O Prêmio Nobel de Química foi concedido conjuntamente ao alemão Benjamin List, do Instituto Max-Planck, na Alemanha, e ao britânico David MacMillan, da Universidade de Princeton, nos Estados Unidos, por terem desenvolvido um método de produção seletiva de compostos químicos chamado organocatálise assimétrica. Os dois químicos, ambos de 53 anos, dividirão em partes iguais o prêmio de 10 milhões de coroas suecas (cerca de US$ 1,15 milhão ou R$ 6,25 milhões).
List e MacMillan estudavam catálise – a modificação da velocidade de uma reação química por meio de uma substância que pode ser recuperada ao final – e catalisadores – as substâncias usadas para acelerar as reações. No início dos anos 2000, de modo independente, os dois pesquisadores ampliaram o conceito de catalisadores ao desenvolver um novo tipo de catálise por meio de pequenas moléculas orgânicas, compostas predominantemente por carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo. Johan Åqvist, coordenador do comitê do Nobel de Química, chamou esse conceito de “tão simples quanto engenhoso”. Até então se conhecia apenas dois tipos de catalisadores, os metálicos e as enzimas (proteínas).
Os organocatalisadores selecionam os chamados compostos quirais, que são a imagem espelhada um do outro, embora não se sobreponham, como a mão direita e a esquerda. “Eles levam a formação seletiva ou específica de um determinado composto de interesse biológico ou farmacológico, reduzindo os custos de produção e aumentando o rendimento das reações”, explica o químico Adriano Andricopulo, do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP), que se vale desse método para desenvolver candidatos a medicamentos contra doenças negligenciadas, como Chagas e leishmaniose.
Esse método já é usado na produção de medicamentos e fortalece a chamada química verde, com menos resíduos e poluição ambiental, porque os organocatalisadores não contêm metais e são estruturalmente estáveis, de baixo custo e de baixa toxicidade. “As empresas químicas e farmacêuticas vão usar cada vez mais esse tipo de catálise”, diz o químico Ronaldo Pilli, que emprega essa metodologia em seu laboratório na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). “Essa área esteve dormente por muitos anos”, ele acrescenta.
Em 1970, químicos das empresas farmacêuticas Hoffmann-La Roche e Schering AG observaram que o aminoácido prolina poderia ser usado para produzir precursores de esteroides, um tipo de hormônio, e, ao mesmo tempo, acelerar as reações químicas. “Durante décadas, ninguém mais pensou em expandir esse conceito para outros tipos de moléculas”, conta Pilli.
Em 2000, List, trabalhando no Instituto de Pesquisa Scripps, na Califórnia, Estados Unidos, retomou e expandiu o conceito, também com a prolina, ao mesmo tempo que MacMillan desenvolvia estratégias similares usando catalisadores imidazolidínicos, também derivados de aminoácidos.
“Eles mostraram que seria possível usar moléculas pequenas, de baixo peso molecular, em vez de catalisadores biológicos, as enzimas, com os mesmos resultados”, comenta o químico Márcio Weber Paixão, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e do Centro de Excelência para Pesquisa em Química Sustentável (CERSusChem).
Paixão trabalha nesse campo desde 2008, quando começou um estágio de pós-doutorado na Universidade de Aarhus, na Dinamarca, com Karl Anker Jørgensen, outro pioneiro na organocatálise assimétrica. Em 2012, trabalhou no Scripps com Carlos Barbas III (1964-2014), com quem List havia colaborado em 2000. Na UFSCar, seu grupo de pesquisa desenvolveu diferentes aplicações com esse método, como novas estratégias de síntese dos fármacos pregabalina e baclofeno, usados no tratamento de distúrbios do sistema nervoso central.
Exemplos de compostos químicos produzidos por meio de organocatalisadores
Inseticidas e acaricidas: afoxolaner, fluralaner, sarolaner e lotailaner
Medicamentos: atorvastatina (redutor de colesterol); baclofeno (relaxante muscular); beraprosta (contra hipertensão pulmonar); flumequina (antibacteriano); latanaprosta (contra glaucoma e hipertensão ocular); larotrectinib, selpercatinib, englerina A e B (antitumorais); levofloxacina (antibiótico); oseltamivir, zanamivir, uprifosbuvir, efavirenz, darunavir letermovir (antivirais); perindopril (anti-hipertensivo), rolipram (antidepressivo).
Fonte: Adriano Andricopulo/IFSC-USP
