截至2025年的小分子激酶靶向共价抑制剂：发现机制、结合模式、临床应用及合成方法的综合综述

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Small-Molecule Kinase-Targeted Covalent Inhibitors till 2025: A Comprehensive Review of Discovery, Binding Modes, Clinical Indications, and Synthetic Approaches

　　• 分析了截至2025年为止的35种FDA批准和临床使用的共价激酶抑制剂。• 突出了发现、结合模式、临床适应症和耐药性。• 总结了具有临床相关性的共价抑制剂的关键合成方法。• 讨论了更安全、更持久的抑制剂的未来前景。

### 1. 引言
蛋白质激酶是人类基因组中最大的蛋白质家族之一，包含超过500个编码激酶的基因，这些基因通过磷酸化特定底物来调控信号转导。它们在调节细胞增殖、凋亡、代谢和分化中的作用使得它们成为治疗靶点。自2001年伊马替尼获批以来，针对激酶的药物发现已成为药物开发中增长最快的领域之一，截至2026年6月，已有超过100种小分子激酶药物获得FDA批准。大多数传统的激酶抑制剂是可逆的非共价试剂，通过与ATP竞争结合而起作用。尽管这些化合物在临床取得了显著的成功，但它们的活性受到剂量限制的毒性和快速出现的获得性耐药突变的影响。这些限制激发了寻找能够实现更选择性激酶抑制的替代策略的探索。

### 2. 共价激酶抑制剂的发展
共价激酶抑制剂利用亲电头与亲核氨基酸残基（通常是半胱氨酸）形成共价键，这些残基位于或接近ATP结合位点。这类抑制剂首先通过特定的非共价相互作用识别激酶的活性位点，然后与附近的亲核氨基酸残基形成共价键。激酶的系统发育树突出了主要激酶群，包括TK、TKL、STE、CK1、AGC、CAMK和非典型激酶（图1）。在酪氨酸激酶（TK）分支中，本综述主要讨论了BTK、EGFR、FGFR和JAK3。这种分布为评估靶点选择性、识别保守的反应残基以及设计针对激酶的抑制剂提供了进化基础。

### 3. 共价抑制剂的设计与合成
共价激酶抑制剂相比可逆抑制剂具有多个优势。共价结合可以恢复对导致耐药性的突变的抑制作用，因为这些突变会降低可逆结合能力。例如，第三代EGFR抑制剂针对T790M阳性肿瘤。目前，一些共价抑制剂（如奥马替尼、雷珠替尼和苏维泽替尼）的实验晶体结构尚未获得，因此其结合模式是通过与其他不可逆抑制剂的结构相似性和分子建模研究推断出来的。根据化学结构，这些化合物可以分为八个主要支架类别。

### 4. EGFR靶向酪氨酸激酶抑制剂的发展
EGFR是当前批准的所有共价酪氨酸激酶抑制剂中最常被靶向的激酶（24种药物中有15种）。EGFR是肿瘤学中经过验证的治疗靶点，在多种恶性肿瘤（包括NSCLC、颈部癌症和胶质母细胞瘤）中过度表达。EGFR靶向激酶抑制剂的发展是结构导向药物发现的一个清晰示例，从第一代可逆抑制剂发展到不可逆的泛HER抑制剂、针对特定突变的抑制剂以及下一代化合物。

### 5. 不同一代EGFR抑制剂的特性
- **第一代EGFR抑制剂**：如吉非替尼和厄洛替尼，作为可逆的ATP位点抑制剂开发，通过高亲和力的非共价相互作用抑制激酶磷酸化。
- **第二代EGFR抑制剂**：转变为不可逆的共价抑制剂，例如阿法替尼，它结合了ATP结合位点和亲电的丙烯酰胺头基团，能够对EGFR中的Cys797进行共价修饰。
- **第三代EGFR抑制剂**：专门设计用于克服T790M介导的耐药性，同时减少对野生型EGFR的抑制。奥马替尼是一个里程碑式的化合物，它具有广谱的ErbB家族抑制作用。
- **第四代EGFR抑制剂**：如莫博替尼和苏维泽替尼，进一步优化了选择性并具有更好的中枢神经系统（CNS）渗透性。

