PBRM，通用名为3-{[(16β,17β)-3-(2-bromoethyl)-17-hydroxyestra-1,3,5(10)-trien-16-yl]methyl}benzamide，是首个17β-羟基甾体脱氢酶1（17β-HSD1）不可逆抑制剂。研究发现，PBRM对乳腺癌和子宫内膜异位具有巨大的治疗潜力。因此，为了满足临床前及临床研发的需求，研究人员一直在致力于优化其合成工艺。最近，研究人员报道了该药物分子的第五代新型工艺，让笔者带大家一起来对比分析一下。

       图一 PBRM结构式

       PBRM的初始工艺及二代合成工艺如图二所示。其初始工艺（Route A）以市售的原料E1为初始原料，通过10步反应可以以7%的总收率得到毫克级产物。为了获得克级产物，研究人员随后开发了PBRM的二代工艺（Route B），并将反应步骤缩短至8步、总产率提升至17%。但该工艺仍然存在诸多不足，例如，中间体8溴代得到PBRM的反应中，由于酰胺键的干扰，产率不稳定、且难以溴代完全；此外，最终产品的分离纯化也存在问题。

       图二 PBRM一代（Route A）、二代（Route B）合成工艺

       考虑到以上问题，研究人员在PBRM三代工艺中使用氰基替代酰胺基团，从而避免Br代步骤酰胺键的干扰。该路线以97.6%的纯度单次实现了11.3g目标产物PBRM的合成。但该工艺仍然存在部分问题，比如，该工艺使用环氧开环获得醇10，该步骤产率不够稳定。

       图三 PBRM三代合成工艺

       为了解决PBRM三代合成工艺中存在的问题，研究人员在PBRM四代合成工艺中使用偶联的方法引入醇侧链，通过筛选最终找到了最佳偶联条件，即：potassium (2-benzyloxyethyl) trifluoroborate，PPh3，PdCl2，Cs2CO3，THF/H2O (9:1)，90 °C。通过该路线，研究人员仅用6步反应就拿到了目标产物PBRM。但该路线仍然存在一些难以克服的问题，例如，将中间体醇8溴代得到目标产物PBRM的一步反应会产生大量的三苯基氧磷副产物，该副产物很难清除，研究人员经过多方尝试也未得到很好的解决。研究人员指出，该路线至少存在以下几点问题需要解决：1.大部分反应需要使用硅胶过滤（5步）；2.催化氢化的步骤长达9天；3.溴代反应对中间8的两个羟基及酰胺的选择性不够高。

       图四 PBRM四代合成工艺

       介于此，研究人员在最近开发了PBRM的五代合成工艺。如图五所示，在第五代合成工艺中，对多步反应进行了纯化工艺探索，成功以高的纯度、无需硅胶柱层析或者硅胶过滤拿到了中间体7。在将中间体7催化氢化得到中间体8的一步中，研究人员使用Pd(OH)2/C替代Pd/C，成功使反应时间从9天缩短到了4天；此外，第五代工艺找到了一个高选择性的溴代条件，即：PPh3, tetrabutylammonium iodide (TBAI), 1,2-dibromoethane, 60 °C。

       图五 PBRM五代合成工艺

       最后，研究人员通过新开发的重结晶工艺，以99.7%的高纯度拿到了目标产物PBRM，并拿到了该药物分子的单晶结构。

       图六 PBRM五代工艺比较

       综上，五代工艺的比较如图六所示。通过改进，PBRM的合成工艺成功从10步缩短到了6步，并以17%的产率拿到了纯度95.1的产率，进一步重结晶后纯度可达99.7%；第五代工艺虽然较第四代工艺产率有所下降，但解决了第四代工艺中多步需要硅胶过滤或者柱层析的问题，而且在关键的溴代步骤中使用了选择性高的反应条件。最后，研究人员通过该工艺实现了PBRM单次6.9g合成，纯度高达99.7%。以上PBRM的五代工艺开发，可谓步步为营，每一代都有新的改进，是新药工艺开发中的一个典范，也为PBRM的后续开发提供了一定的保障。

       参考文献：

       1. Development of a Gram-Scale Synthesis of PBRM, an Irreversible Inhibitor of 17β-Hydroxysteroid Dehydrogenase Type 1，2019；

       2. Insight into the mode of action and selectivity of PBRM, a covalent steroidal inhibitor of 17b-hydroxysteroid dehydrogenase type 1，2017.

       作者简介：云天，药物化学博士，主要从事小分子药物研究，尤其擅长小分子药物的合成工艺及后期药物开发研究，已完成多个抗癌药物分子的合成和活性评估。