• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Medicinalkemi01. 11. 2008 | Katrine Meyn

Klik Kemi

Medicinalkemi01. 11. 2008 By Katrine Meyn

Kemikere er utrolig dårlige til effektivt at syntetisere nye kemiske forbindelser. Hver gang det på overbevisende vis lykkes at syntetisere noget nyt og spændende, har vi gentagne gange produceret sort tjære, og til tider kan det være svært bare at få glasudstyret rent igen. Bruger vi de forkerte metoder og er Klik Kemi vejen frem?

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 11, 2008 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Se relaterede artikler nederst på siden.

Af Daniel Sejer Pedersen, Institut for Medicinalkemi, Københavns Universitet

I 2001 modtog K. B. Sharpless Nobelprisen i kemi for sit bidrag inden for området asymmetrisk syntese [1,2]. Vi var heldige at have ham på besøg på Københavns Universitet kort efter han modtog Nobelprisen, og han gav i den forbindelse to forelæsninger ved Kemisk Institut. Jeg har været en del af publikum ved mange gode forelæsninger givet af internationale topforskere, men intet andet foredrag har påvirket mig mere end Sharpless’ to forelæsninger ved denne lejlighed. 2001 var året, hvor Sharpless introducerede konceptet Klik Kemi [3,4], og jeg tror at de fleste, der var til stede til foredragene dengang, endnu ikke var bekendt med konceptet. På det tidspunkt havde jeg i længere tid arbejdet på syntesen af en nukleosidanalog, som viste sig at være yderst kompliceret at fremstille, og i sidste ende ikke havde de egenskaber, vi havde håbet på. Sharpless’ pointe ved de pågældende foredrag var netop, at man i stedet for at kæmpe med syntesen af dybt komplicerede forbindelser, fordi de potentielt har nogle ønskværdige egenskaber, burde syntetisere forbindelser, som kan fremstilles ved hjælp af kendte, miljøvenlige, simple og effektive metoder [4].
Ligesom nano og bio længe har været buzz words, når der skal skrives ansøgninger og videnskabelige publikationer, er Klik Kemi nu blevet noget, man skal have med i overskriften. Der publiceres dagligt videnskabelige artikler omhandlende Klik Kemi, men meget af tiden er der slet ikke tale om Klik Kemi. Sharpless har opstillet en række kriterier, som skal opfyldes, for at en reaktion kan klassificeres som en Klik-reaktion:
Reaktionstypen skal være generel, give meget højt udbytte, kun danne harmløse affaldsprodukter, skal kunne oprenses ved krystallisation eller destillation, udgangsstofferne skal være let tilgængelige, reaktionerne skal kunne udføres uden solvent eller i et miljøvenligt solvent, f.eks. vand, osv. [4].

Huisgen-reaktionen – triazoler til undsætning
Der er megen diskussion om berettigelsen af konceptet Klik Kemi. Mange kemikere har udtalt, at der blot er tale om en række kendte reaktioner, og at der ikke er nogen grund til at opfinde et nyt udtryk for at beskrive dem. Personligt mener jeg dog, at det er godt at få fokus på kemiske reaktioner af denne type, da mange af dem er gået i glemmebogen og kan være af stor værdi for forskere, der har brug for supereffektive reaktioner til at funktionalisere deres stoffer/materialer. Klik Kemi-konceptet dækker over en bred vifte af kemiske reaktioner. Ikke desto mindre er mange kemikere af den opfattelse, at Klik Kemi er synonymt med den kobber-katalyserede Huisgen-reaktion (figur 1, 2). Den termiske version af Huisgen-reaktionen har længe været kendt og giver en blanding af 1,4- og 1,5-triazol produkter (1) [5,6]. Den kobber-katalyserede version udmærker sig dog ved udelukkende at producere 1,4-produktet (2) [7]. Reaktionen er uden sidestykke den mest effektive og benyttede Klik reaktion, da den giver meget højt udbytte, kan udføres i vand og i særdeleshed, fordi reaktionen er fuldstændig selektiv, og derfor ikke interagerer med andre funktionelle grupper. Som resultat kan reaktionen benyttes i biologiske systemer, f.eks. til specifikt at funktionalisere overfladen af enzymer [8].
Danske syntesekemikere kan være stolte af, at den kobber-katalyserede Huisgen-cycloaddition er en dansk opdagelse fra Morten Meldals gruppe ved Carlsberg Laboratoriet [9,10]. Senere blev opdagelsen uafhængigt publiceret af både Meldal [11] og Sharpless [12]. En væsentlig begrænsning ved metoden er dog, at kun terminale alkyner kan benyttes, da det ellers ikke er muligt at danne det nødvendige kobber-acetylen kompleks. Med andre ord er kun disubstituerede triazoler tilgængelige. Hvis man som medicinalkemiker ønsker at opbygge et bibliotek af stoffer ved hjælp af triazol-kemi, ville det være ønskværdigt, hvis man havde muligheden for at fremstille både 1,4-, 1,5- og 1,4,5-triazoler selektivt. Dette problem er sidenhen blevet løst af Sharpless’ forskningsgruppe, som har introduceret en række ruthenium-komplekser, der katalyserer syntesen af 1,5- og 1,4,5-triazoler (figur 1, 3) [13,14,15] og igen er der en dansk finger med i spillet [16]. Den ruthenium-katalyserede reaktion kan dog næppe klassificeres som en Klik-reaktion, da der benyttes organiske solventer såsom DMF of THF, udbytterne er ikke helt i top, og der dannes gerne en hel del sideprodukter, hvorfor søjlekromatografi er nødvendig.

