第一篇:藥物化學總結
術語解釋
1.生物烷化劑 也稱烷化劑,屬于細胞毒類藥物,在體內能形成缺電子活潑中間體或其他具有活潑的親電性基團的化合物,進而與生物大分子(如DNA、RNA或某些重要的酶類)中含有豐富電子的基團(如氨基、巰基、羥基、羧基、磷酸基等)進行親電反應和共價結合,使生物大分子喪失活性或使DNA分子發生斷裂。生物烷化劑是抗腫瘤藥物中使用最早,也是非常重要的一類藥物。2.抗代謝藥物 是一類重要的抗腫瘤藥物,通過抑制DNA合成中所需的葉酸、嘌呤、嘧啶及嘧啶核苷途徑,從而抑制腫瘤細胞的生存和復制所必需的代謝途徑,導致腫瘤細胞死亡。
3.生物電子等排體(bioisosteres)具有相似的物理及化學性質的基團或分子會產生大致相似、相關或相反的生物活性。分子或基團的外電子層相似,或電子密度有相似分布,而且分子的形狀或大小相似時,都可以認為是生物電子等排體。
4.潛效化(1atentiation)就是將具有生物活性而毒性較大的化合物,利用化學方法把結構作適當改造;變為體外括性小或無活性的化合物,進入體內后,通過特殊酶的作用使其產生活性作用,從而提高選擇性。增強療效、降低毒性。是前藥的同義詞。
按化學結構可將目前臨床使用的生物烷化劑分為:①氮芥類;②乙撐亞胺類;③磺酸酯及多元醇類;④亞硝基脲類;⑤金屬鉑類配合物。這些藥物都具有在體內能形成缺電子的活潑中間體的化學結構。
氮芥類藥物的結構由兩部分組成:通式中的雙-β-氯乙胺部分(氮芥基)稱為烷基化部分,是抗腫瘤活性的功能基;R為載體部分,主要影響藥物在體內的吸收分布等藥代動力學性質,也會影響藥物的選擇性、抗腫瘤活性及毒性,因此通過選擇不同的載體可以達到提高藥物的選擇性和療效、降低毒性的目的,對氮芥類藥物的設計具有重要的意義。
當載體R為脂肪烴基時,稱為脂肪氮芥,如鹽酸氮芥、氧氮芥等;當載體R為芳香基時,稱為芳香氮芥,如苯丁酸氮芥等;當載體R為氨基酸時,稱為氨基酸氮芥,如美法倫、氮甲等;當載體R為雜環時,稱為雜環氮芥,如環磷酰胺、異環磷酰胺等。
芳香氮芥中氮原子上的孤對電子和苯環產生共軛作用,減弱了氮原子的堿性,其作用機制也發生了改變;不像脂肪氮芥那樣很快形成穩定的環狀乙撐亞胺離子,而是先失去氯原子生成碳正離子中間體,再與親核中心作用。其烷化歷程為單分子親核取代反應(SN1)。
與脂肪氮芥相比,芳香氮芥的氮原子堿性較弱,烷基化能力也比較低,因此抗腫瘤活性比脂肪氮芥弱,毒性也比脂肪氮芥低。
載體部分 烷基化部分 1.氮芥類烷化劑的代表藥物有鹽酸氮芥和環磷酰胺。
鹽酸氮芥(chlormethine hydrochloride)是最早用于臨床的抗腫瘤藥物,只對淋巴瘤有效,且毒性大(特別是對造血器官),對其他腫瘤如肺癌、肝癌、胃癌等無效,不能口 服,選擇性差。為了減低毒副作用,人們以氮芥為先導化合物進行結構修飾,主要通過減少氮原子上的電子云密度來降低氮芥的反應性,達到降低其毒性的作用,但這樣的修飾也降低了氮芥的抗瘤活性。
環磷酰胺含有一個結晶水時為白色結晶或結晶性粉末,失去結
晶水后即液化。其水溶液(2%)在pH 4.0~6.0時,磷酰氨基不穩定,加熱時更易分解,而失去生物烷化作用。本品的抗瘤譜較廣,毒性比其他氮芥類藥物小,已經成為臨床上普遍使用的抗腫瘤藥物,廣泛用于惡性淋巴瘤、急性淋巴細胞白血病、多發性骨髓瘤、肺癌、神經母細胞瘤等的治療。
