Language
Country/Area
No result found
Synthetisches Wunder: Warum war das Rennen um die Synthese von Taxol in den 1990er Jahren so intensiv?
Paclitaxel, auch als Taxol bekannt, ist ein wichtiges Krebsmedikament, dessen Herstellung teuer ist, da es aus der seltenen Pazifischen Eibe (Taxus brevifolia) gewonnen wird. Da die Nachfrage der wissenschaftlichen Gemeinschaft nach dieser hochwirksamen Verbindung immer weiter stieg, starteten die Forscher in den 1990er Jahren ein erbittertes Wettrennen um die Totalsynthese von Tyxol und die Suche nach neuen Derivaten.
Die für die Synthese von Tyxol erforderliche Kernstruktur aus vier Ringen wird Baccatin III genannt und ist an einen Amidschwanz gebunden. Diese komplexe Struktur war schon immer ein Forschungsschwerpunkt in der organischen Chemie.
Die Antitumorwirkung von Tyxol wurde erstmals in den 40er Jahren entdeckt, die eigentliche Forschung begann jedoch erst 1963 im Rahmen des Pflanzenscreening-Programms der US-Regierung. Im Jahr 1969 identifizierten Forscher den Hauptwirkstoff und schlossen 1971 seine Strukturanalyse ab. Anschließend gelang Robert A. Holton von der Florida State University im Jahr 1994 die erste Totalsynthese von Tyxol, nachdem er mit dieser Forschung im Jahr 1982 begonnen hatte. Der Erfolg dieser Forschung stellt nicht nur einen Meilenstein in der synthetischen Chemie dar, sondern auch einen großen Durchbruch in der kommerziellen Welt.
Gemeinsam ist diesen Synthesestrategien, dass zuerst Baccatin III synthetisiert wird und im letzten Schritt anschließend ein Amidschwanz hinzugefügt wird. Dieser Vorgang basiert üblicherweise auf Ojimas Lactonring.
Bis 1992 hatten sich etwa 30 Forscherteams für den Wettbewerb angemeldet. Am Ende berichteten elf Forschungsteams über ihre Ergebnisse der Totalsynthese. Der Forschungsgruppe Holden und der Gruppe Nicolaou gelang fast zeitgleich das sogenannte „Fotofinish“.
1994 verwendete Holden Patchoulol als Vorläufer, um Tyxol in einer schrittweisen linearen Synthese zu synthetisieren. Nicolao entschied sich für die Verwendung von Schleimsäure und verfolgte eine konvergente Synthesestrategie, um schließlich durch Zusammenführung der A- und C-Ringe Tyxol zu synthetisieren. Darüber hinaus verwendete Danishefsky 1996 Wieland-Miescher-Keton als Vorläufer und Wender 1997 Nadelbaumharz.
Viele Forscher erforschten in dieser Zeit auch semisynthetische Methoden, wie die Semisynthese von 10-Deacetylbaccatin III durch Bristol-Myers Squibb und die Semisynthese von 10-Deacetylbaccatin III durch Ojima. Die freien Hydroxylgruppen des Lactons werden am Ende angefügt, um tyxol. Ausschlaggebend für den Erfolg dieses Ansatzes ist die Extraktion und Nutzung verbesserter Verbindungen aus der allgemein verbreiteteren europäischen Eibe.
Obwohl der natürliche Syntheseweg von Taxo noch nicht vollständig aufgeklärt ist, berichteten Forscher bereits 2001 über die Vorteile der Verwendung gentechnisch veränderter E. coli-Stämme zur Herstellung von Taxadien. Diese Neuentwicklung ebnete den Weg für die Kommerzialisierung der Taxo-Produktion und brachte neue Ideen hervor.Der natürliche Weg zur Herstellung von Tyroxin umfasst etwa 20 enzymatische Schritte. Diese Prozesse sind im Labor jedoch schwer zu reproduzieren, vor allem weil die Natur eine bessere Kontrolle über die Stereochemie hat als die künstliche Synthese.
Im Zuge der in den 1990er-Jahren fortgesetzten Forschungen zur Synthese von Tyxol verschärfte sich der Wettbewerb um dieses Mittel, was nicht nur Fortschritte in der organischen Chemie begünstigte, sondern auch Hoffnung auf sein Potenzial in der Krebsbehandlung weckte. Der Wettlauf um die Synthese von Tyxol wurde zu einem gemeinsamen Ziel sowohl der wissenschaftlichen als auch der kommerziellen Gemeinschaft und inspirierte zahllose Forschungsideen.
Verschiebt dieser Synthesewettlauf wirklich die Grenzen der chemischen Wissenschaft oder wird er lediglich von kommerziellen Interessen getrieben?