### 6. BTK靶向激酶抑制剂的发展
BTK是另一个重要的激酶靶点。第一代抑制剂伊布替尼之后，团队不断优化抑制剂，开发出更具选择性和药理差异性的药物。

### 7. 其他激酶抑制剂的发展
除了EGFR和BTK之外，其他激酶（如FGFR和JAK3）也有相应的共价抑制剂，它们采用了不同的靶向策略和设计方法。

### 8. 总结与展望
本综述综合分析了所讨论化合物的合成策略，并探讨了针对耐药突变、靶向替代半胱氨酸残基以及提高组织和中枢神经系统渗透性的下一代抑制剂的发展方向。美国食品药品监督管理局（FDA）于2025年7月为携带EGFR外显子20插入突变的首发性晚期非小细胞肺癌（NSCLC）患者在铂类化疗后 granting accelerated approval（加速批准）[66]。2.5. 下一代EGFR/HER家族抑制剂下一代EGFR抑制剂正从基于Cys797的共价结合策略转向针对突变的靶向策略，具有更好的脑部穿透性和选择性的HER家族活性。Zongertinib是一种口服、不可逆的HER2选择性酪氨酸激酶抑制剂，专门设计用于最大化HER2突变体的选择性，同时最小化EGFR介导的毒性[67]。该药物于2025年8月获得FDA加速批准，用于治疗之前已接受治疗的携带HER2激活突变的转移性NSCLC患者[68]。这一转变突显了激酶药物发现的重大进展，即从广泛的EGFR抑制转向选择性靶向致癌突变体，同时避免对野生型受体的影响。2.6. 在研的共价EGFR靶向激酶抑制剂除了已临床应用的EGFR抑制剂外，还有几种在研药物旨在解决获得性耐药性和早期疗法的局限性。其中，Canertinib（CI-1033）是一种不可逆的Pan-ErbB抑制剂，旨在共价靶向EGFR、HER2和HER4，但由于其疗效和耐受性有限，其临床开发已被终止[69]。Poziotinib（HM781-36B）和Zipalertinib（CLN-081/TAS6417）也是不可逆的EGFR-TKI，专门设计用于靶向EGFR外显子20插入突变。Poziotinib仍处于临床开发阶段，但Zipalertinib的开发因监管和耐受性问题而中断[41]。Nazartinib（EGF816）是一种第三代突变体选择性不可逆EGFR-TKI，旨在靶向激活的EGFR突变和T790M介导的耐药性，但尚未获得监管批准，目前处于III期临床试验阶段[70]。它的开发采用基于结构的方法，发现了一种新型的苯并咪唑-氮杂环庚烷骨架，不同于传统的喹唑啉和嘧啶结构，见图10。该刚性骨架通过添加二甲氨基乙基侧链和甲基吡啶取代基进一步优化，以增强对中枢神经系统的穿透性[71]。下载：下载高分辨率图像（133KB）下载：下载全尺寸图像图10. Nazartinib的结构及其结合模式（PDB ID：5FEQ [72]）显示了与Cys797残基的共价键此外，Avitinib（abivertinib；AC0010）和Mavelertinib（PF-06747775）是针对EGFR突变（特别是T790M阳性NSCLC）的不可逆第三代EGFR-TKI。Avitinib目前处于III期临床试验阶段[41]，而Mavelertinib处于II期临床试验阶段[73]。最后，Naquotinib（ASP8273）旨在靶向突变EGFR（包括T790M），但其开发因临床结果不佳而终止[74]。3. BTK抑制剂的演变：从ibrutinib到选择性及具有中枢神经系统穿透性的BTK抑制剂BTK属于非受体酪氨酸激酶（TEC家族）成员，是B细胞受体（BCR）信号传导的关键组成部分，对这些细胞的存活、激活、增殖和分化至关重要[75, 76]。2013年ibrutinib的获批标志着这类恶性肿瘤治疗的一大进展，它是首个靶向共价BTK抑制剂[77, 78, 79]。BTK抑制剂的演变大致可分为第一代共价抑制剂（以ibrutinib为代表）、第二代选择性共价抑制剂、具有中枢神经系统穿透性的BTK抑制剂以及设计用于克服Cys481替代引起的耐药性的可逆/非共价抑制剂，详见图11。下载：下载高分辨率图像（412KB）下载：下载全尺寸图像图11. BTK抑制剂的不同代际设计策略3.1. 第一代BTK抑制剂：ibrutinib的里程碑式发现ibrutinib（PCI-32765）的发现确立了不可逆共价BTK抑制作为经过临床验证的 Pharmacological strategy[80]。ibrutinib包含一个吡唑并嘧啶骨架，一个取代的苯氧基苯基团位于ATP结合位点的疏水区域，一个手性哌啶连接基团，以及一个末端丙烯酰胺亲电基团[81]。丙烯酰胺作为Michael受体，与BTK ATP结合口袋内的Cys481反应[82]。下载：下载高分辨率图像（95KB）下载：下载全尺寸图像图12. Ibrutinib的结构及其结合模式（PDB ID：5P9J [83]）显示了与Cys481残基的共价键遗憾的是，ibrutinib并非对BTK具有完全选择性，还可共价抑制其他激酶，包括EGFR、ERBB2/4和JAK3[84]。这些相互作用导致了不良反应，如高血压和心房颤动。长期使用还会导致BTK C481S突变，从而阻止关键共价键的形成，这也成为下一代BTK抑制剂发展的主要驱动力[85, 86]。3.2. 第二代BTK抑制剂：在不放弃Cys481的基础上提高选择性第二代抑制剂acalabrutinib（FDA-2017）、zanubrutinib（FDA-2019）、tirabrutinib（PMDA-2020）和orelabrutinib（NMPA-2020）保留了基本的Cys481共价机制，但在化学结构上进行了优化，提高了治疗指数并减少了脱靶激酶的抑制[87, 88, 89]。Acalabrutinib（ACP-196）使用2-丁酰胺作为亲电头，代替ibrutinib中的丙烯酰胺，与Cys481发生共价结合[89]。2-丁酰胺较低的内源性亲电性提高了选择性，而含咪唑并嘧啶的骨架保持了强烈的BTK识别能力[90, 91]。下载：下载高分辨率图像（106KB）下载：下载全尺寸图像图13. Acalabrutinib的结构及其结合模式（PDB ID：8FD9 [92]）显示了与Cys481残基的共价键此外，zanubrutinib（BGB-3111）代表了一种互补的优化策略。证明提高选择性不一定需要更换丙烯酰胺亲电头；对整个识别结构的优化同样重要。它保留了丙烯酰胺亲电头，但经过广泛优化以最大化BTK的结合效率[93]。该校药项目筛选了3000多种化合物后确定了zanubrutinib，并对其与数百种激酶的相互作用进行了分析。该公司采用吡唑并嘧啶骨架，关键创新在于一个构象受限的4-苯氧基苯基团，使结合姿势更加稳固，从而实现持久的BTK抑制并减少脱靶反应[94]。2020年在日本，tirabrutinib（ONO/GS-4059）被发现具有高BTK选择性和中枢神经系统活性，被批准用于复发性原发性中枢神经系统淋巴瘤[96]。与acalabrutinib类似，它也使用2-丁酰胺作为亲电头，结构研究表明tirabrutinib和acalabrutinib在Cys481上的作用机制与含有丙烯酰胺的ibrutinib和zanubrutinib不同[89]。从机制上看，tirabrutinib通过氢键与铰链残基Glu475和Met477结合，其延长的苯氧基苯基疏水尾部深入后口袋[92]。同年在中国，orelabrutinib（ICP-022）被批准用于B细胞恶性肿瘤，展现了在中枢神经系统中的活性，并正在扩展到自身免疫性疾病的治疗领域，例如进行性多发性硬化症（MS）[97]。3.3. 第三代BTK抑制剂：中枢神经系统选择性的这类抑制剂专注于最大化药物在中枢神经系统的暴露，以治疗原发性中枢神经系统淋巴瘤和MS等疾病。ibrutinib本身可以进入中枢神经系统，但其脑脊液/血浆比较低。Tolebrutinib（SAR442168/PRN2246）是一个重要的中枢神经系统定向BTK抑制剂，目前处于III期临床试验阶段[98]。它是口服活性的，设计用于穿过血脑屏障，在小胶质细胞和周围免疫细胞中抑制BTK[99]。3.4. 第四代BTK抑制剂：可逆和非共价的随着BTK C481S突变的出现，不再依赖Cys481的共价结合，药物设计转向了可逆、非共价抑制剂[100]。Pirtobrutinib（LOXO-305）是一种非共价、可逆的BTK抑制剂，对野生型（WT）BTK和C481突变型BTK均具有抑制作用[101]。其研发表明，无需共价结合C481即可实现强效的BTK抑制[102]。非共价BTK抑制的原理是通过结合铰链区域和较少保守的激酶结构域来绕过C481S突变引起的耐药性[103]。这种设计使得即使在C481被Ser替代的情况下也能保持结合。在中国，Rocbrutinib（LP-168）正处于III期临床试验阶段，被认为是第四代混合抑制剂，能够实现野生型BTK的共价抑制，同时保持对C481突变型BTK的非共价抑制[104]。3.5. 第下一代BTK抑制剂：可逆共价抑制这是介于不可逆和可逆BTK抑制之间的中间策略。Rilzabrutinib（PRN1008）使用可逆共价氰基丙烯酰胺作为亲电头[105]。氰基丙烯酰胺与Cys481形成可逆共价加成物，延长了靶标的结合时间，同时保留了可逆性的优势[106]。这一药物设计概念尤为重要，因为它将靶标结合的持久性与不可逆的蛋白质修饰分离开来[107]。BTK抑制剂设计的这一进展体现了靶向共价药物发现的更广泛原则：理想的抑制剂是在识别亲和力、共价反应性、靶标结合时间、激酶选择性和组织分布以及耐药性覆盖方面达到最佳平衡的分子[108]。4. FGFR和JAK3：向下一代共价激酶抑制剂的演变除了EGFR和BTK之外，CKI（细胞因子激酶抑制剂）的研发扩展到了其他重要信号通路，例如Futibatinib（FDA 2022）针对FGFR1（Cys488）和FGFR2（Cys491），用于治疗肝内胆管癌；Ritlecitinib（FDA 2023）针对JAK3（Cys909），用于治疗严重的斑秃[109, 110, 111]。这一发展表明激酶药物发现正从传统的可逆ATP竞争性抑制转向基于机制的共价靶向关键半胱氨酸核苷酸的功能。4.1. FGFR共价抑制剂FGFR是一类参与细胞增殖、分化和血管生成的受体酪氨酸激酶，其失调与多种恶性肿瘤（包括胆管癌和乳腺癌）有关[112, 113]。第一代抑制剂如erdafitinib和infigratinib是可逆的ATP竞争性抑制剂，用于抑制FGFR信号传导[114]。尽管这些药物确定了FGFR1–3作为临床靶点，但继发突变和剂量限制性毒性促使了下一代抑制剂的发展，这些抑制剂能够抑制口袋突变的激酶[115]。Futibatinib（TAS-120）是首个进入临床应用的共价FGFR抑制剂。它是从一种双重突变EGFR/FGFR抑制剂开发而来的，随后经过优化并加入了能够作用于FGFR ATP结合位点内半胱氨酸的亲电头[116]。Pyrazolopyrimidine骨架与铰链残基Ala564形成氢键，3,5-二甲氧基苯基团位于后口袋，丙烯酰胺亲电头实现了对Cys488的优化烷基化[117]。Futibatinib于2022年9月获得FDA加速批准，用于治疗之前已接受治疗的携带FGFR2融合的转移性肝内胆管癌患者[118]。下载：下载高分辨率图像（132KB）下载：下载全尺寸图像图16. Erdafitinib的结构及其结合模式（PDB ID：6MZW [119]）显示了与Cys488残基的共价键4.2. JAK-3共价抑制剂JAK3因在造血细胞中的表达有限以及在细胞因子信号通路中的关键作用而成为自身免疫性疾病的治疗靶点[120, 121]。早期的JAK抑制剂（如tofacitinib和abrocitinib）是可逆的ATP竞争性抑制剂[122]。2023年，Ritlecitinib（PF-06651600）的发现利用了JAK3上的独特半胱氨酸，该半胱氨酸在JAK1和JAK2中对应于丝氨酸。Ritlecitinib的丙烯酰胺亲电头与JAK3中的Cys909结合，而吡咯并嘧啶结构与Glu903形成关键铰链相互作用[18]。由于TEC激酶家族与JAK3具有相同的半胱氨酸靶向位点，ritlecitinib同时作为双重JAK3/TEC抑制剂获得FDA批准，成为首个用于青少年斑秃的全身治疗药物[124]。下载：下载高分辨率图像（159KB）下载：下载全尺寸图像图17. Tofacitinib的结构及其结合模式（PDB ID：5TOZ [125]）显示了与Cys909残基的共价键下载：下载高分辨率图像（1MB）下载：下载全尺寸图像图18. 本综述中包含的药物5. 亲电头的设计亲电头是CKI（细胞因子激酶抑制剂）性能的关键决定因素，因为其内在反应性必须与靶标的亲和力、取向和微环境相匹配[126]。有效的共价抑制剂应具有足够的反应性以修饰目标核苷酸残基，同时保持足够的限制，以减少与其他含半胱氨酸蛋白质和激酶的非特异性反应[25]。因此，合理选择亲电头对于平衡靶标效力、异构体选择性和代谢稳定性至关重要[127]。共价激酶抑制剂通常通过两步顺序结合机制与其靶标结合：首先，抑制剂以非共价复合物形式通过经典分子识别（如形状互补性和ATP结合口袋中的静电作用）与靶标结合[128]；随后，正确定位的亲电头与目标 amino-酸残基（通常是半胱氨酸巯基）反应，形成共价激酶-抑制剂加合物[129]。表2总结了主要亲电头的分类、化学机制、反应性参数和主要优势。目标共价激酶抑制剂设计中主要亲电头基的概述

| 头基类型 | 典型机制 | 相对亲电性 | 共价模式 | 优点 | 例子 |
|--------|---------|---------|---------|------|
| 丙烯酰胺 | 迈克尔加合物 | 中等 | 不可逆 | 选择性 | 奥西美替尼 |
| 丁二酰胺/烷基酰胺 | 迈克尔加合物 | 中等 | 不可逆 | 降低内在反应性 | 阿卡拉布替尼 |
| 氰基丙烯酰胺 | 迈克尔加合物 | 可调 | 可逆 | 时间控制 | 里扎布替尼 |
| 苯乙烯砜 | 迈克尔加合物 | 更高 | 不可逆 | 强烈的半胱氨酸反应性 | 研究中 |
| 氰胺 | 加入亲电中心 | 中等 | 可逆 | 可调选择性 | 研究中 |

