A vezérmolekula azonosításának kezdeti szakaszában az egyik legnagyobb kihívást a citizin elérhetősége jelentette. A citizin a 90-es évek közepén csak természetes forrásból állt rendelkezésre, így a beszerezhető mennyiség és a beszerzési ár is jelentősen befolyásolta a korai optimalizálás menetét. Érdekes, hogy ebben az időben a Pfizer citizinbeszállítója egy bolgár vállalat volt, amely a vegyületet Tabex néven, dohányzásról való leszokást segítő gyógyszerként forgalmazta Bulgáriában. Bár ezzel a ténnyel a Pfizer kutatói érdemben nem számoltak, mégis érdemes megjegyezni, hogy ebben az értelemben az α2β4-nikotinreceptor parciális agonista koncepciója a megcélzott indikációban mind hatékonysági, mind pedig biztonsági szempontból kedvező humán eredményekkel már bizonyított volt.

 

Jóllehet a szintetikus úton előállított citizinszármazékok közül egy sem mutatott kedvezőbb tulajdonságokat a 3-bróm-származéknál, a kidolgozott szintézis módosításával lehetőség nyílt karbo-citizin-származékok előállítására is. Sajnálatos módon a 18 hónap alatt előállított közel száz származék egyike sem bizonyult kedvezőbbnek a 3-brómcitizinhez képest. A karbo-citizin- származékok sikertelensége miatt a Pfizer kutatói a következőkben az eredeti citizinszintézis további módosításával karbonilcsoportot nem tartalmazó aromás citizinszármazékokat állítottak elő (4.10.4. ábra).

 

Ezek a vegyületek azonban, egy korai anizolszármazék kivételével, általában antagonista hatást mutattak. Az első két év küzdelmei végül egy véletlenszerű felismerésen keresztül hozták meg a várva várt sikert. A Pfizer kutatói ugyanis biciklusos [3.3.1] típusú gyűrűrendszerek után kutatva felismerték, hogy a citizin mellett a morfin is tartalmaz hasonló szerkezeti részletet (4.10.5. ábra).

 

A citizinvázhoz hasonló, egyszerűbb morfinszármazékok után kutatva bukkantak rá végül Mazzocchi és munkatársai eredményeire, akik a 70-es években számos biciklusos [3.3.1] benzomorfánszármazékot állítottak elő (4.10.5. ábra). Ezen vegyületek, valamint a regioizomer biciklusos [3.2.1] benzazepinszármazékok in vivo vizsgálata során azt találták, hogy szemben a benzomorfánszármazékok analgetikus hatásával a benzazepinszármazék toxikus hatást mutatott. A toxikus hatást a Pfizer kutatói az esetleges nikotinos aktivitás jeleként azonosították, és feltételezték, hogy a karbonilcsoportot nem tartalmazó aromás citizinszármazékokhoz hasonlóan nikotinos α2β4-affinitást mutatnak. A szubsztituálatlan benzazepinszármazék szintézisével, majd in vitro vizsgálatával a feltételezést sikerült igazolni: a vegyület potens és szelektív nikotinos α2β4-receptorligandumnak bizonyult (Ki = 20 nM). Bár funkcionális értelemben antagonista vegyülethez jutottak, korábbi vizsgálataik alapján azt feltételezték, hogy a vegyület megfelelően szubsztituált származékai parciális agonisták lehetnek. Ennek érdekében több lehetséges eljárással is kísérletet tettek szubsztituált származékok előállítására. Elsőként a megfelelő nitroszármazékot próbálták meg előállítani, azonban ez még a legerélyesebb körülmények között sem keletkezett. Végül a piperidinium-kation képződését megakadályozandó a nitrogénen trifluoracetil-csoporttal védett származék metilezésével a megfelelő nitroszármazékhoz jutottak, amely az in vitro vizsgálatokban nagy affinitású (Ki = 0,75 nM) α2β4 parciális agonistának bizonyult, amit az ex vivo és in vivo dopaminfelszabadulás-mérések is megerősítettek. Ez a vegyület kötődési és funkcionális aktivitása, fizikai kémiai sajátságai, módosíthatósága, valamint ex vivo és in vivo hatékonysága alapján alkalmasnak bizonyult, hogy a fejlesztési jelölt azonosításához szükséges további optimalizálás kiindulópontja legyen. A vezérmolekula-optimalizálás szakaszában előállított biciklusos benzazepinek közül fejlesztési jelöltként kiválasztott vareniklin a sikeres preklinikai és klinikai fejlesztést követően Chantix néven gyógyszerként került forgalomba 2006-ban.