Semisíntesis

La semisíntesis, o síntesis química parcial, es un tipo de síntesis química que utiliza compuestos químicos aislados de fuentes naturales (como cultivos de células microbianas o material vegetal) como materiales de partida para producir otros compuestos novedosos con distintas propiedades químicas y medicinales. Los nuevos compuestos generalmente tienen un alto peso molecular o una estructura molecular compleja, más que los producidos por síntesis total a partir de materiales de partida simples. La semisíntesis es un medio para preparar muchos medicamentos de manera más económica que la síntesis total, ya que se necesitan menos pasos químicos.

Visión de conjunto

Los fármacos derivados de fuentes naturales generalmente se producen por aislamiento de la fuente natural o, como se describe aquí, por semisíntesis a partir de dicho agente aislado. Desde el punto de vista de la síntesis química, los organismos vivos son notables fábricas químicas que pueden producir fácilmente compuestos químicos estructuralmente complejos mediante biosíntesis. Por el contrario, la síntesis química diseñada es necesariamente más simple, con una menor diversidad química en cada reacción, que las vías de biosíntesis increíblemente diversas que son cruciales para la vida.

Como resultado, ciertos grupos funcionales son mucho más fáciles de preparar mediante síntesis de ingeniería que otros, como la acetilación, en la que ciertas rutas biosintéticas pueden generar grupos y estructuras con un aporte económico mínimo que sería prohibitivo a través de la síntesis total.

Las plantas, los animales, los hongos y las bacterias se utilizan como fuentes para esas complicadas moléculas precursoras, incluido el uso de biorreactores en el punto de encuentro entre la síntesis química biológica y la ingeniería.

La semisíntesis, cuando se utiliza en el descubrimiento de fármacos, tiene como objetivo mantener la actividad medicinal buscada mientras se alteran otras características de la molécula, como las que afectan sus eventos adversos o su biodisponibilidad oral en unos pocos pasos químicos. En ese sentido, la semisíntesis contrasta con el enfoque de la síntesis total, cuyo objetivo es llegar a una molécula objetivo a partir de materiales de partida económicos y de bajo peso molecular, a menudo petroquímicos o minerales.Si bien no existe una división estricta entre síntesis total y semisíntesis, que difieren más bien en el grado de síntesis diseñada que se utiliza, muchas moléculas precursoras de productos básicos con grupos funcionales complejos o frágiles son mucho más baratas en la práctica para extraer de un organismo que para preparar a partir de precursores simples solamente. Por lo tanto, los métodos de semisíntesis se aplican cuando una molécula precursora necesaria es demasiado compleja estructuralmente, demasiado costosa o demasiado difícil de producir mediante síntesis total.

Los ejemplos de aplicación práctica del uso de la semisíntesis incluyen el innovador caso histórico del aislamiento del antibiótico clortetraciclina y las semisíntesis de los nuevos antibióticos tetraciclina, doxiciclina y tigeciclina.

Otros ejemplos de semisíntesis incluyen la producción comercial temprana del agente anticancerígeno paclitaxel a partir de 10-desacetilbacatina aislada de las agujas de Taxus baccata (tejo europeo), la preparación de LSD a partir de ergotamina aislada de cultivos fúngicos de cornezuelo y la semisíntesis del fármaco antipalúdico arteméter a partir de artemisinina natural. A medida que avanza el campo de la química sintética, ciertas transformaciones se vuelven más baratas o más fáciles, y la economía de una ruta semisintética puede volverse menos favorable.