5.1. 丙烯酰胺头基
丙烯酰胺是共价激酶抑制剂发现中最常用的亲电试剂。其α,β-不饱和羰基系统可以与适当定位的半胱氨酸巯基发生迈克尔加合物[130]。它们相对中等的内在亲电性，结合简单的合成方法，使得丙烯酰胺在临床激酶抑制剂如阿法替尼、奥西美替尼、伊布替尼和其他几种药物中取得成功[131]。然而，当目标识别不够选择性或长时间系统暴露增加了非特异性共价修饰的概率时，丙烯酰胺可能会与非目标半胱氨酸残基发生反应[92, 132]。

5.2. 丁二酰胺或烷基酰胺头基
丁二酰胺或烷基酰胺（如阿卡拉布替尼中的2-丁二酰胺头基）提供了一种减少亲电反应性的同时保持对适当激活的半胱氨酸有效共价捕获的重要策略[133]。阿卡拉布替尼的内在中性比含丙烯酰胺的BTK抑制剂（如伊布替尼）要低。重要的是，BTK的Cys481位置合适，并表现出增强的亲核性，这使得反应性较低的丁二酰胺能够在BTK中有效反应，同时减少对不太有利的目标半胱氨酸的修饰[134]。选择性不是通过最大化亲电性来实现的，而是通过将受限制的亲电试剂与高度亲核且几何上可接近的目标残基匹配来实现。2-丁二酰胺较低的反应性也导致非目标血浆蛋白结合减少，从而可能提高安全边际[92]。

5.3. 氰基丙烯酰胺头基
氰基丙烯酰胺代表了一个重要的发展，因为它们结合了亲电半胱氨酸的结合和可逆的共价化学[135]。在丙烯酰胺的α-碳上引入氰基取代基改变了迈克尔受体的电子性质，并促进了半胱氨酸加合物的逆转。因此，尽管氰基丙烯酰胺可以表现出显著的亲电反应性，但形成的蛋白质加合物不一定是永久性的[136]。里扎布替尼就是这一概念的重要临床开发示例。其氰基丙烯酰胺头基与BTK形成可逆的共价加合物，生化研究表明具有可测量的结合和解离动力学[137]。

5.4. 苯乙烯砜头基
苯乙烯砜和苯乙烯砜酰胺构成更强激活的迈克尔受体，因此可以与位置不太有利的目标半胱氨酸残基进行有效反应。然而，它们增强的亲电性也会增加非特异性巯基反应的风险[138]。因此，当强非共价识别提供了足够的目标区分度时，这些头基最具吸引力。它们在激酶药物发现中的应用比丙烯酰胺和烷基酰胺更为有限，但它们展示了在目标位点反应性是主要限制因素时有意增加亲电性的可能性[139]。

5.5. 氰胺头基
氰胺是另一种亲电平台，将其纳入共价抑制剂中被探索作为传统α,β-不饱和羰基亲电试剂的替代品[140]。与丙烯酰胺相比，氰胺的临床验证较少；尽管如此，它们在共价抑制剂化学空间中的存在突显了朝着调节亲电性而不是仅依赖传统迈克尔受体的更广泛趋势。对于CKI的设计，最佳的头基是其内在反应性与目标残基的亲核性和几何结构适当匹配的那个[141]。对于高度亲核的半胱氨酸（如BTK的Cys481），反应性较低的烷基酰胺可以提供足够的靶向作用并提高选择性。相反，如果半胱氨酸难以到达，则可能需要更活跃的亲电试剂。因此，头基优化应与非共价识别骨架、共价反应动力学和安全性一起考虑，而不应作为孤立的结构修饰[142]。

6. CKIs中头基的安装策略
共价激酶抑制剂的合成通常涉及通过不同策略在后期安装亲电头基：
6.1. 通过丙烯酰氯直接酰化
通过丙烯酰氯直接酰化胺类骨架可以在一步中安装丙烯酰胺头基，但该方法受到自由基聚合、双酰化和去活化胺类的低产量的影响。这些问题可以通过低温加成、使用受阻碱（如DIPEA）和严格的化学计量来管理[143, 144]。

6. HWE烯烃化
Horner–Wadsworth–Emmons烯烃化可以从醛和稳定的膦酸负离子生成E-丙烯酰胺，提供良好的立体选择性。然而，碱性与底物的不兼容性和E/Z选择性控制是主要限制。因此，我们可以使用稳定的膦酸和/或顺序HWE协议来提高E选择性和对复杂激酶抑制剂骨架的耐受性[145]。

6. 3-氯丙酰化后消除
这种两步法首先用3-氯丙酰氯酰化胺类，然后通过碱促进的E2消除形成丙烯酰胺。但必须通过低温和纯净的碱介导的消除来控制过早消除、双酰胺化和酸氯化水解[146]。

6. T3P介导的丙烯酸酰胺基化
T3P在温和和低外消旋条件下将丙烯酸与胺类偶联。尽管产率可能中等且迈克尔加合物仍存在风险，但仔细的化学计量和温和的偶联条件使其适用于复杂和空间受阻的骨架[147]。

6. 亚炔酸酰胺基化
2-丁炔酸通常使用EDC/HOBt与胺类偶联以安装烷基酰胺头基，但强烈的活化或强碱可能会引发迈克尔型寡聚化和炔基副反应。我们可以通过温和的活化剂、无水DMF和仔细的碱选择来最小化这些问题[148]。

6. Knoevenagel缩合用于氰基丙烯酰胺
α-氰基丙烯酰胺通过哌啶催化的Knoevenagel缩合芳香醛与2-氰基乙酰胺形成，但这种可逆反应可能经历逆Knoevenagel水解和纯化困难。因此，使用哌啶催化和改性的苯基氰基丙烯酰胺可以改善整体稳定性并简化后期头基功能化[149]。

7. 合成策略
本节将重点介绍本综述中提到的所有35种药物的合成策略。讨论将突出关键反应、逐步报告的步骤和/或总产率、头基整合、路线效率、主要合成挑战以及促进这些抑制剂开发的替代方法。

7.1. 阿法替尼
阿法替尼（1, BIBW 2992）由Boehringer Ingelheim设计为第二代EGFR抑制剂，以解决第一代可逆EGFR抑制剂的局限性[150, 151]。阿法替尼的经典合成采用了一种模块化的喹唑啉功能化策略，其中2-氨基-4-氟苯甲酸的环化后引入6位硝基。然后用硫酰氯氯化，接着与3-氯-4-氟苯胺进行亲核芳基取代（SNAr）反应。在适宜条件下，氟原子被(3S)-四氢呋喃-3-醇取代，随后硝基还原。最具有战略意义的步骤是最终构建二甲基氨基丁酰胺亲电头基。与其直接引入高反应性的丙烯酰胺，经典路线通过与膦酸酯的酰胺化后再进行HWE烯烃化来实现对所需E-烯烃的良好控制，避免了直接处理高反应性的丙烯酰胺中间体[152]。尽管原始路线在八个步骤中的总产率约为38%，但后来的工艺改进提高了单个步骤的产率并实现了多公斤级别的可扩展性[153]。另一种基于对羟基苯腈的路线在七个步骤中的总产率为约37%[154]。

7.2. 奥西美替尼
奥西美替尼（2, AZD9291）由AstraZeneca于2009年发现，旨在克服T790M门控突变[155]。AstraZeneca报告的原始合成包括六个线性化学步骤，总产率为15-20%，见图2。首先用甲基镁溴化物脱质子化吲哚，然后加入2,4-二氯嘧啶形成核心结构。然后吲哚用碘甲烷甲基化，嘧啶的2-氯基在酸性条件下被4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺取代。4-氟基通过SNAr反应被二胺取代。最后，硝基还原后与丙烯酰氯酰化[156]。关键挑战是格氏反应效率较低（46%），需要控制条件并进行色谱纯化。此外，硝基还原是一个特别重要的工艺开发问题。工艺开发通过用直接Friedel–Crafts类型偶联替代格氏反应，并用催化氢化替代铁还原，显著改进了合成[157]。后续的收敛合成方法在六个步骤中的总产率为40.4%[158]，而后来优化的方案的总产率为68%[159]。

