Neue Verfahren zu chiralen Molekülen und deren Bedeutung für die Pharmaindustrie

(22.11.2012, Pharma-Zeitung.de) Die Wirksamkeit von Medikamenten hängt nicht zuletzt von ihrer Händigkeit (Chiralität) ab. Unvergessen der Contergan Skandal in den 1960/70er Jahren. Damals wurde man erstmals auf die enorme Bedeutung dieser geometrischen Eigenschaft des Raumes in Bezug auf Moleküle aufmerksam.

Ein chirales Molekül ist eine chemische Verbindung, welche ähnlich unserer Hände, in zwei identisch aufgebauten, aber spiegelbildlichen Formen existiert. Bei chemischen Synthesen solcher Moleküle entstehen zunächst oft nur die Racemate. Diese sind ein Gemisch aus beiden Raumstrukturen, sie enthalten also beide Enantiomere (Original und Spiegelbild der Moleküle). Diese „händigen“ Verbindungen besitzen oft sehr divergierende Wirksamkeiten. So kann es vorkommen, dass die „linkshändige“ Substanz ein exzellenter Wirkstoff ist, das „rechtshändige“ Spiegelbild jedoch starke, unerwünschte Nebenwirkungen zeigt. Genau dieses Phänomen lag dem Contergan Skandal zu Grunde.

Seit diese Eigenschaft und ihre Auswirkung bekannt wurde, stieg der regulatorische Druck auf die Pharma- und Biotechindustrie, vorzugsweise enantiomerenreine Wirkstoffe zu entwickeln. Da die meisten biologischen Targets naturgemäß chiral sind (die meisten Aminosäuren und Zucker weisen diese Eigenschaft auf), spielen auch chirale Wirkstoffe in der Pharmabranche eine immer größere Rolle. Damit werden leistungsfähige und zuverlässige Verfahren benötigt, um enantiomerenreine Synthesebausteine auch synthetisch zu gewinnen.

Lange Zeit war die Verfügbarkeit von solch optisch aktiven Verbindungen eingeschränkt, insbesondere waren sie wesentlich teurer als achirale oder racemische Bausteine.
Dies stellte eine neue Herausforderung an die medizinische Chemie dar. Die Pharmaindustrie sucht seitdem aktiv extern und intern nach entsprechenden Lösungsansätzen. Das bot und bietet Entwicklungsraum für viele kleine und innovative Unternehmen mit Synthese-know-how auf diesem Spezialfeld der Chemie. Innovative Chemieunternehmen und externe F&E Dienstleister ergänzten mit ihren Neuentwicklungen die Palette der enantiomerreinen Synthesebausteine und -strategien und ermöglichten somit eine rasche Fortentwicklung dieses herausfordernden Gebietes.

Mit Hilfe moderner Synthesetechnologien konnte die Verfügbarkeit von optisch aktiven Verbindungen ausgebaut werden. Heute ermöglichen insbesondere die katalytischen Verfahren – sowohl enzymatische wie auch chemisch-katalytische – oft elegante und effiziente Wege zur definierten Einführung der Chiralität. Diese Methoden bedeuten einen Quantensprung gegenüber traditionellen stöchiometrischen Verfahren oder Ansätzen der Enantiomerentrennung.

Als externer F&E Dienstleister auf dem Gebiet der Chemie konnte ChiroBlock einen wesentlichen Beitrag zur wirtschaftlich optimierten Synthese einiger wichtiger dieser Bausteine leisten. In 12 Jahren Forschung gelang es ChiroBlock neue Syntheseansätze zu etablieren, die eine kostengünstige Alternative zu den anderen unwirtschaftlichen Verfahren darstellen.

Ein von ChiroBlock entwickelter Syntheseweg basiert auf einem zentralen, prochiralen Substrat, welches sehr einfach aus kostengünstigen Edukten herstellbar ist. Eine breite Palette kommerziell verfügbarer Reagenzien kann dann mit Hilfe eines chiralen Katalysatorsystems enantioselektiv auf dieses Substrat übertragen werden. Dabei ist die chirale Induktion praktisch unabhängig vom Reagenz, was die Kosten für die Entwicklung neuer Derivate und Bibliotheken auf ein Minimum reduziert. Im Ergebnis erhält man optisch reine Aminosäuren und Aminoalkohole.

Dabei können die Verbindungen wahlweise in beiden enantiomeren Formen zum gleichen Kosten synthetisiert werden. Katalysatorbeladungen von bis zu 0.1% machen das Verfahren besonders wirtschaftlich. Der Prozess ist einfach skalierbar, läuft ohne besondere Bedingungen in wässrigen Medien bei Raumtemperatur ab und liefert die gewünschten Enantiomere mit ee-Werten von >98%.
ChiroBlock hat zudem gemeinsam mit Partnern einen enzymatischen Syntheseweg aufgebaut. Dabei kommt ein billiges und robustes Enzymsystem zum Einsatz, welches eine breite Substrattoleranz aufweist. Besondere Vorteile bietet dieses Verfahren bei der Prozessentwicklung für größere Mengen einzelner Verbindungen.
Mehr Informationen zu unseren Entwicklungen rund um chirale Bausteine und enatioselektiver Katalyse finden Sie in unserer IP-Factory auf unserer Homepage www.chiroblock.de.


Über ChiroBlock GmbH

ChiroBlocks Begeisterung für chirale Chemie reicht bis in die 90iger Jahre zurück, als die späteren Unternehmensgründer inspirierende Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der asymmetrischen Katalyse, Aminosäure- und Zuckerchemie durchführten. Nach ergänzenden Studienaufenthalten im Ausland entschlossen sie sich dann 1999, ihr eigenes, unabhängiges Unternehmen zu gründen - um ihre wissenschaftlichen Ziele - ohne die Beengungen und Nachteile öffentlicher Forschungseinrichtungen – frei und wirtschaftlich orientiert. Seitdem ist der Firmenname auch Programm des Unternehmens: Entwicklung und Kommerzialisierung von neuen, chiralen Synthesebausteinen. Zusätzlich bietet ChiroBlock Auftragssynthesen zu kommerziell nicht verfügbaren Molekülen für die Pharmaindustrie an. Unsere Kompetenzen reichen von der Synthese von Verunreinigungen, von Referenzverbindungen, über „route scouting services“ für neuartige, unbeschriebene Forschungsreagenzien - bis hin zu ganzen Substanzbibliotheken. Lesen Sie mir auf www.chiroblock.de

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