Luz e som convertem resíduos de madeira em compostos de investigação

Dentro de um reator, ondas sonoras demasiado agudas para o ouvido humano fazem formar bolhas microscópicas que colapsam violentamente. A luz ativa o catalisador. Em dois estudos recentes do grupo de investigação liderado por Juan Carlos Colmenares, no IPC PAS, esta combinação transforma um subproduto da madeira em moléculas para a investigação farmacêutica, num único passo químico.

A lignina é um dos polímeros mais abundantes da natureza e, como subproduto do processamento da madeira, é normalmente simplesmente queimada. A química das moléculas para a investigação farmacêutica depende frequentemente de matérias-primas fósseis, temperaturas elevadas, oxidantes fortes e metais, que aumentam os custos e complicam a purificação. Aqui, as estruturas aromáticas da lignina tornam-se blocos de construção. A energia provém do colapso das bolhas, gerado localmente onde ocorre a reação, pelo que todo o sistema não precisa de ser exposto a calor extremo.

Marta Paszkiewicz-Gawron e colegas transformaram o álcool coniferílico em álcool desidrodiconiferílico (DHCA), um composto formado pela ligação de duas unidades de álcool coniferílico. Em condições otimizadas, a reação atingiu 100 % de conversão do substrato e 54 % de seletividade para o DHCA, mantendo-se estável durante um teste de 24 horas. O mapeamento do campo acústico mostrou que os ultrassons não são apenas uma ferramenta de mistura: a sua intensidade e distribuição podem determinar quais os produtos formados. O DHCA já foi estudado em trabalhos pré-clínicos sobre a cicatrização de feridas e sobre a regulação de células formadoras de tecido ósseo.

Behdokht Hashemi Hosseini e colegas construíram um catalisador sem metais a partir de lignina e quitosano, um material obtido a partir da quitina presente em fontes como as carapaças de crustáceos. Este catalisador uniu duas moléculas de acetovanilona numa diapocinina, com mais de 97 % de seletividade e um rendimento de 33 %. A diapocinina é o dímero da apocinina, um inibidor da enzima NADPH oxidase, e está a ser investigada em modelos de doenças para limitar as espécies reativas de oxigénio nocivas. A equipa demonstra que este tipo de ligação carbono-carbono pode ser formado sem um catalisador de metais de transição.

Para os investigadores de fármacos, o ganho seria uma forma mais limpa de produzir moléculas específicas, com menos metais escassos, menos matérias-primas fósseis e resíduos de madeira ou de carapaças como matéria-prima. O calendário está em aberto: os investigadores não avançam qualquer data para aplicações e descrevem ambos os resultados como provas de conceito laboratoriais, e não como medicamentos acabados ou processos industriais. O rendimento, o alcance molecular e a ampliação de escala exigem ainda trabalho adicional.