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合成化学在药物发现中的作用

已有 725 次阅读 2023-8-28 16:05 |系统分类:科研笔记

在药物发现阶段,有机合成化学是核心之一(另一核心是生物测试)。无论多么高明的设计,都得经过一步一步真刀实枪的合成,得到最终确定结构的化合物,去做生物测试,得到可靠的结果,指导构效关系分析,然后才能进行新的设计。

 

一个项目,以200个化合物能找到PCC为算,那就要合成人员至少完成200个化合物的全合成。这里面初始阶段是相对难和慢的,新的合成方法需要摸索,即使是文献中已有的合成方法。等到熟悉了这些陌生底物的反应,路线基本都打通了之后,合成速度会逐渐快起来,可以共用中间体,这样出化合物的数量也会迅速多起来。然后整个循环也会快速运转,这时候药化负责人要有高效的工作效率和敏锐的眼光,哪些化合物是重点化合物,哪些测试是最重要最紧急的,这些都要及时地梳理和滚动安排。在得到数据之后,又要启动新一轮的设计和合成,哪些还要继续合成,哪些旧的化合物要抛弃都是很重要的内容。一个是不能错过好的化合物,另一个是舍得放弃,合理利用资源。

 

合成路线的设计上,尽量选用经典成熟的方法,缩合反应、偶联反应等都选用最常用的方法,对于新的反应方法学,不建议在这一阶段使用,毕竟有底物普适性的一个问题。目的就是一个,快速得到最终产品去测试。另外也要合理利用能购买到的试剂原料,目前有太多的供应商和外包定制公司,即使没有现货库存,采取定制的方法也能弥补部分原料(如NaN3)和反应条件的限制(如高压氢化)。

 

在有了重点化合物或接近PCC的时候,为满足较多的动物实验的需求,放量合成的工作会逐渐多起来。这时候对于反应路线可以进行部分优化,提高收率。不然耗费的原料过多,成本会非常高。这时候还要注意时间节点的问题,避免发生动物都在等着给药了,化合物还没做好。至于IND阶段,那就更加不用说了,很多批次的样品有更多更高的需求。

 

在合成路线的选择上,不要太局限于用一种方法,可以选择2到3种差异比较大的方法,这样可以方便在不同区域做结构修饰,能比较方便地“从头合成”,也不会受限于某些特定的原料。当然,不是每一种结构都适合这样做。

 

总之,合成化学在化学药物的发现中非常重要,往往药物分子上的结构片段的某一区域的选择是因为容易可行的化学反应,或者说往往是可行的化学反应成就了药物分子结构。




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