7.3. 奥尔穆替尼
奥尔穆替尼（3, HM61713）由韩国Hanmi Pharmaceutical发现，并于2016年获得韩国监管批准，用于治疗T790M阳性的NSCLC[160]。奥尔穆替尼围绕其核心噻吩吡啶药效团合成，从DMF中的氨基硫醚环化形成噻吩吡啶核心，然后用POCl3氯化生成活性2,4-二氯中间体。接着进行双SNAr反应，在C4位引入3-硝基苯，在C2位引入4-甲基哌嗪。最后，硝基还原为苯胺，然后与丙烯酰氯酰化以引入丙烯酰胺头基[161]。该路线由于高温环化、苛刻的POCl3氯化步骤以及后期丙烯酰氯寡聚化或过酰化，总产率较低（约8%）。后续的工艺工作通过微波辅助环化/氯化和铜介导的C–N偶联作为更温和、更可扩展的替代方案优化了这些条件[162]。

7.4. 奈拉替尼
奈拉替尼（4, HKI-272, Nerlynx?）由Wyeth Pharmaceuticals开发，作为改进第一代可逆抑制剂培利替尼的药物设计的一部分[163]。它从Wyeth转让给Pfizer，最终获得Puma Biotechnology的许可，并于2017年获得FDA批准[164]。研究人员通过在苯胺环上引入一个亲脂性的2-吡啶基methoxy基团和一个氯原子，增强了其对HER2受体的效力。它具有亲电的4-(二甲氨基)丙烯酰胺头基，作为迈克尔受体，与EGFR的Cys797和HER2的Cys805反应[165]。Wyeth的合成策略首先将氨基酰苯胺衍生物与乙基(E)-2-氰基-3-乙氧基丙烯酸酯缩合，然后通过热Gould–Jacobs环化构建4-羟基喹啉核心。形成喹啉酮的步骤是经典过程的主要限制，需要250–260°C的长时间条件，产率仅为约40%。随后的POCl3氯化和SNAr与4-(苯氧基)-3-氯苯胺反应。最后，酸性脱乙酰化，然后与(E)-3-(二甲氨基)丙烯酰氯O-酰化以安装头基，总产率为12%[166]。尽管该路线在构建4-苯胺基喹啉药效团方面具有收敛性，但由于Gould–Jacobs环化的苛刻性、腐蚀性的POCl3以及处理反应性强的二甲氨基丁酰氯的困难，其工业实用性受到限制。因此，开发了基于还原环化和HWE策略的替代喹啉酮形成方法，以提高热稳定性和制造稳健性，总产率为32%[167, 168]。

7.5. 达卡替尼
达卡替尼（5, PF-00299804, Vizimpro?）由Pfizer开发，用于克服如T790M突变等获得性耐药性。其发现始于2000年代初通过对基于喹唑啉的骨架进行SAR研究以筛选和优化泛HER抑制剂[169]。达卡替尼的合成从准备4-氯喹唑啉中间体开始，该中间体与3-氯-4-氟苯胺通过SNAr反应形成4-苯胺基喹唑啉骨架（产率91%），然后用甲氧基取代活化的C7-氟。随后的Raney-Ni/H2还原将C6-硝基转化为相应的苯胺，然后在碱性条件下与(E)-4-(哌啶-1-yl)丁-2-烯酰氯酰化生成达卡替尼[170]。尽管该路线在最终喹唑啉中间体层面化学上简洁，但总产率约为7%。特别是Raney-Ni氢化过程存在显著的挑战，因为竞争性脱卤产生了脱氯杂质。后续的辉瑞公司工艺开发通过将漫长的合成步骤替换为一个包含三个步骤、两次分离的过程来克服这些限制：首先进行硝基还原；接着使用T3P/2,6-卢蒂丁（T3P/2,6-lutidine）直接与(E)-4-(哌啶-1-基)丁-2-烯酸（(E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic acid）进行酰胺化反应；最后在低温下使用3-氯-4-氟苯胺（3-chloro-4-fluoroaniline）进行Dimroth重排。这一商业路线最终实现了58%的总产率[171]。下载：高分辨率图片（137KB）下载：全尺寸图片

**图5. 达科替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 3-氯-4-氟苯胺，DMF；
(ii) MeOH，NaH，THF，65°C；
(iii) Raney-Ni，H2，THF；
(iv) (E)-4-(哌啶-1-基)丁-2-烯酰氯，Et3N，DMA，0°C。

**7.6. 皮罗替尼（Pyrotinib，6, SHR-1258）**
皮罗替尼由江苏恒瑞医药公司开发，旨在改善HER2阳性乳腺癌患者的治疗效果，特别是那些对曲妥珠单抗（trastuzumab）等抗体疗法产生耐药性的患者[172]。早期合成策略采用了基于取代的3-氰基喹啉核心和手性膦酸酯衍生物丙烯酰胺侧链的收敛方法。合成过程从4-羟基喹啉中间体的氯化活化开始，生成活性物质4-氯喹啉。随后通过与苯胺衍生物的SNAr反应并去除N-乙酰保护基团，得到关键的6-氨基中间体。该氨基基团再转化为相应的二乙基膦酰氨基酰胺（diethyl phosphonoacamide），最后在LiHMDS存在下，与(2R)-1-甲基吡咯烷-2-甲醛（(2R)-1-methylpyrrolidine-2-carbaldehyde）进行HWE烯烃化反应，形成所需的(E)-丙烯酰胺侧链（见图6[173, 174]）。最终将自由碱转化为皮罗替尼马来酸盐（pyrotinib maleate），产率为78%；而原始合成路线的总产率约为15.5%。该合成方法的主要缺点是使用了昂贵的LiHMDS催化剂、需要在低温条件下进行反应以及烯烃化步骤的较低产率。后续工艺改进将烯烃化步骤替换为更实用的偶联方法，专利报道中的新路线实现了更高的最终产率（约85%）[175]。下载：高分辨率图片（182KB）下载：全尺寸图片

**图6. 皮罗替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) DMSO，DCM，草酰氯，TEA；
(ii) 3-氯-4-(吡啶-2-基)甲氧基苯胺；
(iii) HCl，DMF；
(iv) CDI，THF，二乙基膦酰乙酸；
(v) 1-甲基吡咯烷-2-甲醛，THF，Li-bis(三甲硅基)酰胺（Li-bis(trimethylsilyl)amide）。

**7.7. 弗莫奈替尼（Furmonertinib，AST2818，商品名Ivesa?）**
弗莫奈替尼是由上海医药科技有限公司开发的一种吲哚-嘧啶类抑制剂，用于治疗具有EGFR T790M突变的非小细胞肺癌（NSCLC）患者[176]。其结构类似奥西替尼（osimertinib），但采用了三氟乙氧基吡啶（trifluoroethoxypyridine）结构单元以提升安全性和耐受性[177]。合成步骤从2,6-二氯-3-硝基吡啶（2,6-dichloro-3-nitropyridine）的顺序功能化开始，随后通过SNAr反应引入三氟乙氧基吡啶结构；接着进行硝基还原和乙酰保护；电页氮化（SNAr）后去除保护基团，引入二甲氨基（dimethylamino）；再与1-甲基吡咯烷-2-甲醛进行烯烃化反应，生成所需的(E)-丙烯酰胺侧链。后续转化过程提高了产率。Allist pharmaceuticals的后续工艺改进采用金属非催化方法替代了原有的金属催化方法，并通过沉淀和结晶减少了纯化步骤[179]。下载：高分辨率图片（290KB）下载：全尺寸图片

**图7. 弗莫奈替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 2,2,2-三氟乙醇，NaH，THF，-10°C；
(ii) Raney-Ni，H2，THF；
(iii) 乙酰氯，DIPEA，DCM；
(iv) HNO3，TFAA，DCM，-5°C；
(v) HCl/MeOH，50°C；
(vi) 3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基-1H-吲哚，DIPEA，i-PrOH，70°C；
(vii) N,N,N′-三甲乙二胺，K2CO3，MeCN，80°C；
(viii) Raney-Ni，H2，THF；
(ix) 丙烯酰氯，NaHCO3，THF/H2O，0°C。

**7.8. 莫博替尼（Mobocertinib，AP32788，商品名Exkivity?）**
莫博替尼是首个针对EGFR exon 20插入突变的非小细胞肺癌患者设计的口服EGFR抑制剂[180]。该药物基于布格替尼（Brigatinib）的化学结构进行改良[181]。首先通过五步反应合成2,4-二氯吡啶酯（isopropyl 2,4-dichloropyrimidine ester）；随后与1-甲基吲哚（1-methylindole）进行Friedel–Crafts型C-C键形成反应，产率77%；接着进行吡啶氯酯的SNAr反应，得到氨基中间体，产率98%；之后用N,N,N′-三甲乙二胺置换活化的芳基氟化物，引入二甲氨基乙基侧链；通过Pd/C催化氢化将硝基还原为氨基，产率91%；最后与丙烯酰氯进行酰基化反应，完成最终产物合成，总产率61%[182]。下载：高分辨率图片（282KB）下载：全尺寸图片

