医药中间体是药物研发与有机合成过程中重要的基础化合物。从先导化合物发现、结构优化,到合成路线研究、杂质研究以及药物分子衍生化,科研人员往往需要结构特殊、官能团明确或市场上难以直接采购的中间体。针对不同科研项目对化合物结构、纯度及用量的差异化需求,西安瑞禧生物可围绕医药中间体及功能小分子提供定制合成相关业务支持。

西安瑞禧生物的定制业务涉及功能小分子、中间体及各类功能化衍生物,可依据需求开展分子设计、路线开发、合成纯化和结构表征,并配套HPLC、NMR、MS等分析手段,为药物化学、化学生物学及相关科研项目提供小分子定制支持。

 

一、医药中间体可以定制哪些方面?

医药中间体并不是单一类别的产品,其定制重点通常集中在“特定结构合成、官能团引入、骨架构建、结构衍生化、纯度控制以及不同规模制备”等方面。结合小分子定制研究需求,可重点围绕以下方向开展。

1. 按指定化学结构定制中间体

对于已有明确目标结构的科研项目,可根据客户提供的化学结构式、分子式、CAS号、参考文献或目标化合物信息开展合成路线评估及定制。

例如,可针对目标药物分子合成过程中所需要的某一级中间体进行制备,也可以针对市场上暂无现货、采购困难或者具有特殊取代结构的中间体开展定制研究。

此类定制尤其适用于药物化学研究中的先导化合物合成、候选化合物构建以及系列类似物研究。

2. 杂环类医药中间体定制

杂环骨架存在于小分子药物研究中,因此杂环中间体也是医药中间体定制的重要方向。

可围绕含氮、含氧、含硫等不同类型杂环骨架开展结构定制,例如吡啶、嘧啶、吡嗪、哌啶、哌嗪、吡咯、咪唑、吡唑、噻唑、噁唑、吲哚、喹啉等骨架及其功能化衍生物。

具体可根据研究需要改变杂环上的取代基类型、取代位置、连接臂以及末端反应基团,从而获得适用于后续药物分子构建的合成砌块。

3. 不同官能团医药中间体定制

药物分子的进一步偶联和结构修饰通常依赖具有特定反应活性的官能团,因此可以围绕末端官能团进行中间体设计与定制。

常见研究方向包括带有氨基(—NH2)、羧基(—COOH)、羟基(—OH)、巯基(—SH)、醛基(—CHO)、炔基(Alkyne)、叠氮基(N3)、马来酰亚胺基(MAL)以及活化酯等反应位点的中间体。

通过预先引入适宜的功能基团,可以方便后续进行酰胺化、酯化、点击化学、巯基偶联及其他化学连接反应。

4. 药物分子衍生物及结构类似物中间体

在构效关系(SAR)研究过程中,经常需要围绕一个母核结构设计多个结构相近的化合物。此时可以针对母核进行系列化衍生物中间体定制。

例如改变芳环或杂环取代位置,调整烷基链长度,引入卤素、烷氧基、氨基、羧基等不同取代基,或者改变连接臂结构。

这种定制方式可为后续建立系列化合物库以及开展结构—活性关系研究提供基础化合物。

5. 手性医药中间体定制

对于含有手性中心的药物研发项目,可围绕指定构型中间体开展定制研究,包括单一构型中间体、手性砌块以及相关手性衍生物。

根据具体分子结构,可以对目标构型、化学纯度以及后续反应适用性等指标进行综合评估,为手性药物及其类似物的进一步合成提供原料基础。

6. 保护基中间体定制

复杂药物分子的多步合成经常需要通过保护基控制反应选择性,因此可以根据后续合成路线定制不同保护形式的中间体。

例如针对氨基、羟基、羧基、巯基等反应位点进行适当保护,形成适用于下一步反应的中间体。也可以根据整体合成路线对保护基引入和脱保护条件进行考虑,从而减少不同官能团之间的反应干扰。

7. PEG化及连接臂型医药中间体

对于药物偶联、靶向分子以及药物递送相关研究,可根据需求设计含PEG链段或者其他连接臂的功能中间体。

例如“小分子—Linker—活性基团”类型中间体,以及带有NH2、COOH、SH、MAL、N3、Alkyne等末端基团的连接臂型化合物。

此类结构可进一步应用于药物分子、靶向配体、荧光基团以及其他功能分子的偶联研究。

8. 从毫克级研究样品到放大制备

医药中间体的需求量会随着项目阶段发生变化。早期结构验证可能只需要毫克级样品,而后续方法开发、药理研究或工艺研究则可能需要克级乃至更高规模。

因此,中间体定制不仅包括“能否合成”,还可以围绕目标数量、目标纯度、路线重复性、原料可获得性以及放大后的分离纯化等因素进行综合评估。

医药中间体定制

 

二、除了“合成一个化合物”,还可以定制什么?

