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Numa cooperação entre as Universidades de Groningen e Amesterdão (Holanda) e o Laboratório Europeu de Espectroscopia Não Linear (Itália), os investigadores conseguiram melhorar substancialmente a química do photoclick. Eles foram capazes de aumentar a reatividade do composto photoclick na popular reação PQ-ERA por meio de substituição molecular estratégica. Em Ciência Química, o principal jornal da Royal Society of Chemistry, eles relatam um excelente rendimento quântico de fotorreação, altas taxas de reação e notável tolerância ao oxigênio. O artigo foi designado Artigo QUENTE e também Escolha da Semana.
Na Universidade de Amsterdã, Michiel Hilbers e Wybren Jan Buma do grupo Molecular Photonics (Van ‘t Hoff Institute for Molecular Sciences) contribuíram para a pesquisa cuja parte sintética e de caracterização de reações foi conduzida nos laboratórios de Wiktor Szymanski e ganhador do Nobel Ben Feringa, da Universidade de Groningen.
A química Photoclick é uma variedade de química click ativada por luz (Prêmio Nobel de Química 2022), um conjunto de métodos de reação química elegantes e eficientes que acoplam unidades moleculares dedicadas para produzir os produtos desejados. A química do Photoclick tem vantagens únicas sobre a química do click convencional, pois permite um alto grau de controle espacial e temporal sobre a reação. Possui uma ampla gama de aplicações, incluindo impressão 3D, rotulagem de proteínas e bioimagem.
Um impulso para a reação photoclick PQ-ERA
Uma reação específica de photoclick é a chamada reação PQ-ERA – a fotocicloadição induzida pela luz de 9,10-fenantrenoquinona (PQ) com alcenos ricos em elétrons (ERA). Tem chamado muita atenção devido à sua excelente cinética e biocompatibilidade. No entanto, os compostos PQ convencionalmente utilizados apresentam reatividade limitada, o que dificulta a sua eficiência global.
No estudo agora apresentado na Chemical Science, a equipa de investigação internacional apresenta uma estratégia simples para mudar isso. Eles descrevem como uma substituição de tiofeno na posição 3 da estrutura PQ aumenta significativamente a reatividade do estado tripleto PQ para aumentar a eficiência da reação PQ-ERA. Estudos espectroscópicos resolvidos no tempo em nanossegundos e estudos químicos quânticos no grupo Amsterdam Molecular Photonics combinados com estudos espectroscópicos resolvidos no tempo em femtossegundos realizados em Florença forneceram uma compreensão fundamental desta química específica do photoclick. As investigações mostram que a substituição aumenta significativamente a população do estado tripleto reativo (3ππ*) durante a excitação de PQs de 3-tiofeno. Isso resulta em um excelente rendimento quântico de fotorreação (FP, até 98%), altas constantes de taxa de segunda ordem (k2até 1974 M–1 é–1) e notável tolerância ao oxigênio para o sistema de reação PQ-ERA.
Estes resultados abrem agora caminho para uma melhoria adicional da reação, oferecendo excelentes perspectivas para transformações photoclick rápidas e eficientes.
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