Compostos de ouro

O ouro como catalisador

Antes da década de 1980, considerava-se que o ouro tinha uma atividade catalítica limitada. No entanto, os avanços liderados por pioneiros como F. Dean Toste e Alois Fürstner elevaram o ouro a um papel fundamental na catálise de metais de transição. A catálise mediada por ouro (às vezes chamada de catálise de pi-ácido) geralmente se baseia em complexos de ouro(I) ligados à fosfina e surgiu recentemente como catalisadores potentes para formar ligações C-C, capazes de executar várias reações em condições brandas, incluindo ciclopropanações, isomerizações de eninos, rearranjos de Rautenstrauch, reações "ene" e expansões de anéis. O sistema catalisador normalmente envolve um complexo de cloreto de fosfina-ouro(I), combinado com um cocatalisador de sal de prata, para gerar as espécies ativas in situ.

O ouro também transcendeu A sua função ornamental para se tornar um catalisador de notável importância em processos farmacêuticos. Os catalisadores de ouro desempenham um papel fundamental na síntese de intermediários farmacêuticos, aumentando a eficiência da fabricação de medicamentos.

A catálise do ouro se revela uma ferramenta sintética particularmente poderosa quando combinada com a organocatálise. A sinergia entre os complexos de ouro e os organocatalisadores apresenta uma eficiência notável, promovendo diversas reações, desde adições de carbonila até cicloadições. Essa proeza catalítica não apenas acelera as taxas de reação, mas também permite a síntese de intermediários de medicamentos complexos com seletividade requintada. À medida que a pesquisa farmacêutica avança, os sistemas catalíticos binários que usam ouro e organocatalisadores continuam a redefinir as estratégias sintéticas, abrindo caminho para processos de desenvolvimento de medicamentos mais simplificados e sustentáveis.

Cloreto de ouro

O cloreto de ouro (III), um composto formado pela combinação de ouro e cloro, apresenta uma estrutura monoclínica na natureza. Ele existe em duas formas: hidratado e anidro. Ambas as formas são sólidos higroscópicos e sensíveis à luz. O cloreto de ouro (III) é um ácido de Lewis e reage com HCl para formar HAuCl4.

Ele serve como catalisador na síntese orgânica, facilitando a criação de estruturas moleculares complexas essenciais para os avanços farmacêuticos. Além disso, as suas propriedades antimicrobianas contribuem para a pesquisa de novos antibióticos, abordando infecções resistentes a medicamentos.

Além disso, a decomposição térmica do cloreto de ouro (III) produz cloreto aurífero, também conhecido como cloreto de ouro (I). Ele tem uma estrutura cristalina tetragonal e é ligeiramente solúvel em água. O cloreto de ouro (I) serve como catalisador com aminas para conduzir a catálise sinérgica na funcionalização de aldeídos para formar aldeído alquinílico e aldeído alenílico via α-alquinilação e α-alenilação.

O cloreto de ouro tri-hidratado é um composto cristalino que combina moléculas de ouro, cloro e água. Ele serve como reagente em química analítica, auxiliando na identificação e quantificação de substâncias, e também é usado na síntese de vários compostos de ouro. Além disso, ele desempenha um papel crucial no processo de galvanoplastia, permitindo a deposição de ouro em outras superfícies metálicas. Além disso, o cloreto de ouro (III) tri-hidratado é usado como um precursor essencial para a síntese de NPs de Au usando diferentes métodos. Por exemplo, o HAuCl4 é usado no método de Turkevich para sintetizar partículas de 20 nm. O método de Brust-Schiffrin foi desenvolvido para controlar o tamanho e a baixa dispersão das NPs de Au usando a solução HAuCl4.

Nanopartículas de ouro

As nanopartículas coloidais, conhecidas como nanopartículas de ouro (AuNPs), apresentam diversas funções de superfície, além de excelentes propriedades termomecânicas, alta área de superfície e baixa toxicidade. As nanopartículas de ouro são normalmente produzidas em um meio líquido por meio da redução do ácido cloroáurico. Após a dissolução do ácido, ele é rapidamente misturado a um agente redutor. Esse processo leva à redução de íons Au3+ a átomos de ouro neutros. À medida que são gerados mais desses átomos de ouro, a solução se torna supersaturada e, posteriormente, começam a precipitar partículas de ouro de tamanho subnanométrico.

Devido à sua estrutura esférica, à grande relação superfície/volume e à excelente biocompatibilidade, as nanopartículas de ouro são amplamente utilizadas em aplicações biomédicas, inclusive em diagnósticos baseados em sensores eletroquímicos e na administração de medicamentos. Também são usadas para detectar biomarcadores no diagnóstico de doenças cardíacas, cânceres e agentes infecciosos. As nanopartículas de ouro também são comuns em imunoensaios de fluxo lateral, sendo um exemplo doméstico comum o teste de gravidez caseiro. Além disso, elas permitem a conjugação com agentes terapêuticos devido à sua enorme relação área de superfície/volume. As nanopartículas de ouro podem gerar calor quando expostas à luz entre 700 e 800 nm. Essa propriedade permite que elas destruam tumores específicos. Quando a luz é aplicada a um tumor contendo nanopartículas de ouro, elas se aquecem rapidamente, matando as células tumorais. Esse tratamento é chamado de terapia de hipertermia.

As nanopartículas de ouro também são usadas na microscopia de campo escuro com dispersão de ressonância para detectar células microbianas e os seus metabólitos, fazer a bioimagem de células tumorais e identificar receptores na sua superfície. Também são utilizadas no estudo da endocitose. Além disso, são injetadas nanopartículas de ouro revestidas com DNA em células e embriões de plantas para garantir a penetração e a modificação do material genético, aprimorando a funcionalidade dos plastídios das plantas.

As nanopartículas de ouro são usadas como catalisadores em uma variedade de transformações orgânicas. As NPs de Au com suporte sólido podem ser catalisadores altamente ativos para a oxidação de CO e a catálise heterogênea. Elas podem ser usadas para reações orgânicas, como reações de oxidação/redução e de acoplamento C-C.

Nanobastões de ouro

Os nanobastões de ouro (AuNRs) apresentam uma estrutura semelhante a uma haste, com propriedades ópticas exclusivas e uma forte banda de absorção no espectro visível. Facilmente ajustáveis em vários comprimentos de onda, os nanobastões de ouro são amplamente aplicados em ambientes biológicos para sensores, terapia fototérmica e dispositivos de imagem. Aproveitando os efeitos quânticos dependentes do tamanho e da forma, essas nanopartículas demonstram características distintas de absorção, dispersão, fluorescência e fototérmica de ressonância plasmônica de superfície, o que as torna adequadas para diversas aplicações, como catálise, sensoriamento químico, biossensoriamento, bioimagem e bioimagem celular, administração de medicamentos e genes e terapia fototérmica. A sua marcação fluorescente aumenta a emissão em fluoróforos, transformando-os em agentes de nanossondas de modo duplo para aplicações combinadas de administração de medicamentos e bioimagem.