近日，凯莱英医药集团（股票代码：002821.SZ；以下简称“凯莱英”）在美国化学会学术期刊《Org. Process Res. Dev.》上刊发论文（Synthesis, optimization and large-scale preparation of low-dose CNS-penetrant BACE1 inhibitor LY3202626 via a [3+2] nitrone cycloaddition），介绍了阿尔兹海默症候补药物BACE1抑制剂（LY3202626）的工艺优化和大规模生产。该项成果由礼来公司（Eli Lilly and Company）和凯莱英项目工艺开发中心（Asymchem Project Process Development Center）共同研究完成。

据国际阿尔兹海默病联合会统计，目前全球至少有5000万人饱受该疾病痛苦，保守预估到2050年患病人数将增至1.5亿左右。我国的状况亦不容乐观，国内患者已达1000万人，是全球患者人数最多的国家之一。在治疗方面，虽然全球许多药企都针对AD不同致病机理开展了大量探索与试验，但整体失败率超五成，目前全球仅有6款药物上市，足以表明AD药物研发的艰巨性。而处于临床Ⅱ期的LY3202626的治疗机理是低剂量依赖性地降低血浆和脑脊液（CSF）中的Aβ40和Aβ42，相关临床研究进展顺利，或将成为AD药物研发“长征”的新起点。

阿尔兹海默病（Alzheimer’s Disease，AD）俗称“老年痴呆症”。研究表明，AD发病与患者脑组织β淀粉样蛋白(Aβ)水平密切相关，而BACE1（β-分泌酶，又名β-淀粉样前体蛋白裂解酶)被视为Aβ最重要的靶点之一，因此BACE1抑制剂成为备受业界关注的治疗或预防AD疾病的潜在药物。

通过早期先导化合物活性研究，礼来的研究人员发现LY3202626具有高效的BACE1酶抑制活性，因此极具临床治疗AD症的潜在应用价值。第一代合成路线（图1）从多取代的碘苯化合物4开始，经碘锂交换后再对Weinreb酰胺5进行加成，随后通过肟和碳碳双键的[3+2]环加成反应构筑[5,5]并环。胺基对异硫氰酸酯的加成引入硫脲结构，再通过Mitsunobu反应关环得到噻嗪环结构。目标分子中，关键的苯胺结构是通过Cu催化溴苯和叠氮化钠交叉偶联反应实现的，最终该路线能够获得毫克级的目标产品LY3202626。

图1. 第一代合成路线初步获得毫克级产品

然而由于该合成路线需使用剧毒叠氮化物，需经过丁基锂低温反应和Mitsunobu反应，且合成步骤长、柱层析次数多、总收率低，难以放大生产，因此有必要开发高效的合成路线，保证获得更大量的目标产品用于临床研究。

随后，研究人员开发的第二代合成路线（图2）利用苯环上F取代基对硝基化反应的定位效应，在F原子的对位成功引入硝基，避免了Cu催化叠氮偶联反应的使用；在关噻嗪环时，使用羰基二咪唑（CDI）活化羟基，从而避免了Mitsunobu反应的使用。该路线将反应的总步骤数（含非线性步骤）从26步缩短到12步，并且有效避免了柱层析分离纯化操作。

图2. 第二代合成路线百克级制备目标化合物LY3202626

为实现公斤级制备目标化合物，以推进临床研究的深入发展，研究人员对上述路线优化升级后设计出第三代合成工艺（图3）。

第三代合成工艺首先使用NBS对苯乙酮类化合物37的羰基进行邻位溴代，并通过亚硫酸氢钠水溶液处理的操作获得单溴代产物39。与第二代合成路线相比，该路线的亮点之一在于使用肟进行硝酮[3+2]环加成反应时，将反应温度从210 °C降至90°C，极大地改善了反应的可操作性，同时由于反应条件更加温和，反应的副产物也大大减少，最终收率由40%提高到75%。

第三代合成工艺中，苯环上F取代基对位的胺基则是通过CuI催化Buchwald类型的交叉偶联反应引入的，这一操作可避免使用剧毒叠氮化物，进行强酸硝基化反应，具有明显的优势。Pd/C氢化脱苄基时，会有副产物47和48生成，通过优化操作工艺可将氢化反应条件变为酸性，从而避免生成脱F的副产物47，而副产物48则可通过重结晶除去。在进行噻嗪环关环时精确控制BzNCS的用量，可避免因用量过多或过少而产生副产物。随后使用LiOH将苯甲酰基和乙酰基一锅法解离得到化合物50，再进行酰化反应，最终实现高效大规模制备目标产物LY3202626。

图3. 第三代合成路线公斤级制备目标化合物3（LY3202626）

值得一提的是，在如何得到光学纯产品的问题上，与前两代合成路线相比，第三代合成路线进展显著。第一代路线使用了昂贵的手性超临界流体色谱拆分法；第二代路线尝试手性羟胺进行环加成，但手性诱导效果不佳且后续进行N-O键断裂时存在更多问题，最终采用二对甲基苯甲酰酒石酸（L-DPTTA）进行包结拆分的方法，以38%收率、98%ee获得产物。而在第三代路线则使用更为廉价的D-扁桃酸对关环产物42进行拆分，能够以40%的收率、99.5%的ee值得到光学纯化合物，在几条不同路线中效率最高、成本最低。

LY3202626高效大规模制备的成功实现，为后续临床试验的顺利开展铺平道路，也为AD药物研发带来新的曙光。优化后的合成路线不仅减少了反应步骤，降低研发成本，同时也提高了反应安全性及目标产物收率及纯度，完美阐释了备受全球推崇的“绿色化学”理念，也体现了凯莱英对“更绿色、更安全、更可靠”工艺开发的卓越追求。

凯莱英作为一家全球领先的服务于新药研发和生产的CDMO一站式综合服务商，以解决病患所需为己任，依托持续的技术创新，为国内外大中型制药企业、生物技术公司提供高效和高质量的研发与生产服务。长期以来，公司与辉瑞、默沙东、BMS、艾伯维、礼来等全球制药巨头保持深度合作，并加速拓展与国内创新型制药企业的合作关系，助推全球创新药的临床研究与商业化应用。未来，凯莱英将继续与各大药企携手合作，以创新为核心驱动力，努力为全球患者带来更多健康福音。