药物分子砌块(Drug Molecular Building Blocks)是药物发现、先导化合物优化以及化学库构建过程中重要的基础化学单元。通过不同官能团、杂环骨架、连接基团以及取代基的组合,可以获得具有不同结构特征和理化性质的化合物,为药物化学研究提供更加丰富的结构选择
针对科研及药物研发过程中对特殊结构分子砌块的需求,西安瑞禧生物可提供基于药物分子砌块的定制合成业务支持,根据目标化合物结构、官能团类型、分子骨架及后续应用需求开展定制化合成服务。

一、按结构类型定制:从常见骨架到复杂特色砌块
药物分子砌块种类繁多,不同项目对骨架结构的需求差异很大。西安瑞禧生物可根据客户提供的结构式、SMILES或文献路线,定制多种类型的分子砌块,包括但不限于:
杂环类砌块:如吡啶、嘧啶、吡嗪、哒嗪、咪唑、噻唑、噁唑、三唑、吲哚、喹啉、异喹啉、嘌呤等及其衍生物。
芳环及稠环类砌块:苯环、萘环、蒽环、菲环等多取代芳香骨架。
脂肪环及桥环类砌块:环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、哌啶、哌嗪、吗啉、氮杂环丁烷、螺环、桥环等。
氨基酸及多肽相关砌块:非天然氨基酸、D-氨基酸、N-甲基氨基酸、氨基酸酯、保护氨基酸等。
糖类及核苷类砌块:单糖衍生物、糖苷、核苷、核苷酸类似物及相关中间体。
PROTAC、ADC、点击化学相关砌块:如E3连接酶配体、连接子(linker)、叠氮/炔基砌块、DBCO、TCO、四嗪等。
荧光探针及功能分子砌块:如荧光素、罗丹明、香豆素、BODIPY、Cy系列染料衍生物等。
客户既可以指定已知化合物,也可以提出“目标结构+关键官能团”的需求,由瑞禧生物进行路线设计和合成。
二、按官能团与取代基定制:精准控制分子性能
药物分子砌块往往需要通过官能团修饰来调节溶解度、活性、代谢稳定性或偶联能力。西安瑞禧生物可在砌块上引入或转化多种官能团,包括:
⭕️氨基、羟基、羧基、醛基、酮基、酯基、酰胺基等常见官能团;
⭕️卤素(F、Cl、Br、I)取代,尤其是氟化修饰,用于提高代谢稳定性和脂溶性;
⭕️硼酸/硼酸酯:用于Suzuki偶联等交叉偶联反应;
叠氮、炔基、烯基、马来酰亚胺、巯基、NHS酯等生物偶联位点;
⭕️保护基策略:如Boc、Fmoc、Cbz、TBS、THP、乙酰基等,满足多步合成和后续脱保护需求;
⭕️手性中心定制:可实现单一对映体或特定非对映异构体的合成与分离;
⭕️同位素标记:如氘代、¹³C、¹⁵N标记砌块,用于代谢研究、定量分析或机制研究。
也就是说,客户不仅可以选择“骨架”,还可以指定“挂什么基团、在哪个位置、以什么立体构型存在”。
三、按纯度与质量定制:满足不同研发阶段要求
不同研发阶段对砌块纯度和质量要求不同。西安瑞禧生物可提供从克级到公斤级、从粗品到高纯品的定制服务:
纯度级别:可根据需求提供95%、98%、99%甚至更高纯度的产品;
手性纯度:可提供ee值或de值可控的手性砌块;
杂质控制:对特定杂质进行定性、定量分析和限度控制;
检测报告:提供HPLC、LC-MS、NMR、GC、手性HPLC、元素分析等表征数据;
批次一致性:适合长期项目重复订购,保证不同批次间质量稳定。
对于早期筛选,可以优先保证交付速度;对于临床前研究,则更强调纯度、杂质谱和可追溯性。

四、按规模定制:从毫克级到公斤级放大
药物分子砌块定制不仅要求“能做出来”,还要求“能放大”。西安瑞禧生物可支持:
毫克级至克级:用于早期活性筛选、构效关系研究;
十克级至百克级:用于先导化合物优化、体外/体内评价;
公斤级及以上:用于工艺开发、临床前研究或早期临床样品制备;
路线优化与放大:对初始合成路线进行收率提升、成本降低、安全性和绿色化改进;
关键中间体定制:不仅提供名远终砌块,也可提供路线中的关键中间体,帮助客户缩短研发周期。
这对于需要长期、稳定供应特定砌块的药企尤为重要。
五、按连接子与偶联需求定制:服务PROTAC、ADC、分子探针等
当前新药研发中,PROTAC、ADC、分子胶、共价抑制剂和分子探针等领域对“功能性砌块”需求增长迅速。西安瑞禧生物可围绕这些方向提供定制支持:
