Semisyntéza - Semisynthesis

Semisyntéza nebo částečná chemická syntéza je druh chemické syntézy, která využívá chemické sloučeniny izolované z přírodních zdrojů (jako jsou mikrobiální buněčné kultury nebo rostlinný materiál) jako výchozí materiály k výrobě dalších nových sloučenin s odlišnými chemickými a léčivými vlastnostmi. Nové sloučeniny mají obecně vysokou molekulovou hmotnost nebo složitou molekulární strukturu, více než ty, které se vyrábějí celkovou syntézou z jednoduchých výchozích materiálů. Semisyntéza je způsob, jak připravit mnoho léků levněji než celkovou syntézou, protože je zapotřebí méně chemických kroků.

Přehled

Semisyntéza paklitaxelu . Instalace nezbytného postranního řetězce a acetylové skupiny paklitaxelu krátkou sérií kroků, počínaje izolovaným 10-deacetylbaccatinem III.
Nežádoucí laktonový kruh v artemisininu je nahrazen acetal pomocí redukcí s borohydridem draselným , následuje methoxylace .

Léky odvozené z přírodních zdrojů se obvykle vyrábějí izolací z přírodního zdroje nebo, jak je zde popsáno, semisyntézou z takového izolovaného činidla. Z hlediska chemické syntézy jsou živé organismy pozoruhodné chemické továrny, které mohou biosyntézou snadno produkovat strukturně složité chemické sloučeniny . Naproti tomu inženýrská chemická syntéza je nutně jednodušší, s nižší chemickou diverzitou v každé reakci, než neuvěřitelně rozmanité dráhy biosyntézy, které jsou pro život zásadní.

Výsledkem je, že určité funkční skupiny se připravují inženýrskou syntézou mnohem snáze než jiné, jako je například acetylace , ve které určité biosyntetické cesty mohou generovat skupiny a struktury s minimálním ekonomickým vstupem, který by byl přes celkovou syntézu prohibitivní.

Rostliny , zvířata , houby a bakterie se používají jako zdroje těchto choulostivých prekurzorových molekul , včetně použití bioreaktorů v místě setkání mezi inženýrskou a biologickou chemickou syntézou.

Semisyntéza, pokud se používá při objevování léčiv, si klade za cíl zachovat vyhledávanou léčivou aktivitu, zatímco jiné charakteristiky molekul se mění, například ty, které v několika chemických krocích ovlivňují její nežádoucí účinky nebo její orální biologickou dostupnost . V tomto ohledu je polosyntéza v kontrastu s přístupem úplné syntézy , jejímž cílem je dosáhnout cílové molekuly z nízkomolekulárních, levných výchozích materiálů, často petrochemických nebo minerálních. I když neexistuje úplné a rychlé rozdělení mezi celkovou syntézou a semisyntézou, které se spíše liší stupněm použité syntetické syntézy, mnoho molekul prekurzorů komodit se složitými nebo křehkými funkčními skupinami je v praxi mnohem levnější extrahovat z organismu než připravit pouze z jednoduchých prekurzorů. Metody semisyntézy se tedy používají, když je potřebná prekurzorová molekula příliš strukturálně složitá, příliš nákladná nebo je příliš obtížné ji vyrobit celkovou syntézou.

Příklady praktické aplikace použití semisyntézy zahrnují v průlomovém historickém případě izolace antibiotika chlortetracyklin a semisyntézy dalších nových antibiotik tetracyklin , doxycyklin a tigecyklin .

Mezi další příklady semisyntézy patří raná komerční produkce protirakovinného činidla paclitaxel z 10-deacetylbaccatinu izolovaného z jehel Taxus baccata (tis obecný), příprava LSD z ergotaminu izolovaného z plísňových kultur námelu a semisyntéza antimalarický lék artemether z přirozeně se vyskytujícího artemisininu . S pokrokem v oblasti syntetické chemie se některé transformace stávají levnějšími nebo snadnějšími a ekonomika polosyntetické cesty může být méně příznivá.

Viz také

Reference