**图8. 莫博替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 1-甲基-1H-吲哚，AlCl3；
(ii) 4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺；
(iii) N1,N1,N2-三甲乙烷-1,2-二胺；
(iv) H2-Pd/C；
(v) 丙烯酰氯，NaHCO3，THF/H2O，0°C。

**7.9. 贝福替尼（Befotertinib，D-0316，商品名Surmana?）**
贝福替尼由Betta Pharmaceuticals和InventisBio共同开发，2023年在中国获批用于治疗T790M阳性的晚期非小细胞肺癌[185]。其结构包含一个氨基嘧啶核心和亲电丙烯酰胺头部，能与EGFR激酶中的Cys797位点发生Michael加成反应[186]。合成过程首先对2,4-二氯吡啶进行模块化功能化；接着引入3-氟乙氧基吡啶结构；再进行硝基还原和乙酰保护；电页氮化后引入二甲氨基；最后通过Pd/C催化氢化完成转化，总产率91%。后续Takeda公司进一步优化了合成工艺，通过使用T3P催化偶联和钾三甲硅烷醇盐（potassium trimethylsilanolate）消除步骤，提高了产率[183, 184]。下载：高分辨率图片（282KB）下载：全尺寸图片

**图9. 贝福替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 1H-吲哚，MeMgBr，THF；
(ii) DMA，CF3CH2OTf；
(iii) K2CO3，4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺，p-TsOH，i-PrOH；
(iv) N1,N1,N2-三甲乙烷-1,2-二胺，THF；
(v) H2，Pd/C，THF；
(vi) 3-氯丙酰氯，NaHCO3；
(vii) KOH，THF；
(viii) MsOH，EtOH，EtOAc。

**7.10. 拉泽替尼（Lazertinib，YH25448）**
拉泽替尼由Yuhan Corporation与Janssen合作开发，旨在克服奥西替尼的毒性代谢物问题[189]。合成过程采用收敛策略，从吡唑-吡啶醛片段和功能化的吗啉基丙烯酰胺片段开始组装；首先进行SNAr反应，产率96%；随后进行硝基酰基化，产率91%；接着与吡唑-吡啶醛片段偶联得到氨基嘧啶中间体，产率56%；最后进行还原胺化得到拉泽替尼，总产率23%[190]。后续工艺改进提高了关键步骤的产率（如片段偶联步骤93%，还原胺化步骤96%[191]。下载：高分辨率图片（301KB）下载：全尺寸图片

**图10. 拉泽替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 吗啉，DIPEA，MeCN，回流；
(ii) HCHO，HCOOH，THF；
(iii) Pd/C，EtOH/THF；
(iv) NaHCO3，MeCN，rt，0.5 h；
(v) 丙烯酰氯，NaHCO3，THF/H2O，0°C；
(vi) 1-(2-(甲基磺酰)吡啶-4-基)-3-苯基-1H-吡唑-4-醛，t-BuONa，THF，rt；
(vii) 二甲胺盐酸盐，DIPEA，DMA，rt，NaBH(OAc)3，rt。

**7.11. 雷兹替尼（Rezivertinib，BPI-7711）**
雷兹替尼由Beta Pharma开发，旨在高效抑制EGFR激活突变和耐药性T790M变体，同时对野生型EGFR具有较低的毒性[192]。最初通过三步反应合成：首先进行SNAr、硝基还原和丙烯酰胺形成；4-氟-5-硝基苯胺与2-(二甲氨基)乙醇反应，产率96%；随后在78°C下用Fe/HCl还原硝基，得到氨基，产率49%；再将氨基转化为丙烯酰胺，产率43%[193]。原始合成方法存在使用易燃的氢化钠（hydrous sodium hydroxide）和腐蚀性Fe/HCl还原条件的限制。后续工艺改进采用Pd/C催化氢化，产率86%[194]。下载：高分辨率图片（160KB）下载：全尺寸图片

**图11. 雷兹替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 2-(二甲氨基)乙醇，NaH，1,4-二氧烷，N2，rt；
(ii) Fe0，HCl，EtOH；
(iii) 3-氯丙酰氯，NaOH，THF，H2O，65°C。

**7.12. 奥莫替尼（Aumolertinib，HS-10296）**
奥莫替尼由汉索制药公司（Hansoh Pharmaceuticals）开发，旨在提高奥西替尼的选择性和药代动力学[195]。核心结构为氨基嘧啶，通过环丙基修饰增强亲脂性和代谢稳定性，减少有毒代谢物的产生并改善脑膜通透性[196]。合成过程包括六步反应（总产率24.8%）；首先使用环丙基硼酸对吲哚进行铜催化N-环丙基化，产率55%；接着与2,4-二氯吡啶反应构建吲哚-嘧啶结构，产率78%；随后与4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺进行SNAr反应，得到氨基嘧啶中间体，产率89%；用N1,N1,N2-三甲乙二胺置换活化的芳基氟化物，引入二甲氨基侧链；通过Pd/C催化氢化还原硝基，产率82%；最后进行3-氯丙酰化反应完成最终产物合成，产率89%[197]。下载：高分辨率图片（154KB）下载：全尺寸图片

**图12. 奥莫替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 环丙基硼酸，2,2-联吡啶，CuOAc，Na2CO3，DMF，70°C；
(ii) 2,4-二氯吡啶，AlCl3，DCE，65°C；
(iii) 4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺，IPA，TsOH，110°C；
(iv) N1,N1,N2-三甲乙烷-1,2-二胺，DIPEA，DMF，85°C；
(v) Raney Ni，THF，EtOH，H2，70°C；
(vi) 丙烯酰氯，NaHCO3，THF/H2O，0°C。

**7.13. 利梅替尼（Limertinib，ASK120067）**
利梅替尼由江苏奥赛康制药公司（Jiangsu Aosaikang Pharmaceutical）开发，旨在克服T790M突变的影响并提高脑膜通透性[198]。通过多步SNAr反应在氯嘧啶骨架上引入萘胺和取代的茴胺基团；随后用2-(二甲氨基)乙基 groupe 修饰氨基，引入可溶性侧链；最后进行丙烯酰化反应，总产率约25%[199]。该合成方法存在的局限性包括2,4,5-三氯吡啶的区位选择性较低以及铁还原过程中产生的大量无机废物。后续工艺改进采用FeCl3/肼/活性炭系统替代了传统铁还原方法，产率提升至约95%[200]。下载：高分辨率图片（176KB）下载：全尺寸图片

**图13. 利梅替尼的合成**
**反应物和条件：**
(i) 萘-2-胺，NaH，THF；
(ii) 4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺，NaH，THF；
(iii) N1,N1,N2-三甲乙烷-1,2-二胺，DIPEA，TFE，140°C；
(iv) Fe，12 N HCl，EtOH/H2O，100°C；
(v) 丙烯酰氯，NaHCO3，THF/H2O，0°C。

**7.14. 森沃替尼（Sunvozertinib，DZD9008，商品名Zegfrovy?）**
森沃替尼由Dizal Pharmaceuticals设计，用于针对EGFR exon 20插入突变的非小细胞肺癌患者[201]。该药物通过替换奥西替尼中的刚性甲基吲哚结构，采用更灵活的氨基苯基结构；氨基嘧啶核心能与EGFR激酶的Cys797和突变体Cys800位点发生作用。合成过程包括对2,4-二氯吡啶的顺序SNAr反应，构建氨基嘧啶核心；随后引入(R)-N,N-二甲吡咯烷-3-胺侧链；最后进行酰基化反应，完成最终产物合成，总产率66%[191]。下载：高分辨率图片（190）迪扎尔制药（Dizal Pharmaceuticals）的专利指出，早期的方法不适合大规模生产，因此他们开发了一种改进的工艺，该工艺具有更高的产率、更好的纯度和更有效的分离效果。这种工艺用Pt/C氢化替代了锌还原反应，并能在数千克的规模上实现高纯度sunvozertinib的分离[203]。下载：下载高分辨率图片（199KB）下载：下载全尺寸图片

**图14. Sunvozertinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) 2,4-二氯吡啶，DIPEA，IPA，THF；
(ii) 4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺，IPA，THF；
(iii) (R)-N,N-二甲基吡咯烷-3-胺，DIPEA，K2CO3，MeCN；
(iv) Zn/NH4Cl，EtOH；
(v) 3-氯丙酰氯，THF，室温；
(vi) NaOH，THF，室温。

**7.15. Zongertinib**

Zongertinib（15，BI 1810631）由勃林格殷格海姆（Boehringer Ingelheim）开发，旨在靶向NSCLC中的HER2外显子20插入突变[67]。Zongertinib的合成通过一种收敛途径实现，首先制备取代的苯并咪唑衍生物苯胺，然后对吡啶-吡咯啶核心进行逐步官能化。合成过程从羟基取代的苯并咪唑与氟硝基甲苯衍生物通过SNAr反应构建双芳基醚骨架开始，随后还原硝基。接着，苯胺与活化的氯吡啶吡咯中间体通过SNAr反应偶联，甲基硫醇基团被氧化生成甲基砜离去基团，以便后续被BOC-氨基哌啶取代。去除BOC保护基团后，用丙烯酰氯对生成的伯胺进行酰化[67]。

