"A catálise biomimética tem como objetivo o desenvolvimento de sistemas catalíticos artificiais inspirados e guiados pela natureza"
Catálise Bio-ortogonal: A utilização de catalisadores para mediar transformações quimiosseletivas em condições fisiológicas é uma adição recente ao campo da biologia química, um campo denominado de “catálise bio-ortogonal”. A catálise bio-ortogonal mediada por metais de transição, são reações são transformações químicas realizadas por um material sintético biocompatível, exclusivamente através da mediação de uma fonte de metal não-biótica. Exemplos destes processos envolvendo reações bio-ortogonais estão a marcação/ativação de proteínas em células vivas e a ativação de pró-fármacos no espaço extracelular. Neste contexto, o LaCBio, centramos esforços para preencher uma grande lacuna entre as recentes aplicações de metais na catálise bio-ortogonal e o entendimento do seu modo de ação; pré-requisito para o desenvolvimento racional de novos catalisadores, outro foco nesta linha de pesquisa do LaCBio. Abaixo um exemplo da ativação de (bio)moléculas, através da reação de despropargilação catalisada por paládio.
Publicações Selecionadas: ACS Catal. 2019 (95) 3792-3799. DOI: 10.1021/acscatal.9b00210. J. Am. Chem. Soc. 2020 (142) 10869–10880. DOI: 10.1021/jacs.0c01622. Chem. Soc. Rev., 2020,49, 7710-7729. DOI: 10.1039/D0CS00630K. Angew. Chemie, 2022, 61, p. e202113519. DOI: 10.1002/anie.202113519
Catálise por Nanopartículas Metálicas: Nanopartículas metálicas são objetos de grande interesse na química moderna e na pesquisa de novos materiais, com aplicação em áreas diversas como fotoquímica, nanoeletrônica, ótica e catálise. De fato, frequentemente estas nanopartículas possuem propriedades físicas e químicas que são distintas dos aglomerados metálicos, moléculas ou átomos isolados. Estas características únicas das nanopartículas metálicas são significativamente influenciadas por parâmetros como, tamanho das nanopartículas, sua organização no retículo cristalino e da natureza química do microambiente envolvendo a nanopartícula. Logo, existe um potencial muito grande no entendimento, desenvolvimento e aplicação de nanopartículas metálicas com propriedades físicas e químicas customizadas tanto na ciência de materiais, quanto em catálise. Como a síntese de nanopartículas normalmente envolve etapas de aglomeração, estabilizantes químicos são necessariamente utilizados durante sua preparação. Entretanto, a maioria dos métodos de preparação e estabilização encontrados na literatura apresenta limitações quanto à reprodutibilidade, possibilidade de dispersão dos sistemas em água ou solventes orgânicos e são especialmente limitados no controle das forças não específicas, como interações eletrostáticas. Assim, esta linha de pesquisa se concentra no estudo, desenvolvimento e aplicação racional de nanopartículas metálicas, baseando-se no design de estabilizantes funcionais diversificados, onde interações específicas ou não específicas possam ser desenvolvidas e controladas de uma forma racional e quantitativa, e na investigação mecanística da atuação destes nanocatalisadores. Almejando assim, contribuir com o estado da arte na resoluções de problemas concerne a atividade destas nanoestruturas na catálise de reações orgânicas de interesse acadêmico e industrial.
Publicações Selecionadas: Nanoscale, 2016, (8) 10433-10440. DOI: 10.1039/C6NR01245K. ACS Catal. 2017, (72) 1462-1469. DOI: 10.1021/acscatal.6b03490. ChemCatChem, 2018, 684-688. DOI: 10.1002/cctc.201801817. Nanoscale, 2020, (12) 1171-1179. DOI: 10.1039/c9nr09075d.
