达菲研究与开发的基本过程.ppt

1、达菲的研究和开发的基本过程，达菲的含量，通常被称为奥司他韦磷酸盐，是一种神经氨酸酶特异性抑制剂，由基列德科学公司和罗氏制药联合开发。通过作用于流感病毒的神经氨酸酶，达菲抑制成熟的流感病毒离开宿主细胞，从而抑制流感病毒在人体内的传播，预防和治疗流感。达菲于1999年被美国食品和药物管理局批准，并于2004年7月在中国上市。达菲是一种非常有效的治疗流行性感冒的药物，它可以大大减少并发症(主要是气管和支气管炎、肺炎、咽炎等)的发生。)和抗生素的使用。因此，达菲是目前治疗流感最常用的药物之一，也是公认的抗禽流感和H1Nl流感最有效的药物之一。达菲介绍，该病毒的分子结构，简称流感，是由流感病毒引起的一种

2、呼吸道疾病，具有传染性强、流行范围广、发病率高的特点，在儿童、老年人和高危人群中死亡率高。数据显示，每年冬季流感爆发期间，全球将有近10%的人口被感染和患病。仅在美国，每年就有大约30万人因各种流感引起的并发症而住院。大约4万人死亡。由此造成的医疗费用和劳动力损失每年高达120亿美元。流感的预防和治疗给人类社会造成了沉重的经济负担，导致了劳动力的下降和人力资源的短缺。目前，人类尚未能有效控制流感这一全球性传染病。治疗由流行性感冒引起的疾病(如发烧、咳嗽、头痛和肌肉疼痛等)。)只是为了减轻病人的不适，但它对流感病毒没有影响。通过免疫学研究，人们在使用疫苗预防流感方面取得了一定的成果，但是流感疫苗

3、的有效性是基于疫苗株和将在环境中流行或存在的流感病毒株之间的相似性。这严重影响了流感疫苗预防流感爆发和流行的效果。达菲的研究背景，流感病毒神经氨酸酶(NA)，也称为唾液酸酶，能促进新生流感病毒唾液酸残基从宿主细胞中释放，加速流感病毒对其他宿主细胞的感染。临床试验表明，NA抑制剂能有效阻断流感病毒的复制过程。与其他抗流感药物相比，钠离子抑制剂具有更好的疗效、更高的安全性和耐受性，对所有流感病毒亚型(包括甲型和乙型流感)均有效，且很少出现耐药性。奥司他韦(GS-4104)，中文名称为奥司他韦，可阻断流感病毒NA对病毒感染细胞表面唾液酸残基的切割，从而抑制宿主细胞释放新的病毒颗粒。以前的抗流感药物扎

4、那米韦由于生物利用度低而逐渐被取代，并可导致患者患上呼吸道疾病。奥司他韦具有较高的口服活性，并通过肝脏酯酶在体内的代谢产生活性游离酸GS-4071。并产生抑制流感病毒NA的作用。1918年，西班牙流感(H1N1)杀死的美国人比第二次世界大战多。(照片来自美国自然历史博物馆网站)，2009年8月23日，世卫组织报告了超过209，438例实验室确认的2009年H1N1流感病毒病例，至少有2，185人死亡。流感造成的疾病负担很大。高致病性H5N1和H7N9(禽流感)病毒仍然是一个威胁。流感病毒，影响类型a/b/c，影响亚型如H1N1、h3n2、/flu/,impac

5、t H1N1(a/California/07/2009)H3 N2(a/hong kong/8/68)，流感病毒表面的神经氨酸酶在病毒的生命周期中起重要作用。流感病毒在宿主细胞中复制、表达和组装后，会通过出芽突出宿主细胞，但通过凝血酶唾液与宿主细胞相连。神经氨酸酶以唾液为底物，能催化唾液酸水解，打破成熟病毒颗粒与宿主细胞之间的联系，使其自由移动并侵入其他健康宿主细胞。通过抑制神经氨酸酶的活性，我们可以组织病毒颗粒的释放，切断病毒的扩散链。神经氨酸酶的氨基酸结构非常保守，因此神经氨酸酶可以成为抗流感药物的一个很好的靶点，而达菲通过作用于该靶点显示出很好的抗流感病毒功效。mark von itzs

