Passeios químicos virtuais por Madrid em tempos de confinamento

[Infelizmente várias zonas de Madrid estão em confinamento, como a Usera e Puente de Vallecas (não sei quase nada dos bairros administrativos de Madrid, estou-me a basear num mapa do jornal ABC). Este passeio passa-se em regiões bastante próximas, Arcazuela, Enbajadores e Atocha, mais concretamente na Rua dos Embajadores, no Museu Rainha Sofia e na Estação de Atocha]

Na Rua dos Embajadores fica a antiga fábrica de tabaco, agora centro cultural e a antiga fábrica de medicamentos militares (diz-me o google). Nas cidades as indústrias vão sendo expulsas devido à pressão imobiliária, aos cheiros (o antigo matadouro fica perto e é também, diz-me o Google, um centro cultural), perigosidade e falta de espaço. Claro, como seria de esperar, que em Madrid há um monumento, uma praça e julgo que uma rua Fleming, mas não é disso que quero falar. Na rua dos embaixadores faz sentido referir os antibacterianos que existiam antes da penicilina.

Até às duas primeiras décadas do século XX só teremos higiene, assépsia e sais de mercúrio para combater as infecções. Depois, partindo da ideia da “bala mágica” de Erlich, teremos o salvarsan, medicamento orgânico de arsénio, eficaz contra a sífilis, mas embora com efeitos menos graves que o mercúrio, continuará a ter muitos efeitos sencundários. Com Domek, quando a Bayer se juntou à BASF, entre outras e formaram a I.G. Farben, surgiram as sulfamidas que impediam as bactérias de produzir ácido fólico. São só estas que estão disponíveis para as infecções antes de 1943 e podem ser fabricadas nas fábricas de medicamentos militares.

Mais ao lado fica o Museu da Rainha Sofia. Quando o visitámos, chovia e havia grandes filas. Uma ocasião para ver discretamente os pigmentos e os materiais (essencialmente poliéster) dos guarda-chuvas. Há vários outros aspectos, claro, mas em termos químicos são mais interessantes os processos, os materiais e as moléculas. São de notar as peças feitas de zinco, vidro, acrílico e outros materiais. Há um xadrez de cobre e  magnésio de Carl André. Os pigmentos merecem também a nossa atenção. Curiosamente havia um letreiro na casa de banho a explicar como se lavavam as mãos (estranha premonição de 2019). E havia uma exposição sobre as viagens marítimas mas realçando os seus aspectos mais estranhos e menos conhecidos e os materiais envolvidos. 

Daí fomos visitar e relaxar nos jardins tropicais da estação de combóios de Atocha. Muitas plantas foram cultivadas pelos materiais e produtos químicos que davam. Desde logo a celulose que está na origem do algodão e do papel, e de todas as suas modificações, tanto como polímeros como fibras (o celofane, o lyocel, o rayon e a viscose, por exemplo) e as modificações químicas que originaram os explosivos nitrocelulose e o celulóide. E também pelos produtos para que podem ter contribído, o acúcar, o café, o tabaco, o cacau, a borracha, entre outros.    

[Translation, semi-authomatic, corrected]

Virtual chemical trails in Madrid in times of confinement

[Unfortunately, several areas of Madrid are in strict confinement, such as Usera and Puente de Vallecas (I know almost nothing about the administrative districts of Madrid, I am based on a map from the ABC newspaper). This trail takes place in regions very close (Arcazuela, Embajadores and Atocha) more specifically at Street of Embajadores, at the Rainha Sofia Museum and at Atocha Station]

On the street of Embajadores is situated the old tobacco factory, now a cultural center, and the old military medicine factory (google tells me). In cities, industries are being expelled due to real estate pressure, foul smells (the old slaughterhouse is nearby and Google also tells tha is cultural center), danger and lack of space. Of course, as you would expect, in Madrid there is a monument and places dedicated to Fleming, but this not what I want to talk about. In the street of Ambassadores it makes sense to mention the antibacterials that existed before penicillin.

Until the first two decades of the twentieth century, we will only have hygiene, asepsis and mercury salts to fight infections. Then, based on the idea of ​​Erlich's “magic bullet”, we will have salvarsan, an organic arsenic medicine, effective against syphilis, but although with less serious effects than mercury, it will continue to have many secondary effects. With Domek, when Bayer joined BASF, among others, to form I.G. Farben, sulfamides appeared. That prevented bacteria from producing folic acid and are the only ones that were available for infections before 1943. This can be manufactured in military medicine factories.

Nearby it is the Queen Sofia Museum. When we visited it, it was raining and there were long lines. This is an occasion to discreetly see the pigments and materials (essentially polyester) of umbrellas. There are several other aspects, of course, but in chemical terms, processes, materials and molecules are interesting. Note the pieces made of zinc, glass, acrylic and other materials. There is a copper and magnesium chess by Carl André, for example. Inks and pigments also deserve our attention. Interestingly, there was a sign in the bathroom explaining how to wash hands (strange premonition of 2019!) And there was an exhibition about the discoveries, but highlighting its strangest and least known aspects, and also the materials involved.

Then, we went to visit and relax in the tropical gardens of the Atocha train station. Many plants were grown for the materials and the chemicals they gave. We can start obviously with cellulose that is the source of cotton and paper, and all its modifications, both as polymers and fibers (cellophane, lyocel, rayon and viscose, for example) and the chemical modifications that originated the explosive nitrocellulose and the polymer celluloid. And also for the products to which they may have contributed, sugar, coffee, tobacco, cocoa, rubber, among others. All natural, all chemical.

Passeios químicos em Madrid: de um livro de Javier Marías até aos espaços abertos [Chemical trails in Madrid: from a book by Javier Marías to open spaces]

Esta viagem por Madrid começa pela leitura do “Amanhã na batalha pensa em mim”, de 1994, de Javier Marías e estende-se a outros caminhos e terá mais episódios. O nome deste romance é uma citação de Shakespeare, mais concretamente de uma fala do fantasma de Ana no Ricardo III e tem muitas histórias que se cruzam, como toda a boa literatura. Não quero desvendar a trama que é complexa ao mesmo tempo límpida. Gostei e recomendo. Li a versão portuguesa, mas comprei a espanhola. Madrid tem tantos pontos de interesse e nem sabemos por onde começar: Javier Marías, Joaquim Sabina, Pedro Almodovar, Buñuel, Unamuno, Cervantes, Picasso, os jardins, os ferros forjados, a história, sei lá! Tudo tem química, é preciso dizer. “Madrid me mata!” reza a expressão e acredito seja verdade.
O livro de Marías começa com uma morte. Poderíamos falar da química da morte. Tenho aqui comigo, além do livro de Marias, vários guias e memórias, em particular, o “Desvio a Santiago” e a “Historia de Espanha para Céticos”. Achei especial piada também aos “150 planos para conquistar Madrid”. Um deles é, por exemplo, visitar um museu de horrores, outro fazer um percurso tétrico.

Os espanhóis são famosos pela sua cultura incrível mas também pela sua inquisição insana, pela sua guerra civil sangrenta, pela sua ditadura quase esquecida (mas que deixou muitas sequelas) e o terrorismo violento, entre outras coisas. Mas não falemos da química de tudo isso. Comecemos pela química no livro de Marías. Numa dada parte, uma personagem encontra um tubo de Redoxan efevercente. Podímos ficar por aqui, mas não. Nunca um detective químico! Diz a wikipedia que Redoxon era o nome comercial do primeiro ácido ascórbico artificial (sintetizado). E que o Redoxon foi comercializada pela primeira vez para o público em geral pela Hoffman-La Roche em 1934, tornando-se a primeira vitamina sintética fabricada em massa na história. Curiosamente, no interessante capítulo sobre a vitamina C do livro “Os botões de Napoleão: 17 moléculas que mudaram a história” surge a velha história de que o tratamento para o escorbuto foi descoberto pelo pelo capitão Cook. Não será bem assim, mas é assim que está publicado, mas essa discussão fica para outro percurso. Por agora basta ter a certeza de que a vitamina C artificial é exactamente igual à natural e que os comprimidos efevercentes têm um carbonato que produz dióxido de carbono em água.  

No livro de Marías é também referido um determinado método de mastigação que converte os sólidos em líquidos, atribuído a Fletcher. Mastigar tem semelhanças com a moderna técnica de moer para acelerar as reações químicas, mas mastigar envolve também enzimas que vão quebrar os alimentos. Em Espanha também se passou fome como em Portugal. A farinha de Almortas (chícharos) foi proibida até há algum tempo porque causava muitas paralisias, especialmente nas épocas de fome. Outras histórias químicas, outros caminho a seguir.   