環磷酰胺是運用潛效化概念設計的藥物。在環磷酰胺的分子中氮芥基連在吸電子的磷酰基上,降低了氮原子的親核性,因此在體外幾乎元抗腫瘤活性。進入體內后,在正常組織中的代謝產物是無毒的 酮基環磷酰胺和羧基化合物,而在腫瘤組織中的代謝產物有丙烯醛、磷酰氮芥及去甲氮芥,三者都是較強的烷化劑。因此環磷酰胺對正常組織的影響較小,其毒性比其他氮芥類藥物小。2.亞硝基脲類烷化劑卡莫司汀(carmustine)具有廣譜的抗腫瘤活性,其結構中的β-氯乙基具有較強的親脂性,易通過血一腦脊液屏障進入腦脊液中,因此適用于腦瘤、轉移性腦瘤及其他中樞神經系統腫瘤、惡性淋巴瘤等治療。與其他抗腫瘤藥物合用時可增強療效。其主要副作用為遲發性和累積性骨髓抑制。
在亞硝基脲的結構中,由于N-亞硝基的存在,使得連有亞硝基的氮原子與相鄰的羰基之間的鍵變得不穩定,在生理pH環境下易發生分解,生成親核性試劑與DNA的組分產生烷基化,達到治療的作用。
3.金屬鉑類配合物順鉑(cisplatin)為順式異構體,其反式異構體無效。臨床用于治療膀胱癌、前列腺癌、肺癌、頭頸部癌、乳腺癌、惡性淋巴癌和白血病等。目前已成為治療睪丸癌和卵巢癌的一線藥物。
在室溫條件下對光和空氣穩定、可長期貯存。本品加熱至l70。C即轉化為反式異構體,繼續加熱至27℃,熔融同時分解成金屬鉑。本品的水溶液不穩定,臨床藥用的是含有甘露醇和氯化鈉的冷凍干燥粉。
第二節抗代謝藥物
抗代謝藥物在腫瘤的化學治療上占有較大的比重,約為40%。這類藥物的結構與正常代謝物很相似,且太多數抗代謝物是將代謝物的結構作細微的改變而得。例如利用生物電子等排原理,以F或CH3、代替H,S或CH2代替O,NH2或SH代替OH等。
用的抗代謝藥物有三類:①嘧啶拮抗物;②嘌呤拮抗物;③葉酸拮抗物。氟尿嘧啶用氟原予取代尿嘧啶中的5位氫原子后,由于氟的原子半徑和氫的原子半徑相近,氟化物的體積與原化合物幾乎相等,加之C—F鍵特別穩定,在代謝過程中不易分解,分子水平代替正常代謝物,因而是胸腺嘧啶合成酶的抑制劑。
在體內首先轉變成氟尿嘧啶脫氧核苷酸(FUDRP),與胸腺嘧啶合成酶結合,再與輔酶5,10-次甲基四氫葉酸作用,由于C-F鍵穩定,導致不能有效地合成胸腺嘧啶脫氧核苷酸(TDRP),使胸腺嘧啶合成酶失活。從而抑制DNA的合成,最后導致腫瘤細胞死亡
2.呤拮抗物的代表藥物有巰嘌呤和磺巰嘌呤鈉。
巰嘌呤 本品是次黃嘌呤的衍生物,在體內經酶促轉變為有活性的6-硫代次黃嘌呤核苷酸(即硫代肌苷酸),抑制腺酰琥珀酸合成酶,阻止次黃嘌呤核苷酸(肌苷酸)轉變為腺苷酸;還可抑制肌苷酸脫氫酶,阻止肌苷酸氧化為黃嘌呤核苷酸,從而抑制DNA和RNA的合成。
_磺巰嘌呤鈉(溶癌呤,sulfomercapririe sodium)是巰嘌呤的衍生物,其結構中引入了磺酸鈉基,增加了藥物的水溶性,對腫瘤組織有一定的選擇性,毒性較低。
3.葉酸拮抗物甲氨蝶呤(methotrexate)本品為葉酸的拈抗劑,和二氫葉酸還原酶的親和力比二氫葉酸強l000倍,幾乎是不可逆地和二氫葉酸還原酶結合,使二氫葉酸不能轉化為四氫葉酸,從而影響輔酶F的生成,進而抑制DNA和RNA的合成,阻礙腫瘤細胞的生長。
本品在強酸性溶液中不穩定,酰胺鍵會水解,生成谷氨酸及蝶呤酸而失去活性。
第三節抗腫瘤抗生素 Anficancer Antibiotics 抗腫瘤抗生素分為兩類:①多肽類抗生素;②蒽醌類抗生素。
多柔比星(doxorubicin)和柔紅霉素edaunorubicJn)屬蒽醌類抗生素。多柔比星又
稱阿霉素,主要通過作用于DNA而達到抗腫瘤目的。柔紅霉素為多柔比星的結構類似物。
鹽酸米托蒽醌(mitoxantrone hydrochloride)是人們通過研究某些天然和合成的抗腫瘤藥物的構效關系而新設計的一個具有蒽醌母核的全合成藥物,用有氨基(或烴氨基)的側鏈代替多柔比星結構中的氨基糖,有可能保持活性而減小心臟毒性。