医药中间体定制的核心并不仅仅是获得名远终样品,还可以围绕整个化学研究过程提供技术支持。

分子结构设计与可行性分析: 根据目标分子或者后续应用目的,对所需中间体结构进行分析,评估官能团兼容性以及可能采用的合成策略。

合成路线设计: 对目标结构进行逆合成分析,根据原料可获得性、反应步骤及目标规模等因素设计适宜的实验路线。

反应条件探索: 对关键反应步骤中的催化体系、反应温度、溶剂、投料比例及反应时间等条件进行研究。

分离纯化: 根据化合物理化性质选择适宜的纯化方式,以获得满足研究要求的目标中间体。

结构表征: 根据具体项目需求,可结合HPLC、MS、NMR等分析手段对产品纯度、分子量及结构信息进行确认。

规模化制备: 在路线可行的基础上,可进一步讨论由小规模研究向更高规模制备转化时的工艺条件。

 

三、医药中间体定制可覆盖的研究场景

基于上述定制方式,医药中间体服务可以应用于新药发现阶段的化合物合成、先导化合物结构优化、SAR构效关系研究、药物分子衍生化、PROTAC及连接子相关研究、ADC相关小分子连接结构研究、荧光探针构建、点击化学、生物偶联、药物杂质研究以及药物递送体系中的功能分子设计等多个科研方向。

西安瑞禧生物公开业务资料显示,公司目前涉及PEG衍生物、杂环砌块、点击化学、磷脂、小分子PEG、嵌段共聚物、纳米材料等产品及定制方向,同时提供功能小分子定制相关服务。因此,在医药中间体项目中,可根据目标结构和后续用途,对小分子骨架、连接臂、活性官能团及功能化衍生结构进行针对性设计。

医药中间体可以定制场景

 

四、西安瑞禧生物医药中间体定制相关案例

案例 1:DMG-PEG-MTX / DPPS-PEG-DOX 类载药中间体

把 MTX、DOX、PTX 通过 PEG / 戊酸酯 / 腙键接到 DMG、DPPS、DSPE 上

不是传统“原料药”,而是纳米制剂级前药中间体

交付:毫克–克级,NMR/MS/HPLC,释放曲线(pH 7.4 vs 5.5)

案例 2:mPEG7-Br / Propargyl-PEG10-amine 类短链 PEG 中间体

mPEG7-Br:烷基溴端,SN2 接胺/硫醇/羧酸,做 ADC/PROTAC 短间隔臂

Propargyl-PEG10-amine:炔 + 胺双端,点击化学 + 酰胺偶联

瑞禧角色:提供高纯短链 PEG 中间体、避湿分装、定制链长(PEG3–PEG12+)

医药中间体可以定制案例

 

五、医药中间体定制需要提供哪些信息?

为了便于前期评估,客户可尽量提供以下信息:目标化合物名称或CAS号、化学结构式、目标分子式及分子量、参考文献或已知合成路线、所需数量、目标纯度,以及是否需要HPLC、MS、NMR等分析资料。

如果目标化合物尚无成熟路线,也可以提供名远终目标分子的结构及具体用途,再围绕中间体选择、连接位点、官能团设计和合成可行性进行进一步讨论。

 

六、相关文献资料

1.Patel, R. N. Biocatalysis: Synthesis of Key Intermediates for Development of Pharmaceuticals. ACS Catalysis, 2011, 1(9), 1056–1074. DOI: 10.1021/cs200219b.

文章重点讨论手性药物关键中间体的生物催化合成,包括还原、转氨、拆分、去消旋等方法。

2.Patel, R. N. Synthesis of chiral pharmaceutical intermediates by biocatalysis. Coordination Chemistry Reviews, 2008, 252(5–7), 659–701. DOI:10.1016/j.ccr.2007.10.031.

这篇与“手性医药中间体定制”尤其匹配,系统讨论酶和微生物用于单一对映体药物中间体制备。

3.Sun, H.; Zhang, H.; Ang, E. L.; Zhao, H. Biocatalysis for the synthesis of pharmaceuticals and pharmaceutical intermediates. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2018, 26(7), 1275–1284. DOI: 10.1016/j.bmc.2017.06.043.

涉及还原酶、氧化酶、水解酶、裂解酶、异构酶和转氨酶等在药物及其中间体合成中的应用。

4.Advances in biocatalytic synthesis of pharmaceutical intermediates. Current Opinion in Chemical Biology, 2005, 9(2), 188–194. DOI: 10.1016/j.cbpa.2005.02.007.

文章重点讨论对映体纯药物中间体、生物转化以及工业规模应用,对写“中间体合成工艺与放大”比较有参考价值。

5.Enantioselective Transformations in the Synthesis of Therapeutic Agents. Chemical Reviews, 2023, 123(15), 9397–9446. DOI: 10.1021/acs.chemrev.3c00010.

这篇较新且内容系统,综述了2008—2022年不对称催化在制药领域的应用,包括过渡金属催化、有机催化和生物催化,可用于支撑“手性医药中间体”和“定制合成路线开发”的内容。

6.Biocatalytic approach for the synthesis of chiral alcohols for the development of pharmaceutical intermediates and other industrial applications: A review. Enzyme and Microbial Technology, 2024, 180, 110483. DOI:10.1016/j.enzmictec.2024.110483.

重点介绍手性醇类医药中间体,并涉及绿色化学、酶固定化、反应器设计及规模化生产。

 

结语

西安瑞禧生物凭借其在医药中间体定制领域的深度积累,无论是结构新颖的候选化合物中间体,还是高难度的手性砌块,抑或是申报所需的杂质对照品,瑞禧生物均能以高质、高灵活性的定制服务,助力客户缩短研发周期,降低生产成本,加速新药上市进程。