Melatonin

酰胺是一类极其重要的有机分子, 广泛存在于天然产物、多肽、医药和精细化学品中, 同时也是多种化学合成产品的关键中间体, 是羰基和胺基化合物的重要来源, 包括复杂胺类和杂环类化合物[1-4]. 因此, 酰胺键的构建是有机合成实验室研究中最广泛的反应之一. 酰胺键形成的化学方法有多种(Scheme 1), 最简便的方法是羧酸与胺的直接热缩合反应(Scheme 1A), 但反应条件比较苛刻(通常温度要求>160 ℃), 以消耗能源实现脱水来构建酰胺键, 由此限制了底物手性结构和适应范围[5,7f]. 尽管在过去的二十年中, 以催化方法形成酰胺键的研究激增, 因其反应范围的限制或者不满足绿色化学的基本原则而没有被广泛应用[6]. 在有机合成中, 肽和蛋白质化合物的典型合成方法是使用偶联试剂(Scheme 1B). 这种方法尽管能广泛地适应于不同底物, 反应条件也温和, 反应收率也比较高, 但通常要消耗高于化学剂量的一种原料, 包括消耗化学计量相当的偶联试剂, 与当今提倡的“原子经济”原则不相符. 因此, 硼化合物催化、金属化合物催化(Scheme 1C)和酶催化等新催化方法, 包括水在内的绿色溶剂技术、物理及机械化强化等绿色酰胺化技术被开发, 以突出化学计量试剂的产出效率(包括反应产率和纯度)、安全性、成本和工艺实用性有关方面. 本综述旨在评估酰胺键合成领域的现状, 以及不同方法的优势与不足, 并对最近的发展进行展望. 1 催化酰胺化构建 鉴于羧酸与胺的直接热缩合反应条件的限制, 热缩合直接酰胺化已经不被用于工艺规模酰胺键的形成. 催化羧酸与胺直接酰胺化方法提供了降低反应能量需求和扩大底物范围的选择, 也是研究者们更倾向采用的方法. 根据原子经济性指标及可持续方面考虑, 硼基催化剂[7]和金属催化剂(主要第Ⅳ族)[8]的这些元素(B, Ti和Zr)相对丰富且成本低, 并且其化合物通常被认为是无毒的, 也允许作为药物中微量杂质存在. 1.1 硼基化合物催化酰胺化反应 硼酸是一种成本较低的大宗化学品, 作为酰胺化催化剂已经应用于大规模生产Verapamil[7a]. 其主要缺点是催化剂活性较低和复杂底物有限(如苯胺、杂环和氨基酸). 为此有研究者开发了多种硼基催化剂(图1). Yamamoto等[7b]首次报道了芳基硼酸催化剂催化酰胺键的形成, 而且3,4,5-三氟苯硼酸(TFPBA, f)活性最高, 催化羧酸和伯胺或仲胺生成酰胺, 产率达到92%~99%. 其回流时使用高沸点溶剂(甲苯或二甲苯)与分子筛, 促进脱水和催化剂的再生. 随后Whiting课题组[7c-⇓⇓f]对芳基硼化物催化反应的方法、理论机制、应用进行了系统的研究. 刘守信课题组[7g]发现在特定的条件下邻硝基苯硼酸(o-NPBA, h)与3,4,5-三氟苯硼酸(f)表现出相似的催化活性, 在温和条件下催化N-保护氨基酸与苄胺反应, 生成相应的酰胺28, 产率可达94%, ee>99%. 进一步研究还发现, h和邻甲基苯基硼酸(o-MPBA, i)组合, 可用于芳基-芳基、芳基-烷基和芳基-脂环等不同类型二肽化合物的催化合成. 此外, 5-甲基-2-碘苯硼酸(MIBA, j)可用于催化偶联保护的α-或者β-氨基酸来合成多肽[7h]. 事实上, 除芳基硼酸外, 硼酸及其酯类a~c等也可催化药物中相关酰胺键的形成, 包括苯胺、杂环化合物和氨基酸(包括未保护的氨基酸)等, 在反应性和底物范围方面提供了更多的选择[7i]. 需要指出的是, 所有硼基类催化酰胺反应中, 常常加入分子筛或共沸溶剂以除去反应中形成的水, 以提高反应效率. 因此, 替代现有除水方法还需进一步研究, 可以考虑与现有技术相结合(如纳米胶束技术[9]), 提高除水效率. 1.2 金属催化酰胺化反应 另一种催化构建酰胺键的方法是用过渡金属化合物为催化剂实现的. 这类反应的优点是反应条件温和、无需脱水剂. 从绿色化学角度出发, 目前最成功的催化剂是第(IV)族金属有机化合物或盐[6,8], 例如Cp2ZrCl2、ZrCl4和Ti(OiPr)4. Williams等[8a]首次报道了Cp2ZrCl2和ZrCl4是直接酰胺化的有效催化剂, 特别是苯胺与多种酸的缩合, 产率达到90%以上(图2). Adolfsson小组[8b⇓⇓⇓⇓-8g]利用ZrCl4催化合成了结构相对复杂的非甾体抗炎药吲哚美辛(Indomethacin)衍生物26, 而且锆催化酰胺化被证明容易放大到克级规模, 20 mmol苯硫基乙酸和24 mmol苯甲胺反应, 得到了99%产率的酰胺化产物19. 虽然商品化的Ti(OiPr)4也能催化氨基酸及其衍生物直接形成酰胺, 但催化活性较锆系列低, 也并没关于其与杂环或苯胺反应的报道. HfCp2Cl2[8d]催化剂可在常温下催化未活化羧酸(包括保护的氨基酸)与苯胺直接酰胺化反应, 高产率地得到一系列对应的酰胺. 2 酶催化构建酰胺键 众所周知酶催化的反应不仅具有较强的立体选择性和特异性, 而且可以避免使用化学计量和偶联试剂, 在手性胺和羧酸直接缩合时, 可近乎100%地保持原构型. 