Substanță naturală
O substanță naturală (sau produs natural ) este un compus chimic produs de un organism viu [1] care de obicei, dar nu neapărat, are o activitate biologică sau farmacologică. O substanță naturală poate fi considerată ca atare chiar dacă poate fi preparată prin sinteză totală . [2] Definiția substanței naturale include substanțe pure constând din atomi de natură diferită sau produse cu compoziție definită și uniformă. Produsele naturale, cum ar fi penele, lemnul sau bumbacul, deși sunt fabricate din materiale naturale de facto, nu constituie amestecuri uniforme și, prin urmare, nu se încadrează în definiție. Toate substanțele anorganice naturale, cum ar fi mineralele sau rocile, nu intră sub incidența acestei definiții, deoarece nu sunt produse de organismele vii.
În domeniul chimiei organice, așa cum a sugerat inițial Albrecht Kossel în 1891 [3] , pe baza unei lucrări a lui Stahls despre biochimia plantelor, definiția substanțelor naturale este de obicei limitată la compușii organici purificați, izolați din surse naturale, care sunt produse prin căi metabolice. de metabolism primar sau secundar și care ca atare se disting ca metaboliți primari și secundari. În domeniul chimiei farmaceutice , definiția este adesea limitată la metaboliții secundari . [4] Metaboliții secundari nu sunt esențiali pentru supraviețuire, dar oferă în general organismelor care le produc un avantaj evolutiv. Mulți metaboliți secundari sunt citotoxici și au fost selectați și optimizați prin evoluție pentru utilizare ca agenți de „război chimic” împotriva prăzilor, prădătorilor și organismelor concurente.
Chimia substanțelor naturale este o știință interdisciplinară care poate rezolva probleme în biologie , biochimie , fiziologie și farmacologie cu metodele de chimie organică și analitică . Chimia produselor naturale are o mare importanță în farmacologie pentru dezvoltarea de noi medicamente.
Istorie
Definiția originală a substanței naturale a coincis practic cu definiția istorică a compusului organic introdusă în 1807 de Jöns Jacob Berzelius [5] . Adjectivul „organic” a fost inițial legat de faptul că chimia organică a studiat compuși mai mult sau mai puțin complicați extrasați din organisme vii, plante sau animale sau din metaboliții acestora. Era o formă relativ complexă de chimie și stătea în contrast puternic cu chimia anorganică , principiile cărora fuseseră stabilite în 1789 de chimistul francez Antoine-Laurent de Lavoisier în tratatul său Traité élémentaire de chimie . [6] Această definiție a fost abandonată în 1828 , când chimistul german Friedrich Wöhler a reușit pentru prima dată sinteza unui compus organic ( uree ) pornind de la compuși anorganici, demonstrând astfel că substanțele produse în laborator pornind de la compuși anorganici erau în totalitate identice celor care au aceeași structură, izolați de organismele vii și respingând astfel ipoteza vitalistă , care dorea ca substanțele „organice” să fie cumva specifice datorită originii lor biologice.
În 1861 August Kekulè a identificat chimia organică drept „studiul compușilor carbonului”. [7]
În definiția actuală, practic toți compușii carbonului tetravalent aparțin chimiei organice. Chimia substanțelor naturale a evoluat de-a lungul timpului pentru a dobândi demnitatea unei discipline autonome și se ocupă de izolarea, elucidarea structurii, sinteza și biosinteza și proprietățile compușilor prezenți în organismele vii (precum animale, plante și microorganisme).
Farmacognozia se ocupă cu chimia substanțelor naturale de origine vegetală de interes farmacologic, de exemplu alcaloizi .
Justus von Liebig este responsabil pentru primele studii importante asupra produselor naturale de origine animală. Hermann Emil Fischer la sfârșitul secolului al XIX-lea s-a ocupat de sinteza și structura carbohidraților și sinteza peptidelor .
Până la sfârșitul anilor 1930, principalele clase de substanțe naturale au fost găsite, examinate și structura lor clarificată. Repere importante au fost studiile privind:
- Terpene ale lui Otto Wallach din studii privind uleiurile esențiale
- Steroizi de Adolf Windaus și Heinrich Otto Wieland
- Carotenoizi de Paul Karrer
- Porfir de Richard Willstätter și Hans Fischer
- Vitamine , printre altele Paul Karrer, Adolf Windaus, Robert R. Williams, Richard Kuhn și Albert Szent-Györgyi Nagyrápolt
- Hormoni de Adolf Butenandt și Edward Calvin Kendall
Odată cu descoperirea penicilinei în 1940 de către Alexander Fleming , Ernst Boris Chain și Howard Walter Florey , microorganismele au fost recunoscute ca o sursă utilă de produse naturale.
Chimia produselor naturale a suferit o dezvoltare considerabilă după sfârșitul celui de- al doilea război mondial datorită dezvoltării unor metode analitice și fizice noi și foarte puternice. Spectrometria de masă , cristalografia cu raze X și apoi spectroscopia RMN au permis determinarea structurii fără derivatizarea produsului natural și folosind cantități mici de analit . Metodele cromatografice și electroforeze actuale permit separarea amestecurilor cu o viteză și o claritate remarcabile.
Notă
- ^ (EN) All natural , în Nature Chemical Biology, voi. 3, nr. 7, iulie 2007, pp. 351–351, DOI : 10.1038 / nchembio0707-351 . Adus pe 9 octombrie 2017 .
- ^ Produs natural , în TheFreeDictionary.com . Adus pe 9 octombrie 2017 .
- ^ ( DE ) Kossel A, Ueber die chemische Zusammensetzung der Zelle [ Compoziția chimică a celulei ] , în Archiv für Physiologie , 1891, pp. 181–186.
- ^ Bhat, Sujata V. și Sivakumar, Meenakshi., Chimia produselor naturale , Springer, 2005, ISBN 81-7319-481-5 ,OCLC 57430682 .
- ^(EN) Chimia carbonului: defalcarea vitalismului
- ^ (EN) Antoine Laurent Lavoisier Revoluția chimică - Reper - American Chemical Society , al American Chemical Society. Adus pe 9 octombrie 2017 .
- ^ Solomons , p. 3 .
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh85090252 · GND (DE) 4041418-8 · NDL (EN, JA) 01.164.185 |
|---|
