Met zijn enorme aantal verschillende levensvormen, de zee is een grotendeels onontgonnen bron van natuurlijke producten die een startpunt zouden kunnen zijn voor nieuwe geneesmiddelen, zoals de antitumormiddelen trabectedine en lurbinectedine. Omdat er slechts kleine hoeveelheden kunnen worden verkregen uit zee-organismen, synthetische productie noodzakelijk. In het journaal Angewandte Chemie , wetenschappers hebben een nieuwe, efficiënte synthetische route voor deze twee geneesmiddelen. Een belangrijke stap is de lichtgestuurde activering van een koolstof-waterstofbinding.

Trabectedine (ook wel ecteinascedine genoemd) is afkomstig van de zeepijp-soort Ecteinascidia turbinata en is het eerste mariene natuurlijke product dat klinisch als medicijn wordt gebruikt - voor de behandeling van gevorderd wekedelensarcoom. Lurbinectedin heeft een enigszins gewijzigde structuur en bevindt zich momenteel in fase III klinische onderzoeken voor de behandeling van bepaalde long- en borstkankers. Er is één ton zeepijpen nodig om ongeveer één gram trabectedine binnen te krijgen. Er is daarom dringend behoefte aan een haalbare en efficiënte syntheseroute om deze en aanverwante medicijnen in voldoende hoeveelheden te maken. Echter, trabectedine heeft tot dusver bewezen een van de meest uitdagende doelwitmoleculen te zijn in de synthese van natuurlijke producten. Er zijn verschillende synthetische routes voorgesteld, maar geen enkele is echt levensvatbaar. De huidige methoden zijn zeer complex, vereisen dure en ongebruikelijke reagentia, en onbevredigende opbrengsten opleveren.

Onderzoekers die met Dawei Ma werken aan het Shanghai Institute of Organic Chemistry (China) hebben nu een efficiëntere en levensvatbare de novo synthetische route voor trabectedine en lurbinectedine beschreven. de nieuwe, ook wel totale synthese genoemd, betekent dat het natuurlijke product volledig wordt gesynthetiseerd uit kleine, gebruikelijke uitgangsmaterialen.

De synthese begint met het aminozuur S-tyrosine en bestaat uit 26 afzonderlijke stappen. Eerst, verschillende stappen worden gebruikt om een ​​tussenproduct te produceren, dat fungeert als het uitgangsmateriaal voor de afzonderlijke productie van de twee helften van het doelmolecuul - Trabectedin of Lurbinectedin. Deze worden vervolgens in een latere reactiestap aan elkaar gebonden.

De belangrijkste stap van de synthese is de door licht gecontroleerde activering van een normaal niet-reactieve koolstof-waterstofbinding (remote C-H-activering). Een radicale herschikkingsmechanisme leidt tot een ringsluiting waarbij een chinongroep wordt omgezet in een 1, 3-benzodioxol-eenheid, wat een structureel bestanddeel is dat in veel natuurlijke producten wordt aangetroffen. De reactie was bijzonder efficiënt onder bestraling met blauw licht in tetrahydrofuraanoplosmiddel.

De wetenschappers hopen dat hun synthetische route een praktische en economische methode biedt voor de productie van trabectedine en lurbinectedine, eindelijk zorgen voor voldoende voorraden van deze complexe mariene antitumormiddelen.