近十一年核心药效骨架包括、、、、、喹啉、吗啉等杂环。其中,吗啉凭借均衡的亲水/脂溶特性,成为先导优化的 “万能工具片段”。基于 2013-2025 十二年间 FDA 获批含吗啉环的 16 个小分子药物,从合成路线、临床分类等方面解析吗啉环的药物开发价值。
DOI: 10.1055/a-2547-8990
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。当药物先导物的亲水性和氢键结合能力受到质疑时,吗啉是首选。代表药物有 吉非替尼(EGFR 抑制剂)、利奈唑胺(抗生素)和左氧氟沙星(抗生素)。
作为生物等排体
吗啉可替换多种经典结构,在保留核心药效的前提下优化药物性质。
替换疏水脂肪胺(吉非替尼):显著提升水溶性与口服吸收,优化药代动力学;
替换四氢呋喃 THF(阿莫罗芬):增强与真菌合成酶的结合能力,抗真菌活性提升,代谢稳定性增强;
替换芳香环(米那普仑):平衡水溶性与血脑屏障穿透能力,中枢药物脑部渗透效率提升,保留原有活性。
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合成路线汇总
环氧类合成子路线
环氧化物是构建吗啉最常用原料,与1,2-二胺、2-氨基乙醇,在 Pd 金属催化下直接生成各类取代吗啉。
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通过 NBS 溴鎓离子活化环氧开环,氨基捕获中间体后碱促闭环,分步构建多取代吗啉。
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二乙醇胺还原胺化-脱水
二乙醇胺的还原胺化,然后脱水,形成吗啉,是制备无取代母核吗啉最简单、低成本工艺,仅两步反应,适合大规模工业生产。
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多组分一锅反应
多组分串联反应,α-卤代羰基化合物、异腈、叠氮三甲基硅、氨基醇同步投料,一步反应生成吗啉-四唑复合骨架,快速构建复杂杂环先导化合物。
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氮杂环丙烷开环环化
过硫酸铵作为自由基引发剂使氮杂环丙烷开环,与卤代醇反应,专一性生成 2,3 位双取代吗啉,位点修饰可控性强。
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氨基醇和酰氯还原环化
1,2-氨基乙醇与氯乙酰氯先环合生成酮基吗啉,再经还原得到饱和取代吗啉,操作条件温和。
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新型绿色放大工艺
光催化连续流耦合硅胺试剂、铁盐催化脂肪醚复分解反应,均通过 C(sp 3 )-O 键复分解形成氧鎓中间体闭环,可连续化生产,适配新药工艺开发,避免重金属污染。
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16 款 FDA 获批含吗啉药物
2013-2025 年十二年间 FDA 获批含吗啉药物共 16 款,其中抗癌药物占 50%。
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覆盖靶点与适应症
靶点包含 ALK、PI3K、JAK1/JAK2、FGFR、FLT3、Hedgehog 信号通路、EZH2。对应疾病涵盖间变性淋巴瘤、B 细胞淋巴瘤、骨髓纤维化、胆管癌、急性髓系白血病、基底细胞癌、上皮样肉瘤。
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共性药代特征
绝大多数经 CYP3A4 酶代谢,普遍具备较长半衰期,临床剂型以口服片剂、胶囊为主。
代表药物
Lazertinib:口服有效、能透过血脑屏障的第三代 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂,可用作ABCB1/ABCG2 抑制剂及 TRPA1 激活剂。
Landiolol :高选择性的超短效 β1 肾上腺素受体竞争性抑制剂, 特异性阻断心脏 β1 受体,降低心率和心肌耗氧量。
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Alectinib:具有口服活性的选择性 ALK 抑制剂,同时具有有效的中枢神经系统 (CNS) 渗透能力;
Copanlisib:具有ATP 竞争性的泛 I 类 PI3K 抑制剂。
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Momelotinib:ATP 竞争性的 JAK1/JAK2 抑制剂;
Tazemetostat:具有口服活性的 EZH2 抑制剂,抑制含有 PRC2 复合体的野生型 EZH2 的活性。
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Pemigatinib:具有口服活性的,选择性 FGFR 抑制剂,有用于胆管癌的潜力;
Quizartinib:具有口服活性、强效且高选择性的 FLT3 抑制剂,可抑制突变型 FLT3、PDGFRA 及 KIT 亚型的激酶活性,并抑制自磷酸化过程;
Sonidegib:选择性 Smo 拮抗剂。
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其余 7 大类非抗癌药物
非抗癌药物化学结构,每类占整体 7%,仅抗病毒药占 8%,覆盖感染、呼吸、皮肤、儿童精神、罕见寄生虫病全领域。
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具体药物
巴洛沙韦马波西尔:抑制病毒 mRNA 合成关键内切酶,阻断流感复制;
非那沙星:耳部外用抗菌药,抑制细菌 II 型拓扑异构酶、DNA 旋转酶,阻断细菌 DNA 复制与修复;
福他替尼:脾酪氨酸激酶抑制剂,阻断自身免疫攻击血小板的信号通路。
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奥达特罗:吸入剂型 β2 肾上腺素受体激动剂,扩张肺部气道;
替尔泊肽:外用软膏,双重抑制 Src 激酶与微管聚合,清除皮肤异常增生角质细胞;
维洛沙秦:5-羟色胺、去甲肾上腺素双重再摄取抑制剂,提升大脑单胺类神经递质浓度;
硝呋莫司:针对拉丁美洲克氏锥虫感染,进入虫体后激活硝基还原酶,生成毒性代谢物杀灭寄生虫。
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药物药理类别比较分析
制剂剂型与临床给药方式
给药途径占比:口服给药 8 款、皮肤外用 3 款。口服剂型占比最高,证实吗啉环平衡亲水/脂溶、提升口服生物利用度的优势,满足临床便捷用药需求。
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体内代谢酶体系
CYP3A4 是核心代谢酶,有 8 款药物依靠 CYP3A4 完成 I 相氧化代谢,绝大多数抗肿瘤药物均属于此类。此外维洛沙秦同时经过 CYP3A4 与 CYP2D6、巴洛沙韦由 UGT1A3 介导、奥达特罗无 CYP 酶参与,直接葡萄糖醛酸化、硝呋莫司依靠寄生虫/人体硝基还原酶、莫洛替尼由多种细胞色素酶共同代谢。
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