Linker定制:不同长度、不同柔韧性、不同亲水性的PEG linker、烷基链、肽 linker、可裂解/不可裂解 linker;
靶头与配体偶联:将药物分子、靶向配体、荧光染料、生物素等与砌块连接;
点击化学砌块:叠氮-炔环加成、DBCO-叠氮、TCO-四嗪等生物正交反应砌块;
ADC相关砌块:抗体偶联位点、可裂解连接子、毒素衍生物中间体;
PROTAC相关砌块:E3配体(如VHL、CRBN、MDM2配体)与连接子组合定制。
这类定制不只是“合成一个分子”,更是围绕客户的下游应用,提供从砌块到偶联方案的整体支持。
六、按路线设计与合成服务定制:从结构到可交付产品
如果客户只有目标结构或活性数据,没有成熟合成路线,西安瑞禧生物可提供:
文献路线检索与可行性评估;
合成路线设计:选择起始原料、反应步骤、保护基策略和纯化方案;
自定义合成:按照客户提供的结构式或路线进行定制合成;
工艺优化:提高收率、降低杂质、减少危险试剂、优化成本;
结构确证:NMR、MS、HPLC、XRD、手性分析等;
技术转移与批量交付:形成可重复的合成工艺,支持后续放大。
这意味着客户可以把更多精力放在生物学评价和药物设计上,而把“分子怎么造出来”交给专业团队。

七、按包装、储存与交付定制:贴合实际使用场景
药物分子砌块往往对光、热、湿气、氧气敏感。西安瑞禧生物可根据客户要求提供:
分装规格定制:如1 mg、5 mg、10 mg、50 mg、100 mg、1 g、5 g、10 g等;
包装形式:西林瓶、离心管、螺口瓶、铝箔袋等;
储存条件建议:避光、低温、干燥、惰性气体保护等;
运输条件:常温、冰袋、干冰等;
COA与MSDS:随货提供质检报告和安全数据表;
保密与IP保护:支持CDA/NDA合作,保护客户结构信息与知识产权。
八、应用案例
案例一:特色杂环砌块定制——助力激酶抑制剂先导化合物优化
客户需求:
某创新药研发团队在激酶抑制剂项目中,需要一系列含吡啶并嘧啶骨架的取代砌块,用于构效关系研究。要求特定位置引入氨基、氟原子和甲基,并保证纯度≥98%。
定制内容:
⭕️骨架:吡啶并嘧啶杂环;
⭕️取代基:2-位氨基、4-位氟、6-位甲基;
⭕️纯度:HPLC≥98%;
⭕️规模:从100 mg到5 g分阶段交付;
⭕️表征:提供NMR、LC-MS、HPLC图谱。
瑞禧支持:
瑞禧生物根据客户提供的结构式进行路线设计,优化了环合和选择性取代步骤,解决了氟化反应收率低的问题,名远终在两周内完成首批交付,并支持后续克级放大。客户利用该系列砌块完成了多个衍生物的合成和活性筛选。
体现能力: 杂环骨架定制、官能团精准引入、纯度控制、快速交付。
案例二:PROTAC连接子砌块定制——服务靶向蛋白降解项目
客户需求:
某PROTAC研发团队需要定制不同长度和亲水性的连接子(linker),一端带有叠氮基团,另一端带有羧基,用于与E3配体和靶蛋白配体偶联。
定制内容:
⭕️Linker类型:PEG linker(n=2、4、6、8);
⭕️末端官能团:一端叠氮,一端羧基;
⭕️纯度:≥95%;
⭕️规模:50 mg~1 g;
⭕️附加需求:提供点击化学偶联建议。
瑞禧支持:
瑞禧生物合成了多个PEG长度的叠氮-羧基连接子砌块,并针对客户后续的CuAAC点击化学反应提供了溶剂和催化条件建议。客户将不同linker用于PROTAC分子构建,系统评估了连接子长度对降解活性的影响。
体现能力: PROTAC linker定制、点击化学砌块、生物正交偶联支持、构效关系研究配套。

九、相关文献资料
1.Zabolotna Y, et al. A Close-up Look at the Chemical Space of Commercially Available Building Blocks for Medicinal Chemistry. Journal of Chemical Information and Modeling. 2022;62(9):2171–2185. DOI: 10.1021/acs.jcim.1c00811.
