La semisíntesis , o síntesis química parcial , es un tipo de síntesis química que utiliza compuestos químicos aislados de fuentes naturales (como cultivos de células microbianas o material vegetal ) como materiales de partida para producir otros compuestos novedosos con distintas propiedades químicas y medicinales. Los nuevos compuestos generalmente tienen un peso molecular alto o una estructura molecular compleja, más que los producidos por síntesis total a partir de materiales de partida simples. La semisíntesis es un medio de preparar muchos medicamentos de forma más económica que mediante la síntesis total, ya que son necesarios menos pasos químicos.
Descripción general
Los fármacos derivados de fuentes naturales se producen normalmente por aislamiento de la fuente natural o, como se describe aquí, por semisíntesis de un agente aislado de este tipo. Desde el punto de vista de la síntesis química , los organismos vivos son fábricas químicas notables que pueden producir fácilmente compuestos químicos estructuralmente complejos por biosíntesis . En contraste, la síntesis química diseñada es necesariamente más simple, con una menor diversidad química en cada reacción, que las vías de biosíntesis increíblemente diversas que son cruciales para la vida.
Como resultado, ciertos grupos funcionales son mucho más fáciles de preparar mediante síntesis de ingeniería que otros, como la acetilación , en la que ciertas rutas biosintéticas pueden generar grupos y estructuras con un aporte económico mínimo que sería prohibitivo a través de la síntesis total.
Las plantas , los animales , los hongos y las bacterias se utilizan como fuentes de esas complicadas moléculas precursoras , incluido el uso de biorreactores en el punto de encuentro entre la síntesis química biológica y la ingeniería.
La semisíntesis, cuando se utiliza en el descubrimiento de fármacos, tiene como objetivo retener la actividad medicinal buscada mientras se alteran otras características de la molécula, como las que afectan sus eventos adversos o su biodisponibilidad oral en unos pocos pasos químicos. En ese sentido, la semisíntesis contrasta con el enfoque de la síntesis total , cuyo objetivo es llegar a una molécula diana a partir de materiales de partida económicos y de bajo peso molecular, a menudo petroquímicos o minerales. [3] Si bien no existe una división estricta entre síntesis total y semisíntesis, que más bien difieren en el grado de síntesis de ingeniería que se utiliza, muchas moléculas precursoras de productos básicos con grupos funcionales complejos o frágiles son mucho más baratas en la práctica de extraer de un organismo que prepararse a partir de precursores simples solamente. Por tanto, los métodos de semisíntesis se aplican cuando una molécula precursora necesaria es demasiado compleja estructuralmente, demasiado costosa o demasiado difícil de producir mediante síntesis total.
Ejemplos de aplicación práctica del uso de la semisíntesis incluyen en el caso histórico pionero del aislamiento del antibiótico clortetraciclina y las semisíntesis de los nuevos antibióticos tetraciclina , doxiciclina y tigeciclina . [4] [5]
Otros ejemplos de semisíntesis incluyen la producción comercial temprana del agente anticanceroso paclitaxel a partir de 10-desacetilbacatina aislado de las agujas de Taxus baccata (tejo europeo), [1] la preparación de LSD a partir de ergotamina aislada de cultivos fúngicos de cornezuelo de centeno , [ cita necesario ] y la semisíntesis del arteméter, un fármaco antipalúdico, a partir de la artemisinina natural . [2] [se necesita fuente no primaria ] A medida que avanza el campo de la química sintética, ciertas transformaciones se vuelven más baratas o más fáciles, y la economía de una ruta semisintética puede volverse menos favorable. [3]
Ver también
- Quimurgia
- Descubrimiento de medicamento
- Desarrollo de fármacos
- Producción de cefalosporinas a partir de 7-ACA
- Producción de penicilinas a partir de 6-APA
- Producción de esteroides a partir de 16-DPA
Referencias
- ^ a b Goodman, Jordan; Walsh, Vivien (5 de marzo de 2001). La historia de Taxol: naturaleza y política en busca de un fármaco contra el cáncer . Prensa de la Universidad de Cambridge. págs. 100 y sig. ISBN 978-0-521-56123-5.
- ^ a b Boehm M, Fuenfschilling PC, Krieger M, Kuesters E, Struber, F (2007). "Un proceso de fabricación mejorado para el Coartem de fármacos antipalúdicos. Parte I". Org. Proceso Res. Dev . 11 (3): 336–340. doi : 10.1021 / op0602425 .[se necesita fuente no primaria ]
- ^ a b "Bienvenidos al mundo de la química" . Mundo de la química .
- ^ Nelson ML, Levy SB (2011). "La historia de las tetraciclinas". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 1241 (diciembre): 17–32. Código Bibliográfico : 2011NYASA1241 ... 17N . doi : 10.1111 / j.1749-6632.2011.06354.x . PMID 22191524 .
- ^ Liu F, Myers, AG (2016). "Desarrollo de una plataforma para el descubrimiento y la síntesis práctica de nuevos antibióticos de tetraciclina" (PDF) . Opinión actual en biología química . 32 : 48–57. doi : 10.1016 / j.cbpa.2016.03.011 .