**图15. Zongertinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) 1-氟-2-甲基-4-硝基苯，K2CO3，DMAc，85°C；
(ii) H2，Pd/C，MeOH，50°C；
(iii) 8-氯-2-(甲基硫)吡啶[5,4-d]吡啶·HCl，i-PrOH，50°C；
(iv) m-CPBA，DCM，0–5°C；
(v) Boc-4-氨基哌啶，DIPEA，DMF，60°C；
(vi) 4 M HCl在二氧六环烷中，DCM/MeOH，45°C；
(vii) 丙烯酰氯，Et3N，DMAP，DCM，室温。

**7.16. Canertinib**

Canertinib（16，CI-1033）由帕克-戴维斯（Parke-Davis）和辉瑞（Pfizer）在20世纪90年代末共同开发[205]。Canertinib的合成采用收敛途径，首先使用3-氯-4-氟苯胺对活化的氯硝基喹唑啉中间体进行SNAr反应，产率为90.4%，然后使用3-吗啉丙醇对酚羟基进行烷基化以引入亲水侧链，产率为89%。最后，使用Raney-Ni将硝基还原为相应的苯胺，产率高达97%，随后进行丙烯酰氯的酰化[206]。原始合成中的主要挑战是C7位烷基化反应，以及强碱的使用和随后的Raney-Ni氢化过程产生的额外废物处理问题。后续工艺改进避免了硝基还原步骤，直接从4-氯-6-氨基-7-羟基喹唑啉或相关的二氢喹唑啉酮中间体出发，总产率为63%[207]。

**图16. Canertinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) 3-氯-4-氟苯胺，PhNMe2，i-prOH；
(ii) 3-吗啉丙醇，Cs2CO3，DMSO；
(iii) H2，Ra-Ni，THF；
(iv) 丙烯酰氯，Et3N，THF。

**7.17. Poziotinib**

Poziotinib（17，HM781-36B）由Hanmi制药发现，旨在克服EGFR和HER2的外显子20插入突变[208]。从结构上看，C-4位的3,4-二氯-2-氟苯基和紧凑的卤素环使得该分子能够适应疏水口袋。Poziotinib的合成采用收敛途径，首先使用POCl3对喹唑啉-4-酮前体进行氯化活化，然后通过NH3/MeOH水解引入酚羟基。随后，用Boc保护的4-羟基哌啶进行Mitsunobu醚化反应引入哌啶连接基团，再与3,4-二氯-2-氟苯胺进行SNAr反应。最后去除BOC保护基团，加入丙烯酰氯进行酰化[130]。尽管Mitsunobu反应在合成上有效，但原始工艺产生了大量的磷和肼衍生物副产物，并需要使用硅胶色谱法进行纯化。后续工艺改进使用了催化H2O2/钼氧化方法，使活化砜的产率提高到94%，不再依赖化学计量的过氧化物氧化[210]。

**图17. Poziotinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) POCl3，DMF；
(ii) NH3 / MeOH；
(iii) Boc-4-羟基哌啶，Ph3P，DEAD；
(iv) 3,4-二氯-2-氟苯酚，iprOH；
(v) TFA，DCM；
(vi) 丙烯酰氯，DCM，DMAP。

**7.18. Nazartinib**

Nazartinib（18，EGF816）由诺华（Novartis）开发，旨在解决早期共价抑制剂（如afatinib）存在的剂量限制性野生型EGFR毒性问题[211]。Nazartinib的合成基于苯并咪唑途径，从1-氯-2-氟-3-硝基苯和Boc保护的(R)-氮杂环庚烷-3-胺开始。通过N-甲基哌嗪对活化的芳基氟化物进行SNAr反应，产率为67%，然后使用3-吗啉丙醇对酚羟基进行烷基化。随后，在Raney-Ni作用下将硝基还原为相应的苯胺，产率为97%，最后进行丙烯酰氯的酰化[212]。原始合成中的主要挑战包括高温DMF基SNAr反应、化学计量的锌还原反应、危险的氰化溴环化反应以及最后的EDC/HOBt酰胺化反应，这些步骤在原始专利中需要数天的反应时间和色谱纯化步骤。后续工艺改进集中在改善手性(R)-3-氨基氮杂环庚烷中间体的合成方法、替换困难的还原反应以及提高高极性苯并咪唑中间体的分离效果上[213]。

**图18. Nazartinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) POCl3，DMF；
(ii) NH3 / MeOH；
(iii) Boc-4-羟基哌啶，Ph3P，DEAD；
(iv) 3,4-二氯-2-氟苯酚，iprOH；
(v) TFA，DCM；
(vi) 丙烯酰氯，DCM，DMAP。

**7.19. Avitinib**

Avitinib（19，Abivertinib，AC0010）由ACEA发现，是一种具有不同于传统嘧啶骨架的吡咯并吡啶结构的EGFR抑制剂，能够有效抑制T790M突变[214]。Avitinib的合成采用收敛途径，首先使用1,2-二氟-4-硝基苯和Boc保护的(R)-氮杂环庚烷-3-胺进行SNAr反应，产率为67%，然后使用钯催化的偶联反应与POM保护的硝基苯氧基吡咯并吡啶中间体偶联。接着，在76%的产率下将喹唑啉部分碱性的POM脱保护，再进行硝基还原。最后，在54%的产率下加入丙烯酰胺官能团[215]。主要挑战包括Pd/XPhos介导的C–N偶联反应（需要去除催化剂）以及高度反应性的丙烯酰胺生成步骤。后续工艺改进使用DIEA、控制低温和水相NaOH处理，以及乙醇/H2O结晶方法，将产率提高到74.5%[216]。

**图19. Avitinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) 1-甲基哌嗪，K2CO3，MeCN；
(ii) H2，Pd/C；
(iii) (2-氯-4-(3-硝基苯氧基)-7H-吡咯[2,3-d]吡啶-7-yl)甲基戊酸酯，K2CO3，Pd2(dba)3，X-Phos；
(iv) NaOH；
(v) H2，Pd/C；
(vi) 丙烯酰氯，DCM，DMAP。

**7.20. Zipalertinib**

Zipalertinib（20，TAS6417）由太和制药（Taiho Pharmaceutical）开发，是一种特异性针对NSCLC中EGFR外显子20插入突变的共价TKI[217]。Zipalertinib与rocbrutinib同属三环CKIs类别，而其他CKIs主要为双环或单环骨架。其合成过程包括九个步骤，从对映体定义的杂烯基酰胺开始设置立体中心。早期保护-还原反应将酯转化为相应的Boc保护醇，然后通过Mitsunobu烷基化与吡咯并吡啶衍生物偶联，引入N7位取代基并保持醇碳的构型翻转。通过氨置换4-氯基团，并与3-喹啉硼酸进行Suzuki偶联，引入外环胺和喹啉基取代基，占据EGFR ATP位点的疏水口袋。随后在C6位进行区域选择性溴化反应和分子内Heck环化，形成四环吲哚啉骨架。Mitsunobu反应在合成上较为复杂，需要严格控制立体和区域选择性。后续工艺改进使用了活化的N-酰基哌啶中间体直接与喹唑啉醇偶联[218]。

**图20. Zipalertinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) (Boc)2O，5 M NaOH水溶液，MeOH，室温；
(ii) LAH，THF，0°C；
(iii) 4-氯-5-碘-7H-吡咯[2,3-d]吡啶，PPh3，DIAD，DME，0°C-室温；
(iv) 28% NH3水溶液，DME，120°C；
(v) 3-喹啉硼酸，Pd(PPh3)4，Na2CO3，DME，H2O，105°C；
(vi) NBS，THF，0°C；
(vii) Pd(PPh3)4，4M NaOH水溶液，THF，回流；
(viii) 丙烯酰氯，DIPEA，MeCN，H2O，0°C。

**7.21. Mavelertinib**

Mavelertinib（21，PF-06747775）是由辉瑞（Pfizer）发现的一种选择性突变EGFR TKI，旨在抑制T790M突变[220]。其合成采用嘌呤途径，首先使用6-氯-2-氟-9H-嘌呤与1H-吡唑-4-胺进行SNAr反应，产率为79%。然后使用二甲硫酸对N9位进行甲基化，产率为84%，接着通过关键的后期转化将剩余的嘌呤氟基替换为手性(3R,4R)-4-氟吡咯烷衍生物，并通过碱促进的β-消除反应生成末端丙烯酰胺官能团。这两个步骤在实验室规模和工艺规模反应器中依次进行，分别产率为75%和59%[221]。该路线令人感兴趣的地方在于末端丙烯酰胺官能团的生成采用了一锅法磺酸消除策略，而非直接丙烯酰化。该方法避免了金属的使用，且多个中间体可通过结晶分离。然而，工艺挑战包括使用有毒的二甲硫酸、高温极性溶剂操作以及高度反应性的丙烯酰胺产物控制[221]。

