De finns som doftämnen i kosmetika eller som smakämnen i mat, och ligger till grund för nya mediciner:Terpener är naturliga ämnen som förekommer i växter, insekter och havssvampar. De är svåra att tillverka syntetiskt. Men kemister vid universitetet i Basel introducerar nu en ny metod för syntes.
Många naturliga ämnen har intressanta egenskaper och kan ligga till grund för nya verksamma ämnen inom medicinen. Terpener är till exempel en grupp substanser, av vilka en del redan används i behandlingar mot cancer, malaria eller epilepsi.
Det finns dock en viktig förutsättning för deras utveckling till läkemedel:dessa terpener bör framställas syntetiskt av enkla utgångsmaterial. Detta gör att deras exakta molekylära struktur kan kontrolleras och riktade ändringar kan göras för att förbättra deras egenskaper.
Professor Olivier Baudoin och hans doktorand Oleksandr Vyhivskyi har nu utvecklat ett nytt tillvägagångssätt för den totala syntesen av dessa ämnen och har använt det för att artificiellt producera två diterpener – en underklass av terpener:randainin D och barekoxid. Deras rapport visas i Journal of the American Chemical Society .
Randainin D, ursprungligen extraherad från växter, hämmar produktionen av ett enzym som spelar en roll vid tillstånd som reumatoid artrit, cystisk fibros och kronisk obstruktiv lungsjukdom. Det kan därför betraktas som en potentiell kandidat för utveckling av nya terapeutiska medel.
Kemisterna har lyckats syntetisera randainin D i 17 steg. För detta ändamål använde de både en kemisk reaktion som kallas ringslutande metates och fotokatalys – en process där kemiska reaktioner främjas av ljusenergi.
På så sätt lyckades man skapa molekylens komplexa ringstruktur, samt sätta in en kemisk byggsten som kallas allylgrupp, uppbyggd av tre kolatomer. En allylgrupp är en användbar komponent i syntesen av olika organiska ämnen, eftersom den fungerar som en reaktionspartner under konstruktionen av den önskade strukturen.
Slutligen användes samma syntesmetod av forskarna för att framställa barekoxid. Även om barekoxid redan hade producerats syntetiskt av en annan forskargrupp 2010, har Baudoin och Vyhivskyis tillvägagångssätt minskat antalet steg från tio till sju, vilket avsevärt förenklar den totala syntesen av denna förening.
"Våra resultat visar potentialen hos fotokatalys för den totala syntesen av komplexa terpener. Detta kan bana väg för utvecklingen av nya mediciner", avslutar Baudoin.
Mer information: 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
Journalinformation: Tidskrift för American Chemical Society
Tillhandahålls av University of Basel
