Entre os medicamentos mais caros estão aqueles que requerem um centro quirál ― uma propriedade em que uma molécula não pode ser sobreposta à sua imagem espelhada, como as mãos direita e esquerda. A quiralidade pode influenciar os efeitos biológicos de um fármaco, incluindo eficácia, efeitos colaterais e metabolização. O preço dos medicamentos quirais é amplamente afetado pelos blocos de construção utilizados em sua síntese, os quais são dispendiosos de produzir devido aos complexos caminhos de reação e purificação.

Em um novo estudo recentemente publicado na revista Chem, os pesquisadores da FBRI investigam um novo caminho que reduz custos para produzir um desses blocos de construção cruciais, o (S)-3-hidróxido-γ-butilolactona (HBL), a partir da glicose em altas concentrações e rendimentos.

Segundo os pesquisadores, o HBL é uma substância quiral utilizada na síntese de diversos medicamentos essenciais, como estatinas, antibióticos e inibidores do HIV. Como a glicose pode ser obtida de qualquer biomassa lignocelulósica ― como cavacos de madeira, serragem, ramos de árvores ou outros materiais lenhosos ― esse processo abre novas oportunidades para a produção sustentável de HBL. Essa abordagem também pode ser utilizada para a fabricação de outros produtos de consumo importantes.

“Se utilizarmos outros tipos de açúcares de madeira, como a xilose, que é um subproduto não aproveitado da fabricação de papel e celulose, esperamos poder produzir novos produtos químicos e blocos de construção, como produtos de limpeza verdes ou novos plásticos renováveis e recicláveis,” afirmou Thomas Schwartz, diretor associado da FBRI e professor associado na Faculdade de Engenharia e Computação de Maine, que foi um dos autores principais do artigo.

Além de seu uso como uma substância quiral, o HBL foi identificado como um precursor altamente valioso para uma variedade de produtos químicos e plásticos pelo Departamento de Energia dos EUA. Tentativas anteriores de produzir HBL de forma sustentável tiveram sucesso limitado devido a problemas de segurança, ineficácia ou falta de eficiência econômica.

“Os processos concorrentes geralmente resultam em baixos rendimentos, utilizam matérias-primas perigosas ou são apenas caros devido ao esquema de produção escolhido e à baixa geração,” comentou Schwartz. “O processo comercial é dispendioso porque você tem que adicionar o centro quiral à molécula, o que não ocorre naturalmente na maioria dos petroquímicos.”

Essa nova abordagem não só resulta em emissões de gases de efeito estufa significativamente reduzidas, mas também diminui os custos de produção em mais de 60% em comparação com métodos atuais que utilizam matérias-primas derivadas do petróleo. O processo também pode gerar outros produtos químicos de grande importância comercial, como o ácido glicólico (GA), o que apresenta oportunidades econômicas adicionais.

A pesquisa incluiu o trabalho de estudantes do Grupo de Catálise da UMaine, sob a liderança de Schwartz, e foi realizada em colaboração com o Laboratório de Produtos Florestais do Departamento de Agricultura dos EUA (USDA) e a Universidade de Wisconsin-Madison. O financiamento para o projeto foi fornecido pelo USDA, pelo Serviço Florestal dos EUA e pela Fundação Nacional de Ciências.