Mange organiske molekyler finnes i to varianter hvor den eneste forskjellen er at de er speilbilder av hverandre. Det ene molekylet kan være et legemiddel, mens det andre kan være gift.
Thalidomid-skandalen omkring 1960 er det mest kjente eksemplet på at molekyler som er speilbilder av hverandre kan ha svært ulik virkning:
Det ene molekylet lindret morgenkvalme og andre symptomer hos gravide kvinner, mens speilbildet førte til alvorlige fødselsskader.
Odd R. Gautun utvikler nye metoder for å fremstille adskilte speilbilde-molekyler. Han er førsteamanuensis ved NTNUs Institutt for kjemi.
Kan ha helt ulik virkning
- Mange organiske molekyler finnes i to varianter som har nøyaktig lik kjemisk sammensetning. Den eneste forskjellen er at de er speilbilder av hverandre, akkurat som den venstre hånden er et speilbilde av den høyre.
Hvis du kjører en organisk syntese uten å tenke på speilbilder får du som regel like mange «høyrehender» som «venstrehender», forteller Gautun.
Problematikken er viktig blant annet innen den farmasøytiske industrien, hvor åtte av verdens ti mestselgende legemidler har ikke-identiske speilbilder eller såkalte enantiomerer.
De to speilbilde-molekylene kan ha helt ulik virkning i menneskekroppen. I verste fall kan den ene forbindelsen være et legemiddel, mens den andre er giftig eller skadelig, som i tilfellet thalidomid.
"Luktestoffene i appelsin og sitron er kjemisk sett helt like, den eneste forskjellen er at de er speilbilder av hverandre."
Et mer harmløst eksempel kommer fra sitrusfruktenes verden: Luktestoffene i appelsin og sitron er enantiomerer.
Enantiomer produksjon istedenfor sortering
Legemiddelprodusentene er naturligvis mest interessert i den enantiomeren som har helbredende virkning, mens det unyttige eller giftige speilbildet må sorteres ut.
Det er vanskelig å skille enantiomere molekyler fra hverandre etter at de er produsert, og Gautun satser derfor isteden på å utvikle metoder eller prosesser som bare produserer ett av dem.
I en av metodene brukes blant annet en katalysator som selv er enanitomert ren.
- Vi har forsøkt å utvikle en ny syntetisk metode som gir romlig kontroll ved innføring av nitrogen i organiske molekyler.
"Odd R. Gautun har blant annet brukt såkalte Lewis-syrer som katalysatorer. Eksemplet viser at Lewis-syren katalyserte reaksjonen mellom en sulfinylforbindelse og et dien på en slik måte at resultatet ble en blanding som inneholdt 99 prosent av det ene speilbilde-molekylet."
Dette er en metodikk som gir muligheten til å lage mange nye og interessante molekyler, som for eksempel aminosyrer og penicillinliknende forbindelser.
Målet er å utvikle en prosess som bare krever en svært liten mengde katalysator, forteller Gautun.
Annonse
Knusktørre systemer
Metoden gjør bruk av metallatomer omgitt av organiske molekyler til å styre reaksjonsforløpet. Gautun og forskerkollegene, blant annet doktorgradsstipendiatene Molla M. Endeshaw og Annette Bayer, har oppnådd veldig gode resultater for enkelte reagenser.
"Odd R. Gautun"
- Men for andre systemer har resultatene vært dårligere. På sikt håper vi å utvikle katalysatorsystemer som er veldig robuste og som kan fungere i vann. Foreløpig har vi bare reaksjoner som må kjøres i knusktørre systemer.
Mange av katalysatorene vi bruker er kjent fra før, men vi har jobbet mye med nye kombinasjoner av reaktanter og tilsetningsstoffer for å øke katalysatorens effekt og levetid.
Vi ser også på mekanismene i reaksjonene og prøver å riste ut hemmelighetene for å optimalisere dem, forklarer Gautun.
- Thalidomid-skandalen er for øvrig et dårlig eksempel, for det ville ikke hjulpet om produsentene hadde klart å skille ut det giftige speilbildet i produksjonen. Der var det nemlig slik at det «sunne» molekylet ble omdannet til det giftige når det kom inn i kroppen, tilføyer han.
