Kemikere bruger ny tilgang til syntese af komplekse naturlige stoffer

De findes som duftstoffer i kosmetik eller som smagsstoffer i fødevarer, og danner grundlag for ny medicin:Terpener er naturlige stoffer, der forekommer i planter, insekter og havsvampe. De er svære at fremstille syntetisk. Men kemikere ved universitetet i Basel introducerer nu en ny metode til syntese.

Mange naturlige stoffer har interessante egenskaber og kan danne grundlag for nye aktive stoffer i medicin. Terpener er for eksempel en gruppe af stoffer, hvoraf nogle allerede bruges i behandlinger mod kræft, malaria eller epilepsi.

Der er dog en vigtig forudsætning for deres udvikling til lægemidler:Disse terpener bør fremstilles syntetisk af simple udgangsmaterialer. Dette gør det muligt at kontrollere deres nøjagtige molekylære struktur og foretage målrettede ændringer for at forbedre deres egenskaber.

Professor Olivier Baudoin og hans ph.d.-studerende Oleksandr Vyhivskyi har nu udviklet en ny tilgang til den totale syntese af disse stoffer og har brugt den til kunstigt at fremstille to diterpener - en underklasse af terpener:randainin D og barekoxid. Deres rapport vises i Journal of the American Chemical Society .

Randainin D, oprindeligt udvundet fra planter, hæmmer produktionen af ​​et enzym, der spiller en rolle ved tilstande som leddegigt, cystisk fibrose og kronisk obstruktiv lungesygdom. Det kan derfor betragtes som en potentiel kandidat til udvikling af nye terapeutiske midler.

Kemikerne har formået at syntetisere randainin D i 17 trin. Til dette formål brugte de både en kemisk reaktion kaldet ringlukkende metatese og fotokatalyse - en proces, hvor kemiske reaktioner fremmes af lysenergi.

Konstruktion af komplekse strukturer

På den måde lykkedes det at skabe molekylets komplekse ringstruktur, samt at indsætte en kemisk byggesten kaldet en allylgruppe, der består af tre kulstofatomer. En allylgruppe er en nyttig komponent i syntesen af ​​forskellige organiske stoffer, da den tjener som reaktionspartner under konstruktionen af ​​den ønskede struktur.

Endelig blev den samme syntesemetode brugt af forskerne til at fremstille barekoxid. Selvom barekoxid allerede var blevet fremstillet syntetisk af en anden forskergruppe i 2010, har Baudoin og Vyhivskyis tilgang reduceret antallet af trin fra ti til syv, og dermed forenklet den samlede syntese af denne forbindelse betydeligt.

"Vores resultater viser potentialet ved fotokatalyse for den totale syntese af komplekse terpener. Dette kan bane vejen for udviklingen af ​​nye lægemidler," konkluderer Baudoin.

Flere oplysninger: Oleksandr Vyhivskyi et al., Total Synthesis of the Diterpenes (+)-Randainin D and (+)-Barekoxide via Photoredox-Catalyzed Deoxygenative Allylation, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.4c02224

Journaloplysninger: Tidsskrift for American Chemical Society

Leveret af University of Basel