Credito:Angewandte Chemie
In Giappone, il pesce palla è considerato una prelibatezza, ma il solletico alle papille gustative arriva con un solletico ai nervi:il fugu contiene tetrodotossina, una forte tossina nervosa. A basse dosi, Negli studi clinici è stato dimostrato che la tetrodotossina è un sostituto degli oppioidi per alleviare il dolore correlato al cancro. Nel diario Angewandte Chemie , gli scienziati hanno introdotto una nuova via per la sintesi totale (produzione completa di un prodotto naturale da materiali attuali) della tetrodotossina.
Mangiare fugu inizialmente provoca un leggero pizzicore in bocca, che può avere un effetto rilassante o euforico, supponendo che il cuoco sappia cosa sta facendo. Se il pesce è preparato in modo errato, le cose possono finire male:la tetrodotossina blocca i canali del sodio voltaggio-dipendenti, e quindi impulsi nervosi. Ciò può causare paralisi e persino difficoltà di respirazione. Nell'UE, è vietata l'importazione e la preparazione del fugu come cibo. In Giappone e in altri paesi, una serie di leggi severe regolano la preparazione e il consumo dei prodotti a base di pesce palla. Però, ci sono morti occasionali.
A dosi molto basse, la tetrodotossina è un antidolorifico e potrebbe essere usata per trattare il dolore intenso, come nel trattamento del cancro. Sono in corso i primi studi clinici. È quindi importante sviluppare un semplice, metodo sintetico affidabile per fornire accesso alla tetrodotossina e ai composti strutturalmente correlati, per la ricerca e, infine, la produzione robusta e poco costosa.
La tetrodotossina ha un unico, molto complesso, struttura a gabbia (un ortoestere triciclico) e un componente ciclico della guanidina. La guanidina è un componente importante di molte molecole biologiche, compresa l'arginina. La struttura della tetrodotossina è altamente ossidata e ha cinque gruppi idrossilici (–OH) come sostituenti. In precedenza sono state pubblicate diverse sintesi totali di tetrodotossina, incluso uno dei ricercatori guidati da Satoshi Yokoshima presso l'Università di Nagoya (Giappone) nel 2017. Ora Yokoshima e il suo team ne hanno introdotto un altro, nuova sintesi totale.
Il passaggio chiave è una reazione di Diels-Alder tra un composto di partenza noto (un enone) e un componente contenente silicio (un silossildiene) per creare un intermedio triciclico con la giusta disposizione spaziale (sterica) per consentire il corretto attaccamento dei gruppi idrossilici e più tardi, costruzione della "gabbia". La formazione del componente guanidina inizia con l'introduzione di un gruppo amminico, mediante un metodo convenzionale in quattro fasi o una sequenza di reazione in tre fasi basata su una conversione di recente sviluppo di un alchino terminale in un nitrile. Finalmente, i "ponti" necessari per la formazione della gabbia sono costruiti in più fasi. È stata utilizzata una reazione di cross-coupling per introdurre un sostituente carbonioso (gruppo idrossimetilico) sulla gabbia. L'utilizzo di altri componenti per la reazione di accoppiamento incrociato potrebbe portare alla produzione di molecole strutturalmente correlate.