Im Labor britischer Chemiker wurde der elektrische Strom unversehens zum wichtigsten Werkzeug für die Erschaffung des komplexen Moleküls Colchicin – eines Stoffes, der seit der Antike als Mittel gegen Gicht und als potenzieller Kandidat für Krebsmedikamente bekannt ist.
Colchicin besitzt ein charakteristisches Ringsystem 6-7-7 und mehrere stereochemische Elemente, was die Organiker jahrzehntelang dazu inspirierte, nach neuen Wegen für seine Totalsynthese zu suchen. Herkömmliche Methoden erforderten häufig giftige Oxidationsmittel und Übergangsmetalle und hinterließen gefährliche Abfälle sowie Katalysatorspuren, die in der Pharmaindustrie streng kontrolliert werden.
Die Gruppe von Andrej Malkow von der Universität Loughborough entwickelte eine achtstufige Route, bei der vier Schlüsseltransformationen mithilfe der Elektrochemie durchgeführt werden. Der elektrische Strom steuert die Reduktion der Doppelbindung, die oxidative Entfernung der Aminoschutzgruppe, die intramolekulare Kupplung zur Bildung des siebengliedrigen Rings und den Prozess der Dearomatisierung. Ergänzt wird die Synthese durch eine lösungsmittelfreie mechanochemische Aldolkondensation und eine organokatalytische reduktive Aminierung.
Der Hauptvorteil ist der Ersatz stöchiometrischer Oxidationsmittel und Metalle durch reinen Strom. Dies verringert die Toxizität, vereinfacht die Aufreinigung des Produkts und macht den Prozess besser skalierbar. Die Mechanochemie in der ersten Stufe ermöglicht den Verzicht auf Lösungsmittel und verkürzt die Gesamtzeit.
Experten stellen fest, dass die Elektrochemie aufhört, eine exotische Methode zu sein, und zu einem zentralen Element der retrosynthetischen Planung komplexer Moleküle wird. Die Geräte werden zugänglicher, und die Methoden werden zuverlässiger und energieeffizienter.
Die neue Arbeit unterstreicht, wie die nachhaltige Chemie allmählich ihren Platz im Arsenal der Synthetiker einnimmt und einen saubereren und kontrollierteren Weg zu biologisch aktiven Verbindungen bietet.