Em várias partes do livro podemos viajar pelas ruas de Madrid, o que é bastante interessante. O livro também tem referência a cheiros e drogas como a cocaína. Num dado momento, uma personagem secundária fica grávida porque provavelmente os métodos anticoncepcionais falharam (é referido que “tivemos cuidado” mas não é referido quais são os métodos). A verdade é que já temos pílula anticoncepcional desde o princípio dos anos sessenta e esta chega a Espanha em meados dos anos sessenta. Com prescrição médica ou clandestinamente. Até meados dos anos setenta será crime falar publicamente de planeamento familiar. Comprar preservativos era uma actividade discreta. Os ricos abortavam em Inglaterra ou Escócia. A tal personagem do livro vai a Inglaterra.

Deixemos o livro de Marías e saiamos para as ruas de Madrid. Há muito para ver, claro. Passemos pela praça Cibeles e apreciemos a beleza e os materiais de que são feitas as estátuas, olhemos para os materiais e robustez das contruções, muitas vezes muito feias, outras vezes belas. Notemos na Gran Via que muitas construções têm ferro forjado (aliás há muito ferro forjado em Espanha), voltarei a isso. Notemos as muitas árvores e a água corrente. Madrid pode ser muito fria e húmida no inverno e muito quente e seca no verão. Olhemos para os edificios “modernos”, por exemplo para o Metropolis. Será que é ouro o que luze?

Madrid é grande, muito grande. Do Paseo e Museo Prado passamos para o Paseo dos Recolectos e chegamos ao Paseo de la Castellana. Chamou-me a atenção a zona, uma rua e um hotel com um jardim romântico chamado Orfila. Não tem indicação na placa, mas  quase de certeza que se trata do grande químico espanhol do século XIX, Mathieu Joseph Bonaventure Orfila (1787–1853), “pai” da toxicologia forense moderna. Poucos madrilenos sabem de onde vem o nome dessa rua. Itemos aos Jardins tropicais da estação de Atocha, visitaremos o Parque do Retiro e as estufas tropicais do Palácio de Cristal. Há muitas coisas químicas para fazer em Madrid mesmo à segunda-feira.   

[translation, semi-authomatic, corrected]

This trip through Madrid begins with the reading of “Tomorrow in the battle think of me”, from 1994, by Javier Marías and extends to other paths and will have more episodes. The name of this book is a quote from Shakespeare, more specifically a speech of Ana's ghost in Richard III and has many stories that intersect, like all good literature. I don't want to unravel the plot that is complex and at the same time clear. I liked it and recommend it. I read the Portuguese version, but I bought the Spanish one. Madrid has so many points of interest that we don't even know where to start: Javiar Marías, Joaquim Sabina, Almodovar, Buñuel, Unamuno, Cervantes, Picasso, the gardens, the forged irons, the history, I don't know! Everything has chemistry, need to say. "Madrid kills me!" says the expression and I believe it to be true.

Marías' book begins with a death. We could talk about the chemistry of death. I have here with me, in addition to Marias' book, several guides and memoirs “The Deviation to Santiago” and the “History of Spain for Skeptics.” I also found a special joke to “150 plans to conquer Madrid”. One is, for example, visiting a museum of horrors, the other taking a tetrical route.

Spain is famous, not only due to its amazing culture, but also for their ancient insane inquisition, for their bloody civil war, for their almost forgotten dictatorship that left many sequels, and its bloody terrorism. But let's not talk about the chemistry of this. Let's start with chemistry in Marías' book. In a given part, a character finds an effective Redoxan tube. We could stop here, but no. Never a chemical detective. The wikipedia says that Redoxon was the trade name of the first artificial (synthesized) ascorbic acid. And that Redoxon was first marketed to the general public by Hoffman-La Roche in 1934, becoming the first mass-produced synthetic vitamin in history. Interestingly, in the interesting chapter on vitamin C in the book “Napoleon's buds: 17 molecules that changed history” comes the old story that the treatment for scurvy was discovered by Captain Cook. It will not be so, but this is how it is published, but this discussion is for another journey. For now, just be sure that artificial vitamin C is exactly the same as natural vitamin and that effective pills have a carbonate that produces carbon dioxide in water.

In Marias' book there is also a specific method of chewing that converts solids into liquids, attributed to Fletcher. Chewing has similarities to the modern grinding technique of Green Chemistry to speed up chemical reactions, but chewing also involves enzymes that will break down food. In Spain there was also a famine as in Portugal. Almortas flour (“chícharos” I didn’t find a translation but is similar to chickpeas) was banned until some time ago because it caused many paralysis, especially in times of famine. Other chemical stories to follow.

In various parts of the book we can travel the streets of Madrid, which is quite interesting. The book has also references to smells and drugs like cocaine. Other chemical trails. At a given moment, a secondary character becomes pregnant because probably the contraceptive methods have failed (it is said that “we were careful” but the methods are not mentioned). The truth is that we have had birth control pill since the early sixties and it arrived in Spain in the mid sixties. With medical prescription or clandestinely. Note that, until the mid-seventies it would be a crime to speak publicly about family planning. Buying condoms was a discreet activity. The rich aborted in England or Scotland. The character from the book goes to England.

Let us leave the book of Marias and go out into the streets of Madrid. There is much to see, of course. Let us pass by Cibeles square and appreciate the beauty and the materials from which the statues are made, look at the materials and strength of the constructions, often very ugly, other times beautiful. Let us note in Gran Via that many buildings have wrought iron (in fact there is a lot of wrought iron in Spain), I will come back to that. Notice the many trees and the running water. Madrid can be very cold and wet in the winter and very hot and dry in the summer. Let us look at “modern” buildings, for example Metropolis. Is it gold that shines?

Madrid is big, very big. From Paseo and Museo Prado we pass to Paseo dos Recolectos and arrive to Paseo de la Castellana. The area, a street and a hotel (with a romantic garden) called Orfila caught our attention. It has no indication on the plaque, but it is almost certainly tat was after the great 19th century Spanish chemist, Mathieu Joseph Bonaventure Orfila (1787–1853), “father” of modern forensic toxicology. Few Madrileños know where the name of this street comes from. We will go to the tropical gardens of Atocha station, visit the Parque do Retiro, and the tropical greenhouses of the Crystal Palace in other trails. There are many chemical things to do in Madrid even on Monday.

Passeios químicos em Espanha: Ruas e monumentos Fleming [Chemical trails in Spain: Streets and monuments to Fleming]

[Vou inaugurar os passeios químicos internacionais que nos levarão a Espanha, Suécia, Nova Iorque, Inglaterra e Holanda, entre outros lugares. Começo com aquilo que era para mim um mistério: as ruas Fleming em Espanha.] 

É um nome que está presente em quase todos os lugares. Como escrevi noutro lado, o nome de Alexander Fleming (1881-1955) é usado em mais quinhentas ruas, avenidas e monumentos em Espanha. Dirão que é normal, uma vez que se lhe atribui a descoberta do primeiro antibiótico. Trata-se obviamente da penicilina, cuja história aprarentemente muito conhecida é mais desconhecida do que pareceria. E é uma história tanto química como medicinal. E que melhor lugar para evocar esta molécula do que uma rua com o nome de Fleming? 

O número de lugares com o nome de Fleming é maior do que o grande Prémio Nobel da medicina espanhol, Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), e, obviamente, que o do outro prémio Nobel da medicina espanhol, naturalizado americano, Severo Ochoa (1905-1993). Estes, entretanto, serão alvo de outros passeios. Vamos por agora falar de Fleming e da penicilina.

Em Gijón fizeram uma procissão que evocou Fleming e criaram um subscrição pública para um monumento que ainda hoje é homenageado. Escrevi, que o fenómeno e o entusiasmo se estendeu a toda a Espanha, o que parece evidente. Curiosamente, a homenagem não tinha só que ver com a cura das feridas mas também com a da tuberculose que grassava na Peninsula Ibérica. Acontece que Fleming foi só um peça do conjunto (o prémio Nobel foi atribuido a três pessoas como veremos) e a penicilina, embora um marco fundamental da medicina, é pouco eficaz contra a micobactéria causadora da tuberculose. 

[Atualização: em Madrid, no exterior da praça de touros Las Ventas está uma homenagem a Felming por parte dos toureiros, inaugurada em 1964. Conhecia o monumento quando escrevi isto, mas não fui lá quando estive em Madrid]  

Escrevi noutra altura, neste blogue, que se diz muitas vezes que a penicilina foi descoberta em 1928, por Alexander Fleming, quando notou que uns fungos matavam bactérias, o que não é bem verdade. Não sou só eu a dizer que Fleming não foi o primeiro a ver que os fungos matavam bactérias. Tony Hartman em Tudo é relativo e outras lendas da ciência e da tecnologia (Gradiva, 2003) identifica pelo menos dez pessoas, entre as quais Pasteur. Fez outra coisa que, bem vistas as coisas, é até melhor: foi o primeiro a pensar nisso como a origem de um medicamento (e deu-lhe um nome). E por que fez isso? Porque foi médico na primeira guerra mundial e andava à procura de materiais que fossem eficazes contra as infecções, nomeadamente a lisozima.

