Les antibiotiques sauvent d'innombrables vies humaines - la médecine moderne sans eux est inimaginable. La plus grande proportion en volume d'antibiotiques produits industriellement aujourd'hui sont les céphalosporines, variantes structurelles du premier antibiotique, pénicilline. Malheureusement, leur production génère une quantité considérable de déchets, dont certains sont discutables. Dans le Journal européen de chimie organique , les scientifiques ont maintenant démontré qu'un nouveau La voie de synthèse plus écologique convient à la production d'une grande variété d'antibiotiques céphalosporines.

La pénicilline fait partie des antibiotiques -lactamines, une classe de substances dont le composant commun est un lactame, un cycle à quatre chaînons constitué d'un atome d'azote et de trois atomes de carbone, dont l'un est attaché à un atome d'oxygène par une double liaison. Céphalosporines, la deuxième sous-classe la plus importante des antibiotiques ß-lactamines, contiennent un système bicyclique constitué d'un cycle ß-lactame et d'un cycle à six chaînons constitué de soufre, azote, et des atomes de carbone. Les divers médicaments thérapeutiquement utiles de cette classe diffèrent par leurs chaînes latérales, qui peut être fixée à divers endroits sur la charpente de base.

La production d'antibiotiques céphalosporines est un processus semi-synthétique. Une première fermentation donne céphalosporine C , qui est ensuite divisé enzymatiquement pour former l'acide 7-aminocéphalosporanique (7-ACA). Différents médicaments sont ensuite produits à partir du 7-ACA grâce à des synthèses chimiques. La production d'antibiotiques céphalosporines de troisième génération implique la fixation d'un groupe amino (un groupe contenant de l'azote) du cycle lactame à un bloc de construction basé sur l'acide (Z)-(2-aminothiazol-4-yl)méthoxyiminoacétique. Tant la production de ce réactif que la réaction de liaison sont écologiquement défavorables car elles entraînent de grandes quantités de déchets douteux. Ceux-ci sont formés parce qu'une variété de réactifs est nécessaire pour l'activation, pour la protection des groupes qui ne sont pas censés réagir, et pour le couplage lui-même, selon le médicament qui est produit.

Une équipe dirigée par Harald Gröger (Université de Bielefeld, Allemagne) a récemment coopéré avec la Provadis School of International Management and Technology et le fabricant de médicaments génériques Sandoz GmbH (Kundl, Autriche) pour développer une alternative intéressante pour ce type de réaction d'amidation, et l'a utilisé pour faire du céfotaxime. La clé de leur succès était l'utilisation de chlorure de tosyle, un établi, réactif de couplage peu coûteux, en combinaison avec du méthanol comme solvant non problématique. Le seul produit secondaire est l'acide toluènesulfonyle, ce qui est plus intéressant du point de vue toxicologique car il ne nécessite ni groupes protecteurs ni activateurs qui pourraient former des déchets. "C'est un processus très favorable en ce qui concerne l'économie de l'atome, " dit Gröger. Économie de l'atome considère le pourcentage d'atomes dans les matériaux de départ qui sont réellement transférés aux produits dans une réaction chimique.

Des scientifiques de l'Université de Bielefeld et de Sandoz GmbH, un important producteur d'antibiotiques, ont maintenant pu démontrer que leur méthode d'amidation est généralement adaptée à la production d'antibiotiques céphalosporines de troisième génération. Dans un projet de recherche financé par la Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU, Fondation allemande pour l'environnement), ils ont réussi à synthétiser trois autres antibiotiques céphalosporines :la cefpodoxime, cefpodoxime proxétil, et un précurseur de la ceftazidime. Malgré des conditions de réaction non optimisées, leurs rendements de 82 à 95 pour cent sont très élevés.

"Il est particulièrement remarquable que de nombreux groupes fonctionnels différents à diverses positions sur les molécules de départ à base de 7-ACA sont tolérés, " dit Gröger. "Notre voie de synthèse écologiquement et économiquement avantageuse offre la perspective d'une large application dans la production industrielle d'antibiotiques céphalosporines."