Peptidkemi
Inden for peptidkemi er den kobber-katalyserede Huisgen-reaktion blevet brugt i stor stil. Triazoler er gode peptidbindings-analoger og kan derfor i nogle tilfælde med fordel introduceres i backbone af et peptid (figur 2). Dette resulterer i ikke-hydrolyserbare ”peptidbindinger” samt muligheden for at begrænse antallet af peptidets mulige konformationer, og dermed i en vis udstrækning styre dets rumlige opbygning [17].
Konceptet er blandt andet blevet benyttet til at syntetisere små cykliske peptider hvor backbone udgør makrocyklen, og metoden udmærker sig ved at give adgang til cykliske peptider der ikke kan syntetiseres ved andre metoder [18,19,20].
Meldals forskningsgruppe [21] og andre [22] har også vist, at konceptet kan benyttes til at cyklisere peptider gennem aminosyrernes a-substituent ved brug af modificerede aminosyrer (figur 3). Derved er det muligt f.eks. at danne stabile analoger af disulfidbroer [21] og stabilisere strukturelementer såsom en a-helix [22].

Medicinalkemi
Noget overraskende har der til dato kun været få eksempler på anvendelsen af Huisgen-reaktionen til syntese af aminosyreanaloger til brug som lægemiddelkandidater [23]. På Institut for Medicinalkemi, Københavns Universitet undersøger vi i øjeblikket, om triazol-analoger af a-aminosyrer kan bruges som en platform til udvikling af nye ligander til glutamatreceptorer og andre interessante proteiner (figur 4).
Med udgangspunkt i f.eks propargylglycin [24] og azidoalanin [25] (figur 3) giver metoden adgang til en lang række triazolanaloger ud fra nemt syntetiserede eller kommercielt tilgængelige azid- og acetylen-byggesten.

Klik?
Alene inden for peptid- og aminosyrekemi har Klik Kemi allerede haft meget stor indflydelse. Klik Kemi dækker over en stribe vigtige reaktioner (inkl. asymmetrisk syntese), der muliggør syntesen af strukturelt komplicerede forbindelser med interessante materiale- og biologiske-egenskaber. Jeg mener dog ikke, at Klik Kemi er ensbetydende med, at alle kemikere skal smide, hvad de har i hænderne og begynde at lave triazoler. Det er vigtigt at udvikle nye Klik-kemiske reaktionstyper såvel som mere traditionelle syntesemetoder, der muliggør syntesen af naturstoffer og andre betydningsfulde målmolekyler.
Klik Kemi har mange applikationer, i særdeleshed i berøringsfladen mellem kemi og biologi, hvor specifik funktionalisering af organismer og enzymer nu er mulig. Klik Kemi vil fortsætte med at vokse som en kemisk disciplin, og jeg tror, at konceptet i fremtiden vil få særlig stor betydning inden for medicinalkemisk forskning og materialekemi, hvor Klik Kemi kan simplificere funktionaliseringen af f.eks. dendrimerer og polymerer.