Mas, como é sabido, Fleming não conseguiu isolar a penicilina. Foi preciso chegar a 1940, tendo dois investigadores e a sua equipa, Flory e Chain isolado a penicilina, mas em pequena quantidade (os três, Fleming, Fory e Chain, ganharão o prémio Nobel em 1945). Estava-se no meio da segunda guerra mundial e essa descoberta deu origem ao “projecto penicilina” que envolveu milhares de investigadores de universidades e indústrias, o qual tinha dois objectivos: produzir penicilina em grande quantidade (o que conseguiram, em 1943, nos Estados Unidos, usando tanques de fermentação, o que está na origem da maior farmacêutica actual, a Pfizer) e obter penicilina por métodos sintéticos (esta parte falhou e só foi conseguido no final dos anos 1950 por Sheehan e a sua equipa). Notamos que para produzir penicilina por métodos sintéticos tinha de saber a sua estrutura, o que só foi conseguido em 1944, notavelmente com uma grande contribuição da Dorothy Hodgkins, que viria a ganhar um prémio Nobel mais tarde. 

Mas além da estrutura demorar a ser identificada, o anel beta-lactâmico era também muito sensível. Só depois de Sheean fazer a síntese total (sem interesse esconómico), é que este percebeu como se poderiam produzir penicilinas semi-sintéticas. Um exemplo é a amoxililina que surgiu nos anos 1970 e tem um grupo amina e outro álcool que não existiam na versão natural. Resta saber porque ao antibióticos são eficazes contra bactérias mas não vírus. Porque os antibióticos actuam bloqueando alvos presentes nas bactérias e não nos vírus. E se não houver alvos terapêuticos as moléculas não fazem nada. Por essa razão, os antibióticos eram também uma boa ideia. Porque os seres humanos não tinham os mesmo alvos também. Descobriu-se depois que os antibióticos podiam activar alvos secundários e que podiam causar alergias ou efeitos secundários graves. Mas isso só se soube depois.

Falemos agora da resistência. Não é uma coisa nova: quando apareceu o primeiro antibiótico já havia estirpes resistentes. Mas, as bactérias “não gostam” de morrer e reproduzem-se a grande velocidade (uma geração em média a cada meia hora). A cada geração vão ser mortas pelos antibióticos as mais afectadas, sobrevivem as mais adaptadas ou resistentes. No decurso de uma geração humana as bactérias reproduzem-se milhares de vezes. Uma geração sensível pode dar origem, passado uns tempos a uma geração resistente. O que fazer então? Usar os antibióticos só quando for necessário, para evitar o contacto. Não parar os tratamentos a meio para evitar que sobrevivam as bactérias menos afectadas. Mas a longo prazo isso não chega, precisamos de encontrar novos antibióticos, mais seguros e com menos efeitos secundários. Dou um exemplo: o antibiótico mais eficaz contra a peste, a cólera e a febre da carraça não é muito usado actualmente por os seus efeitos secundários serem potencialmente graves. 

Entretanto, hoje em dia, mais de metade dos medicamentos aprovados não têm inspiração natural, mas mesmo os designados medicamentos naturais, para serem sustentáveis, muitas vezes têm de ser produzidos em laboratório. 

[Neste artigo aproveita-se em parte artigos do autor no blogue de Reum Natura e deste blogue. Fotos da rua Fleming em Cáceres e do monumento em Gijón. Ruas Ramon y Cajal em Oviedo e Severo Ochoa em Córdoba. Nestas cidade também há ruas Fleming]

[translation (semi-authomatic, corrected)] 

[I am going to inaugurate the international chemical trails that will take us to Spain, Sweden, New York, United Kigdom, and Holland, among other places. I start with the mystery of the Fleming streets in Spain.]

It is a name that is present almost everywhere. As I wrote elsewhere, the name of Alexander Fleming (1881-1955) is used in more than five hundred streets, avenues and monuments in Spain. You will say that it is normal, since the discovery of the first antibiotic is attributed to him. This is obviously penicillin, whose apparently well-known history is more unknown than it would seem. And it's a chemical as well as a medical story. And what better place to evoke this molecule than a street named after Fleming? The number of places under the name of Fleming is greater than the ones of the Spanish Nobel Prize in medicine, Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), and, obviously, that of the other Spanish, naturalized American, Nobel Prize in medicine, Severo Ochoa (1905-1993). These, however, will be the target of other trails. For now let's talk about Fleming and penicillin. 

In Gijón they made a procession that evoked Fleming and created a public subscription to a monument that is still being honored today. I wrote that the phenomenon and the enthusiasm extended to all Spain, which seems evident. Interestingly, the homage had to do not only with the healing of wounds but also with that of tuberculosis that was raging in the Iberian Peninsula. It turns out that Fleming was just one piece of the set (the Nobel Prize was awarded to three people as we will see) and penicillin, although a fundamental milestone in medicine, is ineffective against the mycobacterium that causes tuberculosis. 

[Update: in Madrid, outside the Las Ventas bullring, there is a tribute to Felming by the bullfighters, inaugurated in 1964. I knew the monument when I wrote this, but I didn't go there when I was in Madrid]

I wrote at another time, in this blog, that it is often said that penicillin was discovered in 1928, by Alexander Fleming, when he noticed that some fungi killed bacteria, which is not quite true. It's not just me saying that Fleming was not the first to see that fungi killed bacteria. Tony Hartman in Everything is relative and other legends of science and technology (Gradiva, 2003) identify at least ten people, including Pasteur. He did something else even better: he was the first to think of this as the origin of a medicine and gave it a name. And why did he done that? Because he was a doctor in the first world war and was looking for materials that were effective against infections, namely lisozime. 

But, as is well known, he has not been able to isolate the molecule penicillin. It was necessary to arrive in 1940, and two researchers and their team, Flory and Chain, isolated finaly penicillin, but in small quantity (the three, Fleming, Flory and Chain, will win the Nobel Prize in 1945). It was in the middle of the second world war and this discovery gave rise to the “penicillin project”, which involved thousands of researchers from universities and industries, which had two objectives: to produce penicillin in large quantities (which they achieved in 1943 in the United States, using fermentation tanks, which is the origin of the largest pharmaceutical company today, Pfizer) and obtaining penicillin by synthetic methods (this part failed and was only achieved in the late 1950s by Sheehan and his team). We noticed that to produce penicillin by synthetic methods, it lacks to know its structure, which was only achieved in 1944, notably with a great contribution from Dorothy Hodgkins, who would win a Nobel Prize some years late. But in addition to the structure being difficult to identify, the beta-lactam ring was also very sensitive. It was only after Sheean did the total synthesis (with no economic interest) that he realized how semi-synthetic penicillin could be produced. An example is amoxyliline that appeared in the 1970s and has an amine group and another alcohol that did not exist in the natural version. 

It remains to be seen why antibiotics are effective against bacteria but not viruses. Because antibiotics act on blocking targets present in bacteria and not in viruses. And if there are no therapeutic targets, the molecules can do nothing. For that reason, antibiotics were also a good idea. Because human beings didn't have the same targets either. Unfortunately, it was later discovered that antibiotics could activate secondary targets and could cause allergies or serious side effects. But that was only learned later. 

Now let's talk about resistance to the antibiotics. It is not a new thing: when the first antibiotic appeared, there were already resistant strains. However, bacteria “don't like” to die and reproduce at great speed (with average generations of half hour). Each generation, the most affected will killed by antibiotics and the most adapted or resistant survive. In the course of a human generation, bacteria reproduce thousands of times. A sensitive generation can give rise to a resistant generation after a while. What to do then? Use antibiotics only when necessary, to avoid contact. Do not stop treatments in the middle to prevent the least affected bacteria from surviving. But that is not enough in the long run, we need to find new antibiotics, safer ones with fewer side effects. Let me give you an example: the most effective antibiotic against plague, cholera and tick fever is not widely used today because its side effects are potentially serious. 

Nowadays, more than half of the approved medicines have no natural inspiration, but even the so-called natural medicines, to be sustainable, often have to be produced in the laboratory. 