酶催化酰胺化不仅是一种绿色可持续形成酰胺的重要方法, 同时也越来越多地被应用于复杂药物分子的合成, 最典型实例是半合成β-内酰胺类抗生素. 2018年诺贝尔化学奖就授予了Arnold[10]等三位化学家, 以表彰他们在酶的定向进化及其在相关领域中所做的杰出贡献. 截至2023年2月, RetroBioCat数据库已包含有1 831种酶, 文献报道了共19 946个化学反应[11]. 脂肪酶是研究最多的酰胺键形成酶, 通常在水-有机混合溶液中既可用羧酸, 也可用酯为酰化剂以完成有机胺的酰化反应, 从有机溶剂相转移到水相的反应是实现这可持续性转化的关键. 水相中酶能够释放出最有效的催化能力, 催化酰胺化反应在温和条件下, 不需激活及保护/去保护即可发生反应, 比传统的有机合成更节约成本. Penicillin G酰化酶(Penicillin G Acylases, PGAs)[12]主要用于生产β-内酰胺类抗生素, 如青霉素和头孢菌素; 腈水合酶 (Nitrile Hydratases, NHase )[13]是合成烟酰胺、5-氰戊酰胺以及芳香酰胺化合物的水和酶; 除此之外, 还有N-乙酰转移酶(NATS)和三磷酸腺苷-依赖型(ATP-dependent)酰胺合成酶, 实例如Scheme 2所示. Contente小组[14]报道了来自Mycobacterium smegmatis的N-乙酰转移酶(MsAcT), 发现该酶在水相中可以成功催化多种脂肪胺和芳香胺的乙酰化反应(42~44), 并用于克级规模合成N-乙酰基-5-甲氧基色胺(Melatonin, 45). 该小组特别将MsAcT催化活性部位的丝氨酸残基突变为半胱氨酸, 获得突变体S11C MsAcT, 进而与硫酯相结合生成对应中间体, 将一系列仲胺乙酰化形成对应的酰胺化合物46~49(图3). ATP-dependent酶利用三磷酸腺苷(ATP)激活羧酸底物, 通过形成高活性的酰基磷酸中间体, 进而与胺作用形成酰胺键[15]. ATP-dependent羧酸还原酶CARs[15a]具有相对较大的疏水活性位点, 可用多种类型的羧酸与伯胺、仲胺反应成相应的酰胺. 来自Mycobacterium mari- num的羧酸还原酶CARsr-A的催化酰胺化反应, 可获得单酰化产物[15b], 并用于一系列药物和药物前体的合成, 例如抗帕金森剂lazabemide 50, 氨基醇与脂肪酸的酰胺化反应. 从耐高温海洋放线菌(Marinactinospora thermotolerans)中分离的McbA已被证明能催化β-carboline衍生羧酸与脂肪族或者芳香族伯胺偶联得到对应酰胺, 转化率达到99%以上, 并小规模合成药物吗氯贝胺(Moclobemide, 51)[15c]. 近年来, 人们发现了另一系列酰胺合成酶, 如冠状酸连接酶(Coronafacic acid ligase, CfaL)[15d], 其对脂肪酸和芳香酸具有很强的选择性. 该酶具有优异的对映选择性, 能够催化羧酸底物与天然或者非天然α-氨基酸偶联, 合成了多种与药物相关的酰胺52. 酶催化构建酰胺键是实现绿色化学的最佳解决方案之一, 也已被证明在大规模合成药物的效率和可持续性方面具有很强的竞争力. 总而言之, 与传统化学法相比, 催化酰胺化在反应中产生更少的废弃物、而且更有效、可持续. 这些方法的重要性不仅从科学的角度拓展了酰胺键构建的新途径, 而且有些已经转化为有效的绿色工业生产技术和工艺. 3 肽结构中酰胺键的构建方法 肽是生物系统的基本组成部分, 具有调节生物功能的重要作用[16]. 其所具有的独特结构和生物活性, 在治疗药物、靶向制剂、药物载体及诊断试剂的开发中发挥着关键作用[17⇓⇓-20], 如抗新型冠状病毒肺炎(COVID-19)治疗剂(Carrimycin)[21]与疫苗(CPMV)的研究和开发[22]. 仅在2022年经美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市的药物中, 多肽药物占比就达到了15%[23]. 肽的结构是若干种氨基酸通过酰胺键构建的, 但氨基酸有其特殊的性质, 通用的构建酰胺键的方法不完全适宜于肽的合成. 近年来, 绿色合成技术不断被开发, 并应用于药物生产[24], 如酶催化应用于小分子药物的生产[25-26]. 但绝大多数小分子肽类药物则是通过化学合成方法生产的[27-28], 尤其是含有非天然氨基酸或特定结构的多肽类药物. 尽管绿色合成的意义已经得到了广泛的认可, 但在多肽类化合物制备方面仍然具有挑战. 3.1 多肽合成的绿色方法 依据文献, 将多肽绿色合成概要地分为两个方面: 一是水在内的绿色溶剂方面, 二是应用绿色缩合剂方面. 以降低生产成本, 减少有毒、有害溶剂和缩合试剂的使用. 3.1.1 水相中肽键的构建 水作为反应媒介是最为清洁的一种绿色体系, 是传统有机溶剂非常理想的替代品. 由于众所周知的有机物在水中溶解性不良的原因, 限制了其在多肽合成领域中的应用. 