Ci sono vari enzimi metallici nel corpo umano. Gli enzimi metallici interagiscono con l'ossigeno attivo, che è chimicamente più reattivo del normale, per formare specie ossigeno metallo-reattive. Queste specie di ossigeno reattive ai metalli partecipano alla sintesi e alla degradazione dei materiali biologici e al metabolismo dei farmaci attraverso l'ossidazione, che è la reazione che si combina con l'ossigeno o la reazione che perde idrogeno. Perciò, molti gruppi di ricerca studiano le reazioni enzimatiche in vivo sintetizzando sostanze che mimano l'ossigeno reattivo ai metalli. Però, non è stata trovata o sviluppata alcuna specie di ossigeno reattivo ai metalli che reagiva con il nitrile.

Il nitrile è un tipo di composto organico costituito da un triplo legame di carbonio (C) e azoto (N). È chimicamente diverso e utilizzato come materiale per sintetizzare determinati composti. Nonostante le sue diverse applicazioni come intermedi in biochimica e fisiologia, però, ci sono state rese minime della sintesi usando nitrile a causa delle sue proprietà chimiche che richiedono acido o base molto forte, o ad alta temperatura per procedere alle reazioni.

Nonostante i limiti, un gruppo di ricerca guidato dal professor Jaeheung Cho della DGIST di Emerging Materials Science è recentemente riuscito a sintetizzare le specie di ossigeno reattive ai metalli (specie di cobalto-perosso), un materiale biomimetico che reagisce con il nitrile, per la prima volta.

Il gruppo di ricerca ha scoperto che la specie cobalto-perosso (perosso:uno dell'ossigeno reattivo con due elettroni aggiunti a una molecola di ossigeno) che viene sintetizzata utilizzando un agente ossidante su un composto metallico di cobalto reagisce con il nitrile nelle condizioni di alta temperatura e pressione. Questa è la prima conferma che le specie di ossigeno reattive ai metalli reagiscono con il nitrile.

In particolare, i complessi idrossimatocobalto (III) che sono compositi prodotti dalla reazione tra cobalto-perox e nitrile, può trasformarsi in un profarmaco in futuro. Questo perché quando i complessi idrossimatocobal (III) vengono convertiti allo stato di cobalto (Ⅱ) attraverso la riduzione in vivo, alcuni enzimi che sono altamente espressi nelle cellule tumorali possono essere controllati. Il profarmaco si riferisce a un farmaco o composto che di per sé non mostra quasi alcuna attività farmacologica, ma viene metabolizzato e mostra il suo effetto attraverso una reazione enzimatica o chimica in vivo.

Non solo quello, il nitrile svolge un ruolo importante nella sintesi degli ormoni e dei composti vegetali. D'altra parte, i composti contenenti gruppi funzionali nitrilici negli erbicidi possono causare danni ambientali rimanendo nei rifiuti agricoli e simili. Perciò, la trasformazione dei gruppi funzionali nitrilici è una reazione importante dal punto di vista ambientale.

Il professor Jaeheung Cho ha affermato l'importanza dello studio "Questo studio dimostra la nuova reattività delle specie di ossigeno reattive ai metalli e si prevede che contribuisca allo sviluppo di catalizzatori che consentano l'attivazione del nitrile in futuro. Inoltre, i prodotti sintetizzati dovrebbero essere sviluppati come profarmaci antitumorali".

Questo studio è stato pubblicato su Giornale della Società Chimica Americana , una rivista internazionale di chimica, il 16 agosto. La ricerca è stata condotta dal C1 Gas Refinery Project' del Ministero della Scienza e dell'ICT e dalla Korea Research Foundation.