azoto. A mesma estratégia aplica-se aos benzofuranos, produzindo benzisoxazóis ou benzoxazóis, dependendo da direção da remontagem estrutural. Estas classes de compostos - indazóis, benzimidazóis, benzisoxazóis e benzoxazóis - são conhecidas pela sua atividade biológica e pela sua presença generalizada na terapêutica e nos produtos naturais.
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