Kort total syntese af ajoene, en biologisk aktiv komponent i olieekstrakter af hvidløg

Friske hvidløgsekstrakter indeholder en række sunde organiske svovlforbindelser, blandt hvilke ajoene udgør en vigtig olie-ekstraherbar ingrediens. Nu, kemikere i Det Forenede Kongerige har syntetiseret ajoene fra let tilgængelige komponenter for første gang. Resultaterne, som er offentliggjort i tidsskriftet Angewandte Chemie , vise, at ajoene er tilgængelig i stor skala med meget få syntetiske trin. Kemisk syntese af biologisk aktive forbindelser er vigtig for deres videre evaluering inden for medicinsk forskning.

Hvis hvidløg skæres eller tygges, enzymer til stede i det beskadigede væv begynder at nedbryde dets vigtigste organosvovlmetabolit, alliin. Det første nedbrydningsprodukt er allicin, som giver friske hvidløgspræparater deres karakteristiske skarpe lugt. Imidlertid, dette molekyle nedbrydes yderligere i forskellige, stort set olieopløselige forbindelser, alle karakteriseret kemisk som organosulfider eller disulfider. Et mere stabilt nedbrydningsprodukt og hovedkomponent i olieekstrakter er ajoene. Denne forbindelse har lignende sundhedsfremmende virkninger som allicin, og den udviser anticanceraktivitet.

Selvom ajoene kan isoleres fra hvidløgsekstrakter, kemisk syntese ville have mange fordele. Syntetiseret ajoene ville tillade indførelse af kemiske ændringer, en vigtig bestemmelse inden for lægemiddelforskning. Derfor, Thomas Wirth og hans gruppe ved Cardiff University i samarbejde med det walisiske firma Neem Biotech i Storbritannien har nu udviklet en fuldsyntetisk tilgang baseret på enkel, let tilgængelige komponenter. Sekvensen starter med et simpelt dibromid og slutter med oxidationen af ​​en organoselenforbindelse. Oxidativ eliminering af selenforbindelsen, forskerne bemærkede, fører til dannelsen af ​​den terminale carbon-carbon dobbeltbinding, der er karakteristisk for ajoenmolekylet. På samme tid, dens sulfiddel oxideres til et sulfoxid, en anden karakteristisk kemisk funktion i ajoene.

Den største udfordring ved ajoene syntese var at minimere de forskellige bivirkninger, der er typiske for organiske svovlforbindelser, Wirth og hans team rapporterede. Sådanne bivirkninger reducerede udbyttet i den biomimetiske tilgang til ajoene dybt, som startede med allicin. Men lave udbytter viste sig også at være et problem i den samlede syntese. Derfor, forskerne undersøgte flere ændringer i reaktionstrinnene, men den mest dybtgående forbedring, uventet, kom fra at skalere syntesen. På 200 gram skalaen den endelige oxidation gav 56 procent af produktet, forfatterne rapporterede, hvilket var dobbelt så meget som ved arbejde på milligram skalaen.

Produktet var biologisk aktivt. Test af dets aktivitet mod bakterier i en bioassay, Wirth og hans gruppe fandt ud af, at syntetisk ajoene udførte på lignende måde eller endda bedre end naturlig ajoene ekstraheret fra hvidløg. Det hæmmede biologisk kommunikation kaldet kvorumføling i gramnegative bakterier, hvilket kan føre til dannelse af biofilm. At hæmme dette kan være en lovende brug af ajoene, foreslog forfatterne. Og da total syntese nu har gjort denne forbindelse lettere tilgængelig, dets karriere inden for medicinsk kemi kan være klar til at tage fart.