鹽酸米托蒽醌的抗腫瘤作用是多柔比星的5倍,心臟毒性較小。用于治療晚期乳
腺癌、非霍奇金病淋巴瘤和成八急性非淋巴細胞白血病復發。第四節抗腫瘤的植物藥有效成分及其衍生物
術語解釋
1.抗生素(antibiotics)是微生物的代謝產物或合成的類似物,在體外能抑制微生物的生長和存活,而對宿主不會產生嚴重的毒副作用。多數抗生素用于治療細菌感染性疾病,某些抗生素還具有抗腫瘤、免疫抑制和刺激植物生長作用。
2.半合成抗生素(semi-synthetic antibiotics)在天然抗生素的基礎上發展起來,針對天然抗生素的化學穩定性、毒副作用、抗菌譜等方面存在的問題,通過對天然抗生素進行結構改造,旨在增加穩定性、降低毒副作用、擴大抗菌譜、減少耐藥性、改善生物利用度、提高治療效力及改變用藥途徑。半合成抗生素已取得較大的發展,如半合成青霉素和半合成頭孢菌素。因合成的原料來自天然產物,故名。
3.黏肽轉肽酶(peptidoglycan transpeptidase)是細菌細胞壁合成過程中的一種酶。在細菌細胞壁的合成中,首先由N-乙酰胞壁酸、N-乙酰葡萄糖胺和多肽形成線型高聚物,然后在黏肽轉肽酶的催化下,經轉肽(交聯)反應形成網狀的細胞壁。β-內酰胺類抗生素的作用部位主要是抑制黏肽轉肽酶,使其催化的轉肽反應不能進行,從而阻礙細胞壁的形成,導致細菌死亡。
4.抗菌活性(antibacterial activity)是指藥物抑制或殺滅微生物的能力,可用體外抗菌試驗來測定。能夠抑制培養基內細菌生長的最低濃度稱之為最低抑菌濃度(minimal inhibitory,concentration,MIC),能夠殺滅培養基內細菌或使菌數減少99.9%的最低濃度稱之為最低殺菌濃度(minimal bactericidal concentration,MBC)。5.抗菌譜(antibacterial spectrum)每種抗菌藥物都有一定的抑制或殺菌范圍,稱為抗菌譜,包括殺滅或抑菌的種類及濃度。某些抗菌藥物僅作用于單一菌種或局限于某一屬細菌,其抗菌譜窄。另一些藥物的抗菌范圍廣泛,稱為廣譜抗菌藥。
6.β-內酰胺酶抑制劑(13-1actamase inhibitor)是針對細菌對β-內酰胺抗生素產生耐藥機制,研究發現的一類藥物。β-內酰胺酶是細菌產生的保護性酶,使某些β-內酰胺抗生素在未到達細菌作用部位之前將其水解開環失活,這是細菌對β-內酰胺抗生素產生耐藥性的主要機制。β-內酰胺酶抑制劑對β-內酰胺酶有很強的抑制作用,本身又具有抗菌活性,通常和不耐酶的β-內酰胺抗生素聯合應用以提高療效,是一類抗菌增效劑。
7.細菌的耐藥性(resistance of bacteria)又稱抗藥性,一般是指細菌與藥物多次接觸后,對藥物的敏感性下降甚至消失,致使藥物對耐藥菌的療效降低或無效。細菌對抗生素(包括抗菌藥物)的耐藥機制主要有四種:①使抗生素分解或失去活性;②使抗菌藥物作用的靶點發生改變;③細菌細胞膜滲透性的改變或其他特性的改變使抗菌藥物無法進入細胞內;④細菌產生藥泵將已進入細胞的抗菌藥物泵出細胞。主要內容
第一節β-內酰胺抗生素
β-內酰胺抗生素是指分子中含有由四個原子組成的β-內酰胺環的抗生素。β-內酰胺環是該類抗生素發揮生物活性的必需基團,在和細菌作用時開環,與細菌發生酰化作用,抑制細菌的生長。而同時由于四元環的分子張力比較大,化學性質不穩定,易開環導致失活。根據β-內酰胺環是否并有其他雜環以及并環的化學結構,β-內酰胺抗生素又可被分為青霉素類(penicillins)、頭孢菌素類(cephalosporins)以及非典型的β-內酰胺抗生素類。非典型的β-內酰胺抗生素主要有碳青霉烯(carbapenem)、青霉烯(penem)、氧青霉烷(oxypenam)和單環的β-內酰胺(monobactam)。