**图21. Mavelertinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) 3-甲氧基-1-甲基-1H-吡唑-4-胺，DIPEA，DMSO，室温；
(ii) Me2SO4，K2CO3，1,4-二氧六环烷；
(iii) N-((3R,4R)-4-氟吡咯烷-3-yl)-3-(甲基磺酰)丙酰胺，DIPEA，DMSO，100°C；
(iv) KOt-Bu，THF/DMSO，室温。

**7.22. Naquotinib**

Naquotinib（22，ASP8273）由安斯泰来制药（Astellas Pharma）开发，是一种不可逆的EGFR TKI，旨在靶向NSCLC中的T790M突变，同时不影响野生型EGFR[222]。其合成首先使用N-甲基哌嗪对N-Boc-4-哌啶酮进行还原胺化，然后使用K2CO3和DMF进行酸介导的BOC脱保护及SNAr反应与1-氟-4-硝基苯反应。接着还原硝基生成苯胺，随后依次与氨基吡嗪酰胺和N-Boc-3-羟基吡咯烷进行SNAr反应。最后进行BOC脱保护和丙烯酰氯酰化[223]。原始合成方法的总体产率较低（约5%）。后续工艺改进调整了吡嗪官能化的顺序，先耦合复杂的苯胺与二氯吡嗪，再引入手性吡咯烷片段，同时用3-氯丙酰化替代了直接丙烯酰化反应[224]。

**图22. Naquotinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) NaBH(OAc)3，DCE，室温；
(ii) 4M HCl/二氧六环烷，室温；
(iii) 1-氟-4-硝基苯，K2CO3，DMSO，100°C；
(iv) Fe/NH4Cl；
(v) 3,5-二氯-6-乙基吡嗪-2-羧酰胺，K2CO3，DMSO，90°C；
(v) (3R)-1-Boc-3-羟基吡咯烷，Cs2CO3，THF，0°C-室温；
(vii) 丙烯酰氯，DIPEA，MeCN，H2O，0°C。

**7.23. Ibrutinib**

Ibrutinib（23，PCI-32765）由Celera Genomics通过高通量筛选发现，并由艾伯维（AbbVie）开发为第一代共价BTK抑制剂[225]。其合成过程首先使用NIS对吡唑并吡啶核心进行亲电碘化，然后与苯氧基苯硼酯进行Suzuki–Mayura偶联构建双芳基骨架。生成的吡唑并吡啶中间体与N-Boc-3-羟基哌啶进行Mitsunobu偶联，随后进行酸性BOC脱保护和丙烯酰氯酰化[226]。原始过程的总体产率约为9.3%，其中Mitsunobu反应是主要的合成瓶颈（产率低，副产物多）。后续工艺改进降低了钯的使用量，用结晶替代了色谱法，并引入了3-氯丙酰化步骤和碱介导的消除反应[227]。

**图23. Ibrutinib的合成**

**试剂和条件：**
(i) NIS，DMF；
(ii) 4,4,5,5-四甲基-2-(4-苯氧基苯)-1,3,2-二氧硼烷，Pd(dppf)Cl2，DCM，aq. K2CO3，/1,4-二氧六环烷，180°C；
(iii) Boc-3-羟基哌啶，DIAD，聚合物结合的PPh3，THF，室温；
(iv) 4 M HCl，1,4-二氧六环烷，室温；
(v) 丙烯酰氯，Et3N，DCM。

**7.24. Acalabrutinib**

Acalabrutinib（24，ACP-196）由Acerta Pharma开发，作为第二代共价BTK抑制剂，旨在解决ibrutinib引起的副作用问题，如心房颤动和出血[228]。**阿卡拉布替尼（Acalabrutinib）的原始合成过程包括八个步骤：首先将3-氯吡嗪-2-碳酰腈（3-chloropyrazine-2-carbonitrile）催化还原为相应的氨基甲基吡嗪（aminomethyl-pyrazine），然后通过与CBz-L-脯氨酸（Cbz-L-proline）的HATU偶联生成含有手性吡咯烷的酰胺。接下来通过分子内的POCl3催化环化形成咪唑吡嗪核心（imidazopyrazine），再使用NBS进行选择性溴化。剩余的氯取代基在压力下用氨（ammonia）转化为氨基，随后通过钯催化的铃木偶联（Suzuki coupling）引入苯甲酰胺片段。最后，用HBr/AcOH进行CBz脱保护，释放出吡咯烷氮，再与2-丁炔酸（2-butynoic acid）反应生成末端丁炔酰胺（butynamide）。”** [229]

**扎努布替尼（Zanubrutinib）的原始合成方法是通过构建吡唑并吡啶（pyrazolopyrimidine）核心来实现的，该过程从吡唑腈中间体（pyrazolo carbonitrile）和Boc保护的哌啶衍生物开始。首先，通过肼（hydrazine）催化的环化反应以约69%的产率获得氨基吡唑（aminopyrazole），随后与烯胺酮（enaminone）在酸性条件下进行环化形成融合的吡唑并吡啶结构。随后进行Boc脱保护，用NaBH4还原吡啶环，并用碱性过氧化氢（alkaline hydrogen-peroxide）水解腈基得到相应的羧酰胺。最后对哌啶氮进行丙烯酰化（acryloylation），生成外消旋的扎努布替尼，通过制备型手性色谱法（preparative chiral chromatography）分离其对映体。”** [233]

**蒂拉布替尼（Tirabrutinib，ONO-4059/GS-4059）是由Ono Pharmaceutical和Gilead Sciences合作开发的一种选择性的、口服生物可利用的、不可逆的BTK抑制剂，用于治疗B细胞恶性肿瘤。合成路径从4-苯氧苯胺（4-phenoxyaniline）开始，依次构建嘌呤酮骨架（purinone core），引入手性吡咯烷（pyrrolidine）和丁炔酰基（but-2-ynoyl）官能团。首先是使用NaBr/TBAB将4-苯氧苯胺转化为相应的氨基丙二酸盐（aminomalonate），随后与甲酰胺醋酸盐（formamidine acetate）缩合得到吡啶中间体（pyrimidinediol），产率为87%。接着用POCl3/DMF将其转化为二氯吡啶（dichloropyrimidine），同时引入N-甲酰保护基（N-formyl protecting group）。随后用Boc保护的(R)-氨基吡咯烷（Boc-protected (3R)-aminopyrrolidine）进行选择性SNAr反应，引入手性侧链，再通过CDI/DBU催化的环化反应生成嘌呤酮核心。进一步用苄胺（benzylamine）取代，酸性条件下去除Boc保护基，并通过Pd(OH)2/C催化的氢解反应得到二胺中间体。最后用T3P/NMM催化的酰胺化反应引入末端炔基酰胺，再形成盐酸盐。”** [236]

**奥雷拉布替尼（Orelabrutinib，ICP-022）是由InnoCare Pharma开发的一种共价BTK抑制剂，旨在克服伊布鲁替尼（ibrutinib）的脱靶激酶抑制问题并提高对中枢神经系统（CNS）的渗透性。合成过程首先将2,6-二氯烟酰胺（2,6-dichloronicotinamide）转化为相应的烟酰胺，随后与4-苯氧苯硼酸（4-phenoxyphenylboronic acid）进行Suzuki偶联，产率为53%。接着用TFA进行Boc脱保护，产率为71%。最后的丙烯酰化反应产率仅为44%。** [238]

**雷米布替尼（Remibrutinib，LOU064）是由诺华（Novartis）开发的一种共价BTK抑制剂，适用于自身免疫性和过敏性炎症性疾病。其核心药理结构是一个吡啶骨架，上面连接了一个氟化联苯（fluorinated biphenyl）基团，该基团能够与BTK的疏水ATP结合口袋结合。”** [240]

**罗克布替尼（Rocbrutinib，LP-168；NWP-775）是由Lupeng Pharmaceutical和Newave Pharmaceuticals开发的第一代第四代BTK抑制剂。该抑制剂通过Suzuki-Miyaura偶联将两个树枝状片段连接在一起，形成高度优化的非共价、氢键结合和形状互补的相互作用。合成过程中，首先将2,4-二氯-3-甲氧基吡啶（2,4-dichloro-3-methoxypyrimidine）进行选择性氨取代，得到相应的氨基吡啶（aminopyridine），产率为94%。接着用N-Boc-N-甲基-2-羟基乙胺（N-Boc-N-methyl-2-hydroxyethylamine）进行Mitsunobu醚化，产率为53%。随后与芳基硼酸（aryl boronic acid）进行Suzuki偶联，产率为74%。后续通过改进Suzuki偶联条件和使用绿色溶剂，提高了产率至92%。** [244]

