• 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

Når bobler og farveskift afslører reaktorens hemmeligheder

Artikler fra Dansk KemiKemiteknikTop15. 12. 2025

Visuelle metoder giver ny indsigt i boblestørrelser, blandingstider og iltoverførsel i bioreaktorer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Emilie Overgaard Willer, Camilla Tue

Koks i jorden og olie i tanken

Artikler fra Dansk KemiKemiteknikTop08. 12. 2025

Omdannelse af halm via langsom pyrolyse og hydro-deoxygenering. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Claus Dalsgaard Jensen1, Anker Degn Jensen1, Magnus Zingler Stummann2 og Jesper

DTU blandt Europas bedste universiteter – bl.a. indenfor kemi og miljøteknologi

AktueltBranchenyt01. 12. 2025

For tredje år i træk ligger DTU øverst på ranglisten EngiRank, der rangerer de bedste tekniske universiteter i Europa. EngiRank har udvidet antallet af universiteter, så der nu er 239 – heriblandt 15 universiteter fra Storbritannien. - Det er en stor anerkendelse, ikke blot af DTU som

Sodpartikler i København

Artikler fra Dansk KemiKlima og miljøTop25. 11. 2025

Luftforurening i byens gader påvirkes af få køretøjer med høje emissioner. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 6, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Thomas Bjerring Kristensen og Nanna Freja Christiansen, Force

Rens søen og gød marken: Søsediment som bæredygtig fosforgødning

AktueltArtikler fra Dansk KemiKemiteknik17. 11. 2025

Opgravning af næringsrigt bundsediment er en effektiv metode til at rense søer og sikre, at den værdifulde fosfor kan genanvendes som gødning. Håndtering af de store mængder våde sediment kræver dog effektive afvandingsmetoder. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2025 og kan læses uden

Glas som batterimateriale

AktueltArtikler fra Dansk Kemi10. 11. 2025

Ikke-krystallinske glasmaterialer er typisk noget, vi forbinder med vinduer og skærme, men kan også forbedre ydeevnen af batterier. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Søren

Vælg bælg

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi03. 11. 2025

Bælgfrugter kan blive en vigtig komponent i en mere plantebaseret kost, men vi har stadig begrænset viden om deres indhold af metabolitter. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Hanne

Enzymet glucoseoxidase – en status i 100-året for Detlev Müllers opdagelse

AktueltArtikler fra Dansk KemiHistorisk kemi29. 10. 2025

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Jens Ulstrup1, Xinxin Xiao2, Adam Heller3 og Ture Damhus41 Institut for Kemi, Danmarks Tekniske Universitet2 Institut for Kemi og Biovidenskab,

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?

AktueltArtikler fra Dansk Kemi21. 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

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





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

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Glædelig jul og et rigtig godt nytår!

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Et tilbageblik på året der gik

  • DENIOS ApS

    Gemmer dit løfteudstyr på skjulte farer?

  • MD Scientific

    Gonotec® Osmomat® Freezing Point Osmometer Model 3000

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Fra vindtunneller til rumfart: Vakuum til rumfarts undersøgelser

  • DENIOS ApS

    Hvis sneen falder i morgen – er du så klar?

  • Holm & Halby

    Holm & Halby styrker køleteknisk specialisering med overtagelsen af Pharmacold

  • Dansk Laborant-Forening/HK

    Laboranterne er unikke i deres faglighed

  • DENIOS ApS

    Har du den rigtige pumpe?

  • Kem-En-Tec Nordic

    Vi støtter fremtidens forskere!

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Når bobler og farveskift afslører reaktorens hemmeligheder

    15.12.2025

  • Koks i jorden og olie i tanken

    08.12.2025

  • DTU blandt Europas bedste universiteter – bl.a. indenfor kemi og miljøteknologi

    01.12.2025

  • Sodpartikler i København

    25.11.2025

  • Rens søen og gød marken: Søsediment som bæredygtig fosforgødning

    17.11.2025

  • Glas som batterimateriale

    10.11.2025

  • Vælg bælg

    03.11.2025

  • Enzymet glucoseoxidase – en status i 100-året for Detlev Müllers opdagelse

    29.10.2025

  • 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

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