近来, 研究者[29]设计了一种两亲性的氨基保护基, 如2-(4-磺基苯磺酰基)乙氧甲酰基(Sps)、2-[苯基(甲基)磺基]乙氧甲酰基(Pms)和2-乙磺酰乙氧甲酰基(Esc)等(图4), 用在保护氨基的同时, 增大氨基酸在水中的溶解性, 以实现水相中完成多肽的合成. 其中Sps保护基具有良好的稳定性和较强的紫外吸收, 在碱性条件下很容易除去; 如在脑啡肽类似物Leu-enkephalin amide 53的合成中, 用Sps保护的氨基酸在50%乙醇水溶液条件下在树脂Rink amide-TentaGel上合成了该化合物, 总收率达58%(图5). 类似的水溶性保护基[30a]还有1,1-二氧氧基苯并[b]噻吩-2-甲氧基羰基(Bsmoc), 2-(叔丁基磺酰基)-2-丙基氧基羰基(Bspoc)和1,1-二氧氧基萘并[1,2-b]噻吩-2-甲氧基羰基(α-Nsmoc). 除此之外, 尚有其他一些水溶性保护基, 如2,7-二磺基-9-芴基甲氧羰基(Smoc)[30b], 已成功用于水相条件下的固相多肽合成. 在水性介质中, 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC•HCl)具有高溶解度和高催化效率, 常用作酰胺与伯胺键合的羧基活化剂. N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)可以与EDC活化的羧基形成稳定的酯中间体, 使EDC介导的偶联反应效率得到提高. 目前, EDC/NHS缩合体系广泛用于水相中酰胺键的构建, 并在Biacore等仪器中得到广泛应用[31]. 3.1.2 其它绿色溶剂的应用 溶剂对化学反应的顺利实施和产物的分离纯化都是十分重要的要素. 在制药和精细化工领域, 溶剂在化学反应中占比高达80%~90%, 在酰胺键的合成反应中也如此. 因此, 在绿色制造的大环境下, 开发和应用易于生物降解、低毒、环保, 且适合于化学合成的绿色溶剂显得非常重要. Denis Prat小组[32]依据环境健康与安全(EHS)评价、生命周期评价(LCA)方法, 将有机溶剂分为四大类, 即第I类推荐使用类、第II类限制使用类、第III类存在危险类和第IV类高度危险. 其中第II类溶剂可用于千克级规模研究或生产[33], 但需要对废液进行控制; 第III类溶剂在放大过程中的使用有严格规定; 而且即使在实验室, 也要避免使用高度危险的第IV类溶剂. 著名制药企业辉瑞(Pfizer)、赛诺菲(Sanofi)和阿斯利康(AstraZeneca)等都相继发布了一些关于绿色溶剂的使用指南[34]. Allan小组[35]分别评价了几种常用的酰胺化反应绿色溶剂, 如叔丁基甲醚(TBME)、环戊基甲醚(CPME)、碳酸二甲酯(DMC)、乙酸乙酯(EtOAc)、异丙醇(IPA)和2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF, 图6), 将它们分别与二氯甲烷(CH2Cl2)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)进行比较. 这些绿色溶剂分别应用于四种类型的酰胺键形成反应(芳基羧酸-芳基胺、芳基羧酸-烷基胺、烷基羧酸-芳基胺、烷基羧酸-芳基胺), 并与常见的偶联试剂, 如HATU (O- (7-氮杂苯并三唑-1-)-N,N,N,N'-四甲基脲六氟磷酸酯)、DIC (N,N-二异丙基碳二亚胺)/HOBt (1-羟基苯并三唑)、 PyBOP (1H-苯并三唑-1-基氧三吡咯烷基六氟磷酸盐)、COMU ((1-氰基-2-乙氧基-2-氧亚乙基氨基氧)二甲氨基-吗啉基-碳鎓六氟磷酸盐)、T3P(丙基膦酸环酐)分别组合形成反应体系来评估其反应效率(Scheme 3). 研究结果显示DMC、EtOAc和2-MeTHF三种绿色溶剂适用于所有反应, 87%反应在4 h内转化率达到100%, 其中38%反应在1 h内完成100%转化率, 它们与使用DCM和DMF的反应效果相同. 对于芳基羧酸-烷基胺反应, 以DMC和EtOAc作为溶剂, 产物转化率在1 h内可达100%, 而用DCM和DMF则需要更长的时间完成. 此外, 溶剂DMC、EtOAc或2-MeTHF的沸点和水溶性相较于DMF低, 可以简化后处理过程. 因此, 在此类酰胺键的形成反应中, DMC、EtOAc和2-MeTHF是替代CH2Cl2/DMF的最理想溶剂. Fernando小组[36]在多肽的液相或固相合成中, 使用混合溶剂体系THF/MeCN来代替DMF, 以DIC/[HOAT (1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑)、HOBt、Oxyma和Oxyma-B]作为复合缩合试剂, 分别完成了大位阻的五肽化合物Aib-Enkephalin与十肽化合物Aib-ACP 55的合成(图5). 