**托莱布替尼（Tolebrutinib，SAR442168/PRN2246）是由Principia Biopharma开发的一种口服脑渗透性BTK抑制剂。合成过程包括多个步骤，主要依赖于钯催化的反应和高温条件。”** [250]

**斯佩布替尼（Spebrutinib，AVL-292/CC-292）是由Avila Therapeutics发现的一种不可逆的BTK抑制剂，针对B细胞恶性肿瘤和自身免疫性疾病。合成过程中使用了多种高效方法，如交替使用不同的SNAr反应条件和溶剂，提高了产率。”** [254]

**埃沃布替尼（Evobrutinib，M2951）是由默克KGaA开发的一种中枢神经系统可渗透的、不可逆的共价BTK抑制剂，专为慢性自身免疫性疾病设计。”** [258]

**罗克布替尼（Rocbrutinib，LP-168；NWP-775）是由Lupeng Pharmaceutical和Newave Pharmaceuticals合作开发的一种第四代BTK抑制剂，其独特结构使其能够在BTK活性位点形成优化的非共价、氢键结合和形状互补相互作用。”** [246]优化的铃木偶联反应的产率为约86%，而在酯类溶剂中进行的HCl脱保护反应能够以95%的产率获得游离胺[260]。下载：下载高分辨率图像（162KB）下载：下载全尺寸图像

方案32. Evobrutinib的合成
32. 试剂和条件：
(i) Boc-4-(氨基甲基)哌啶，DIPEA，NMP，μW，150°C；
(ii) (4-苯氧基苯基)硼酸，Pd(OAc)2，Sphos，K2CO3，Dioxane/H2O，MW，140°C；
(iii) 2 M HCl in Et2O，MeOH，rt；
(iv) 丙烯酰氯，NaHCO3，THF/H2O，0°C至rt。

7.33. Rilzabrutinib
Rilzabrutinib（33，PRN1008，Wayrilz?）由Principia Biopharma发现，作为首个用于慢性自身免疫性和炎症性疾病的可逆共价BTK抑制剂[261]。Rilzabrutinib通过以下步骤合成：先通过碘化反应生成4-氨基吡唑并嘧啶，然后用Mitsunobu方法引入手性Boc保护的哌啶，接着进行Suzuki–Miyaura偶联反应，随后脱去Boc保护基团，生成氰基乙酰胺，最后与取代的哌啶醛进行Knoevenagel缩合反应。碘化反应的产率为52%，而Mitsunobu反应生成Boc-(R)-3-羟基哌啶的产率为30%。随后的Suzuki偶联反应产率为77%，Boc脱保护和与氰基乙酸的偶联反应产率为32%，最终与氧杂环丁烷衍生物的Knoevenagel缩合反应产率为70%（见方案33 [262]）。原始合成途径的一个主要限制是末端Knoevenagel转化的立体控制性较差，导致生成E/Z异构体混合物。通过制备型HPLC分离所需的E异构体会产生大量溶剂浪费，并且生产效率较低。最近的新工艺改进重新设计了合成路线，直接生成了E-构型的氰基丙烯酸中间体，从而完全避免了E/Z异构体的分离[263]。下载：下载高分辨率图像（206KB）下载：下载全尺寸图像

方案33. Rilzabrutinib的合成
试剂和条件：
(i) NIS，DMF，80°C；
(ii) Boc-(R)-3-羟基哌啶，PPh3，DIAD，THF，10°C至rt；
(iii) (2-氟-4-苯氧基苯基)硼酸，K2CO3，Pd(dppf)Cl2，H2O，Dioxane，80°C；
(iv) TFA，DCM，rt；
(v) 2-氰基乙酸，TEA，HATU，DMF，rt；
(vi) 2-甲基-2-(4-氧杂环丁烷-3-基)哌嗪-1-丙醛，TMSCl，吡咯烷，DCM，0°C至rt。

7.34. Futibatinib
Futibatinib（34，TAS-120，Lytgobi?）由Taiho Pharmaceutical发现，是一种不可逆的共价泛FGFR抑制剂，旨在克服可逆FGFR抑制剂（如erdafitinib）所遇到的获得性耐药突变（V564F）[264]。Futibatinib通过五步合成路线制备，其中以3-碘代-4-氯吡唑并嘧啶中间体为核心。异环化合物与Boc保护的chiral 3-羟基吡咯烷进行Mitsunobu偶联反应，生成目标立构中心的保护哌啶中间体，产率为63%。剩余的丙烯酰氯通过氨水处理转化为所需的4-氨基基团。随后与1-乙炔基-3,5-二甲氧基苯进行Sonogashira偶联反应，以96%的产率引入特征性的线性炔基官能团。酸性条件下进行Boc脱保护后，再通过丙烯酰化反应得到futibatinib，产率为84%（见方案34 [265]）。该合成方法的主要缺点在于Mitsunobu反应虽然有效建立了所需的立体化学结构，但会产生大量的膦和偶氮化合物副产物。尽管Sonogashira偶联反应效率较高，但使用钯和铜催化剂可能导致金属残留。其他替代合成策略包括调整Sonogashira偶联和手性哌啶引入的顺序，或用甲磺酸酯形成替代Mitsunobu反应，再进行SN2取代以实现所需的立体化学结构[266]。

下载：下载高分辨率图像（234KB）下载：下载全尺寸图像

方案34. Futibatinib的合成
试剂和条件：
(i) DEAD，PPh3，THF；
(ii) 28% NH3 aqueous，THF，100°C；
(iii) 1-乙炔基-3,5-二甲氧基苯，PdCl2(dppf)，DCM，CuI，TEA，1,4-二氧环己烷；
(iv) 4N HCl，1,4-二氧环己烷；
(v) 丙烯酰氯，TEA，CHCl3。

7.35. Ritlecitinib
Ritlecitinib（35，PF-06651600，Litfulo?）由Pfizer开发，是一种共价JAK3和TEC家族激酶抑制剂，用于自身免疫性疾病的治疗，同时避免tofacitinib等JAK2相关的毒性[110]。ritlecitinib的一代合成方法首先对5-氨基-2-甲基吡啶进行Boc保护，随后使用PtO2催化氢化生成2-甲基哌啶核心。该还原反应产生约2:1的顺/反式外消旋哌啶混合物。之后进行Cbz保护并脱去Boc保护基团，再与4-氯-7H-吡咯并嘧啶进行SNAr反应构建JAK3结合结构。Pd/C催化的氢解反应去除Cbz基团并促进脱氯，然后对哌啶氮进行丙烯酰化得到ritlecitinib外消旋体。所需的对映体通过手性SFC分离得到。整个合成过程的总产率为5%，对映体选择性为99.98%（见方案35 [267]）。主要制造挑战包括使用昂贵的PtO2作为氢化催化剂、产生不必要的顺/反式异构体混合物以及依赖手性SFC进行异构体分离。Pfizer后续开发了可扩展的第二代工艺，用更经济的5% Rh/C催化剂替代PtO2，并通过非对映体盐结晶分离异构体混合物。此外，在Schotten–Baumann条件下优化了酰胺化步骤，开发出稳定的结晶甲磺酸盐盐形式以简化产物分离过程。这些改进使得总产率从约5%提高到了14%[268]。下载：下载高分辨率图像（119KB）下载：下载全尺寸图像

方案35. Ritlecitinib的合成
试剂和条件：
(i) Boc2O，EtOH；
(ii) H2，PtO2，AcOH；
(iii) CbzCl，NaHCO3，THF/H2O；
(iv) HCl，Dioxane；
(v) 4-氯-7H-吡咯[2,3-d]嘧啶，DIPEA，n-BuOH；
(vi) H2，Pd/C，MeOH/THF；
(vii) 丙烯酰氯，DIPEA，THF/H2O。

8. 结论与未来展望
自首个共价激酶抑制剂获批以来，药物化学、结构生物学和分子药理学的持续进展推动了针对EGFR、BTK、FGFR和JAK3的共价治疗药物的的成功开发。本文综述了截至2025年已批准和正在研发中的CKIs的发现途径、结合模式、构效关系、临床应用、局限性以及合成策略。同时，也解释了亲电官能团如何在不同类型的疾病（包括肿瘤、自身免疫和炎症性疾病）中带来显著的临床疗效。尽管取得了这些成就，但仍面临一些挑战，如获得性耐药突变（EGFR C797S和BTK C481S）、激酶选择性有限以及脱靶毒性等问题。下一代CKIs的一个有前景的发展方向是扩展BTK抑制剂的应用范围，使其不仅限于血液系统恶性肿瘤。开发高选择性的、能够穿透血脑屏障的抑制剂（如tolebrutinib和remibrutinib），为神经炎症和神经退行性疾病提供了新的治疗机会。未来的共价抑制剂设计预计将超越传统的催化半胱氨酸残基（如赖氨酸、酪氨酸、丝氨酸和苏氨酸）靶向，可能还包括与免疫检查点抑制剂或单克隆抗体的联合使用，以克服耐药性并增强抗肿瘤效果。总体而言，共价抑制剂将继续成为现代药物化学领域中最活跃的研究方向之一。随着官能团设计、靶点选择和联合治疗的不断进步，共价抑制剂在癌症、自身免疫性疾病和神经系统疾病中的临床应用前景将更加广阔。