除單環類之外的β-內酰胺抗生素具有共同的結構特征:①都具有一個四元的β-內酰胺環,通過氮原子和鄰近的第三碳原子與第二個雜環相稠合,在β-內酰胺環羰基的鄰位有一個酰氨基,在與氮相鄰的碳原子上(2或3位)連有一個羧基;②稠合環都不共平面,青霉素和頭孢菌素分別沿著C-5和N-1或C-6和N-1軸折疊:③分子中環上有2或3個不對稱碳原子。
青霉素及所有β-內酰胺抗生素的作用機制認為是抑制細菌細胞壁的合成。
在細菌細胞壁的合成中,線型高聚物在黏肽轉肽酶的催化下,經轉肽(交聯)反應形成網狀的細胞壁。β-內酰胺類抗生素的作用部位主要是抑制黏肽轉肽酶,使其催化的轉肽反應不能進行,從而阻礙細胞壁的形成,導致細菌死亡。
β-內酰胺類抗生素的結構和黏肽的末端結構類似,具有相似的構象,因而能取代黏肽的D-Ala-D-Ala,競爭性地和酶活性中心以共價鍵結合,構成不可逆的抑制作用。
1.青霉素(benzylpenicillin)是第一個用于臨床的抗生素,從青霉菌的培養液中分離而得,臨床上常用其鈉鹽。本品臨床上主要用于革蘭陽性菌如鏈球菌、葡萄球菌、肺炎球菌等所引起的全身或嚴重的局部感染。但是本品在臨床使用時,對某些病人中易引起過敏反應,嚴重時會導致死亡。
青霉素的母核是由β-內酰胺環和五元的氫化噻唑環并合而成,兩個環的張力都比較大,另外β-內酰胺環中羰基和氮原子的孤對電子不能共軛,易受到親核性或親電性試劑的進攻,使β-內酰胺環破裂,當進攻試劑來自細菌則產生藥效,當進攻試劑來自其他情況則導致青霉素失效。
在強酸條件下或氯化高汞的作用下,發生裂解,生成青霉酸和青霉醛酸,后者不穩定,釋放出二氧化碳,生成青霉醛。
在稀酸溶液中(pH 4.0)室溫條件下,發生重排生成青霉二酸,青霉二酸可經進一步分解生成青霉胺和青霉醛。
在堿性條件下,或在某些酶(例如β-內酰胺酶)的作用下,生成青霉酸,青霉酸加熱時易失去二氧化碳,生成青霉噻唑酸,遇氯化高汞青霉噻唑酸進一步分解生成青霉胺和青霉醛。遇到胺和醇時,胺和醇也同樣會向β-內酰胺環進攻,生成青霉酰胺和青霉酸酯。
2.在青霉素長期臨床應用中,發現其對酸不穩定,不能口服,只能注射給藥;抗菌譜比較狹窄,對革蘭陽性菌效果比對革蘭陰性菌的效果好:在使用過程中,細菌逐漸產生一些分解酶(如β-內酰胺酶)使細菌產生耐藥性;有嚴重的過敏性反應。為了克服青霉素的缺點,人們對青霉素進行結構修飾,以6-APA為原料,在其6位上引入不同的側鏈,合成出數以萬計的半合成青霉素衍生物,找到了一些臨床效果較好的可口服的廣譜和耐酶青霉素。
耐酸青霉素的側鏈上大都具有吸電子基團,這是通過對含苯氧乙酰基的天然青霉素V耐酸可以口服的研究而得的。
耐酶青霉素的側鏈上都有較大體積的基團取代,阻止了化合物與酶活性中心的結合。又由于空間阻礙限制酰胺側鏈R與羧基間的單鍵旋轉,從而降低了青霉素分子與酶活性中心作用的適應性。廣譜青霉素的側鏈中都具有親水性的基團(如氨基,羧基或磺酸基等),這類抗生素的發現來源于對天然青霉素N的研究。
利用青霉素G為原料,經青霉素酰化酶水解,可得到6.氨基青霉烷酸(6-APA).是半合成青霉素的原料。
6-APA與相應側鏈酸的縮合即得半合成青霉素,縮合方法通常是將側鏈酸做成酰氯、酸酐或以DCC作為縮合劑直接與6-APA縮合。3.天然頭孢菌素有頭孢菌素C,一般不直接作為藥用。