该小组进一步研究显示, 在绿色溶剂2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)或环戊基甲基醚(CPME)中, 与复合缩合剂体系DIC/(HOBt、HOAT、Oxyma Pure、Oxyma-B、K-Oxyma), 在树脂PS(聚苯乙烯)和PEG(聚乙二醇)上完成了五肽化合物Aib-Enkephalin 54的合成, 纯度高达97.0% (PS)和81.9% (PEG); 同时用绿色溶剂γ-戊内酯(GVL)和N-甲酰基吗啉(NFM)(图6)在载体树脂ChemMatrix上成功完成了大位阻十肽化合物Aib-ACP 55的合成. 近年来, 有一类环状碳酸酯[37]由于其无毒、可生物降解, 焚烧后不产生NOx或SOx等特点, 引起了研究人员的关注, 如碳酸丙烯酯(PC)和碳酸乙酯(EC). 而且这两种溶剂已成功用于链状八肽Bradykinin A 56的固相合成, 产物纯度与在DMF溶剂体系中相当(DMF: 77%, PC: 79%). 因此, PC和EC被认为是极具潜力的极性非质子溶剂, 且无消旋化和副反应发生. 甲基吡咯烷酮的同系物N-丁基吡咯烷酮(NBP)[38]和N-辛基吡咯烷酮(NOP)也是一类性能良好的绿色溶剂, 不仅用于奥曲肽(Octreotide)的大规模化固相环化, 而且也成功地应用于链状八肽Octreotide 57的合成, 粗产物纯度达80%. 一种由纤维素转化而来的二氢左旋葡萄糖酮(Cyrene)[39,40], 亦被用来代替DMF或者NMP, 在液相实现了多种肽的合成, 如图7所示化合物59~67, 产率可达63%~100%. 3.1.3 绿色试剂的应用 在氨基酸参与的酰胺构建途径中, 经常使用9-芴基甲氧基羰基(Fmoc)保护氨基的策略. 在进一步脱除其保护基时, 经典的方法是以哌啶为碱来实现的. 然而, 哌啶是一种潜在的致癌物质. 为避免其使用, 根据文献报道的绿色溶剂或试剂使用指南[41], 用哌嗪(piperazine)或4-甲基六氢吡啶(4-Methylpiperidine)及其衍生物(图8)作为替代品, 在绿色溶剂2-MeTHF、GVL, 或者二元溶剂体系苯甲醚-碳酸二甲酯(V∶V=7∶3)、MeCN/EtOAc (V∶V=1∶1)、NBP/EtOAc (V∶V=1∶1)、DMSO/ EtOAc (V∶V=1∶9)中, 可有效地脱除Fmoc保护基[42⇓⇓-45]. 例如, 2%哌嗪和5% 1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)联合使用, 不仅可减少碱的浓度, 也可有效缩短去保护时间. Cabri小组[45]报道了用3-二乙胺基丙胺(DEAPA)有效脱除Fmoc基团的研究, 他们在10% DEAPA的反应条件下, 在NOP或者NOP/DMC溶剂中, 完成了Aib-Enkephalin 54的全合成, 产物纯度达到98.5% (DMF: 20%吡啶, 产物纯度为97.8%). 多肽合成中, 为了避免外消旋化, 常采用两种以上缩合剂协同完成反应, 如鏻鎓盐类、脲盐类或碳二亚胺类与HOBt、HOAt或6-Cl-HOBt形成的复合体系, 其中HATU、PyBOP和PyAOP[(7-氮杂苯并三唑-1-氧)三吡咯磷六氟磷酸盐](图9)应用最为广泛[46]. 为了降低苯并三氮类(HOBt)缩合剂在大规模使用过程中存在爆炸风险[47], 一种新型缩合剂2-氰基-2-(羟基亚氨基)乙酸乙酯(Oxyma)[48]可以代替HOBT或HOAT与碳二亚胺类联合使用, 而且在抑制外消旋化和偶联效率等方面要明显优于HOBt、HOAt. 基于Oxyma结构衍生出一系列类似物[49], 如Oxyma-B、K-Oxyma和COMU(图9), 同样具有良好的活化能力、反应性质稳定、副产物毒性小、易于处理的特点, 因此是一类绿色环保的缩合试剂. 与传统的苯并三氮唑类化合物相比, COMU具有效率高、抑制消旋化、溶解性好、副产物水溶性好等优点; 由于COMU的潜在爆炸风险低, 因而被列为最环保的缩合剂之一, 而且其在含N-甲基化氨基酸的多肽合成中广为应用; 但是COMU在溶剂DMF中不稳定, 限制了它的应用范围. 最新一项研究显示, COMU作为偶联试剂在绿色溶剂γ-戊内酯(GVL)中分别全合成了十肽Aib-ACP 55和JR decapeptide 58[49b]. 丙基膦酸环酐(T3P)是一种环状有机膦酸酐类缩合剂[50](Scheme 4), 具有毒性低、易制备、性质稳定、溶解性好和抑制消旋化的特点, 特别是其反应副产物(烷基膦酸衍生物)易溶于水, 已被广泛应用于液相多肽的合成. Fernando小组[51]将T3P应用于固相多肽合成偶联步骤中, 全合成了五肽H-Tyr-Ile-Gly-Phe-Leu-NH2 59, 产率达97%以上. 3.1.4 合成长肽或蛋白的方法 Native chemical ligation (NCL)[52⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-60]在C-硫酯肽与N-半胱氨酸肽之间, 通过分子内酰基转移得到含Cys(半胱氨酸)片段化合物. 