La semisíntesis , o síntesis química parcial , es un tipo de síntesis química que utiliza compuestos químicos aislados de fuentes naturales (como cultivos de células microbianas o material vegetal ) como materiales de partida para producir compuestos nuevos con propiedades químicas y medicinales distintivas. Los compuestos nuevos generalmente tienen un peso molecular alto o una estructura molecular compleja, más que los producidos por síntesis total a partir de materiales de partida simples. La semisíntesis es un medio para preparar muchos medicamentos de manera más económica que mediante síntesis total, ya que se necesitan menos pasos químicos.
Los fármacos derivados de fuentes naturales se producen comúnmente ya sea por aislamiento de su fuente natural o, como se describe aquí, a través de la semisíntesis de un agente aislado. Desde la perspectiva de la síntesis química , los organismos vivos actúan como fábricas químicas altamente eficientes, capaces de producir compuestos estructuralmente complejos a través de la biosíntesis . En contraste, la síntesis química diseñada, aunque poderosa, tiende a ser más simple y menos diversa químicamente que las complejas vías biosintéticas esenciales para la vida.
Debido a estas diferencias, ciertos grupos funcionales son más fáciles de sintetizar utilizando métodos químicos diseñados, como la acetilación . Sin embargo, las vías biológicas a menudo pueden generar grupos y estructuras complejas con un mínimo esfuerzo económico, lo que hace que ciertos procesos biosintéticos sean mucho más eficientes que la síntesis total para producir moléculas complejas. Esta eficiencia impulsa la preferencia por fuentes naturales en la preparación de ciertos compuestos, especialmente cuando sintetizarlos a partir de moléculas más simples sería prohibitivo en términos de costos.
Las plantas , los animales , los hongos y las bacterias son fuentes valiosas de moléculas precursoras complejas , y los biorreactores representan una intersección de la síntesis biológica y la ingeniería. En el descubrimiento de fármacos, la semisíntesis se emplea para conservar las propiedades medicinales de un compuesto natural al tiempo que se modifican otras características moleculares (como los efectos adversos o la biodisponibilidad oral ) en solo unos pocos pasos químicos. La semisíntesis contrasta con la síntesis total , que construye la molécula objetivo completamente a partir de precursores económicos y de bajo peso molecular, a menudo petroquímicos o minerales. [3] Si bien no existe un límite estricto entre la síntesis total y la semisíntesis, difieren principalmente en el grado de síntesis diseñada empleado. Los grupos funcionales complejos o frágiles suelen ser más rentables de extraer directamente de un organismo que de preparar a partir de precursores más simples, lo que hace que la semisíntesis sea el enfoque preferido para los productos naturales complejos.
Las aplicaciones prácticas de la semisíntesis incluyen el aislamiento innovador del antibiótico clortetraciclina y la posterior semisíntesis de antibióticos como la tetraciclina , la doxiciclina y la tigeciclina . [4] [5] Otros ejemplos notables incluyen la producción comercial temprana del agente anticancerígeno paclitaxel a partir de 10-desacetilbacatina, aislado de Taxus baccata (tejo europeo), [1] la semisíntesis de LSD a partir de ergotamina (derivada de cultivos fúngicos de cornezuelo ), [ cita requerida ] y la preparación del fármaco antipalúdico artemeter a partir del compuesto natural artemisinina . [2] [ fuente no primaria necesaria ] [ fuente no primaria necesaria ] A medida que avanza la química sintética, las transformaciones que antes eran demasiado costosas o difíciles de lograr se vuelven más factibles, lo que influye en la viabilidad económica de las rutas semisintéticas. [3]