Das erste rein synthetische Chinin

News: Das erste rein synthetische Chinin

Seit 150 Jahren versucht man, den Extrakt aus der Rinde des Chinarindenbaumes künstlich herzustellen. Die komplizierte Struktur des Chinins war es, die bisher verhindert hatte, dass Forscher die Verbindung in Reinform synthetisierten. Bis jetzt, denn nun konnten Chemiker den Stoff im Reagenzglas von Grund auf produzieren.

Bettina Pabel

"Die Droge, die am stärksten zu Verstopfung führt", so hatte David Livingstone Chinin genannt. Doch ohne diesen Extrakt wäre der Afrikaforscher wohl noch eher der Malaria zum Opfer gefallen, als er es dann Ende des 19. Jahrhunderts tat. Damals war Chinin das einzige bekannte Mittel gegen Malaria. Doch das Pulver war teuer, da es mühsam aus der Rinde des südamerikanischen Chinarindenbaumes Cinchona spp. extrahiert werden musste.

Zahlreiche Forscher versuchten sich daher an einem chemischen Nachbau des Naturstoffes und bissen sich daran die Zähne aus. Die Versuche des 18-jährigen William Perkin, Student am Royal College of Chemistry in London, blieben ohne Erfolg. Stattdessen stellte er 1856 eher zufällig den Malvenfarbstoff her. Im Jahr 1944 knackten die amerikanischen Chemiker Robert Woodward und William Doering fast das Geheimnis der Droge, doch sie konnten den Aufbau des Kohlenstoffgerüstes nicht genau genug kontrollieren. Anstatt wirksames Chinin zu synthetisieren, produzierten sie eine Mischung nah verwandter Moleküle. Erst jetzt gelang Gilbert Stork und Mitarbeitern von der Columbia University in New York die Totalsynthese, der vollkommen synthetische Nachbau des Naturstoffes.

Der Grund für den 150-jährigen Forschungsbedarf lag darin, dass an mehreren Positionen des Molekülgerüstes von Chinin die Atome links- oder rechtshändig angeordnet sein können: Die dabei entstehenden Verbindungen verhalten sich wie Bild und Spiegelbild, sind also fast identisch. Doch die einzelnen Isomere sind unterschiedlich wirksam.

Könnte synthetisches Chinin den heutigen Kampf gegen Malaria noch beeinflussen? "Verfügbarkeit ist eigentlich nicht mehr der limitierende Faktor", erklärt Gary Posner, Chemiker an der Johns Hopkins University in Maryland. Die Möglichkeit, das Molekül schrittweise aufzubauen, könne aber dabei helfen, nach wirksameren und weniger giftigen Varianten von Chinin zu suchen. Gezielte, leichte Änderungen der Reaktionsbedingungen bei der Synthese können eine geringfügig veränderte Struktur bewirken. Derart entwickelte Chinin-Verwandte sind eventuell ebenfalls prophylaktisch als auch therapeutisch wirksam. Sie könnten so eine Alternative im Kampf gegen Plasmodien-Stämme bieten, die gegen moderne Medikamente wie Mefloquin resistent sind.