Tubulysin類天然產物是從粘細菌種分離出來的微管去穩(wěn)定毒 性肽。由于該類天然產物具有顯著的細胞毒 性，藥物化學研究人員一直致力于研究該家族分子的結構-活性關系（SAR）和藥物開發(fā)，特別是將該類分子做為有效載荷用于新型抗體偶聯(lián)藥物（ADC）的開發(fā)。為了使該類分子在結構上更有利于ADC藥物的開發(fā)，研究人員成功設計簡單、可擴展的靈活三肽1（圖1）。為了滿足三肽化合物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展了進一步探索。
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N-甲基-D-高脯氨酸（Mep），1個異亮氨酸（Ile）和1個管式纈氨酸（Tuv）。雖然Ellman、 Nicolaou、Wipf等諸多研究人員對該分子的合成進行了大量的探索，但鮮有工藝路線適合其大規(guī)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行了逆合成分析。如圖2所示，研究人員首先根據Noyori不對稱還原，將三肽1逆推至化合物酮2；酮2可以由化合物4通過選擇性氫硅烷化得到中間體3，然后3通過Tamao?Fleming氧化得到；片段4可以切斷為化合物5、6和可商業(yè)化購買的原料7。研究人員指出，從正向合成意義上來將，使用炔做為酮的替代物，可以別面強堿性和親核反應中產生過多副反應。
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這一簡單的條件下縮合后，再將二肽進行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在水洗后處理過程中的損失。
丙胺6的制備路線較短，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，分離產率為89%。接著，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，值得進一步探討。首先，在最初C?C鍵形成過程中，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導致炔基化反應非常緩慢，而單獨使用THF會導致較低的非對映選擇性。其次，在N-丙基化反應中也觀察到類似的明顯的溶劑效應：如果沒有添加過量的DMF，即使使用1-碘丙烷，也不能成功實現(xiàn)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(xiàn)在Et2AlCl催化下，可以在保證極少消旋化（8:1）的前提下以75%的產率得到目標化合物15。接下來，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Noyori不對稱還原即可得到目標產物1。
研究人員指出，優(yōu)化后的工藝，通過8步反應，僅一步需要色譜柱純化，總產率為22.4%，這些指標均優(yōu)于現(xiàn)有工藝路線。這為三肽1進一步用于藥物開發(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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