As moléculas orgânicas, compostas principalmente de carbono, têm estruturas tridimensionais bem definidas. As olefinas, por exemplo, são compostos com ligações duplas entre dois átomos de carbono, formando geralmente uma geometria plana. No entanto, esta regra de planaridade nem sempre se aplica, como mostram essas novas pesquisas.
Desde 1924, o "princípio de Bredt" ensina que uma ligação dupla carbono-carbono não pode existir no ponto de junção de uma molécula bicíclica, onde os ângulos são muito restritos. Esta ideia era considerada imutável, limitando as tentativas de criação de novas moléculas.
No entanto, os pesquisadores da UCLA demonstraram que essas restrições não são absolutas. Eles conseguiram sintetizar moléculas chamadas olefinas anti-Bredt, contradizendo esse antigo paradigma. Essas estruturas, embora teoricamente instáveis, podem ser "capturadas" para criar compostos utilizáveis em química.
Neil Garg, o químico por trás dessa descoberta, critica essas "regras imutáveis" que, segundo ele, limitam a criatividade dos cientistas. Ele argumenta que um quadro rígido na química pode, por vezes, impedir inovações cruciais, especialmente na farmacologia.
No laboratório, a equipe utilizou compostos siletados combinados com uma fonte de fluoreto para induzir uma reação de eliminação. Esse processo permitiu a geração de olefinas anti-Bredt. Uma molécula auxiliar estabilizou essas estruturas transitórias para extrair compostos utilizáveis.
Átomos violando a regra de Bredt em vermelho.
Imagem Wikimedia
O método deles despertou um interesse particular na indústria farmacêutica. Essas novas geometries moleculares podem, de fato, ser úteis na concepção de medicamentos mais eficazes, segundo Garg. O potencial das olefinas anti-Bredt vai muito além de sua simples síntese — elas abrem caminho para aplicações inesperadas.
O trabalho envolveu vários pesquisadores, incluindo estudantes e pós-doutorandos, além do professor Ken Houk, especialista em química computacional. A colaboração deles permitiu entender os mecanismos a nível molecular e confirmar sua viabilidade prática.
Com essa descoberta, os pesquisadores apelam para uma revisão dos manuais e uma abordagem mais flexível da química. O princípio de Bredt, outrora considerado como uma verdade universal, pode em breve ser relegado ao status de uma simples diretriz.
O que é a regra de Bredt na química orgânica?
A regra de Bredt, formulada em 1924, diz respeito à estrutura de moléculas cíclicas. Ela estipula que uma ligação dupla carbono-carbono não pode se formar no ponto de junção (chamado de "cabeça de ponte") em uma molécula bicíclica, quando os ângulos ao redor dessa ligação seriam excessivamente deformados.
Essa regra baseia-se no fato de que a geometria imposta pela ligação dupla seria instável. Uma tensão angular excessiva tornaria essas moléculas dificilmente sintetizáveis e, se existissem, extremamente reativas ou de curta duração.
Pesquisas recentes mostraram que é possível sintetizar compostos que violam essa regra, chamados olefinas anti-Bredt. Essas novas moléculas abrem perspectivas inéditas na química, particularmente na concepção de novos medicamentos.