[This article uses parts of author’s articles from Rerum Natura's blog and older posts form this blog, photos of street and monument Fleming in Caceres and Gijón, respectively. Streets Ramon y Cajal in Oviedo and Severo Ochoa in Cordoba. Streets named after Fleming are also availabe in those cities]  

Passeio químico em Aveiro [Chemical trail in Aveiro]

[Uma parte deste passeio foi realizada fisicamente no dia 30 de março de 2019 pelas 15 horas. Foi apoiado pelo Centro de Ciência Viva Fábrica, publicitado e noticiado em páginas e jornais locais e foi referido nas actividades no Ano Internacional da Tabela Peródica da revista da Sociedade Portuguesa de Química (SPQ). A revised machine translation will be included in the writings.]  

Começámos no parque de Santo António, em frente ao Centro de Ciência Viva Fábrica (o percurso está disponível com o Google Maps).

Já várias vezes falámos neste blogue do cheiro da relva cortada, que é muito característico. Tem que ver com moléculas, claro, mas também com o nosso sistema olfativo e com concentrações. Provavelmente não foi referido aqui, mas a relva é uma planta especial que suporta o corte e volta a crescer. Precisa, no entanto, de muita água. Por isso, se for cortada e regada, acaba por voltar a crescer.

Há um aspecto que tem que ver com o cheiro da relva cortada que é o das patentes! Como? - dirão. De facto, as patentes são importantes em química pois asseguram que um determinado produtor pode usar exclusivamente, durante um tempo limitado (normalmente 20 anos), aquela molécula ou processo. Há coisas que não podem ser patentadas como aquelas que já eram conhecidas ou aquelas que já estão publicadas. Por isso, as pessoas interessadas em patentear não publicam. As patentes envolvem advogados especializados e moléculas que ainda não existem (nomeadamente as chamadas moléculas “proféticas”) para evitar que as patentes possam ser contornadas. É de notar que o desenvolvimento é muito caro, especialmente o farmacêutico, e por isso pensa-se tem de ser protegido de alguma forma. Nos EUA existia até 2012 a primazia da descoberta, por isso os cadernos de laboratório eram tão importantes, mas temos situações cinzentas (e neste caso de transição). Por isso, só há pouco tempo foi resolvida a disputa que durava há vários anos sobre o CRISP-9. Poderíamos falar interminavelmente sobre as patentes, mas há uma pergunta que vos pode ter intrigado. Que é que isso tem que ver com o cheiro a relva? Tem muita coisa! Um produtor queria vender bolas de golfe com cheiro a relva e queria proteger o seu negócio. Assim, o primeiro passo foi patentear a ideia, mas isso não bastava. Esta teria de ser exequível e patentável. Logo, foi também patenteado um cheiro artificial de relva, completamente definido em termos de moléculas e quantidades, para colocar nas bolas! Sabem o que aconteceu? Adivinham? Quase ninguém teve interesse nessas bolas de golfe e a patente (que custa muito dinheiro anualmente) foi abandonada! E é isto que acontece com as patentes: muitas não têm retorno financeiro.      

De onde estávamos viam-se alguns painéis solares. Já falei deste tipo de painéis noutro passeio. As pessoas pensam nestes como sendo uma coisa física mas tem muita química, como já expliquei. Desde logo a separação entre os painéis que só aquecem a água das células que poduzem electricidade. O normal é últimos serem baseados em silício monocristalino dopado, como já referi, mas as células de corantes têm muito interesse pois são de baixo custo e podem ser transparentes, aproveitando a radiação ultravioleta. O armazemamento da energia é outro problema a ser resolvido, pelos químicos, claro.

Neste parque há também uma amoreira branca. Esta árvore está supostamente na origem do papel, inventado pelos chineses. A química o papel têm também muito que se diga. Desde o fabrico das pastas até aos aditivos e branqueadores, passando pelo controlo de qualidade, os efluentes e o seu tratamento, assim como os odores. Mais coisas de que poderíamos falar interminavelmente. Neste parque podemos encontrar, obviamente, muitas outras plantas. Além das referidas é digno de nota o Allium triterpium, rico em saponinas, um tipo de moléculas que tem um parte apolar e outra polar, muitas com trinta carbonos, triperpenos, da família dos isoprenos, que usam como base o isopreno C5H8. Estas moléculas por dissoverem as gorduras na parte apolar e serem solúveis em água pela parte apolar têm a particularidade de fazerem bastante espuma e poderem ser usados como sabões naturais.

No Parque Infante D. Pedro podemos encontrar um teixo e referir a origem e desenvolvimento do taxol (paclitaxel). De facto, este composto usado contra o cancro foi descoberto no tronco de um teixo mais raro numa pesquisa sistemática dos anos setenta. Actualmente, faz-se um transformação química num composto mais comum e sustentável presente nas folhas do teixo comum e obtem-se o paclitaxel de forma indirecta. Evita-se assim a tragédia ecológica que seria a procura dos troncos de uma árvore muito rara.

Neste parque podemos também observar uma gruta artificial com as suas estalactites, um consultório dentário, uma loja de colchões, azulejos, entre muitas outras coisas. Como referi, podemos encontrar química em todos os objectos. E não é suficiente para os perceber saber de que são feitos. A maior parte dos objectos que nos rodeiam foi alvo de transformações químicas.

O monumento ao Egas Moniz está no hospital de Aveiro e não o encontrámos neste passeio. O Egas Moniz é o nosso único prémio Nobel científico. Claro que podemos discutir as circunstâncias que rodearam estes trabalhos, mas não podemos olhar para o passado com os olhos de hoje. A clorpromazina para as psicoses só surgiu nos anos 1950, por exemplo. Outro aspecto é a descoberta da angiografia que seria muito mais interessante em termos de prémio, mas mesmo essa não será isenta de problemas, como os dos materias opacos usados para visualizar as veias. Destes tem especial interesse o uso de moléculas contendo o elemento tório que, sendo radioativo, poderia provocar danos mais tarde, por exemplo.    

No Museu de Santa Joana são também vários os aspectos que podem ser referidos.Os pigmentos das obras de arte, o restauro destas, entre outros. O armário da botica do convento onde se instalou o museu fica na entrada e é uma interessante peça a explorar. As pedras da calçada que representam o "grafeno" são também uma visão surpreendente. Finalmente, o jardim de ervas aromáticas é outro ponto de interesse.

 As lojas de ovos moles e conservas apareceram a seguir no nosso

percurso. Aqui poderemos falar da química dos ovos moles e das conservas, por exemplo. No caso dos ovos moles, vale a pena referir que estes são feitos com gemas de ovos crus e de açúcar (sacarose) que faz a sua conservação. A composição das gemas de ovos é muito complexa, mas a sacarose é uma molécula quase pura. A produção de açúcar a partir de cana ou beterrabas sacarinas seria outro ponto de intresse deste passeio. Os ovos moles de Aveiro foram certificados e continuam a ser estudados.

Na ponte sobre a ria podemos ver estátuas de bronze, em particular a do fogueteiro e a do molicieiro. No caso do fogueteiro pode ser interessante referir a química dos foguetes e das suas cores. O “fogo” era uma coisa muito comum e todas as ocasiões serviam para o usar, diz quem sabe. Hoje não é assim. Por um lado evitamos usar o “fogo” no verão que pode provocar incêndios e por outro procuramos versões mais ecológicas e sustentáveis desta actividade humana milenar. Actividade humana muito antigo é também a do uso dos moliços para adubar os terrenos. Mas nem os moliços nem os excrementos, tratados ou naturalmente curtidos, são suficientes para a agrucultura actual. Os adubos naturais versus fertilizantes artificiais é um tema interessante e na ordem do dia. Os adubos artificiais foram descobertos no início do século vinte e foram a maior revolução em termos de vidas salvas da fome. Curiosamente, os vendedores de adubos naturais já nessa altura realçavam esse aspecto (serem “melhores” por serem naturais). Nesse ponto do passeio poderemos também referir a química da água e da sua composição, análise e controlo, entre outras coisas.

Na avenida Lourenço Peixinho encontramos o monumento aos combatentes da grande guerra que é uma oportunidade para falar da química ligada à guerra e à paz. Também poderemos referir o bronze e outros ligas metálicas presentes neste monumento.

Mais à frente temos uma vista sobre os canais da ria e das salinas. É mais uma oportunidade para referir várias coisas, nomeadamente a forma como a solubilidade permite que precipite o sal da forma que o conhecemos. No átrio do hotel do Hotel As Américas encontrei algumas encenações e explicações das salinas e do sal. Cá fora, no jardim, existe um arbusto Callistemon spp. que insprou um herbicida como já referi. Junto à estação de caminho de ferro encontramos vestígios de painéis antigos da CUF. Aqui poderemos referir a evolução da industria química, entre outras coisas.

Ainda na avenida Lourenço Peixinho encontramos casas com vidros e azulejos antigos. No caso dos vidros, só recentemente estes são planos e muito grandes e sem imperfeições, pois foram implementados novos processos. Aqui, podemos também ver os  efeitos do tempo nos materiais.

