藥物合成工藝路線設(shè)計
有機化合物,特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的藥物以及一些天然產(chǎn)物,往往可以通過多種不同的合成途徑制備,而最具有工業(yè)生產(chǎn)價值的合成途徑為該藥物的合成工藝路線。
藥物合成工藝路線的設(shè)計策略包括由原料而定的合成策略和由產(chǎn)物而定的合成策略2種。
1、由原料而定的合成策略通常根據(jù)原料來制定合成路線,常用于由天然產(chǎn)物出發(fā)進(jìn)行半合成或合成某些化合物的衍生物時。
2、由產(chǎn)物而定的合成策略,為逆合成法,是合成中最為常見的策略,該策略有目標(biāo)分子作為設(shè)計工作的出發(fā)點,通過逆向變換,直到找到合適的原料、試劑以及反應(yīng)為止。
逆向合成法指的是在設(shè)計合成路線時,常常是由目標(biāo)分子或靶分子開始,向前一步一步地推導(dǎo)需要使用的起始原料,該過程與合成過程方向相反。在逆推的過程中,通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,能夠?qū)?fù)雜的分子結(jié)構(gòu)逐漸簡化,只要每步過程逆推合理,就可以得出合理的藥物合成工藝的路線。
在化學(xué)研究中,由簡單的原料開始合成一個復(fù)雜化合物是非常困難的,通過逆向思維,從想要制造的化合物分子開始,然后分析可以通過哪些容易得到的試劑和反應(yīng)序列來合成它,這種方法被廣泛用于制造藥物和其他產(chǎn)品。心邀生物的工藝研發(fā)部門致力于開發(fā)穩(wěn)定低成本且適合大規(guī)模生產(chǎn)的工藝,其研發(fā)團隊在對工藝優(yōu)化,開發(fā)新型、安全和環(huán)境友好的工藝路線有著豐富的經(jīng)驗。
例如:
麥芽糖基β-環(huán)狀糊精,是β-環(huán)狀糊精在其某個葡萄糖殘基的第六位碳原子的羥基上偶聯(lián)兩個葡萄糖殘基的衍生化產(chǎn)物,可應(yīng)用在食品、醫(yī)藥、精細(xì)化工等領(lǐng)域中,因此實現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)很有必要。如有研究者以麥芽糖和β-環(huán)狀糊精為底物,利用酸性普魯藍(lán)芽孢桿菌普魯藍(lán)酶的逆向合成作用合成麥芽糖基β-環(huán)狀糊精。
產(chǎn)物經(jīng)紙色譜、HPLC和IR進(jìn)行鑒定并用紙色譜對其分離純化。對可能影響麥芽糖基β-環(huán)狀糊精合成的pH、反應(yīng)溫度、加酶量、麥芽糖與β-CD的摩爾比、底物濃度及反應(yīng)時間等各因素分別作了單因素實驗,確定最佳反應(yīng)條件為溫度70,pH值4.5,麥芽糖和β-環(huán)狀糊精摩爾比為1 2:1,底物濃度80%~85%。
逆向合成法,作為一種藥物合成工藝路線設(shè)計方法,概括來說是由靶分子出發(fā),用逆向切斷、連接、重排和官能團互換、添加、除去等方法,將其變換成若干中間產(chǎn)物或原料,然后重復(fù)上述分析,直到中間體變換成所有價廉易得的合成子等價試劑為止。
逆向合成法的關(guān)鍵在于鍵的切斷。切斷的部位要選擇合適,要考慮合成的成功可能性、副反應(yīng)盡可能減少,然后采用合適的切斷方法,在回推到適當(dāng)階段將分子切斷,并注意反應(yīng)機理。涉及官能團時,則在官能團附件切斷,如果是由兩種官能團形成的官能團,則應(yīng)切斷原官能團。分子中如含有C-X鍵時,一般選擇對C-X鍵進(jìn)行切斷,特別是當(dāng)雜原子為氧、氮、硫時,應(yīng)在氧、氮、硫處切斷。
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