Sintesi del retinolo e dei suoi derivati: metodi di produzione e applicazioni cliniche nel trattamento dell'acne

Vitamin A is a fat-soluble vitamin that’s essential for our vision and immune system. As retinoic acid, it plays a key role in keeping our skin and bones healthy. Since our bodies cannot produce it on their own, it must be obtained through the diet, either from β-carotene or foods that contain it. The metabolism of vitamin A involves specific proteins and enzymes, like CRBP-II and short-chain dehydrogenases, as well as chylomicrons for transport, and retinol-binding proteins, the latter specialized in binding retinol. Deficiencies of vitamin A can lead to various conditions, starting with mild symptoms like nausea and headaches, which can worsen to more serious issues like blindness and even death. In this thesis, the focus is on the medical use of topical retinoids for treating acne: tretinoin, adapalene, tazarotene, and isotretinoin. It also explores both the use of retinoic acid in cosmetics and the industrial production of retinol and retinol acetate. In fact, since 1937, many papers have been published on different synthetic pathways, with Hoffmann-La Roche being one of the first to use β-ionone, an organic compound that’s a starting point for this synthesis and many others. In addition, BASF industries is known for using the Wittig reaction, while Rhône-Poulenc has stood out for its innovative use of the Julia reaction, with the starting material being the same as the one used in the Roche process. This thesis dives into the chemical processes of these three companies and mentioned the most recent biotechnological discoveries.

La vitamina A è una vitamina liposolubile essenziale per la vista e il sistema immunitario. Sottoforma di acido retinoico, essa svolge un ruolo cruciale a livello cutaneo per mantenere la salute della pelle e delle ossa. Essendo una vitamina non sintetizzabile dall’organismo, deve essere integrata con l’alimentazione attraverso β-carotene o alimenti che la contengono. Il suo metabolismo coinvolge proteine e enzimi specifici, come le CRBP-II e le deidrogenasi a catena corta, oltre a chilomicroni per il trasporto e alle retinol binding protein, proteine di legame specifiche. Le patologie legate alla carenza di questa vitamina sono numerose e danno sintomi lievi, come nausea e mal di testa, che possono aggravarsi, portando in alcuni casi a cecità e morte, se trascurate. In particolare, in questa tesi si analizza l’impiego medico dei retinoidi topici per curare l’acne: tretinoina, adapalene, tazarotene e isotretinoina. Inoltre, vengono analizzati l’uso dell’acido retinoico nei cosmetici oltre alla produzione industriale del retinolo e del retinol acetato. Infatti, a partire dal 1937, si ha la pubblicazione di numerosi articoli sulle varie possibilità di percorsi di sintesi che fanno emergere per prime le industrie Hoffmann-La Roche grazie all’uso del composto organico noto come β-ionone il quale rappresenta il punto di partenza non soltanto di questa sintesi bensì quella di molte altre. Le industrie BASF emergono per l’uso di una reazione di Wittig mentre le Rhône-Poulenc per l’approccio innovativo alla sintesi con l’impiego della reazione di Julia, il substrato di partenza è il medesimo del processo Roche. Questa tesi analizza i dettagli dei processi chimici di queste tre aziende includendo inoltre un cenno alle recenti scoperte biotecnologiche.