A Casa Municipal da Cidadania funciona no antigo dispensário antituberculoso. Aqui poderemos falar da evolução do tratamento da tuberculose e dos antibióticos usados para esta micobactérica. Ao lado da Casa Municipal da Cidadania encontrámos durante o passeio uma loja com um solário que nos levou aos efeitos da fotoquímica.

No canal podemos ainda ver uma antiga fábrica de cerâmica. Aveiro é bastante conhecida pelo fabrico de cerâmicas, desde as faianças aos azulejos. Seguimos daqui para uma ponte com cadeados e  fitas e chegámos a um centro comercial. 

Acabámos por aqui, mas a química e os seus efeitos vêm connosco.

[Actualizei a parte das patentes a 18 de setembro de 2020]

[translation]

Chemical trail in Aveiro

We started in Parque Santo António, in front of the Ciência Viva Fábrica Center that supported this trail (the route is available with Google Maps).

We have already spoken in this blog several times about the smell of cutted grass, which is very characteristic. It has to do with molecules, of course, but also with our olfactory system and concentrations. It was not mentioned here, but the grass is a special plant that supports cutting and growing again, but it needs a lot of water. So if it is cut and watered, it ends up growing again.

There is an aspect that has to do with the smell of cutted grass which is that of patents! How is this possible? - you say. In fact, patents are important in chemistry as they ensure that a given producer can use that molecule or process exclusively, for a limited time (usually 20 years). There are things that cannot be patented like those that were already known or those that are already published. Therefore, people interested in patenting someting do not publish it. Patents involve specialized lawyers and sometimes molecules that do not yet exist (the so-called "prophetic" molecules) to avoid as much as possible that patents can be circumvented. It is to be noted that the development is very expensive, especially the pharmaceutical one, and therefore it has to be protected somehow. In the USA we have till 2012 the primacy of discovery (now changed to primacy of file), which is why laboratory notebooks are so important, but we have dubious situations (in this case we had a mix transition situation). The dispute that lasted for several years over CRISP-9 was only recently resolved, for example. We could talk endlessly about patents, but is there a question that has puzzled you? What does patents have to do with the smell of grass? It has something, of course! A producer wanted to sell grass-smelling golf balls and wanted to protect his business. So, the first step was to patent the idea, but that was not enough. That must be feasible and patentable. So, a completely defined artificial grass smell was also patented (to put on the balls)! Do you know what happened? Guess what? Almost nobody was interested in these golf balls and the patent (which costs a lot of money annually) has been abandoned! And this is what happens with some patents: Many have no financial return.

From where we were, there were some solar panels. I already mentioned these devices on another tour. People think of these as being a physical thing but it has a lot of chemistry, as I explained.  Starting form the separation form heating to producing electricity ones. The normal electricity producion ones are based on doped monocrystalline silicon, as I mentioned, but the dye cells are very interesting because they are low cost and can be transparent, taking advantage of ultraviolet radiation. Storage is another problem to be solved by chemists, of course.

In this park there is also a white mulberry tree. This tree is supposedly at the origin of the paper, invented by the Chinese. Chemistry and paper also have a lot to say. From the manufacture of pastes to additives and bleaches, through quality control, effluents and their treatment, as well as odors. We could talk  about this things endlessly. In this park we can obviously find many other plants. In addition to those mentioned, it is worth noting the Allium triterpium, rich in saponins, a type of molecules that has a nonpolar and a polar part, many with thirty carbons, triperpenes, from the isoprene family, which use C5H8 isoprene as a base. These molecules by dissolving fats in the nonpolar part and being soluble in water by the nonpolar part have the particularity of making a lot of foam and can be used as natural soaps.

At Parque Infante D. Pedro we can find a yew tree and refer to the origin and development of taxol (paclitaxel). In fact, this compound used against cancer was discovered in the trunk of a rarer yew in systematic research from the seventies. Currently, a chemical transformation is made into a more common and sustainable compound present in the leaves of the common yew tree and paclitaxel is obtained indirectly. This avoids the ecological tragedy that would be the search for the trunks of a very rare tree.

In this park, we can see also an artificial cave with its stalactites, a dental office, a mattress store, tiles, among many other things. As I mentioned, we can find chemistry in all objects. But this is not enough to understand them. Most of them have undergone chemical transformations.

The monument to Egas Moniz is in the hospital and we did not find it in this tour. Egas Moniz is our (Portuguese) only scientific Nobel Prize. Of course we can discuss the circumstances but we cannot look at the past with today's eyes. Chlorpromazine for psychoses only appeared in the 1950s, for example. Another aspect is his discovery of angiography, which would be much more interesting I think, but even this will not be free from problems like the opaque materials used to visualize the veins. Of these, the use of thorium which is radioactive could cause damage later, for example.

At the Santa Joana Museum there are also several aspects that can be mentioned. Pigments, restoration, among others. The convent's pharmacy cabinet is at the entrance and is an interesting piece to explore. The cobblestones that represent "graphene" are an amazing sight. The aromatic herb garden is also another point of interest.

The stores of “ovos moles” and “conservas” appeared next on our route. Here we can talk about the chemistry of “ovos moles” and “conservas”, for example. In the case of “ovos moles”, it is worth mentioning that they are made with raw egg yolks and sugar that preserves them. The composition of egg yolks is very complex, but sucrose (sugar) is almost pure. Aveiro's “ovos moles” have been certified and are still being studied.

On the bridge over the estuary we can see bronze statues, in particular the rocket man and the molicieiro. In the case of rockets, it may be interesting to mention the chemistry of rockets and their colors. The "fogo" (fire) was a very common thing and every occasion served to use it, says who knows. Today it is not so. First, we avoid using “fire” in the summer, which can cause fires, and we look for more ecological and sustainable versions of an ancient human activity. A very old human activity is the use of molasses to fertilize the land. But neither the molasses nor the treated or naturally tanned excrements are sufficient for today's agriculture. Natural versus artificial fertilizers are an interesting topic and on modern agenda. Artificial fertilizers were discovered at the beginning of the century and were the biggest revolution in terms of lives saved from hunger. Interestingly, the sellers of natural fertilizers already emphasized that aspect (being natural). At this point we can also refer to the chemistry of water and its composition, analysis and control, among other things.

On Rua Lourenço Peixinho we find the monument to the combatants of the great war. Another opportunity to talk about chemistry linked to war and peace. We can also refer to bronze and other metal alloys.

But at the front we have a view over the channels of the estuary and the “salinas” (salt flats). Another opportunity to mention a lot of things, namely the way in which solubility allows salt to precipitate as we know it. In the hotel lobby of the Hotel “As Américas” I found some scenarios and explanations of the salt and salt and outside, in the garden, there is a Callistemon spp shrub. who is in the origin of a herbicide. Next to the railway station we find traces of old CUF panels. Here we can mention the evolution of the chemical industry, among other things.

Still on Avenida Lourenço Peixinho we find houses with old tiles and glass windows. In the case of glass, only recently they are flat and very large. We can also see the effects of time on materials.

The Municipal House of Citizenship is in the old anti-tuberculosis dispensary. Here we can talk about the evolution of tuberculosis treatments. Next to the Municipal House of Citizenship we found a store with a solarium that takes us to the effects of photochemistry.

In the canal we can see an old ceramic factory. Aveiro is well known for the manufacture of ceramics, from dishes to tiles. We went to a bridge with padlocks, ribbons and arrived at the shopping center. The chemical trail finished here, but chemistry remained with us.

[versão de 30 de Agosto de 2020] 

[The text about patents was corrected september 18, 2020]

De novo um passeio químico em Coimbra

[No dia 24 de julho de 2020 das 11 às 12:30 orientei um passeio químico no âmbito de uma ação de formação para professores na Universidade de Coimbra. O passeio já foi realizado de várias formas e tinha como objectivo também reflectir sobre as possibilidade de usar esta material no ensino. Estes foram integrados nas actividadees de estagiários e um deles (o Mário Gomes) inseriu-os em parte numa aplicação de smarphone, o Geotourist (https://geotourist.com/), “Da escola à universidade...um percurso químico” (https://geotourist.com/tours/2729)]

Começámos na Porta Férrea, local emblemático de Coimbra, onde se pode falar sobre a corrosão dos metais e a degradação das rochas, entre outras matérias. Nos Arcos do Jardim poderíamos completar com mais informações mas acabamos por não chegar aí neste passeio.
Parte das informações e do passeio estão disponíveis aqui.

Vale a pena referir que poderemos usar cadernos de micas, fazer projecções, entre outras coisas. Ou usar outras aplicações de smartphone, nomeadamente para a avaliação.

