Gli antibiotici salvano innumerevoli vite umane:la medicina moderna senza di loro è inimmaginabile. La più grande proporzione in volume di antibiotici prodotti industrialmente oggi sono cefalosporine, varianti strutturali del primo antibiotico, penicillina. Sfortunatamente, la loro produzione genera una notevole quantità di prodotti di scarto, alcuni dei quali discutibili. Nel Giornale europeo di chimica organica , gli scienziati hanno ora dimostrato che un sistema di nuova concezione, la via sintetica più ecologica è adatta alla produzione di un'ampia varietà di antibiotici cefalosporinici.

La penicillina è tra gli antibiotici ß-lattamici, una classe di sostanze il cui componente comune è un lattame, un anello a quattro membri costituito da un atomo di azoto e tre atomi di carbonio, uno dei quali è attaccato ad un atomo di ossigeno tramite un doppio legame. cefalosporine, la seconda sottoclasse più significativa degli antibiotici ß-lattamici, contengono un sistema biciclico costituito dall'anello ß-lattamico e da un anello a sei membri costituito da zolfo, azoto, e atomi di carbonio. I vari farmaci terapeuticamente utili in questa classe differiscono nelle loro catene laterali, che può essere attaccato in vari punti della struttura di base.

La produzione di antibiotici cefalosporinici è un processo semisintetico. Una prima fermentazione produce cefalosporina C , che viene poi scisso enzimaticamente per formare acido 7-aminocefalosporanico (7-ACA). Diversi farmaci vengono quindi prodotti da 7-ACA attraverso sintesi chimiche. La produzione di antibiotici cefalosporinici di terza generazione comporta l'attaccamento di un gruppo amminico (un gruppo contenente azoto) dell'anello lattamico a un blocco costitutivo basato sull'acido (Z)-(2-aminotiazol-4-il)metossiiminoacetico. Sia la produzione di questo reagente che la reazione di legame sono ecologicamente sfavorevoli perché danno luogo a grandi quantità di prodotti di scarto dubbi. Questi si formano perché sono necessari una varietà di reagenti per l'attivazione, per la protezione dei gruppi che non dovrebbero reagire, e per l'accoppiamento stesso, a seconda di quale farmaco viene prodotto.

Un team guidato da Harald Gröger (Università di Bielefeld, Germania) ha recentemente collaborato con la Provadis School of International Management and Technology e il produttore di farmaci generici Sandoz GmbH (Kundl, Austria) per sviluppare un'interessante alternativa per questo tipo di reazione di amidazione, e l'ho usato per fare il cefotaxime. La chiave del loro successo fu l'uso del cloruro di tosile, un stabilito, reagente di accoppiamento economico, in combinazione con metanolo come solvente non problematico. L'unico prodotto collaterale è l'acido toluensolfonilico, che è più attraente dal punto di vista tossicologico poiché non richiede né gruppi protettivi né attivatori che potrebbero formare prodotti di scarto. "Questo è un processo molto favorevole per quanto riguarda l'economia atomica, "dice Gröger. Economia atomica considera la percentuale di atomi nei materiali di partenza che vengono effettivamente trasferiti ai prodotti in una reazione chimica.

Scienziati dell'Università di Bielefeld e della Sandoz GmbH, leader nella produzione di antibiotici, hanno ora potuto dimostrare che il loro metodo di amidazione è generalmente adatto alla produzione di antibiotici cefalosporinici di terza generazione. In un progetto di ricerca finanziato dalla Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU, Fondazione tedesca per l'ambiente), hanno sintetizzato con successo altri tre antibiotici cefalosporinici:cefpodoxime, cefpodoxime proxetil, e un precursore della ceftazidima. Nonostante condizioni di reazione non ottimizzate, i loro rendimenti dall'82 al 95% sono molto alti.

"È particolarmente degno di nota il fatto che siano tollerati molti diversi gruppi funzionali in diverse posizioni sulle molecole di partenza a base di 7-ACA, " afferma Gröger. "Il nostro percorso sintetico ecologicamente ed economicamente vantaggioso offre la prospettiva di un'ampia applicazione nella produzione industriale di antibiotici cefalosporinici".