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Chemische Reaktionsmethoden für eine effizientere Wirkstoffproduktion

17.09.2019

Masafumi Hirano. TUAT

Genau wie die Entwicklung einer Amphibie können Moleküle in Polyensubstrukturen umgewandelt werden, die Bausteine für Antibiotika und Krebsmedikamente sind.

Masafumi Hirano, TUAT

Eine bahnbrechende iterative Polyensynthese.

Masafumi Hirano, TUAT

Eine Ein-Topf-Methode zur Herstellung von Decapentaen.

Forscher der Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT) in Japan und der Mount Allison University in Kanada haben eine effizientere Methode entwickelt, um Synthesebausteine für Antibiotika und Krebsmedikamente herzustellen.

Die Synthesebausteine, die die Forscher zur besseren Entwicklung anstreben, werden als Polyen-Substrukturen bezeichnet.

"Polyene-Substrukturen sind allgegenwärtige Gerüste in vielen Naturprodukten und pharmazeutischen Molekülen", sagt Masafumi Hirano, Professor für Angewandte Chemie an der TUAT. "Obwohl diesen Unterstrukturen in den letzten zehn Jahren viel Aufmerksamkeit geschenkt wurde, sind sie immer noch schwer herzustellen."

Die derzeitigen Herstellungsmethoden sind mit mehreren Schritten in jeder Phase langwierig. Der erste Schritt ist die so genannte iterative Kreuzkopplung, bei der zwei Verbindungen zur Reaktion gebracht werden, was zu einer neuen Verbindung und überschüssigem Abfall führt. Die neue Verbindung wird dann mit einer anderen Verbindung usw. gekoppelt, bis die gewünschte Polyenstruktur hergestellt ist. Bei jeder Kupplung müssen die Verbindungen auf die Reaktion vorbereitet werden, und nach Hirano ist die Zeit, die jeder Schritt benötigt, nicht wirtschaftlich.

Um diesen ineffizienten Prozess zu korrigieren, entwickelten Hirano und sein Team eine "Ein-Topf-Lösung". Die Verbindungen reagieren kontinuierlich, ohne jeden Schritt zur Herstellung unterbrechen zu müssen.

"Diese Methodik könnte mit einer amphibischen Metamorphose vom Ei über die Kaulquappe bis zur erwachsenen Unke verglichen werden", sagte Hirano. "Eine einfache, kleine Verbindung wächst Stück für Stück heran und wird schließlich im gleichen Reaktionsgefäßzu einer Polyen-Substruktur ."

Als nächstes wollen die Forscher die synthetischen Bausteine in einem Strömungssyntheseprozess auf die eigentlichen Moleküle anwenden, bei dem jeder Prozessschritt den nächsten Schritt mit minimaler Interferenz auslöst. Sobald die Substrate entwickelt sind, müssen die Forscher verstehen, wie sie zusammenarbeiten können, um zu den Molekülen zu werden, die in Antibiotika und Krebsbehandlungen eingesetzt werden. Das erste Ziel ist die Entwicklung einer Bibliothek dieser Art von Synthesebausteinen, so Hirano.

"Obwohl sich die derzeitigen Bemühungen in dieser Forschung auf die chemisch-technische Seite konzentriert haben, müssen wir jedes Substrat kennen und wissen, wie es in diesem Bereich angewendet werden kann", sagte Hirano.

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