Na Porta Férrea, além do usual, contei a história da penicilina natural e semi-sintética, que nos acompanha no nosso dia-dia. De forma resumida, diz-se que a penicilina foi descoberta em 1928, por Alexander Fleming, quando notou que uns fungos matavam bactérias. Não é bem assim. Aparemente Fleming não foi o primeiro, mas foi o primeiro sim a pensar nisso como um medicamento. Mas não consegiu isolar o produto a que chamou penicilina. Foi preciso chegar a 1940, tendo dois investigadores e a sua equipa, Flory e Chain isolado a penicilina, mas em pequena quantidade (os três ganharão o prémio Nobel em 1945). Estava-se no meio da segunda guerra mundial e essa descoberta deu origem ao “projecto penicilina” que envolveu milhares de investigadores de universidades e indústrias o qual tinha dois objectivos. Produzir penicina em grande quantidade (o que conseguiram em 1943 usando tanques de fermentação) e obter penicilina por métodos sintéticos (este falhou e só foi conseguido no final dos anos 1950 por Sheehan e a sua equipa). Notamos que para produzir penicilina por métodos sintéticos tinha de saber a sua estrutura, o que só foi consegido em 1944. Mas além disso, o anel beta-lactâmico era muito sensível. Só depois de Sheean fazer a síntese total (sem interesse esconómico), este percebeu com se poderiam produzir penicilinas semi-sintéticas. Um exemplo é a amoxililina que surgiu nos anos 1970 e tem um grupo amina e outro álcool que não existiam na versão natural. Isso tudo é acompanhado de modelos moleculares que trago comigo. Mais adiante falámos sobre as várias fases da descoberta dos medicamentos e das entidades que os regulam, assim de quem os inventa e sintetiza. Hoje em dia, mais de metade dos medicamentos aprovados não têm inspiração natural, mas mesmo os designados naturais, para serem sustentáveis, muitas vezes têm de ser produzidos em laboratório.

O passeio prosseguiu pelo lado direito da universidade onde falámos dos brancos de chumbo e de titânio e de como os podemos identificar. Os brancos de chumbo vão ficando amarelos devido à formação de sulfureto de chumbo que é negro. Uma tinta de chumbo fica negra na presença de um sulfureto, por exemplo. Por outro lado, ambos se distinguem facilmente fazendo raios-X. Falámos aqui de como o titânio era considerado seguro em contacto com o corpo humano mas há alguma discussão sobre as nanopartículas, em especial quando inaladas. Convém notar que as nanopartículas têm como característica serem de tamanho nanométrico (zero vírgula nove zeros de metro), mas terem também propriedades diferentes. Deveremos acompanhar sempre as discussões com bastante espírito crítico.

Mais adiante, falámos das plantas presentes nos muros e das plantas infestantes que poderemos ver nas cidades. Vimos exemplares de viúvas (Trachelium caeruleum) e ailantos (Ailanthus altissima, infestante que iremos ver em vários monumentos).

Referi que as plantas comunicam entre si e fazem guerra quimica umas às outras usando moléculas e, claro, química. Referi ainda os herbicidas e o seu desenvolvimento, assim como as verificações e análises por que passam (a ailantona é um candidato a pesticida, por exemplo).

Outro aspecto interessante que por vezes não é bem compreendido são os antioxidantes. De facto, as plantas estando sempre expostas ao Sol têm de se proteger...

Aqui poderemos falar de reciclagem (temos ecopontos em frente). Depende dos países mas, em Portugal, separamos os vidros (ecoponto verde), dos papéis (ecoponto azul), dos plásticos e metais (ecoponto amarelo). Discutimos a questão da limpeza e da separação. Nos ecopontos indicam que recolhem e o que não é desejado. Vidros de embalagem, papéis vulgares, não plastificados, etc. Para não dar indicações erradas, que podem ser mal-interpretadas, sugiro que deveremos seguir as indicações, mas não faz muito sentido lavar exaustivamente as embalagens antes de as colocar no ecoponto. Há razões para o fazer minimamente e há outras para não exagerar. Poderíamos falar das leis em vigor e falámos das embalagens multiplas, nomeadamente daquelas que são plástico, alumínio e papel (vulgo embalagens tetra pack) e dos artigos e relatório existentes sobre a questão. Reciclar não pode ser visto como um único objectivo. Além de recusar, reduzir, reusar e reparar poderemos repensar e reinventar. Qando as misturas de materiais são complexas ou estão contaminadas, por vezes não vale a pena reciclar. O ciclo completo dos produtos deve ser analisado. A sustentabilidade e economia circular devem ser maximizadas. Os CDR (os combustíveis derivados de resíduos) são uma alternativa à reciclagem que tem ganhos em relação ao aterro sanitário, por exemplo.

Daqui fomos ver uma canforeira e referi a molécula que todos conhecem, a cânfora. Podemos partir um ramo de cânforeira e sentir o cheiro que se vai desvanendo. Isso leva-nos à volatilidade. Só cheiramos o que é volátil, por exemplo. É muito curioso que as plantas desenvolveram estas moléculas como legos, a partir de uma base comum de isopreno (C5H8). No caso da cânfora temos a fórmula C10H16O mas esta molécula, embora partilhe a fórmula comum, é única, devido à sua estrutura tridimensional (se chegássemos ao Jardim Botânico poderíamos falar da química de outras árvores, mas temos plantas em todo o lado que contam histórias químicas interessantes.

Mais à frente falámos dos tubos de PVC (policloreto de vinilo) e de outros polímeros (alguns deles designados como plásticos) referindo de novo a questão da reciclagem. Temos muitos plásticos usados em embalagens, mas há códigos para aqueles que são recolhidos e reciclados. No caso do PVC aparece PVC, no Polipeleno PP, poliestireno PS (quando expandido conhecido como esferovite), poliéster ou PET (nas garrafas polietileno terftalato) e PEHD e PELD polietileno de alta e baixa densidade. Todos podem ser identificados e separados pelos seus espectros característicos ou outras propriedades. Voltaremos a estes aspectos noutros passeios.

Vimos também alguns fungos e fiz notar como alguns destes são parecidos com as pastilhas elásticas no chão. Vimos uma planta aromática conhecida como guarda-fatos ou santolina (Santolina chamaecyparissus), um sobreiro (poderíamos aqui falar da química da cortiça, tão importante para Portugal, mas isso fica para outro passeio).
 

Na Rua da Ilha, referi os ares condicionados e quem inventou os CFC (clorofluorocarbonos) e a gasolina com chumbo nos carros. Discutimos essas questões e outras, assim como as várias soluções existentes e a regulação. Referi também o REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of Chemicals), uma base de dados fundamental que regista os compostos químicos usados na União Europeia.

Falámos da talidomida e de como esta molécula não chegou aos EUA devido ao FDA (Food and Drug Administration) que exigia mais testes e poderíamos discutir de como estes foram implementados depois da tragédia. Muitas pessoas ainda olham para o passado como se fosse hoje, mas não, felizmente. Uma das coisas que se aprendeu é a prever e simular, a testar de forma exaustiva antes de usar algo novo. A tragédia que aconteceu seria muito improvável hoje em dia devido aos reguladores e testes clínicos. Referi ainda como ironicamente esta molécula encontrou um novo caminho na cura da lepra e de certos cancros.

Vimos nesta rua a Imprensa da Universidade de Coimbra que funciona no antigo Instituto de  Coimbra. Referi um pouco da sua história e, entretanto, chegámos à Sé-Velha. Referi a rochas de que esta é feita e o restauro da Porta Especiosa - vimos a inscrição em árabe.


Passámos pelo Museu Machado de Castro que tem várias pinturas a ver e analisar em termos químicos. Das actividades interdisciplinares que podem ser feitas ali, entre outras.
Chamei a atenção para o gesso que podemos encontrar nos monumentos, devido ao dióxido de enxofre, e dos efeitos do carbono que se inscrusta nos monumentos e (de novo) nas pastilhas elásticas.

Concluímos o passeio na universidade. São precisos químicos para descobrir novas moléculas e analisar outras. As moléculas que são vendidas nas farmácias e são usadas para curar as pessoas foram inventadas ou descobertas por alguém – um químico ou químico ou químico medicinal e a sua equipa. Os materiais sustentáveis e circulares foram inventados por alguém - um químico e a sua equipa. Os alimentos, as obras de arte e os medicamentos foram controlados e analisados por alguém. A atmosfera de outros planetas e os segredos do universo, não aparecerem do nada. Os instrumentos e os métodos foram pensados por alguém. Alguém que sabia e praticava química!