6、tein nature综述药物发现6，967-974，流感病毒的生命周期，达菲的药理学毒性，磷酸奥司他韦是其活性代谢物的前药，其活性代谢物是流感病毒的有效和选择性神经氨酸酶抑制剂。病毒神经氨酸酶活性对于从感染细胞中释放新形成的病毒颗粒以及传染性病毒在人体内的进一步传播至关重要。药物的活性代谢产物抑制甲型和乙型流感病毒的神经氨酸酶。在体外，它在非常低的纳克分子浓度下具有抑制作用。观察到活性代谢物在体外抑制流感病毒的生长，在体内抑制流感病毒的复制和致病性。这种产品可以通过抑制病毒从感染细胞中释放来减少甲型或乙型流感病毒的传播。口服后，奥司他韦容易被胃肠道吸收，大部分被肝脏和肠道酯酶转化为活性代谢物

7、。至少75%的口服剂量以活性代谢物的形式进入体循环。与活性代谢物相比，前体药物的暴露少于5%。药物前体及其代谢物的血浆浓度与剂量成正比，不受进食的影响。人体内活性代谢物的平均分布体积约为23升。对雪貂、大鼠和兔子的研究表明，该药物的活性部分可以到达所有受流感病毒侵袭的靶组织。研究表明，口服磷酸奥司他韦后，其活性代谢物在肺、气管、支气管肺泡灌洗液、鼻粘膜和中耳中积累。活性替代产品与人血浆蛋白的结合可以忽略不计(约3%)。大多数磷酸奥司他韦被位于肝脏和肠道的酯酶转化为活性代谢物。磷酸奥司他韦及其活性代谢物都不是主要细胞色素同工酶的底物或抑制剂。因此，这些酶的竞争性抑制不太可能引发药物间的相互作用。

8、吸收的奥司他韦主要(90%)通过转化为活性代谢物而被消除。活性代谢物不再进一步代谢，而是通过尿液排出。在大多数受试者中，活性代谢物的血浆峰值浓度降低，半衰期为610小时。超过99%的活性代谢物通过肾脏排出。肾清除率(18.8升/小时)超过肾小球滤过率(7.5升/小时)，表明除肾小球滤过外，还有肾小管排泄。口服带有放射性物质标签的药物后，只有不超过20%的剂量从粪便中排出。达菲，在第三阶段临床试验中，患者从出现临床症状开始使用磷酸奥司他韦治疗，时间不超过60小时。这种治疗大大缩短了流感症状和体征的持续时间，长达45小时。与安慰剂相比，服用磷酸奥司他韦可将疾病的严重程度降低约40%。更重要的是，磷

9、酸奥司他韦在健康年轻人中减少了50%与抗生素治疗流感相关的并发症发生率，在老年人中减少了75%。这些并发症包括气管炎、肺炎和鼻窦炎。对自然获得性和实验室获得性流感的研究表明，应用磷酸奥司他韦不会损害人类对感染的正常抗体反应。受试者对灭活疫苗的抗体反应不受磷酸奥司他韦的影响。对病毒抗性的可能性进行了深入研究。在临床分离株中，病毒耐药性的发生率取决于亚型，约为2%。耐药病毒携带者可以正常消除病毒，在临床实践中也没有恶化的迹象。耐药基因型没有优势，其对人类的传染性降低。截至2009年5月，已有20多种达菲合成路线相继被报道。现简要介绍几条重要的合成路线如下：(1)以莽草酸为原料合成了活性化合物地尔芬

10、的GS4071，1997年金泰国以莽草酸1为原料完成了达菲的首次全合成。选择性活化空间位阻较小的碳-5位羟基，用邻羟基构筑环氧基，然后用甲基丙烯酸甲酯保护烯丙基位羟基，得到化合物2，叠氮化钠打开环氧基，选择性攻击碳-5位，得到化合物3；甲磺酰基保护羟基，施陶丁格反应还原叠氮化物，构建三元氮杂环，然后用叠氮化钠打开氮杂环，除去甲基，得到化合物5；Tr保护氨基，Ms保护羟基。化合物6由化合物5通过两步一锅法获得。最后，在三氟化硼醚的催化下，3-戊醇打开三元氮环，乙酰基保护氨基，Studinger反应还原叠氮化物，酯基水解得到化合物GS-4071(7)。具体过程如下图所示：合成路线-1。达菲目前由罗

