Inspirado na natureza, produzido em laboratório

Grupo de pesquisa reproduz o metabolismo de organismos vivos para sintetizar compostos orgânicos oxigenados

Jornal da Unicamp | Radar dos Campi – A natureza tem seus próprios mecanismos de produção de substâncias para as mais diversas finalidades. Desde o metabolismo de plantas e fungos até o trabalho de nossos fígados, os organismos vivos metabolizam produtos diversos, o que leva à síntese de novos compostos orgânicos a todo momento. Isso ocorre por meio de vários tipos de reações químicas, que obedecem diferentes tempos e dinâmicas. Compreender e reproduzir essas reações em laboratório é o foco do trabalho de um grupo de pesquisa do Instituto de Química (IQ) da Unicamp.

Coordenados pelo professor Emílio de Lucca Júnior, os pesquisadores analisam compostos orgânicos e desenvolvem novas reações químicas capazes de imitar os processos que ocorrem nos organismos vivos que os produzem, principalmente vegetais e fungos, de forma a chegarem às mesmas substâncias que seriam obtidas pela via natural. “Nossa primeira inspiração é verificar os compostos que a natureza produz e tentar chegar ao mesmo resultado. O segundo objetivo é fazermos isso da mesma maneira”, aponta o coordenador.

Para isso, exploram técnicas de oxidação seletiva em laboratório. A oxidação é um tipo de reação que pode acontecer entre compostos orgânicos – formados, principalmente, por carbono (C) – e outra substância que atua como agente oxidante. Ela envolve a perda e o ganho de elétrons entre os átomos: o agente oxidante ganha elétrons, enquanto o composto orgânico os perde. Uma das características dos compostos oxidados obtidos nesses estudos é a presença do oxigênio, que passa a integrar sua estrutura molecular.

Nos experimentos realizados pelo grupo, há um componente de inovação nos processos de oxidação executados envolvendo ligações de átomos de carbono com átomos de hidrogênio (H). Isso porque a oxidação de ligações C–H, comuns nos compostos orgânicos, é um tipo de reação que, apesar de ocorrer na natureza, só a partir de meados dos anos 2000, começou a ser realizada em laboratório de maneira mais eficiente. Lucca Júnior explica que, segundo os métodos químicos tradicionais, seria necessária a presença de algum outro tipo de grupo funcional nas moléculas para que a oxidação ocorresse neles, inserindo ali átomos de oxigênio. Porém, com a técnica explorada pelo grupo, isso pode ser feito diretamente nas ligações C–H. “Não conhecíamos essas reações. Antes, eram necessários muitos procedimentos até que chegássemos ao resultado. Hoje, atingimos o mesmo objetivo com apenas cinco ou seis reações”, detalha.

Nesses casos, os pesquisadores trabalham com o que denominam oxidações seletivas: a depender da região da molécula em que querem inserir átomos de oxigênios, visando à formação de um novo composto oxidado, um tipo de agente oxidante será mais adequado. “É uma operação cirúrgica que fazemos nas moléculas”, compara Lucca Júnior. Ele pontua que o domínio dessas reações em laboratório torna a produção de compostos orgânicos mais rápida, barata e limpa, por gerar menos resíduos.

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