Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Möglicherweise schnelleres Produktionsverfahren von HIV-Medikament Efavirenz entwickelt

23.02.2015

Forschern des Max-Planck-Institutes für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) und der Freien Universität Berlin ist es in den vergangenen Wochen gelungen, gleich mehrere Schritte auf dem Weg zu neuen, besseren und kostengünstigeren Produktionsmethoden für Arzneiwirkstoffe zurückzulegen. Dies ist speziell für das AIDS-Medikament Efavirenz von Bedeutung, das häufig als Baustein einer Kombinationstherapie gegen die Immunschwächekrankheit genutzt wird. Die kontinuierliche Durchflusschemie hat außerdem das Potenzial, die pharmazeutische Produktion von Wirkstoffen grundlegend zu verändern.

Bisher wurde für jeden Arzneiwirkstoff jeweils eine spezifische Produktionslinie entwickelt. Dies geschah mithilfe des sogenannten „Batch“-Verfahrens. Das bedeutet, dass sich alle Reagenzien in einem einzigen Gefäß (Batch) befinden und die Reaktion wie in einem „Kochtopf“ stattfindet.

Bei kontinuierlichen Durchflussverfahren läuft die Reaktion, da alles unablässig fließt, in Rohren ab. Auf diese Weise können viel geringere Mengen an Chemikalien sicherer und effizienter miteinander reagieren.

Durchflusschemie, auch „Flow Chemistry“ genannt, hat dadurch einen entscheidenden Vorteil im Vergleich zu anderen Verfahren. Der Wirkstoff kann schneller produziert werden und oft auch kostengünstiger. .Auch wenn die Reaktionsmengen geringer sind, gilt prinzipiell:

Wenn man einen Eimer unter einen tropfenden Wasserhahn stellt, wird auch dieser voll. Weil die Reaktionen im Durchflussreaktor schneller ablaufen, wird bei Batch (langsam) und Flow (schnell) also ähnlich viel Wirkstoff produziert. Der Aufwand für die Durchflusschemie ist aber geringer, und die Reaktionen sind besser zu kontrollieren.

Vor der kontinuierlichen Herstellung von Efavirenz war dem Team um Prof. Dr. Peter H. Seeberger kurz zuvor zum ersten Mal die Synthese von fünf verschiedenen Standard-Wirkstoffen in einem einzigen modular aufgebauten Reaktor gelungen. Es handelt sich unter anderem um Lyrica, Glabapentin und Baclofen, die gegen Angststörungen, Epilepsie und spastische Lähmung eingesetzt werden.

Der Umsatz dieser drei Medikamente beträgt etwa fünf Milliarden Euro. Die fünf synthetisierten Arzneistoffe gehören drei verschiedenen Wirkstoffklassen an, den y-Aminosäuren, y-Lactame und β-Aminosäuren. Alle konnten im selben Durchflussreaktor hergestellt werden, je nachdem welche Module in welcher Reihenfolge zugeschaltet wurden.

Das neue Verfahren ähnelt der Fließbandproduktion. Den Wissenschaftlern des Max Planck Institutes für Kolloid und Grenzflächenforschung und der Freien Universität Berlin gelang es, zum ersten Mal ein vergleichbares Verfahren für die Produktion wichtiger Arzneimittel anzuwenden. Wenn man bedenkt, welche Bedeutung die Fließbandproduktion für die Industriefertigung hatte, werden die möglichen Auswirkungen dieser auf den ersten Blick allein „akademischen“ Methodenänderung klarer.

Prof. Dr. Peter H. Seeberger betont: „Wir glauben, dass unsere modularen Flow-Verfahren die Herstellung von Medikamentenwirkstoffen fundamental verändern werden. Und das gilt nicht nur für Efavirenz. Der nächste Entwicklungsschritt wird die Fertigung industrieller Mengen sein.“

Der Leiter der Arbeitsgruppe „Durchflusschemie“, Dr. Kerry Gilmore unterstreicht: „Das Revolutionäre unserer Entwicklung liegt nicht in der schrittweisen Verbesserung der Durchflussreaktoren. Entscheidend ist die konzeptionelle Sprunginnovation, verschiedene Standard-Wirkstoffe in einem einzigen modularen Reaktor herzustellen, statt fünf verschiedene Produktionsanlagen bauen zu müssen.“

Beim HIV-Medikament Efavirenz haben es die Forscher mit dem neuen, kontinuierlichenVerfahren geschafft, die Herstellung stark zu vereinfachen. Sie verwendeten neuartige, günstige Kupferverbindungen als Katalysatoren und konnten bisher übliche toxische Substanzen überflüssig machen, z.B. Phosgen, das als militärisches Giftgas berüchtigt ist.

Dr. Camille Correia, Forscherin am MPI aus dem südamerikanischen Karibikstaat Guyana, stellt fest: „In nur drei chemischen Schritten konnten wir den Wirkstoff in weniger als zwei Stunden herstellen. Das ist nach bestem Wissen der schnellste Weg. Efavirenz ist leider oft noch zu teuer, um in Entwicklungsländern eingesetzt werden zu können. Wir hoffen, dass unsere Arbeit dazu beiträgt, das lebensverlängernde Efavirenz und andere Medikamente kostengünstiger werden zu lassen.“

Literatur
A Concise Flow Synthesis of Efavirenz
10.1002/ange.201411728 (Angewandte Chemie)
10.1002/anie.201411728 (Angewandte Chemie International Edition)

Chemical Assembly Systems: Layered Control for Divergent, Continuous, Multistep Syntheses of Active Pharmaceutical Ingredients
DOI:10.1002/ange.201409765 (Angewandte Chemie)
DOI: 10.1002/anie.201409765 (Angewandte Chemie International Edition)

Weitere Informationen
• Prof. Dr. Peter Seeberger, Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung und Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie, Tel.: 030 / 838-59300, E-Mail: Peter.seeberger@mpikg.mpg.de
• Dr. Camille Correa, E-Mail: camille.correia@mpikg.mpg.de
• Dr. Kerry Gilmore, E-Mail: kerry.gilmore@mpikg.mpg.de

Carsten Wette | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Evolutionsvorteil der Strandschnecke
28.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Mobile Goldfinger
28.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Von Agenten, Algorithmen und unbeliebten Wochentagen

28.03.2017 | Unternehmensmeldung

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit