Fremstilling af pufferfisktoksin i en kolbe

I Japan, puffer fisk betragtes som en delikatesse, men kildren til smagsløgene kommer med en kildren til nerverne:fugu indeholder tetrodotoxin, et stærkt nervegift. I lave doser, tetrodotoxin har i kliniske forsøg vist sig at være en erstatning for opioider til lindring af kræftrelaterede smerter. I journalen Angewandte Chemie , forskere har introduceret en ny rute for den totale syntese (fuldstændig produktion af et naturprodukt fra nuværende materialer) af tetrodotoxin.

At spise fugu fremkalder i starten en let prikken i munden, som kan have en afslappende eller euforisk effekt - forudsat at kokken ved hvad han eller hun laver. Hvis fisken er forkert tilberedt, ting kan ende galt:Tetrodotoxin blokerer de spændingsstyrede natriumkanaler, og dermed nerveimpulser. Dette kan resultere i lammelse og endda vejrtrækningsbesvær. I EU, import og tilberedning af fugu som mad er forbudt. I Japan og andre lande, en række strenge love regulerer tilberedning og forbrug af pufferfiskprodukter. Imidlertid, der er lejlighedsvise dødsfald.

I meget lave doser, tetrodotoxin er et smertestillende middel og kan bruges til at behandle svære smerter, såsom i behandlingen af ​​kræft. Tidlige kliniske undersøgelser er i gang. Det er derfor vigtigt at udvikle en enkel, pålidelig syntetisk metode til at give adgang til tetrodotoxin og strukturelt beslægtede forbindelser - til forskning og i sidste ende robust og billig produktion.

Tetrodotoxin har en unik, meget kompleks, burlignende struktur (en tricyklisk orthoester) samt en cyklisk guanidinkomponent. Guanidin er en vigtig bestanddel af mange biologiske molekyler, inklusive arginin. Tetrodotoxin-strukturen er stærkt oxideret og har fem hydroxygrupper (–OH) som substituenter. En række forskellige totalsynteser af tetrodotoxin er tidligere blevet publiceret, herunder en fra forskere ledet af Satoshi Yokoshima ved Nagoya University (Japan) i 2017. Nu har Yokoshima og hans team introduceret en anden, ny total syntese.

Nøgletrinet er en Diels-Alder-reaktion mellem en kendt udgangsforbindelse (en enon) og en siliciumholdig komponent (en siloxyldien) for at lave et tricyklisk mellemprodukt med det rigtige rumlige (steriske) arrangement for at tillade korrekt binding af hydroxygrupperne og senere, konstruktion af "buret". Dannelsen af ​​guanidinkomponenten begynder med introduktion af en aminogruppe - enten ved en konventionel fire-trins metode eller en tre-trins reaktionssekvens baseret på en nyudviklet omdannelse af en terminal alkyn til en nitril. Endelig, de nødvendige "broer" til dannelse af buret er bygget op over flere trin. En krydskoblingsreaktion blev anvendt til at indføre en carbonsubstituent (hydroxymethylgruppe) på buret. Anvendelse af andre komponenter til krydskoblingsreaktionen kan føre til fremstilling af strukturelt beslægtede molekyler.