Referencer
1. http://en.wikipedia.org/wiki/K._Barry_Sharpless
2. http://www.scripps.edu/chem/sharpless/
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Click_chemistry
4. Kolb, H. C.; Finn, M. G.; Sharpless, K. B. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2004
5. Huisgen, R.; Szeimies, G.; Moebius, L. Chem. Ber. 1967, 100, 2494.
6. Huisgen, R. Pure Appl. Chem. 1989, 61, 613.
7. Meldal, M.; Tornø, C. Chem. Rev. 2008, 108, 2952.
8. A. Deiters, T. A. Cropp, M. Mukherji, J. W. Chin, J. C. Anderson, and P. G. Schultz, J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 11782-11783.
9. Carlsberg Research Center: http://www.crc.dk/
10. Tornøe, C.W.; Meldal, M. Peptidotriazoles: Copper(I)-catalyzed 1,3-dipolar cycloadditions on solid-phase, Peptides 2001, Proc. Am. Pept. Symp.; American Peptide Society and Kluwer Academic Publishers: San Diego, 2001; pp 263-264.
11. Tornøe, C. W.; Christensen, C.; Meldal, M. J. Org. Chem. 2002, 67, 3057.
12. Rostovtsev, V. V.; Green, L. G.; Fokin, V. V.; Sharpless, B. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2596.
13. Zhang, L.; Chen, X. G.; Xue, P.; Sun, H. H. Y.; Williams, I. D.; Sharpless, K. B.; Fokin, V. V.; Jia, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15998.
14. Rasmussen, L. K.; Boren, B. C.; Fokin, V. V. Org. Lett. 2007, 9, 5337.
15. Boren, B. C.; Narayan, S.; Rasmussen, L. K.; Zhang, L.; Zhao, H.; Lin, Z.; Jia, G.; Fokin, V. V. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8923.
16. Lars Kyhn Rasmussen var erhvervs-PhD studerende ved Lundbeck/Institut for Medicinalkemi, Københavns Universitet og tilbragte 18 måneder i Sharpless gruppen. Han var en af nøglepersonerne i udviklingen af katalysatoren [Cp*RuCl]4 der muliggør effektiv syntesen af særligt besværlige 1,5- og 1,4,5-triazoler.
17. Angell, Y. L.; Burgess, K. Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 1674.
18. van Marsween, J. H; Horne, W. S.; Ghadiri, M. R. Org. Lett., 2005, 7, 4503
19. Bock, V. D.; Perciaccante, R.; Jansen, T. P.; Hiemstra, H.; van Maarseveen, J. H. Org. Lett. 2006, 8, 919.
20. Bock, V. D.; Speijer, D.; Hiemstra, H.; van Maarseveen, J. H. Org. Biomol. Chem. 2007, 5, 971.
21. Roice, M.; Johannsen, I.; Meldal, M. Qsar Comb. Sci. 2004, 23, 662.
22. Cantel, S.; Isaad, A. L. C.; Scrima, M.; Levy, J. J.; DiMarchi, R. D.; Rovero, P.; Halperin, J. A.; D’Ursi, A. M.; Papini, A. M.; Chorev, M. J.Org. Chem. 2008, 73, 5663.
23. Gajewski, M.; Seaber, B.; Esslinger, C. S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2007, 17, 4163.
24. Propargylglycin er kommercielt tilgængelig fra f.eks ChemImpex: http://www.chemimpex.com
25. Azidoalanin kan syntetiseres på flere måder. F.eks. ved Mitsunobu reaktion på serin-derivater.

Figur 1. (1) Termisk Huisgen-cycloaddition, (2) Kobber-katalyseret Huisgen-cycloaddition, (3) Ruthenium-katalyseret Huisgen-cycloaddition.

Figur 2. Sammenligning af et dipeptid og en triazol-dipeptidanalog.

Figur 3. Propargylglycin og azidoalanin og deres brug til at danne en bro (disulfid–analog) på tværs af en peptidsekvens.

Figur 4. Eksempler på triazol-aminosyreanaloger syntetiseret ved Institut for Medicinalkemi.

Skrevet i: Medicinalkemi

Seneste nyt fra redaktionen

Vil du stå i spidsen for et af Danmarks ældste fagblade – Dansk Kemi søger ny redaktør

Organisk kemi21. 10. 2025

Da vores redaktør, Hanne Christine Bertram, stopper, søger vi en redaktør til et af Danmarks ældste fagtidsskrifter, Dansk Kemi. Dansk Kemi bringer aktuel og dybdegående information om kemien og dens udvikling inden for industri, forskning og uddannelse. Bladet er desuden medlemsblad for Kemisk

Hvad laver lermineralet vermiculiti laboratoriet?

Artikler fra Dansk KemiTop21. 10. 2025

I 2023 kom ler for alvor i medierne, da der skete et voldsomt jordskred i Ølst Bakker ved Randers. Siden 1950'erne er der i området gravet ler til Leca-kugler, som blandt andet bruges til dræn og (sammen med beton) til isolering. Faktisk bliver mange lermineraler brugt til forskellige kommercielle

Er kokain protoneret, når det binder til dopamintransporteren?