这篇与“药物分子砌块”主题名远直接,研究了约40万种可购买 building blocks 的化学空间、理化性质和结构多样性,并与药物化学需求进行比较。
2.Fitzgerald PR, Paegel BM. DNA-Encoded Chemistry: Enabling the Deeper Sampling of Chemical Space. Nature Reviews Drug Discovery. 2017. DOI: 10.1038/nrd.2016.213.
文章讨论了利用大量化学 building blocks 构建DNA编码化合物库,从而扩展药物发现中的化学空间,对“系列化分子砌块+化合物库构建”这一业务方向很有参考价值。
3.Building Block-Centric Approach to DNA-Encoded Library Design.
该研究直接以 Building Block-Centric(以分子砌块为中心) 的方式讨论化合物库设计,重点涉及胺、羧酸等 building blocks 的选择,以及砌块结构多样性、理化性质和化学空间覆盖度之间的关系。
4.Leach AR, Hann MM. Molecular Complexity and Fragment-Based Drug Discovery: Ten Years On. Current Opinion in Chemical Biology. 2011;15(4):489–496. DOI: 10.1016/j.cbpa.2011.05.008.
这篇文章从分子复杂性和化学空间角度讨论 fragment-based drug discovery,可用于支撑“小分子片段/砌块结构设计与药物发现”的技术背景。
5.Diversity-Oriented Synthesis as a Tool to Expand the Chemical Space of DNA-Encoded Libraries.
该综述重点讨论如何利用多组分反应、C–H/C–X官能团化、串联反应和环加成等方法,从相对简单的 building blocks 获得更加复杂、富含 sp³ 特征的分子骨架,与“杂环、复杂骨架、系列化药物砌块定制”较为相关。
6.Click Chemistry-Aided Drug Discovery: A Retrospective and Prospective Outlook.
该综述介绍点击化学在化合物库构建、hit discovery和lead discovery中的应用,其中涉及利用模块化 building blocks 快速构建候选分子,与前面提到的 Azide、Alkyne、PEG-Linker等功能化砌块定制方向相关。
十、西安瑞禧生物药物分子砌块定制业务
西安瑞禧生物可围绕药物研发及科研实验中的分子砌块需求,提供从简单官能团砌块到复杂杂环及功能化中间体的定制合成业务支持。
⭕️定制方向可覆盖杂环分子砌块、含氟砌块、手性砌块、硼酸及硼酸酯砌块、卤代砌块、氨基/羧基/羟基功能化砌块、炔基/叠氮功能化砌块、保护基砌块、连接臂砌块以及复杂药物骨架中间体等。
⭕️同时,可根据客户提供的目标结构,对分子骨架、官能团、取代位置、连接臂、保护基及立体构型等进行个性化定制,为药物化学、先导化合物优化、构效关系研究及相关科研项目提供分子砌块定制业务支持。