Färska vitlöksextrakt innehåller en mängd olika hälsosamma organiska svavelföreningar, bland vilka ajoene bildar en viktig ingrediens som kan extraheras med olja. Nu, kemister i Storbritannien har syntetiserat ajoene från lättillgängliga komponenter för första gången. Resultaten, som publiceras i tidskriften Angewandte Chemie , visa att ajoene är tillgänglig i stor skala med mycket få syntetiska steg. Kemisk syntes av biologiskt aktiva föreningar är viktig för deras vidare utvärdering inom medicinsk forskning.

Om vitlök skärs eller tuggas, enzymer som finns i den skadade vävnaden börjar bryta ned dess huvudsakliga organosvavelmetabolit, alliin. Den första nedbrytningsprodukten är allicin, vilket ger färska vitlökspreparat deras karakteristiska stickande lukt. Dock, denna molekyl sönderdelas ytterligare i olika, till stor del oljelösliga föreningar, alla karakteriserade kemiskt som organosulfider eller disulfider. En mer stabil nedbrytningsprodukt och huvudkomponent i oljeextrakt är ajoen. Denna förening har liknande hälsofrämjande effekter som allicin och den uppvisar anticanceraktivitet.

Även om ajoene kan isoleras från vitlöksextrakt, kemisk syntes skulle ha många fördelar. Syntetiserad ajoene skulle möjliggöra införandet av kemiska modifieringar, en central bestämmelse i läkemedelsforskningen. Därför, Thomas Wirth och hans grupp vid Cardiff University i samarbete med det walesiska företaget Neem Biotech i Storbritannien har nu utvecklat ett helsyntetiskt tillvägagångssätt baserat på enkla, lätt tillgängliga komponenter. Sekvensen börjar med en enkel dibromid och slutar med oxidation av en organoseleniumförening. Oxidativ eliminering av selenföreningen, forskarna noterade, leder till bildandet av den terminala kol-kol dubbelbindningen som är karakteristisk för ajoenmolekylen. På samma gång, dess sulfiddel oxideras till en sulfoxid, en annan karakteristisk kemisk funktion i ajoen.

Den största utmaningen i ajoensyntesen var att minimera de olika bireaktionerna som är typiska för organiska svavelföreningar, Wirth och hans team rapporterade. Sådana bireaktioner minskade avsevärt utbytet i den biomimetiska metoden för ajoene, som utgick från allicin. Men låga skördar visade sig vara ett problem även i total syntes. Därför, forskarna undersökte flera modifieringar i reaktionsstegen, men den mest djupgående förbättringen, oväntat, kom från att skala upp syntesen. På 200-gramsskalan, den slutliga oxidationen gav 56 procent av produkten, författarna rapporterade, vilket var dubbelt så mycket som när man arbetade på milligramskalan.

Produkten var biologiskt aktiv. Testa dess aktivitet mot bakterier i en bioanalys, Wirth och hans grupp fann att syntetisk ajoen presterade liknande eller till och med bättre än naturlig ajoen extraherad från vitlök. Det hämmade biologisk kommunikation som kallas kvorumavkänning hos gramnegativa bakterier, vilket kan leda till biofilmbildning. Att hämma detta kan vara en lovande användning av ajoene, föreslog författarna. Och eftersom total syntes nu har gjort denna förening mer lättillgänglig, dess karriär inom medicinsk kemi kan vara redo att ta fart.