通过这种方式可将无保护的肽片段连接, 使合成长肽和蛋白质成为可能. NCL已成为蛋白质全合成、半合成和修饰的重要方法, 但是在适用性方面受到限制, 例如由于硫酯对哌啶比较敏感, 使Fmoc-SPPS制备肽硫酯仍是一项挑战. 刘磊课题组[52b-52d]发展了基于酰肼的多肽片段连接方法, 即在C-末端肽酰肼和N-半胱氨酸肽之间的化学选择性反应, 以形成肽键. 此方法不仅可以适用于Boc-或Fmoc-SPPS的制备, 还可以用于未保护的肽片段的重组, 在蛋白质合成中得到广泛应用. 片段偶联在水相中进行, 被广泛用于可溶性多肽的合成. 尽管这一方法应用有限, 但是可以通过添加有机助溶剂或相转移催化剂[53], 或者借助离子液体来改善反应[54], 以提高合成效率. 如使用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐([C2mim][OAc])[54], 合成肽序列Influenza B proton channel (MB2), 收率可达80%~95%. 此外, Traceless Staudinger Ligation (TSL), Ser/Thr Ligation (STL), Ketoacidhydroxylamine ligation (KAHA)方法, 均应用于长肽药物或蛋白的合成[55]. 3.2 物理强化多肽合成技术 3.2.1 球磨法 球磨法(Ball-milling)[56](Scheme 5a)是借助机械强化反应物之间的有效碰撞推动反应发生的一种新技术, 可在无溶剂或有溶剂条件下进行, 也可应用于短肽的合成. 以氨基酸-N-羧基内酸酐(NCA)衍生物为原料, 在无溶剂条件下合成三肽阿斯巴甜(Aspartame, 60), 产率为84%; 在少量混合溶剂如EtOAC和GVL条件下, 合成Leu-enke- phalin 53, 总收率达到46％; 若用EDC/Oxyma缩合体系, 在绿色溶剂EtOAc条件下转化率达93%. 最近有报道通过四肽H-Val-Val-Ile-Ala-OH (VVIA, 61)的合成来评价球磨法与传统的合成方法(溶液多肽合成SPS和固相多肽合成SPPS), 结果如图10所示, 球磨法的产率(59%)和纯度(96%)皆为最优, 对长肽的合成效果较好. 考虑对环境的影响, SPPS合成肽过程中产生的废弃物可能是球磨法的7到1000倍. 因此, 综合考虑, 球磨法优于SPS和SPPS两种方法, 但是球磨法技术也存在一定局限性. 3.2.2 挤压法 Lamaty小组[57]报道了一种适用于工业合成肽的方法挤压法(Reactive Extrusion Method) (Scheme 5b), 该方法是一种无致癌物、无毒性、快速、高效且无异构化的工业合成方法, 已成功利用N-羟基丁二酰亚胺(NHS)活化Boc保护的氨基酸, 实现了克级规模合成二肽或三肽, 制备了Aspartame 60, 产率为81%. Juaristi小组[58]报道了一种用N-保护氨基酸与氨基酸甲酯盐酸盐缩合, 无溶剂机械构建二肽的方法. 用Mg-Al水滑石(HT-S)矿物质作为绿色活化剂, 经过煅烧和重组代替常用毒性或腐蚀性碱(如NEt3, iPr2NEt和NaOH)作为激活酰胺化反应中的异质碱基, 联合HOBT和EDC缩合试剂, 制备各种α,α-和α,β-二肽, 如N-Boc- Leu-Ala, N-Boc-β-Ala-Phe和N-Boc-β-Ala-Leu, 产率达89%. 这种方法反应时间短, 试剂材料廉价, 易处理, 并且水滑石活化剂可回收活化, 重复使用. 然而, 这种方法尚未成熟, 仍处于早期研究阶段. 3.2.3 连续流技术合成肽 流动化学因其快速传热, 减少了能源使用和反应时间, 从而降低对整体环境的影响, 是一种绿色方法(Scheme 5c)[59⇓-61]. Fuse小组[60]合成肽是使用连续流动微反应器(反应体积小和混合均匀), 利用酸酐(如NCA)活化的氨基酸, 在微反应器数秒内进行酰胺键偶联反应, 并且有效地抑制消旋化. 例如, 在MeCN流动相中, 使用三光气将羧酸活化为不对称酸酐(NCA), 与保护的氨基酸在DMF溶液中缩合, 得到高收率的二肽和四肽62~68(图11), 以及天然抗HIV(人类免疫缺陷病毒)多肽feglymycin 82. 在MeCN溶液流动中, 用氯甲酸异丁酯(ClCO2iBu)将羧酸活化为混合酸酐(NCAS), 与未保护的氨基酸缩合, 也得到高收率的二肽69~75. Jolley小组[61]开发了具有剪切混合、连续添加固体和自动控制pH值的连续搅拌反应器系统(CSTR), 在硼酸盐缓冲液(pH=10.2)中合成二肽和三肽76~81, 转化率可达60%~85%. 