AktueltArtikler fra Dansk KemiMedicinalkemi17. 10. 2025

Vi har undersøgt, hvordan pH-forholdene er, når lægemidlet binder til dets vigtigste target. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Marie Louise Gram og Mikael Bols, Kemisk Institut,

Både Techmedia og mange fagfolk vil savne Marianne Dieckmann

Branchenyt15. 10. 2025

Det er med stor sorg, at vi må fortælle, at vores hjertevarme og altid positive kollega – og ven – Marianne Dieckmann (61) ikke er hos os i denne verden længere. Marianne gik for nyligt bort efter i flere år at have kæmpet mod en kræftsygdom, som hun dog hverken lod forlag eller vores mange kunder

Chr. Hansen A/S, osteløbe og teknologispring

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi06. 10. 2025

– en virksomhed, der har en historie med mange facetter. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kurt Jacobsen, dr.phil. Den 29. januar 2004 fusionerede de to danske virksomheder,

Fra forskning i nanosikkerhed til mere sikker håndtering af nanomaterialer i arbejdsmiljøet

AktueltArbejdsmiljø/IndeklimaArtikler fra Dansk Kemi29. 09. 2025

NFA har udgivet en videnskabelig artikel om NFA's samfundsmæssige aftryk på kemiområdet. Den beskriver, hvordan forskning i nanosikkerhed er omsat til mere sikker håndtering af nanomaterialer på arbejdspladser i Danmark. Det skete i tæt dialog mellem forskere, Arbejdstilsynet og arbejdsmarkedets

Sulfitter. Sulfo. Sulfonater og sulfater. Sulfa. Sulfy. Sulfider. Sulfan

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi22. 09. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Hvad er fælles for indholdet af de to flasker på billedet? Der er svovlforbindelser i begge, og i begge giver de pågældende forbindelser lidt

Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

BranchenytTop10. 09. 2025

Lige fra morgenstunden stod de første besøgende klar til at komme ind på LabDays messen, der i år afholdes i smilets by, Aarhus. Her kunne de finde oplagte udstillere, der gennem messens to dage står klar til at præsentere deres produkter, der inkluderer alt indenfor laboratorieverdenen. Der ud

Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

AktueltArtikler fra Dansk Kemi03. 09. 2025

Fra myten om den heroiske beregning til realistiske simuleringer af elektronoverførsel i åbne systemer med hukommelse. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Lea K. Northcote1,2 og

Grøn kemi, affald og plast

AktueltArtikler fra Dansk KemiGrøn omstilling26. 08. 2025

Grøn kemi – læren om hvordan kemi udføres bæredygtigt og sikkert – bliver kun vigtigere. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Christine Brænder Almstrup og Mikael Bols, Kemisk

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Holm & Halby

    Bestil vores gratis 2026 kalendere 

  • Holm & Halby

    Vi afholder Fermenteringsseminar på BII

  • DENIOS ApS

    Alt hvad du skal vide, før du håndterer farlige stoffer

  • Holm & Halby

    Servicetekniker til LAF, sikkerhedskabinetter og renrum

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Øget produktivitet på mejeriet takket være vakuum fra Busch

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Du inviteres til den årlige Opentrons Super-bruger dag

  • Kem-En-Tec Nordic

    O2 and PAR loggers til miljøundersøgelser

  • DENIOS ApS

    Spar 432 kr* hver gang, du tømmer din IBC

  • MD Scientific

    Avanceret Dissolution Tester til pålidelig og effektiv analyse

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Efterårets IKA Specials – Rabatter til den kemiske industri

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Vil du stå i spidsen for et af Danmarks ældste fagblade – Dansk Kemi søger ny redaktør

    21.10.2025

  • Hvad laver lermineralet vermiculiti laboratoriet?

    21.10.2025

  • Er kokain protoneret, når det binder til dopamintransporteren?

    17.10.2025

  • Både Techmedia og mange fagfolk vil savne Marianne Dieckmann

    15.10.2025

  • Chr. Hansen A/S, osteløbe og teknologispring

    06.10.2025

  • Fra forskning i nanosikkerhed til mere sikker håndtering af nanomaterialer i arbejdsmiljøet

    29.09.2025

  • Sulfitter. Sulfo. Sulfonater og sulfater. Sulfa. Sulfy. Sulfider. Sulfan

    22.09.2025

  • Jubilæumsudgaven af Labdays i Aarhus er kommet godt fra start

    10.09.2025

  • Kvantealgoritmer og kemisk forståelse i åbne systemer

    03.09.2025

  • Grøn kemi, affald og plast

    26.08.2025

  • Det gyldne mikrobiom: Tarmbakterier som kilde til det essentielle B-vitamin riboflavin

    20.08.2025

  • Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

    12.08.2025

  • Nye metoder giver indsigt i plantebaseret strukturdannelse

    04.08.2025

  • Hofmeister – nem at anvende, svær at forstå

    23.06.2025

  • Udvinding af fødevareproteiner fra kløvergræs ved membranteknologi

    17.06.2025

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik