Semisyntese - Semisynthesis

Semisyntese eller delvis kemisk syntese er en type kemisk syntese, der anvender kemiske forbindelser isoleret fra naturlige kilder (såsom mikrobielle cellekulturer eller plantemateriale ) som udgangsmaterialer til at producere andre nye forbindelser med forskellige kemiske og medicinske egenskaber. De nye forbindelser har generelt en høj molekylvægt eller en kompleks molekylær struktur, mere end dem, der produceres ved total syntese fra enkle udgangsmaterialer. Semisyntese er et middel til at forberede mange lægemidler billigere end ved total syntese, da færre kemiske trin er nødvendige.

Oversigt

Semisyntese af paclitaxel . Installation af den nødvendige sidekæde og acetylgruppe af paclitaxel ved en kort række trin, startende fra isoleret 10-deacetylbaccatin III.
En uønsket lactonring i artemisinin erstattes af et acetal ved reduktion med kaliumborhydrid , efterfulgt af methoxylering .

Lægemidler, der stammer fra naturlige kilder, produceres normalt ved isolering fra den naturlige kilde eller, som beskrevet her, ved semisyntese fra et sådant isoleret middel. Set fra kemisk syntese er levende organismer bemærkelsesværdige kemiske fabrikker, der let kan producere strukturelt komplekse kemiske forbindelser ved biosyntese . I modsætning hertil er konstrueret kemisk syntese nødvendigvis enklere med en lavere kemisk mangfoldighed i hver reaktion end de utroligt mangfoldige biosynteseveje, der er afgørende for livet.

Som følge heraf er visse funktionelle grupper meget lettere at forberede ved konstrueret syntese end andre, såsom acetylering , hvor visse biosyntetiske veje kan generere grupper og strukturer med minimalt økonomisk input, der ville være uoverkommelig via total syntese.

Planter , dyr , svampe og bakterier bruges alle som kilder til de vanskelige forstadiemolekyler , herunder brug af bioreaktorer på mødestedet mellem konstrueret og biologisk kemisk syntese.

Semisyntese, når den bruges til opdagelse af lægemidler, har til formål at bevare den efterspurgte medicinske aktivitet, mens andre molekylkarakteristika ændres, f.eks. Dem, der påvirker dets bivirkninger eller dets orale biotilgængelighed i et par kemiske trin. I den forbindelse står semisyntese i kontrast til fremgangsmåden ved total syntese , hvis formål er at nå frem til et målmolekyle fra lavmolekylære, billige udgangsmaterialer, ofte petrokemiske eller mineraler. Selvom der ikke er nogen hård og hurtig opdeling mellem total syntese og semisyntese, som snarere adskiller sig i graden af ​​manipuleret syntese, der bruges, er mange råvareprecursormolekyler med komplekse eller skrøbelige funktionelle grupper i praksis meget billigere at udtrække fra en organisme end kun at forberede sig fra simple forstadier. Derfor anvendes semisyntesemetoder, når et nødvendigt precursormolekyle er for strukturelt komplekst, for dyrt eller for svært at producere ved total syntese.

Eksempler på praktisk anvendelse af brugen af ​​semisyntese omfatter i det banebrydende historiske tilfælde isolering af antibiotikumet chlortetracyclin og semisynteserne af de yderligere nye antibiotika tetracyclin , doxycyclin og tigecyclin .

Yderligere eksempler på semisyntese omfatter den tidlige kommercielle produktion af anti-cancer-midlet paclitaxel fra 10-deacetylbaccatin isoleret fra nåle i Taxus baccata (europæisk barlind), fremstilling af LSD fra ergotamin isoleret fra svampekulturer af ergot og semisyntese af antimalarialægemiddel artemether fra naturligt forekommende artemisinin . Efterhånden som feltet syntetisk kemi skrider frem, bliver visse transformationer billigere eller lettere, og økonomien i en semisyntetisk rute kan blive mindre gunstig.

Se også

Referencer