3.2.4 可见光辅助的多肽合成 近年来, 对可见光催化不同反应类型进行了广泛的研究, 也实现了通常经典反应条件下不能完成的化学转化, 光催化酰胺键的构建也取得了一些进展. Alex小组[62]报道了一种太阳光辅助的合成二肽或者三肽的方法, 所用试剂相对温和, 反应时间短, 不发生异构化反应, 产率达80%以上, 即使在克级水平上效果也很好(Scheme 6). 这种光辅助构建酰胺键的方法应用于复杂药物化合物的合成还未见报道, 需要扩大底物范围进行研究. 4 结论与展望 酰胺键的构建仍然是最常用的反应之一. 由于形成酰胺键的传统化学方法通常依赖于危险的试剂和偶联剂, 几十年来, 科学家们致力于开发研究更高效、更环保、可持续的方法. 虽然现阶段尚缺乏, 并无一种绿色合成方法可满足所有类型酰胺键反应所需, 但是在形成酰胺键的过程中, 尤其多肽药物生产中, 对环境友好的方法需求变得至关重要. 与传统化学法相比, 直接酰胺化在反应过程中产生更少的废物, 更有效、可持续. 硼基和第(IV)族金属盐催化剂常用于小分子酰胺化合物的制备. 水相中酶催化构建酰胺备受追捧, 合成与制药和精细化工相关的重要化合物. 在多肽合成中, 化学法仍然是生产药物肽的首选方法, 可以合成不同类型肽, 包括复杂或环状肽化合物. 尽管GCIPR(绿色化学研究所制药圆桌会议)已经定义了几种绿色试剂, 与常用的危险试剂性能相当, 甚至有所改善, 但仍然是一个值得广泛研究的领域. 水是最绿色的试剂, 是传统有机溶剂的非常理想的替代品, 使用两亲性的氨基保护基增强氨基酸的水溶性, 因此, 开发能够促进氨基酸溶于水的侧链保护基团也是研究绿色合成方法的重要领域之一. 物理强化多肽合成技术可以对反应过程中的每个步骤完全可控, 从而可以降低成本, 缩短反应时间, 促使反应更快. 开发设计绿色高效的多肽合成新技术也是需要关注的领域. 本文综述了现有的常用的绿色高效合成酰胺键方法, 希望对致力于多肽合成的研究者们有所帮助.

TEL AVIV, Israel, March 26, 2025 /PRNewswire/ -- Neurim Pharmaceuticals ("Neurim") announces that the European Commission has approved the extension of the indication to include the treatment of insomnia in children with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). The European Commission decision followed the recommendation of the Committee for Medicinal Products for Human Use (CHMP) of the European Medicines Agency (EMA) in January 2025. Slenyto® is a child-appropriate prolonged release melatonin formulation that was first approved in the EU in 2018 for the treatment of insomnia in children with autism spectrum disorder (ASD) and/ or Smith-Magenis Syndrome. In 2024, the indication was extended to neurogenetic disorders (NGDs). Slenyto® is the only authorised medication for insomnia in these disorders. The adopted wording for the newly extended indication is: "Slenyto® is indicated for the treatment of insomnia: In children and adolescents aged 2-18 with autism spectrum disorder (ASD) and / or neurogenetic disorders with aberrant diurnal melatonin secretion and /or nocturnal awakenings, where sleep hygiene measures have been insufficient In children and adolescents aged 6-17 years with attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) where sleep hygiene measures have been insufficient "We recognise there is significant unmet need and high demand for addressing sleep maintenance and duration as well as sleep initiation difficulties of children with ADHD, who suffer from impaired sleep. The European Commission (EC) granted marketing authorization (MA) of Slenyto® for insomnia in children with ADHD is a major move to satisfy this need." says Prof. Nava Zisapel, CEO of Neurim Pharmaceuticals. Prof. Carmen Schroder, MD, PhD, France, and Prof. Oliviero Bruni, MD, PhD, Italy, comment: " Slenyto® is a prolonged-release formulation of melatonin that delivers melatonin over the course of the night, mimicking the endogenous release profile in healthy subjects. Therefore, Slenyto® has the potential to treat the pathophysiology of insomnia in the population of children with neurodevelopmental disorders, among which ADHD, improving sleep latency, sleep continuity and total nighttime sleep duration, in particular in those who do not produce sufficient endogenous melatonin. Slenyto® has been specifically formulated for use in children and has a favorable safety profile. Subsequent improvements in child behavior (mainly due to longer uninterrupted sleep), parent satisfaction and quality of life (mainly affected by the child's behavior) are expected. The treatment will address a significant need in the medical management of many children and adolescents with ADHD". ATTENTION DEFICIT HYPERACTIVITY DISORDER (ADHD) Sleep impairment is a common comorbidity in ADHD, with up to 70% of children reported to experience disrupted sleep, starting at an early age. Sleep duration and the number of nighttime awakenings in children with ADHD differ from those of typically developing children from a very young age – often before formal ADHD diagnosis. Co-occurring sleep problems in children with ADHD have been shown to predict more severe core symptoms, exacerbate daytime sleepiness, and reduce quality of life in both patients and caregivers. Current practices recommend parent-directed behavioral sleep interventions as first-line treatment for pediatric insomnia in ADHD. Slenyto® is a unique pharmacological treatment