Desvendar os segredos da estrutura molecular promete avanços numa série de campos, desde o desenvolvimento de novos medicamentos que poderão salvar milhões de vidas até materiais pioneiros que poderão redefinir o futuro da tecnologia. No centro deste empreendimento científico está uma molécula obscura chamada quinoxalina. Seus derivados, compostos multifuncionais, têm o potencial de revolucionar a indústria farmacêutica, a agricultura e a ciência dos materiais e são o foco de novos desenvolvimentos fascinantes na síntese química. Este avanço está enraizado na arte requintada do artesanato molecular e está no limiar de uma nova era em que a síntese de moléculas complexas não só é possível, mas também mais eficiente e amiga do ambiente do que nunca.
A Dra. Judit Beagle e um estudo pioneiro liderado por Eric Horsting e Jacob Buechele da Universidade de Dayton e pelo Dr. Lucas Beagle da UES Inc. desenvolveram um novo método para a síntese de derivados de quinoxalina. Esta pesquisa abrange as disciplinas de produtos farmacêuticos, agricultura e ciência de materiais e utiliza um processo único assistido por micro-ondas para obter com eficiência quinoxalinas substituídas em 2,3 simétricas sem depender de catalisadores metálicos. Seu trabalho inovador é detalhado na prestigiada revista Chemistry Results.
Os derivados de quinoxalina são componentes essenciais na fabricação de compostos conhecidos por suas diversas atividades farmacológicas, incluindo aquelas com propriedades antibacterianas, antifúngicas, anticancerígenas e antituberculosas. Tradicionalmente, a formação de ligações carbono-heteroátomo na posição 2,3 da quinoxalina tem apresentado desafios significativos, muitas vezes exigindo catalisadores metálicos, o que pode complicar o processo de síntese. O método introduzido pela Dra. Beagle e sua equipe fornece uma maneira mais limpa e eficiente de obter esses compostos valiosos.
Refletindo sobre a importância de sua descoberta, a Dra. Judit Beagle observou: “As quinoxalinas substituídas são os blocos de construção de muitos compostos com diferentes atividades farmacológicas”. Isto enfatiza o papel crítico que os derivados da quinoxalina desempenham no desenvolvimento de uma variedade de medicamentos terapêuticos.
Este novo método utiliza energia de microondas para acelerar o processo de síntese, permitindo que a mistura reacional seja aquecida rapidamente, permitindo reações químicas mais rápidas e eficientes. A tecnologia oferece uma alternativa mais sustentável e econômica para a produção de compostos complexos, em contraste com os métodos tradicionais que muitas vezes requerem longos períodos de aquecimento e o uso de catalisadores metálicos.
Elaborando sobre as implicações mais amplas de sua pesquisa, o Dr. Beagle disse: “Nossa pesquisa visa não apenas avançar na síntese de derivados de quinoxalina, mas também expandir suas aplicações na criação de medicamentos, pesticidas e materiais mais eficazes e seguros. A tecnologia assistida por micro-ondas que desenvolvemos representa um passo importante para alcançar esse objetivo”.
Além disso, o Dr. Beagle enfatizou a praticidade e eficiência de seu método de pesquisa, dizendo: “Este estudo se concentra em um poderoso método de pote único assistido por micro-ondas para obter eficientemente quinoxalinas 2,3 substituídas simétricas sem o uso de catalisadores metálicos.” O comunicado destaca o caráter inovador do seu processo de síntese, que dispensa catalisadores metálicos, simplificando assim a produção de derivados de quinoxalina.
Além de sua importância farmacêutica, a pesquisa também contribui para a ciência dos materiais, onde derivados de quinoxalina são utilizados como materiais eletroluminescentes e semicondutores orgânicos. A síntese eficiente destes compostos poderia anunciar avanços em dispositivos eletrônicos, como células solares e sensores, melhorando seu desempenho e respeito ao meio ambiente. Em resumo, o esforço de pesquisa colaborativa liderado pela Dra. Judit Beagle, com contribuições significativas dos Drs. Lucas Beagle, Eric Horsting e Dr. Jacob Buechele marcaram um progresso significativo na síntese de derivados de quinoxalina. Este trabalho não só abre caminho para a sua aplicação mais ampla na química medicinal e na ciência dos materiais, mas também avança no campo da investigação farmacêutica e de materiais, introduzindo métodos de produção mais sustentáveis e eficientes.
Referência do diário
Judit Beagle, Dr. Lucas Beagle, Eric Horsting, Jacob Buechele, “Síntese de Derivados de Quinoxalina Assistida por Microondas”, Resultados de Química, 2023.
Número digital: https://doi.org/10.1016/j.rechem.2023.101211.
Sobre o autor
Dra.Originário da Hungria e com uma paixão de longa data pela química. Ela desenvolveu um interesse precoce pela química. Depois de receber seu mestrado em química (com foco em produtos farmacêuticos) em 2007, ela se mudou para a Flórida para se juntar ao grupo de pesquisa do professor Alan R. Katritzky e recebeu seu doutorado em química em 2012, seguido por um pós-doutorado em química heterocíclica na Universidade da Geórgia. A Dra. Beagle ingressou no corpo docente da Universidade de Dayton em 2014, onde continua a buscar bolsas de estudos e pesquisas em química orgânica. Sua pesquisa se concentra no desenvolvimento de novos métodos para o uso de síntese assistida por micro-ondas de moléculas biologicamente relevantes.
Dr. Lucas K. Biegel Formou-se na Wright State University em 2005 com bacharelado em ciências biológicas, na Youngstown State University em 2008 com mestrado em química e na University of Dayton em 2020 com mestrado em bioengenharia. Ele completou seu doutorado. em Química pela Universidade da Flórida em 2012, com foco em química heterocíclica e medicinal. Atualmente atua como Diretor da Divisão Biológica e Nanotecnologia da UES, Inc., apoiando pesquisas na Diretoria de Materiais e Fabricação do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea. Suas áreas de pesquisa incluem a síntese e processamento de estruturas orgânicas covalentes (COFs) e outros polímeros, química e processamento de microondas, sistemas híbridos orgânicos/inorgânicos 2D, heteroestruturas 2D e novos projetos de sensores químicos e biológicos.
Eric Hostin Nasceu em Indianápolis e cresceu em Plainfield, Indiana. Ele frequentou a Plainfield High School, onde jogou futebol e desenvolveu um grande interesse por ciências e matemática. Após a formatura, frequentou a Universidade de Dayton para estudar engenharia química, o que considera uma de suas maiores decisões. Enquanto estava na UD, Eric começou a conduzir pesquisas com a Dra. Judit Beagle. O ponto culminante desta pesquisa foi a apresentação e defesa de sua tese sobre síntese assistida por microondas de derivados de quinoxalina. Desde que se formou na Universidade de Delaware, Eric trabalhou com a Johnson & Johnson como parte do seu Programa de Desenvolvimento de Liderança em Operações Globais.
Jacob Buechler Criado na área de Dayton, Ohio, e frequentou a Universidade de Dayton. Durante sua carreira acadêmica trabalhou com Judit Beagle por dois anos. Após a formatura, ele passou a trabalhar como gerente de projetos na divisão Sudeste de Limpeza Química da Thompson Industrial Services. Ele atualmente mora em Columbia, Carolina do Sul, com sua noiva.
