Полусинтез, или частичный химический синтез, является разновидностью че механический синтез, в котором используются химические соединения, выделенные из природных источников (таких как микробные клеточные культуры или растительный материал) в качестве исходного материалы для производства других новых соединений с отчетливыми химическими и лечебными свойствами. Новые соединения обычно имеют высокую молекулярную массу или сложную молекулярную структуру, в большей степени, чем соединения, полученные полным синтезом из простых исходных материалов. Полусинтез - это способ получения многих лекарств более дешевым, чем полный синтез, поскольку требуется меньше химических стадий.
Лекарства, полученные из природных источников, обычно получают путем выделения из природного источника или, как описано здесь, путем полусинтеза из такого изолированного агента. С точки зрения химического синтеза, живые организмы представляют собой замечательные химические предприятия, которые могут легко производить структурно-сложные химические соединения посредством биосинтеза. Напротив, искусственный химический синтез обязательно проще, с меньшим химическим разнообразием в каждой реакции, чем невероятно разнообразные пути биосинтеза, которые имеют решающее значение для жизни.
В результате определенные функциональные группы намного легче получить с помощью инженерного синтеза, чем другие, например ацетилирование, при котором определенные пути биосинтеза могут генерировать группы и структуры. с минимальными экономическими затратами, что было бы недопустимо при полном синтезе.
Растения, животные, грибы и бактерии - все они используются в качестве источников этих сложных молекул-предшественников, включая использование биореакторов на стыке инженерного и биологического химического синтеза.
Полусинтез, когда он используется при открытии лекарств, направлен на сохранение желаемой лекарственной активности, в то время как другие характеристики молекулы изменяются, например, те, которые влияют на его побочные эффекты или его пероральные биодоступность за несколько химических шагов. В этом отношении полусинтез контрастирует с подходом полного синтеза, целью которого является получение целевой молекулы из низкомолекулярных недорогих исходных материалов, часто из нефтехимических продуктов или минералов. Хотя нет четкого разделения между полным синтезом и полусинтезом, которые сильно различаются по степени используемого инженерного синтеза, многие товарные молекулы-предшественники со сложными или хрупкими функциональными группами на практике намного дешевле извлекать из организма, чем готовить только из простых прекурсоров. Следовательно, методы полусинтеза применяются, когда необходимая молекула-предшественник является слишком сложной структурно, слишком дорогой или слишком сложной для получения путем полного синтеза.
Примеры практического применения полусинтеза включают новаторский исторический случай выделения антибиотика хлортетрациклин и полусинтезы других новых антибиотиков тетрациклин, доксициклин и тигециклин.
. Дополнительные примеры полусинтеза включают раннее коммерческое производство противоракового агента паклитаксела из 10-деацетилбаккатина, выделенного из игл Taxus baccata ( Тис европейский), препарат LSD из эрготамина, выделенного из грибковых культур спорыньи, и полусинтез противомалярийного препарата артеметер из естественный артемизинин. По мере развития области синтетической химии определенные преобразования становятся дешевле или проще, а экономика полусинтетического пути может стать менее благоприятной.