Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista «Nature Chemistry» e coordinato da Luca Dell’Amico del Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Padova, mirava a trasformare la luce in uno strumento affidabile per la sintesi di molecole chirali. Queste sono strutture tridimensionali che esistono in due forme speculari e non sovrapponibili (come le mani: destra e sinistra). Questa distinzione è fondamentale in farmacologia, poiché un enantiomero (una delle due forme speculari) può essere terapeutico, mentre l'altro può essere inattivo o persino dannoso.
«Nei nostri laboratori abbiamo studiato e messo a punto nuovi processi sostenibili che utilizzano la luce, una fonte di energia inesauribile, per costruire molecole di interesse farmaceutico – spiega Luca Dell’Amico, corresponding author dello studio. – Nello specifico, abbiamo sviluppato catalizzatori organici innovativi: piccole molecole che promuovono reazioni chimiche selettive in modo pulito, senza ricorrere a metalli o reagenti tossici. La sinergia tra la luce e questi organocatalizzatori, insieme a un'analisi approfondita dei meccanismi chimici, ha permesso di ottenere molecole con potenziale attività biologica in modo rapido ed ecologico».
«Grazie a questa scoperta, siamo riusciti a ideare una reazione che, sfruttando la luce in combinazione con un catalizzatore organico, permette di costruire in un unico passaggio molecole tridimensionali complesse – aggiunge Vasco Corti, primo autore del lavoro e Marie-Curie fellow all’Università di Padova. – Ancora più importante: la reazione produce soltanto una delle due possibili forme speculari della molecola. Questa selettività è cruciale, dato che le due forme possono avere effetti biologici totalmente diversi sull'organismo umano; saper ottenere un solo enantiomero è essenziale nello sviluppo di nuovi farmaci».
Applicazioni per una Chimica Più Verde
Sfruttando la luce e un piccolo catalizzatore organico, la reazione sviluppata permette di ottenere in un solo step molecole tridimensionali complesse in forma enantiomericamente pura. Le potenziali applicazioni sono vaste:
Farmaci Innovativi: La capacità di costruire selettivamente un singolo enantiomero rende la sintesi più efficiente e sicura, accelerando la ricerca di nuovi principi attivi.
Nuovi Materiali Bioattivi: Le strutture complesse (ciclobutani e policicli) generate con questo metodo sono già presenti in molecole naturali e farmaci. Trovare un modo più "pulito" per sintetizzarle apre nuove prospettive nella chimica medicinale.
In sintesi, l'uso esclusivo di luce e catalizzatori organici, eliminando metalli o additivi tossici, riduce l'impatto ambientale e rende queste metodologie ideali per una produzione verde, spianando la strada a una chimica notevolmente più sostenibile.
Il progetto di ricerca è frutto di una collaborazione tutta italiana che ha coinvolto, oltre all’Università di Padova, anche le Università di Pavia, Ferrara e Parma, dimostrando come la sinergia tra atenei possa portare a scoperte di frontiera nel campo della chimica sostenibile.
