Pesquisadores japoneses do Instituto de Ciência de Tóquio conseguiram, após décadas de desafio, sintetizar em laboratório dois antibióticos descobertos em 1974 no solo de um vulcão em Camarões. A descoberta inicial, feita pelo químico alemão Axel Zeeck e seu colega turco Mithat Mardin, revelou que pigmentos vermelhos produzidos pela bactéria Streptomyces arenae possuíam propriedades antimicrobianas.
Os compostos, denominados β- e γ-naftociclinona, apresentaram-se como moléculas complexas, o que dificultou sua síntese em quantidades úteis. A dificuldade residia na complexidade das reações químicas necessárias e na grande variedade de subprodutos gerados durante as tentativas iniciais.
A equipe do Instituto de Ciência de Tóquio utilizou a técnica de retrossíntese, que consiste em decompor a molécula-alvo em blocos de construção mais simples, facilitando a compreensão e a posterior montagem. A abordagem foi iniciada com a β-naftociclinona, uma vez que a γ-naftociclinona pode ser considerada uma variação da primeira.
Um dos desafios centrais envolveu a molécula bicíclica [3.2.1]octadienona, crucial para unir as duas unidades moleculares mais simples. A colocação precisa dessa molécula, sem alterar outros componentes ou criar produtos indesejados, exigiu precisão e domínio de técnicas avançadas de química.
A confirmação da síntese bem-sucedida veio através da comparação da estrutura tridimensional das moléculas sintetizadas com aquelas encontradas na natureza, utilizando espectroscopia de dicroísmo circular. Como explicou o químico Yoshio Ando do Instituto de Ciência de Tóquio: “The circular dichroism spectra of our synthesized compounds were identical to those of naturally occurring ones, implying that the absolute configuration of synthetic and natural molecules was the same.”
A equipe alcançou um rendimento de pelo menos 70% na síntese da β-naftociclinona. Posteriormente, utilizando um processo de lactonização oxidativa, obtiveram um rendimento de 87% para a γ-naftociclinona. Embora similares, a γ-naftociclinona apresenta algumas estruturas adicionais.
A síntese em laboratório destes antibióticos permitirá uma produção em maior escala para fins médicos e de pesquisa, eliminando a dependência da coleta no local original. A metodologia empregada pelos pesquisadores, por sua vez, poderá servir de modelo para a síntese de outros compostos com estruturas similares. Como afirma Ando: “Further efforts along these lines are already in progress in our laboratory.”
O estudo foi publicado na revista Angewandte Chemie International Edition.
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