Language
Country/Area
No result found
Phép màu tổng hợp: Tại sao cuộc chạy đua tổng hợp taxol lại diễn ra sôi nổi vào những năm 1990?
Paclitaxel, còn được gọi là Taxol, là một loại thuốc chống ung thư quan trọng nhưng có giá thành sản xuất đắt đỏ vì được làm từ cây thủy tùng Thái Bình Dương quý hiếm (Taxus brevifolia). Khi nhu cầu của cộng đồng khoa học về hợp chất có hiệu quả cao này ngày càng tăng, các nhà nghiên cứu đã phát động một cuộc chạy đua tổng hợp khốc liệt vào những năm 1990 để đạt được tổng hợp hoàn toàn tyxol và tìm kiếm các dẫn xuất mới.
Cấu trúc lõi bốn vòng cần thiết cho quá trình tổng hợp tyxol được gọi là baccatin III và được gắn vào đuôi amide. Cấu trúc phức tạp này luôn là điểm nóng nghiên cứu trong hóa học hữu cơ.
Hoạt động chống khối u của tyxol lần đầu tiên được phát hiện vào những năm 1940, nhưng nghiên cứu thực sự chỉ bắt đầu vào năm 1963 theo chương trình sàng lọc thực vật của chính phủ Hoa Kỳ. Vào năm 1969, các nhà nghiên cứu đã xác định được thành phần hoạt chất chính của nó và hoàn tất phân tích cấu trúc vào năm 1971. Sau đó, Robert A. Holton từ Đại học bang Florida đã thành công trong việc tổng hợp tyxol đầu tiên vào năm 1994, mặc dù ông đã bắt đầu nghiên cứu này vào năm 1982. Sự thành công của nghiên cứu này không chỉ đánh dấu một cột mốc trong hóa học tổng hợp mà còn là bước đột phá lớn trong thế giới thương mại.
Điểm chung của các chiến lược tổng hợp này là baccatin III được tổng hợp trước, sau đó là giai đoạn cuối cùng là bổ sung đuôi amide, một quá trình thường dựa trên vòng lacton của Ojima.
Đến năm 1992, đã có khoảng 30 nhóm nghiên cứu tham gia cuộc thi. Cuối cùng, 11 nhóm nghiên cứu đã báo cáo kết quả tổng hợp của mình. Nhóm nghiên cứu Holden và nhóm Nicolaou đã thành công gần như cùng lúc trong cái gọi là "chấm dứt bằng ảnh".
Năm 1994, Holden sử dụng Patchoulol làm tiền chất để tổng hợp Tyxol theo phương pháp tổng hợp tuyến tính từng bước. Nicolao đã chọn sử dụng axit Mucic và áp dụng chiến lược tổng hợp hội tụ để cuối cùng tổng hợp được Tyxol bằng cách kết hợp vòng A và vòng C. Ngoài ra, Danishefsky đã sử dụng ketone Wieland-Miescher làm tiền chất vào năm 1996, và Wender đã sử dụng nhựa cây lá kim vào năm 1997.
Nhiều nhà nghiên cứu cũng đã khám phá các phương pháp bán tổng hợp trong giai đoạn này, chẳng hạn như bán tổng hợp 10-deacetylbaccatin III của Bristol-Myers Squibb và bán tổng hợp 10-deacetylbaccatin III của Ojima. Các nhóm hydroxyl tự do của lactone được thêm vào đuôi để thu được thuốc Tyxol. Yếu tố cốt lõi cho sự thành công của phương pháp này là việc chiết xuất và sử dụng các hợp chất cải tiến từ cây thủy tùng châu Âu phổ biến hơn.
Mặc dù con đường tổng hợp tự nhiên của taxo vẫn chưa được tiết lộ đầy đủ, các nhà nghiên cứu đã báo cáo những lợi ích của việc sử dụng E. coli biến đổi gen để sản xuất taxadiene vào năm 2001. Sự phát triển mới này đã mở đường cho việc thương mại hóa sản xuất taxo đã phát triển những ý tưởng mới.Con đường tự nhiên để tạo ra tyroxine bao gồm khoảng 20 bước enzym, nhưng các quá trình này khó có thể tái tạo trong phòng thí nghiệm, phần lớn là do thiên nhiên kiểm soát cấu trúc lập thể tốt hơn so với tổng hợp nhân tạo.
Khi nghiên cứu tổng hợp tyxol tiếp tục vào những năm 1990, sự cạnh tranh xung quanh nó ngày càng tăng, không chỉ thúc đẩy những tiến bộ trong hóa học hữu cơ mà còn thúc đẩy hy vọng về tiềm năng của nó trong điều trị ung thư. Cuộc chạy đua tổng hợp Tyxol đã trở thành mục tiêu chung của cả cộng đồng khoa học và thương mại, truyền cảm hứng cho vô số ý tưởng nghiên cứu.
Vậy, cuộc chạy đua tổng hợp này có thực sự thúc đẩy ranh giới của khoa học hóa học hay chỉ đơn giản là vì lợi ích thương mại?
