Semisynteesissä

Semisynteesissä tarkoitetaan prosessia, jossa biologisesti tuotetusta luonnon tuotteesta tai biosynteesissä syntyneestä alkuvaiheesta tehdään kemiallisia muokkauksia, joilla syntyy uusi yhdiste. Lähtöaineena käytetään usein suurta osaa alkuperäisestä molekyylistä, jolloin saavutetaan haluttu rakenne jälkimmäisten vaiheiden aikana. Semisynteesin tarkoituksena on laajentaa ja parantaa luontotuotteiden farmakologisia ominaisuuksia sekä nopeuttaa kehitystyötä suhteessa täydelliseen (total) synteesiin.

Prosessi jakautuu tyypillisesti kolmeen kohdemaan vaiheeseen: valinta ja valmistelu, kemialliset muokkaukset sekä puhdistus ja karakterisointi. Valinnassa huomioidaan molekyylin valmis rakenne, stereokemia ja mahdolliset sivutuotteet. Kemialliset muokkaukset voivat sisältää funktionaalisten ryhmien lisäämistä, muuttamista tai poistamista sekä late-stage -funktionalisointia, jolloin muokkaukset toteutetaan melko lopullisen rakenteen läheisyydessä. Tavoitteena on säilyttää tai parantaa biologista aktiivisuutta sekä farmakokineettisiä ominaisuuksia, kuten vakautta ja jakautumiskykyä.

Edut ja rajoitteet: Semisynteesissä hyödynnetään jo olemassa olevaa monimutkaista rakennetta, mikä voi pienentää kehityskustannuksia ja nopeuttaa markkinoille pääsyä. Toisaalta riippuvuus luonnontuotteen saatavuudesta, stereokemialliset haasteet sekä skaalattavuuden ja säädösten hallinta voivat tuoda rajoitteita.

Esimerkkejä: Penicilliinien kehityksessä on käytetty 6-APA-lähtöainetta erilaisten beeta-laktaaminämyrkyttömien johdannaisten valmistukseen. Makrolidiantibiotien tai artemiinianalogeiden semisynteettiset muunnokset ovat toistuvia esimerkkejä alasta. Morphiinijohdosten, kuten oksykodonin tai hydromorfonin, valmistus on myös osoitus semisynteesin käytännöistä.

Nykyisin semisynteesi kuuluu keskeisesti lääkkeiden kehitykseen, tarjoten kevyemmän reitin monimutkaisten luonnon tuotteiden hyödyntämiseen lääkkeinä.