Passeio à procura do papel térmico

[Enquanto não tenho tempo para completar os passeios químicos em Figueira de Castelo Rodrigo, Aveiro e no estrangeiro falo de uma coisa que vemos todos os dias mas quase não reparamos]

Está em todo o lado. Mas contas de supermercado, nos pagamentos, nos restaurantes e multibancos, por exemplo. Imagino que muitas contas já tenham ficado pretas quando borrifadas com álcool. Porque será? Nunca se perguntaram? Segundo averiguei o álcool não é reagente mas solvente, permitindo que os reagentes que que se juntavam com o calor se juntem também sem este.
A ideia surgiu nos anos sessenta e agora quase todos a utilizam. Há um matriz sólida de um corante que é activado por um ácido quando o papel é aquecido. Mas claro o desenvolvimento não fica por aqui. Queremos que o papel seja ainda mais seguro e foi eliminado o bisfenol A (BPA) há um ano na UE. Nunca estamos satisfeitos. Os cientistas as intutuições estudam todas as coisas e procuram alternativas. Queremos que o papel não desapareça com a luz solar e ao longo do tempo, queremos que o papel seja ainda mais seguro. Tudo isto são oportunidades. No papel, nos corantes, nos reagentes, nos protectores solares.
A próxima vez que pedir o número de contibuinte ou o talão pense nisso. Não tema a química e a ciência em geral. Pode vigiá-las, conhecê-las, discutí-las, ou admirá-las. Mas não as deve temer, não há razões para isso.      

Passeio químico em Figueira de Castelo Rodrigo (I)

[O primeiro passeio químico em Figueira de Castelo Rodrigo foi proposto à Plataforma da Ciência Aberta no âmbito do congresso SciCom 2018 e teve o apoio de várias pessoas de que destaco a Ana Faustino, assim como de vários livros e guias. Começou atrasado, porque eu vinha de Coimbra e tinha uma aula, cheguei tarde. A ideia de juntar um grupo de alunos mais velhos da Academia Senior a uma turma do nono ano era arriscada, tanto mais que aquelas pessoas não me conheciam e tiveram de esperar por mim e, além disso, eu próprio não conhecia o lugar fisicamente (“viajei” via Google maps, a Ana enviou-me fotografias e respondeu a várias dúvidas). Eu tinha um conjunto de lugares pensados e trouxe vários objectos. A maioria dos alunos revelaram-se interveniente. Nomeei o aluno mais inquisitivo como assistente e comecei pelas rosas que estavam em frente à Câmara Municipal. Depois andámos e discutimos um pouco (os elementos da Academia foram também bastante intervenientes). No final algumas alunas ficaram a conversar, o que achei bastante simpático. Como cheguei tarde o passeio foi curto. Voltei mais tarde, a convite da Plataforma da Ciência Aberta e participei em várias actividades: passeio químico na Escola de Figueira, almoço com um grupo de alunos, conversa sobre o fabrico de cerveja num bar em Castelo Rodrigo e passeio multidisciplinar no dia seguinte. Das muitas actividades que tive ali surgiu este passeio químico que como disse teve a colaboração de várias pessoas.]

Os azulejos envolvem, como é sabido, bastante química. Os da entrada da Câmara Municipal da Câmara Municipal de Figueira de Castelo Rodrigo merecem uma visita. Segundo a Ana Faustino se inteirou estes foram aplicados e pintados aquando da construção do edifício em 1892. Na praça onde está a Câmara poderemos ver outros azulejos (numa casa que estava em 2018 abandonada) que merecem também uma olhadela. Estes são da fábrica Aleluia de Aveiro. O estilo é inconfundível e estão assinados com o nome da fábrica. A fábrica foi criada em 1905 pela famíla Aleluia e tinha outro nome. Esta ainda existe e faz azulejos modernos. Tem uma página muito interessante, mas não esqueceu o passado. Voltarei a este assunto num passeio especificamente sobre os azulejos. Os azulejos são feitos essencialmente de caulino e são cozidos a altas temperaturas, perdendo de forma irreversível água e formando ligações permanentes que não existiam. Depois são pintados e levam um vidrado. Este útimo é de sílica e óxido bórico, além dos outros óxidos. De sódio, potássio, chumbo e alumínio, presentes também nos vidros. A cor azul cacterística é devida ao cobalto. Quando os iões de cobalto II estão num ambiente tetraédricos são azuis. Os mais claros são de aluminatos e mais escuros de silicatos. O amarelo é devido aos cromatos de chumbo. Isto na Câmara Municipal que só tem duas cores. Nos outros vamos encontrar mais cores em particular o verde e o lilás que poderá ser devidos a sais de crómio o primeiro e misturas de sais o segundo, mas só uma análise química permitirá verificar. No que concerne às actividades representadas, além das históricas e locais (Figueira de Castelo Rodrigo esteve do lado dos espanhóis e por isso foi castigada por D. João IV a exibir o brasão ao contrário, e Escalão esteve, corajosamente, do lado dos portugueses, mas isso fica para outras histórias), temos as artes agrícolas daqui: o cultivo  das terras, o pastoreio e o azeite. Curiosamente não é referido o vinho que está agora muito presente, como já referi, em Castelo Rodrigo. Será que não tinha a mesma relevância no final do século dezanove? Sobre o vinho já falei e sobre as artes agrícolas, do cultivo e ceifa, da produção de azeite e pastorio falarei noutro passeio.

A cegonha é o ex-libris de Figueira de Castelo Rodrigo. Incialmente parecia-me uma cegonha de loiça ao estilo de de Bordalo Pinheiro, mas a Ana Faustino disse-me que o material da estátua seria cimento armado com ferro na estrutura. Disse-me ainda que esta cegonha era uma homenagem a uma cegonha que em tempos viveu em Figueira de Castelo Rodrigo, a cegonha Joana. Esta cegonha tinha uma asa partida e foi acolhida pelos bombeiros de Figueira. Segundo a Ana, a cegonha Joana ficou muito conhecida em Figueira porque andava pelas ruas a bater à porta das pessoas para pedir comida. O cimento armado é um material pouco usual e difícil de trabalhar para estátuas penso eu. Tem de ser armado com ferro porque o cimento é muito fluido. Não vi os pormenores como foi feita e pintada, mas achei notável o material. Provavlemente os tanque e amuradas são do mesmo material. O cimento é uma rocha especial que tem carbonato de cálcio e aluminato e que perde dióxido de carbono e água quando aquecido a temperaturas bastante altas. Fica um pó que misturado com água e areia vai enrigecer de forma definitiva mesmo em contacto com a água. O ferro pode ser usado para lhe dar estutura e reforço dentro dos moldes conhecidos como cofragens. Para fazer estátuas envolverá moldes detalhados ou a aplicação com menos água, acho eu. A rever no local ou noutros passeio... No parque temos também muros de xisto mas também já falei destes noutros locais.        

As árvores do parque foram identificadas e têm histórias para contar, as quais foram já referidas noutros passeios ou, sendo novas, ficam em parte para outros passeios. Notámos várias tílias e cevadilhas, por exemplo, já referidas noutros passeios, mas aquela que nos chamou mais a atenção foi um grande ailanto (Ailanthus altissima) isolado no meio do parque Serpa Pinto. Trata-se legalmente de uma planta infestante. Crescem muito rapidamente e espalham-se se não forem controladas, mais do que as clássicas e conhecidas acácias. A Estrada da Beira, em 2018, estava cheio de ailantos, por exemplo. O controlo é até relativamente fácil, uma vez que é uma ávore com os sexos separados (diz-se que dióica) que pode ser controlada naturalmente controlando só as fêmeas, disse-me um botânico. O que me chamou a atenção é ser bastante tóxica. Tem um composto, a ailantona, que tem um LD50 (ou seja que mata em média 50%) de nove miligramas por kilograma, o qual está a ser estudado por aleloquímica como base de um insecticida ou herbicida natural, mas tem muitos efeitos secundários. Como já aqui referiri, as plantas comunicam com química e fazem guerra química umas às outras. Notem que tendo 0,01% na casca este composto só é venenoso para grandes quantidades de casca ou folhas.

No parque existe também pelo menos uma robínia (Robinia pseudoacacia). Trata-se de uma árvore muito bonita que tem os dois sexos, ou seja é hermafrodita, ou monoíca, e que é considerada também infestante. Segundo o sítio das infestantes, esta árvoresespalha-se mais por proliferação vegativa do que por polinização. Tal como as acácias, a robínia é difícil de eliminar porque cortar não chega, volta a rebentar. A solução para as acácias é cortar-lhes as cascas e deixá-las secar. Mas isso é assunto para outros passeio que envolve um material das acácias que se torna assim muito mais visível: a goma arábica é usado para colas e alimentos e eu, quando era pequeno, usava-a para colar cromos. Outro assunto a voltar. 