for insomnia in children and adolescents with ADHD that would address not only sleep initiation but also sleep maintenance and sleep duration disorders. ABOUT SLENYTO ® Slenyto® is an age-appropriate prolonged-release formulation of melatonin, a hormone involved in the regulation of the circadian clock and sleep. The mini-tablet's innovative formulation was specifically designed to facilitate ease of swallowing without resistance in pediatric ASD, NGD and ADHD populations, in response to the unmet need in the field of paediatric insomnia. Slenyto® delivers melatonin over the night to mimic the endogenous melatonin release profile in healthy subjects. In Phase III study in ASD and SMS children and adolescents, with and without ADHD, Slenyto® improved sleep latency, sleep continuity, and total nighttime sleep duration. The positive effect on sleep maintenance and duration was associated with an improvement in externalizing behavior, which correlated with improvement in parents' well-being. Analysis of Slenyto effect on the primary endpoint, total sleep time, demonstrated the same level of improvement in participants with and without ADHD comorbidity. The mechanism of action of Slenyto® on sleep latency, sleep maintenance and total sleep time is independent of the background disorder. Therefore, any patient with a neurodevelopmental disorder with sleep disturbances associated with aberrant diurnal melatonin secretion patterns and/or insufficient nighttime melatonin secretion will benefit from Slenyto®. ABOUT NEURIM PHARMACEUTICALS Neurim Pharmaceuticals Ltd. () is a neuroscience drug discovery and development company. Its first approved drug, CIRCADIN®, is approved for patients over the age of 55 who are suffering from insomnia and is commercially available in 45 countries around the world. Neurim has a strong and innovative product pipeline targeting central nervous system (CNS) disorders. Contact: Guy Manor, VP Commercial Operations, [email protected] WANT YOUR COMPANY'S NEWS FEATURED ON PRNEWSWIRE.COM? 440k+ Newsrooms & Influencers 9k+ Digital Media Outlets 270k+ Journalists Opted In GET STARTED