霉菌逆袭!“药王”阿托伐他汀的合成!

心血管疾病作为全球范围内导致人类死亡的首要原因之一,其发病与血脂异常密切相关,尤其是低密度脂蛋白胆固醇水平的升高,会显著增加动脉粥样硬化、冠心病、心肌梗死等疾病的发生风险。在 20 世纪后半叶,随着人们生活方式的改变,高脂血症的发病率逐年攀升,对安全、高效的降脂药物需求愈发迫切。早期的降脂药物如胆汁酸螯合剂、烟酸类药物等,虽能在一定程度上降低血脂,但存在疗效有限、副作用明显(如胃肠道不适、皮肤潮红等)以及服药依从性差等问题,难以满足临床治疗需求。1976 年,日本科学家远藤章首次从青霉菌属真菌的培养液中发现了具有抑制胆固醇合成作用的化合物 —— 美伐他汀,开创了他汀类药物研发的新纪元。

在美伐他汀之后,辛伐他汀、普伐他汀等他汀类药物相继研发成功并应用于临床,但这些药物在降脂强度、药代动力学特性以及适用人群范围等方面仍存在不足[1]。为了进一步提升降脂效果、优化药物安全性和耐受性,辉瑞公司于 20 世纪 80 年代启动了新型他汀类药物的研发项目,阿托伐他汀便是其中的代表性成果。经过大量的临床前研究和临床试验,阿托伐他汀展现出了更强的降脂活性,能有效降低 LDL - C 水平达 40% - 60%,且在体内半衰期较长,每日一次服药即可维持稳定的血药浓度,患者依从性大幅提高。1996 年,阿托伐他汀首次在美国获批上市,商品名为 “立普妥”,凭借其卓越的疗效和良好的安全性,迅速成为全球降脂治疗领域的主导药物,也为后续他汀类药物的研发和应用奠定了坚实基础[3] 。

合成路线

阿托伐他汀的化学结构较为复杂,包含多个手性中心,其合成过程需要精确控制反应条件和立体选择性,目前已发展出多条成熟的合成路线,以下主要介绍其中具有代表性的几条:

一、以 2-(4 - 氟苯基)-2 - 溴 - 乙酸乙酯为起始原料

2-(4 - 氟苯基)-2 - 溴 - 乙酸乙酯与 3 - 氨基 - 1 - 丙醛缩乙二醇反应生成 α- 氨基酯。该化合物与叔丁酰氯反应后的产物脱酯与 3 - 苯基丙炔酰苯胺进行 3+2 环加成反应。再经过脱保护得中间体 2 阿托伐他汀醛,2 再与乙酰乙酸乙酯反应引进侧链,经过还原、水解等步骤,最后得到目标化合物阿托伐他汀。这是在 第一次报道的外消旋阿托伐他汀的合成路线,另外在 3+2 环加成过程中会形成异构体。[2]

二、以阿托伐他汀醛为起始原料

阿托伐他汀醛与 (S)-2 - 羟基 - 1,2,2 - 三苯基乙酸乙酯在锂铝氢的作用下不对称地引进了侧链生成化合物 (R)-5-【2-(4 - 氟苯)-5 - 异丙基 - 3 - 苯基 - 4-(苯氨甲酰)-1 - 吡咯】-3 - 羟基戊酸 -【(S)-2 - 羟基 - 1,2,2 - 三氟苯】- 乙酯。再经过还原等步骤最后形成有光学活性的阿托伐他汀内酯化合物。该反应的总收率为 84%[1]。该内酯化合物可在碱性水解条件下生成所得目标化合物阿托伐他汀钙。

发展前景

除了传统的降脂治疗,近年来大量的临床研究表明,阿托伐他汀还具有抗炎、抗氧化、稳定动脉粥样硬化斑块、改善血管内皮功能等非降脂相关的心血管保护作用,这些作用使其在心血管疾病的一级预防和二级预防中发挥着更为重要的作用。例如,在糖尿病患者、高血压患者、冠心病高危人群中,即使其 LDL - C 水平未显著升高,长期服用小剂量阿托伐他汀也能显著降低心血管事件如心肌梗死、脑卒中的发生风险。

此外,阿托伐他汀在其他疾病领域的应用也在不断探索中,如在慢性肾病患者中,可通过降低血脂、减轻肾脏炎症反应,延缓肾功能恶化;在阿兹海默症的研究中,有研究发现阿托伐他汀可能通过调节胆固醇代谢、抑制炎症反应等机制,对神经细胞具有一定的保护作用,但目前相关研究仍处于临床试验阶段,其疗效和安全性有待进一步验证。随着临床研究的不断深入,阿托伐他汀的临床应用领域将不断拓展,为更多疾病的治疗提供新的选择。

在未来的医药市场中,随着市场需求的不断增长、临床应用领域的不断拓展、制剂技术的不断创新以及生产工艺的持续优化,阿托伐他汀将继续在心血管疾病治疗领域发挥重要作用,为人类健康事业做出更大贡献。


参考文献

[1] 董亚琳,董卫华 他汀类药物的研究进展 [期刊论文]- 中国新药杂志 2003

[2] US4681893

[3] 方飞腾,李峻极 他汀类调血脂药 [期刊论文]- 现代实用医学 2001 (11)

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