O nome do Largo Serpa Pinto vem do explorador Alexandre de Serpa Pinto mas não foi encontrada, que eu saiba, uma ligação directa deste a Figueira. A “Fonte dos Pretos” poderia ser parte dessa ligação, pelo nome, mas não tenho a a certeza. Também é um ex-libris de Figueira de Castelo Rodrigo com várias estórias associadas. Neste momento a água não é potável (tem até um sinal disso) ou não é vigiada, mas em geral seria. É conhecida assim por as caras dos meninos que dão água serem escuras mas estes não têm feições africanas como o nome faria supor. As caras são negras devido a oxidação do ferro mas inicialmente seriam douradas penso eu. De facto, parecem ter uma cobertura fina de latão. O latão é uma liga de cobre e zinco e não se oxidaria mas o ferro oxida-se criando este efeito.

Os equipamentos do parque infantil merecem um olhar, nomeadamente pelo seu uso de plásticos, mas isso fica para outra vez, uma vez que o passeio já vai longo. Estes permitem um uso mais sustentável, maior flexibilidades e recurso a melhores cores e mais segurança. Coisas quue não seriam possíveis apenas com outros materiais como a madeira e os metais. Também o chão merece alguma atenção. Trata-se, penso eu, da reciclagem de outros plásticos e é muito flexível e seguro. Nas ruas laterais há uma antiga loja de eletrodomésticos (ainda com eletrodomésticos no interior) que pode ser usada para contar histórias. Tenho visto em vários sítios vidros antigos, mas achei interessante falar deles em Figueira de Castelo Rodrigo. O vidro antigo nota-se por ter irregularidades devido ao seu processo de produção o qual foi modificado nos anos 1950 com o já referi anteriormente. Tudo isto fica para outros passeios. Em Figueira de Castelo Rodrigo, em Escalhão, na reserva da Ribeira Brava, em Barca de Alva e outros locais.

Objectos simples que poderemos levar para os passeios químicos

A ciência e a técnica modernas são feitas em grande parte recorrendo a enormes equipamentos (cada vez mais precisos e mais pequenos quando é possível), com grandes equipas de pessoas e estruturas, envolvendo muito dinheiro para salários, equipamentos e consumíveis. É assim. Os cientistas, como os outros, não vivem de ar e fazem trabalhos cada vez mais complexos e exigentes. A estabilidade é importante mas também a formação que é feita com a investigação em contextos cada vez mais exigentes. A ciência custa caro, dirão, mas experimentem a ignorância. E os retornos em formação e avanços científicos valem muitíssimo mais. Posto esta introdução, que deveria ser óbvia e explicada todos os dias, poderemos ensinar, motivar e dialogar recorrendo a equipamentos mais simples. Muita da ciência pode e deve ser entendida com objectos do dia-a-dia.

Tenho levado frascos pequenos de plástico do género dos tubos de ensaio com tempa com materiais que servem para experiências simples. Por exemplo, colocando umas pétalas de rosa vermelha em álcool e depois distribuindo por soluções de ácido clorídrico ou básicas, de amoníaco, ou ainda de um sal de alumínio, obtém-se respectivamente, cor de rosa, vermelho intenso, verde e roxo e poderemos explicar os rudimentos dos efeitos do pH e dos metais nas cores dos compostos químicos. Obviamente as soluções podem ser perigosas e devem ser sempre tratadas com cuidado e rolhadas. Também um caderno de micas ou um projector portátil (ao fim do dia ou à noite) são uma excelente ajuda para explicar os aspectos mais complexos. Por outro lado, temos de estar abertos a problemas e novidades. Temos de estudar as espécies envolvidas: funciona com as rosas, hortenses e agapantos roxos e com outras, mas não funciona com os cravos de Tunes nem com os pimentos! Em vez de entrar em pânico e dizer coisas não-científicas, será uma óptima oportunidade para explicar como funciona a ciência. O inesperado faz parte dos avanços. Melhor se for controlados e planificados. Por outro lado, poderemos saber muitas outras coisas sobre as moléculas e a sua forma com os equipamentos que referi no princípio: os cromatógrafos para separar e os espectrómetros de massa e de raios X, os espectrómetos de fluorescência, de infravermelho e visível-ultravioleta, e de ressonância magnética que identificam, entre muitos outros. Alguns destes equipamentos já são portáteis ou podem ser incorporados nos telemóveis, por exemplo. São no entanto ainda muito caros e especializados, perdendo-se a simplicidade e capacidade de reprodução que se procurava. De qualquer forma, basta pegar na folha de uma planta para irmos encontrar moléculas que não foram ainda identificadas ou entrar num laboratório de química para encontrar muitas outras ainda a ser inventadas.

Tubos de ensaio com hexano são mais difices de obter mas podem ser usados para dissolver pastilhas elásticas e alcatrão derretido pelo calor. Temos nesta actividade muito pontos para referir, claro, mas é importante a separação das fraccões solúveis e não soluveis dos hidrocarbonetos. Referir como eles podem ser obtidos, entre outros aspectos. Por outro lado as pastilhas elásticas dissolvem-se e revelam que o seu negro vem do carbono do ar e da sujidade. Podemos aqui falar da química das pastilhas e das crostas negras dos monumentos, entre muitas outras coisas.

Se tivermos um tubo com solução de bário identificamos os sulfatos que precipitam com este ião. Podemos entretanto aquecer ao rubro o mesmo material e ver a cor das chamas características do cálcio. Podemos medir o pH das soluções tanto com um aparelho como com indicadores. Entretanto, muitas paredes têm pós brancos de gesso que se formam a partir dos óxidos de enxofre e podem ser distinguidos dos carbonatos e dos nitratos. Se estes últimos forem de potássio, podemos observar a sua cor lilás quando queimados. 

Comecei também a levar nitrocelulose em pequena quantidade a qual permite muitas actividades. Um tubo de ensaio (neste caso de vidro) aquecido explode e projecta a rolha (que tenho presa com um fio para a voltar a encontrar). Sem o limite do tubo de ensaio arde rapidamente e desaparece. Chamo aqui a atenção para várias coisas: como funconam os explosivos e de como os componentes para os fazer são vigiados e os testes que podem fazer nos aeroportos para os detectar. Em particular, a água oxigenada muito concentrada, os adubos e o ácido nítico, são vigiados.

Levo comigo também modelos moleculares de plástico. Já percebi há muito tempo que as pessoas gostam de tocar nestes objectos maravilhosos e flexíveis. Agora é diferente, com o isolamento social e as restrições, mas posso usá-los para mostrar coisas.

Tenho um modelo do ácido ascórbico (vitamina C). Explico, com base na sua estutura, como pode ser oxidante e ser muito solúvel. Tenho também comigo uma maçã com um rótulo. Este tem muitos compostos, incluindo o ácido ascórbico. Usando um tubo de ensaio com uma solução de vitamina C, outra de bicarbontato de sódio e uma solução muito diluida de sulfato de cobre e ainda do corante azul de metileno posso observar a descoloração pela redução. E posso volta a ter azul com a agitação a qual aumenta a mistura com o ar e a reacção com o oxigénio. Estes tubos de ensaio provocam sempre muitos risos devido à agitação e podem ser usados durante muitos ciclos de mudança de cor.

Tenho um modelo de molécula de ambróxido, um cachalote de plástico, um tubo com ambróxido, que é um sólido branco, perfumes que têm o âmbar cinzento. Tenho um modelo molecular do indigo para explicar como este pode ser estável e como pode ser mais solúvel ou mudar de cor com grupos laterais. Nesse ponto falo dos projectos de investigação que envolvem o indigo. Na verdade, acabo por fazer isso com todos os modelos. Tenho um modelo molecular da penincilina G e mostro como este pode ser modificado para se obter a ampilicina e a amoxilina. Aproveito para contar uma parte da história do desenvolvimento destas moléculas semi-sintéticas, porque é que precisamos delas e porque continuamos as investigá-las. Tenho também um modelo do oseltamivir, uma das primeiras moléculas a ser desenvolvidas,usando química a computacional e o desenvolvimento racional de fármacos. Tenho tubos com diferentes aromas: sintéticos e naturais. Tenho metais e materiais, e muito mais. Tubos com materiais fluorescentes e que outros que quebrados emitem luz por quimioluminescência. Uma caneta de ultravioleta que tem também uma parte de solução de iodo (a qual serve para identificar notas). Tenho papéis que fluorescem e têm amido e outros não. Posso também pedir notas aos intervenientes e explicar como estas são feitas e como é feita a sua segurança. Tenho isto e ando sempre a procurar mais. A utilização vai variar com o passeio químico programado e com os níveis envolvidos, claro.