Forskare har utvecklat ett hållbart nytt sätt att tillverka komplexa molekyler, vilket avsevärt kan minska avfall som produceras under läkemedelstillverkning, tyder en studie på.
Metoden – som är upp till dubbelt så effektiv som tidigare tekniker – är ett nytt tillvägagångssätt för en process som är nyckeln till att skydda sig mot produktion av läkemedel med potentiellt katastrofala biverkningar.
Teamets insikter kan hjälpa till att förhindra allvarliga biverkningar orsakade av läkemedel som kan förekomma i två spegelbildsformer – vänster- och högerhänta versioner – som det berömda och tragiska exemplet på talidomid, som administrerades till gravida kvinnor på 1950-talet.
En form av talidomid har den avsedda lugnande effekten, men den motsatta spegelbildsformen stör fostrets utveckling. Många barn vars mödrar fick läkemedlet under graviditeten föddes med allvarliga fosterskador.
Nu har forskare från Kemihögskolan utvecklat en ny metod för att säkerställa att endast den vänsterhänta eller högerhänta versionen av så kallade kirala molekyler görs – en process som kallas asymmetrisk syntes.
Teamets teknik fungerar genom att binda samman blandningar av vänsterhänta och högerhänta versioner av en startmolekyl för att producera en enhandsform av en målkemikalie.
Tillvägagångssättet kan producera målmolekyler i utbyte på upp till 100 procent, vilket innebär att teoretiskt sett produceras 100 målmolekyler för varje 100 startmolekyl som läggs till, säger teamet.
Detta är mycket effektivare än många traditionella metoder, som ofta är begränsade till en maximal avkastning på bara 50 procent, tillägger de.
"Vårt arbete kullkastar den tidigare universellt accepterade begränsningen i vilka typer av kirala molekyler som kan användas som utgångsmaterial i asymmetrisk syntes. Jag är spännande att se hur detta tillvägagångssätt kommer att antas i framtiden, särskilt i produktionen av viktiga bioaktiva föreningar och funktionella organiska material", säger Dr. David Jones från University College Cork, som var involverad i arbetet medan han arbetade vid University of Edinburgh.
Arbetet kan bana väg för en stor expansion av forskarnas förmåga att utföra asymmetrisk syntes. Det har potential att påverka olika vetenskaps- och teknikområden där 3D-formen av molekyler är nyckeln till deras funktion, säger teamet.
Vikten av att skapa enhandsmolekyler – som inkluderar många läkemedel och kemikalier som används inom jordbruket – är allmänt erkänd, och utvecklingen inom området har två gånger vunnit Nobelpriset i kemi under de senaste 20 åren.
"Vårt nya tillvägagångssätt är resultatet av sju års hårt arbete av en otroligt begåvad grupp internationella forskare. Detta har varit möjligt tack vare europeiska och brittiska byråer som finansierar nyfikenhetsdriven, blå himmelsforskning. Denna typ av grundforskning är en väsentlig en del av vad som krävs för att säkerställa att vi kan utveckla mer hållbara kemiska industrier", säger professor Andrew Lawrence vid University of Edinburgh.
Forskningen är publicerad i tidskriften Nature Chemistry .
Mer information: Steven H. Bennett et al, Stereoretentive enantioconvergent reaktioner, Nature Chemistry (2024). DOI:10.1038/s41557-024-01504-1
Journalinformation: Naturkemi
Tillhandahålls av University of Edinburgh
