Tubulysin類(lèi)天然產(chǎn)物是從粘細菌種分離出來(lái)的微管去穩定毒 性肽。由于該類(lèi)天然產(chǎn)物具有顯著(zhù)的細胞毒 性，藥物化學(xué)研究人員一直致力于研究該家族分子的結構-活性關(guān)系（SAR）和藥物開(kāi)發(fā)，特別是將該類(lèi)分子做為有效載荷用于新型抗體偶聯(lián)藥物（ADC）的開(kāi)發(fā)。為了使該類(lèi)分子在結構上更有利于A(yíng)DC藥物的開(kāi)發(fā)，研究人員成功設計簡(jiǎn)單、可擴展的靈活三肽1（圖1）。為了滿(mǎn)足三肽化合物1的應用需求，工藝研究人員最近對該化合物的制備工藝開(kāi)展了進(jìn)一步探索。
圖1 三肽1結構
如圖1所示，三肽1基本結構單元包括1個(gè)N-甲基-D-高脯氨酸（Mep），1個(gè)異亮氨酸（Ile）和1個(gè)管式纈氨酸（Tuv）。雖然Ellman、 Nicolaou、Wipf等諸多研究人員對該分子的合成進(jìn)行了大量的探索，但鮮有工藝路線(xiàn)適合其大規模制備。
圖2 三肽1的逆合成分析
為了更好的合成三肽1，研究人員首相對其進(jìn)行了逆合成分析。如圖2所示，研究人員首先根據Noyori不對稱(chēng)還原，將三肽1逆推至化合物酮2；酮2可以由化合物4通過(guò)選擇性氫硅烷化得到中間體3，然后3通過(guò)Tamao?Fleming氧化得到；片段4可以切斷為化合物5、6和可商業(yè)化購買(mǎi)的原料7。研究人員指出，從正向合成意義上來(lái)將，使用炔做為酮的替代物，可以別面強堿性和親核反應中產(chǎn)生過(guò)多副反應。
圖3 三肽1的合成
根據逆合成分析，研究人員對三肽1進(jìn)行了合成（圖3）。Mep-Ile片段10可以由D-高脯氨酸和異亮氨酸芐酯在EDAC/HOBt這一簡(jiǎn)單的條件下縮合后，再將二肽進(jìn)行Pd/C催化氫化反應，去除芐基，即可得到。需要指出的是，研究人員采用該保護和去保護策略，是為了減少中間體10在水洗后處理過(guò)程中的損失。
丙胺6的制備路線(xiàn)較短，以酸催化異丁醛（12）與(S)-Ellman輔劑13縮合，以PPTS/硫酸鈉為縮合劑，得到油性亞胺14，分離產(chǎn)率為89%。接著(zhù)，亞胺14與三異丙基硅基乙炔（TIPS-acetylene）在強堿n-BuLi條件下發(fā)生親核進(jìn)攻，得到的Li鹽化合物與溴丙烷反應即可得到中間體6。研究人員指出，這是一種非常高效、方便的單瓶、三組分耦合的反應策略，值得進(jìn)一步探討。首先，在最初C?C鍵形成過(guò)程中，需要甲苯/THF混合溶劑，因為使用甲苯作為唯一的反應溶劑會(huì )導致炔基化反應非常緩慢，而單獨使用THF會(huì )導致較低的非對映選擇性。其次，在N-丙基化反應中也觀(guān)察到類(lèi)似的明顯的溶劑效應：如果沒(méi)有添加過(guò)量的DMF，即使使用1-碘丙烷，也不能成功實(shí)現烷基化。在烷基化階段使用DMF的邏輯在于，DMF可以使混合溶劑極性增加，且能夠分解親核有機金屬低聚物，這兩種特性都有利于促進(jìn)雙分子親核取代反應。最后，使用原為生成的HCl脫除亞磺酰胺，得到鹽酸鹽6·HCl，分離收率為92%，e.r為99.5：0.5。
成功得到中間體10和中間體6后，研究人員對該中間體的縮合進(jìn)行了探索。正如預期，使用普通偶聯(lián)試劑如HATU、PyBrop和EDAC的初始嘗試沒(méi)有成功，目標酰胺15形成了不到3%。于是，研究人員嘗試了路易斯酸活化胺的條件，發(fā)現在Et2AlCl催化下，可以在保證極少消旋化（8:1）的前提下以75%的產(chǎn)率得到目標化合物15。接下來(lái)，中間體15脫去TIPS保護得到炔烴化合物16；化合物16與原料7偶聯(lián)得到化合物4；然后將炔烴轉化為酮羰基，即得到前體化合物2；最后，前體化合物2通過(guò)Noyori不對稱(chēng)還原即可得到目標產(chǎn)物1。
研究人員指出，優(yōu)化后的工藝，通過(guò)8步反應，僅一步需要色譜柱純化，總產(chǎn)率為22.4%，這些指標均優(yōu)于現有工藝路線(xiàn)。這為三肽1進(jìn)一步用于藥物開(kāi)發(fā)提供了強有力的保障！
參考文獻：
1. Stereoselective Synthesis of a Tubulysin Core for Antibody?Drug Conjugate Studies, Org. Process Res. Dev. 2022, 26, 2138?2144
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