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沙利度胺(一种安眠药,镇静剂,Thalidomide,也叫反应停)最早在1953年由诺华前身CIBA药厂在尝试开发抗生素时合成出来,并且在1957年在西德被用作非巴比妥酸类镇静催眠药。紧接着于1958年到1961年间,在欧洲,日本,加拿大上市。但是在1961年,Lenz和McBride发现该药会产生意想不到的先天畸形,造成了大的灾难。在1962年,该药被召回了。
但是该药物对于其他疾病的治疗效果也不断被挖掘,比如对于麻风病,类风湿性关节炎,肿瘤性疾病,艾滋病,多发性骨髓瘤,间皮瘤,节段性回肠炎,恶性肿瘤。在1998年,Celgene用Thalidomide治疗麻风结节性红斑(erythema nodosumleprosum ,ENL)被FDA批准。最近几年,沙利度胺已经被用来治疗多种疾病,包括麻风病,艾滋病,节段性回肠炎,风湿性关节炎,癌症等等。
虽然合成化合物I有多种方法,但都存在各种各样缺陷:收率低,条件苛刻,高温,繁琐纯化,使用有毒试剂或者溶剂,步骤太长。最后一步环合,使用了NaNH2/NH3/Fe(NO3)3, 高压,导致了低收率,反应时间长,生成各种副产物。从化合物III到I,收率只有19%。
经过改进,发展了路线2,两步即得到产物
第一步直接使用L-谷氨酸开酸酐环,进一步用乙酸铵关环制备脲,两步收率:56%
从而避免了中间体III和V的制备,两个两步都直接缩成了一步。
关于沙度利安的细节:
1. 大部分孕妇在怀孕6~8周后都会有妊娠反应。我们常说的食欲不振、喜酸都是妊娠反应,除此外还有头晕乏力、恶心呕吐等系列反应。她们在早起后第一感觉是恶心想吐,甚至有可能持续整天。“抑制妊娠反应” ,对于孕妇来说绝对是福音。沙利度胺的镇静作用能缓解妊娠反应,自然受到广大孕妇追捧。沙利度胺以“反应停”席卷全球,据说光是联邦德国一个月消费量就达到了一吨。但市场繁荣的背后,却是另一个惊天悲剧。1960年,欧洲地区的新生儿畸形比率异常升高。这些畸形婴儿没有臂与腿,或是手和脚连在身体,如同海豹的肢体,因此被称作“海豹畸形儿”。1年后,澳大利亚产科医生威廉·麦克布里德提出反应停是婴儿畸形的元凶!这个观点发表在《柳叶刀》杂志上,一石激起千层浪。麦克布里德所接生的产妇中,就有许多人产下海豹儿,而她们都服用过“反应停” 。与此同时,欧洲和加拿大也已经发现超过8000名海豹儿。病理学实验也证实了他的观点,沙利度胺对灵长类动物有很强的致畸性。格兰泰公司迅速收回了市场上所有产品,但1万多名海豹儿已经无法挽救。1961年,这种药物不再允许销售,而格兰泰公司始终拒绝承担责任。直到2012年8月13日,在德国施托尔贝格。格兰泰公司首席执行官为曾经的错误公开道歉,并制作了名为“生病的孩子”铜像。世人苦等50年换来这看似诚恳的道歉,最终也只能引来了一片骂声。
2010年一篇发表在《Science》上的论文,指出了沙利度胺的致畸机制。人体存在两种多肽CRBN和DDB1,能产生与四肢发育相关的信号分子。沙利度胺会与其直接或间接地结合,该蛋白因此失去了作用,导致四肢发育畸形。研究人员还以鸡和斑马鱼为模型,进行体内实验。果然,斑马鱼胸鳍和听囊发育异常,同时与四肢发育相关的信号分子表达显著下降。
2. 虽然当时欧洲许多国家都上市了这个药,但是当时美国却禁止了该药物上市。当反应停风靡全球时,为何在市场巨大的美国迟迟未上市?这要提到一个关键人物Dr. Frances Kelsey(凯尔西女士),时任美国食品和药品监督管理局(FDA)药物审查员。她在一项研究中看到沙利度胺有神经系统副作用,因此坚持要求厂商补充临床试验资料,面对多方压力始终没有妥协。正是她对原则的坚守使美国幸免了这场悲剧,凯尔西女士因此登上《华盛顿邮报》封面,并获得由肯尼迪总统亲自授予的“杰出联邦公民总统奖”。
接下来,在凯尔西女士的大力推动下,美国于 1962年10月通过了《柯弗瓦哈里斯修正案》(Kefauver Harris Amendment),该法案要求:新药上市前需向 FDA 证明产品的有效性和安全性,而在1938 年 ~ 1962 年间仅在药物安全基础上通过审批上市的 4000 多种药,仅需进行有效性实验否则不得继续销售。一系列新的条款为药品安全奠定重要基础,堪称药物监管史上里程碑式的法案。
3.沙利度胺的药理作用与不良反应的本质来源于它的两种旋光异构体 S(-), S(-) 发挥免疫抑制作用,同时与致畸有关。由于沙利度胺在体内代谢会自动生成消旋体,因此两种异构体的作用很难完全避免。
两种异构体的转化:
总结:
这篇文献很有意思,无论是从药的适应症还是合成本身,都体现了一些道理
1. 就算药物在一种适应症上折戟了,也不能代表它就无法在新的适应症上可能有其他很好的治疗效果。
2. 很多复杂的合成路线,我们如果多多思考,就会有新的突破。能不能把2步变成1步?3步变成1步?4步变成1步?好比文中直接使用L-谷氨酸开环,一步到位。醋酸铵直接关环,一步到位。当你在为你的保护基让路线work而感到异常高兴的时候,你的竞争对手或许已经开发出了不用保护基的路线,所以,永远不要停止对事物的探索,因为它永无止境。没有最好,只有更好。
只要进一步探索,就能推翻你原来的沾沾自喜,让你更上一层楼。
3. 祸兮福之所倚,福兮祸之所伏。塞翁失马,焉知非福。好和坏都是人为的主观念想,而实际上它们之间能否相互转化,取决于我们是否有足够的智慧去实现。
4.手性是自然界里面很神奇的东西,并不仅仅从化合物的角度去看。很多有不同手性的化合物,活性可能都是相反的。自然界也会因为手性而丰富多彩,所以研究的人,要充分意识到手性可能带来的各种物理,化学,生物差异。这个好比工艺的质量控制,对于风险把控很重要。如果能对各种杂质(可以把异构体当做杂质)进行研究,那么对化合物的认知,就会有大幅度提高,从而避免风险。
原始文献:
OPRD, 2019 APSP
DOI: 10.1021/acs.oprd.9b00122
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