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Dominoeffekt in der Medikamentensynthese

Dominoeffekt in der Medikamentensynthese (Bild: Svetlana B. Tsogoeva)

Effizienter, nachhaltiger und umweltfreundlicher haben die Chemiker der Friedrich-Alexander-Universität um Prof. Dr. Svetlana B. Tsogoeva am Lehrstuhl für Organische Chemie I die Forschung zur Pharmawirkstoffsynthese gestaltet. Dabei ist ihnen eine neuartige Synthese von antiviralen Quinazolin-Heterozyklen gelungen, die bisher noch nicht in der Fachliteratur beschrieben wurden. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht (DOI: 10.1038/ncomms15071).

Heterozyklen, also ringförmige Moleküle, die mindestens ein Heteroatom (z.B. Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel) enthalten, spielen eine zentrale Rolle in der Wirkstoffforschung. Sie sind in der überwiegenden Mehrheit aller auf dem Markt befindlichen Medikamente enthalten. Zu den Heterozyklen gehören Quinazoline, die unter anderem Bestandteil vieler Anti-Krebsmittel sind. Bisher war die Synthese von Quinazolin-Heterozyklen sehr aufwendig und benötigte viele Einzelschritte ausgehend von teuren Verbindungen und Reagenzien. Außerdem mussten noch Fluoreszenzmarker mit Quinazolin verknüpft werden, wenn die Aufnahme eines Medikaments in eine Zelle sichtbar gemacht werden sollte.

Die Chemiker an der FAU haben nun eine hocheffiziente Methode unter Anwendung von metallfreien Domino-Prozessen entwickelt, um die Wirkstoffsynthese zu vereinfachen sowie nachhaltiger und preiswerter zu gestalten. Bei den sogenannten Domino-Reaktionen werden alle benötigten einfachen Ausgangsverbindungen und Lösungsmittel in einem Gefäß gemischt, in dem dann mehrere Reaktionsschritte ohne weitere Zugabe von Reagenzien ablaufen. Ähnlich wie bei einer Reihe von Dominosteinen, wo ein Stein den nächsten anstößt, löst bei einer Domino-Reaktion eine Transformation die nächste aus. Durch die Synthese wird es überflüssig, die Zwischenprodukte zu isolieren und zu reinigen.

Die Erlanger Chemiker haben nun erstmals drei solche metallfreien Mehrschritt-Domino-Reaktionen kombiniert und im selben Reaktionsgefäß nacheinander ablaufen lassen. Laborarbeitszeit und Abfälle können durch diese Kombination in einer Eintopf-Synthese eingespart, Kosten gesenkt und die Umwelt geschont werden. Durch dieses Eintopf-Domino-Verfahren entstehen vollkommen neuartige Quinazoline, die selbst fluoreszierende Eigenschaften haben. Somit wird zum Beispiel ein extra Fluoreszenzmarker zur Visualisierung des Wirkstoffes überflüssig.

Darüber hinaus zeichnen sich die neuartigen Quinazoline dadurch aus, dass sie hochwirksam gegen Herpesviren sind und im Gegensatz zu vielen anderen Wirkstoffen gesunde Zellen nicht schädigen. Dadurch können mögliche Nebenwirkungen vermindert und die therapeutische Breite erhöht werden.

Die Forschungsergebnisse des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projektes wurden unter dem Titel „Facile access to potent antiviral quinazoline heterocycles with fluorescence properties via merging metal-free domino reactions“ veröffentlicht: Nat. Commun. 8, 15071 doi: 10.1038/ncomms15071 (2017).

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Svetlana B. Tsogoeva
Tel.: 09131/85-22541
svetlana.Tsogoeva@fau.de

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