11、氏公司开发和生产，并于1999年在瑞士上市。罗氏的合成目标是开发一条高效的合成路线，该路线可以在不使用有毒或危险试剂的情况下大量制备。它们的工业路线是先将羧基乙基化，用缩酮保护莽草酸的邻-顺式二羟基，用质谱保护C5羟基，在三氟甲磺酸的催化下实现缩酮到戊酮的转化，得到化合物10。然后，在DCM-35中用四氯化硅打开缩酮。结果化合物11以32: 1的高选择性和高收率获得。这一步也是罗氏合成路线的特点之一。被戊酮保护的戊二醇化合物被还原以构建戊醚键，随后进行碱处理以获得环氧化合物12。叠氮化钠打开环氧树脂，得到一对叠氮醇的非对映异构体混合物13和14，比例为91。化合物13和14进行还原环化以获得相

12、同的化合物15。粗品化合物15直接用叠氮化钠打开得到叠氮氨基化合物16，然后进行氨基乙酰化保护和还原小米氮得到化合物17，然后用磷酸处理得到磷酸盐，产物在乙醇中重结晶得到纯度为99%的达菲。详见下图：合成路线-2:罗氏公司工业化路线，合成路线-2，(1)使用。(2)莽草酸主要产于中国，产量有限，这也制约了达菲的大规模生产。因此，罗氏化学家继续致力于研究更安全、更有效的合成路线，并改进上述路线的缺点。为了避免使用叠氮化钠，他们使用叔丁胺代替叠氮化钠作为氨基的新来源。叔丁胺用于环氧化该化合物，产率为96%。由于氮中有较大的空间位阻叔丁基，MsCl可以选择性地使用。然后，在苯磺酸存在下，用二烯丙基胺

13、打开三元氮杂环，用乙酰基保护仲胺得到化合物。三氟乙酸条件下除去叔丁基，钯催化除去烯丙基，得到达菲。从这种化合物到菲，只需要一个纯化过程。合成路线的优化，合成路线-2的缺点，合成路线的优化，由于莽草酸原料不足，一些没有莽草酸为原料的合成路线意义重大。2010年，新加坡ASTAR的柴集团报道了达菲的正式合成：他们以D-核糖为原料，通过9步反应得到达菲的关键中间体，总收率为28%，然后按照罗氏路线分3步完成了达菲的合成。d-核糖可以大规模工业化生产，而且价格低廉，只有220元/公斤左右。2007年，东京大学福山集团报道了以吡啶为原料，通过4步反应合成稳定的内酯中间体，产率为26%，然后通过10步反应

14、完全合成了达菲，产率为22%。吡啶可以在工业上大规模生产，而且价格非常便宜，只需要50元左右的500毫升。2008年，台湾大学方集团以溴苯氧化的顺-1，2-二羟基溴代烃为原料，分11步完成了达菲的合成，收率达99%溴苯是一种廉价易得的试剂(69元500毫升)，其微生物氧化产物(24)可大量制备(15升规模)。2009年，加拿大布洛克大学的哈德里基小组以高产率完成了达菲的全合成，苯甲酸乙酯非常便宜(49元500毫升)。2009年，日本仓植大学的Tadakatsu小组完成了达菲前体奥司他韦的18步合成，由D-甘露醇制成。右旋甘露醇大约90元/公斤，很便宜。中国科学院上海有机化学研究所生命有机化学国

15、家重点实验室马大伟在研究新型有机小分子催化的迈克尔加成反应的基础上，发现容易制备的乙酰胺基亚硝基能与有机小分子催化的醛发生迈克尔加成反应。该反应产物的立体化学不同于类似的反应产物，这表明它经历了不同的反应过渡态。在此基础上，他们开发了一条由简单原料经七步合成达菲的路线，这是目前由简单原料合成达菲的最短路线。由于所用试剂便宜，反应操作简单，产率高，该路线具有很大的潜在商业价值。目前，相关工艺路线的专利已转让给国内制药公司，这将促进该路线的产业化。4中国在达菲合成方面的巨大进步！马大伟的达菲合成路线，虽然达菲是一种有机小分子，但作为目前唯一有效的禽流感和甲型HINl流感神经氨酸酶抑制剂，受到人们的高度重视。开发一条环境友好且安全的路线是非常具有挑战性和必要的，这条路线可以被放大和合成以满足全世界的需求。当然，从学术上讲，达菲的合成进展对有机化学的发展也具有重要意义。在过去的几年里，禽流感和最近的甲型流感(H1NI)都提出了对达菲的需求，这引起了许多有