因此,對天然頭孢菌素進行結構改造,得到半合成頭孢菌素,如頭孢噻吩、頭孢拉定、頭孢氨芐、頭孢噻肟、頭孢他啶等。半合成頭孢菌素的原料7-ACA是由頭孢菌素C水解而制得,另一原料7-ADCA是由青霉素擴環而得到。
頭孢菌素的母核是四元的β-內酰胺環與六元的氫化噻嗪環并合而成,這種稠合體系的環張力比青霉素母核的環張力小,另外頭孢菌素結構中C-2和C-3的雙鍵可與N-1的未共用電子對共軛,因此頭孢菌素比青霉素穩定。但是由于C-3位的乙酰氧基是一個較好的離去基團,且和C-2與C-3間的雙鍵以及β-內酰胺環形成一個較大的共軛體系,易接受親核試劑對β-內酰胺羰基的進攻,最后C-3位乙酰氧基帶著負電荷離去,導致β-內酰胺環開環,這是引起頭孢菌素活性降低的最主要原因。頭孢菌素進入體內后C-3位的乙酰氧基易被體內的酶水解而失活。
4.按上市的先后和抗菌性能的不同,臨床上將頭孢菌素類藥物劃分為一、二、三、四代。
5.半合成頭孢菌素的代表藥物
頭孢氨芐(cefalexin)是將青霉素結構改造的經驗用于半合成頭孢菌素的研究中而得到的,將氨芐西林的側鏈——苯甘氨酸引入到頭孢菌素中,同時將C-3位的乙酰氧基甲基換成甲基。本品對革蘭陽性菌效果較好,對革蘭陰性菌效果較差,臨床上主要用于敏感菌所致的呼吸道、泌尿道、皮膚和軟組織、生殖器官等部位感染的治療,口服吸收較好。
頭孢噻肟鈉(cefotaxime sodium)屬于第三代頭孢菌素衍生物,在其7位側鏈上,α位是順式的甲氧肟基,同時連有一個2-氨基噻唑的基團,甲氧肟基對β-內酰胺酶有高度的穩定作用,而2-氨基噻唑基團可以增加藥物與細菌青霉素結合蛋白的親和力,這兩個有效基團的結合使該藥物具有耐酶和廣譜的特點。本品結構中的甲氧肟基通常是順式構型(cis),順式異構體的抗菌活性是反式異構體(trans)的40~100倍。在光照的情況下,順式異構體會向反式異構體轉化,其鈉鹽水溶液在紫外光照射下45min,有50%轉化為反式異構體,4h后,可達到95%的損失。因此,本品通常需避光保存,在臨用前加注射水溶解后立即使用。
6.β-內酰胺酶抑制劑屬于非經典β-內酰胺抗生素,是針對細菌對β-內酰胺抗生素產生耐藥機制而研究發現的一類藥物,它們對β-內酰胺酶有很強的抑制作用,本身又具有抗菌活性。
代表藥物克拉維酸鉀(clavulanate potassium),其環張力比青霉素大得多,因此易接受β-內酰胺酶結構中親核基團的進攻,是有效的β-內酰胺酶抑制劑。本品的抗菌活性微弱,單獨使用無效,常與青霉素類藥物聯合應用以提高療效。例如:克拉維酸和阿莫西林組成復方制劑稱為奧格門汀,可用于治療耐阿莫西林細菌所引起的感染。
7.氨曲南(aztreonam)是第一個全合成單環β-內酰胺抗生素。第二節四環素類抗生素
四環素類抗生素是指由放線菌產生的具有并四苯結構的廣譜抗生素,代表藥物有金霉素、土霉素、四環素及半合成衍生物。
四環素類抗生素在干燥條件下都比較穩定,但遇日光可變色。在酸性及堿性溶液
中都不夠穩定,易發生水解。
在酸性條件下,四環素類抗生素C-6上的羥基和C-5a上的氫發生消除反應,生成無活性橙黃色脫水物。另外,在pH 2~6條件下,C-4二甲氨基很易發生可逆的差向異構化,生成差向異構體。這些脫水產物及差向異構體的抗菌活性均減弱或消失。
在堿性條件下,由于OH-的作用,C-6上的羥基形成氧負離子,向C-11發生分子內親核進攻。經電子轉移,C環破裂,生成具有內酯結構的降解物。
四環素類藥物中含有許多羥基、烯醇羥基及羰基,在近中性條件下能與多種金屬離子形成不溶性螯合物。
第三節氨基糖苷類抗生素
氨基糖苷類抗生素是由鏈霉菌、小單孢菌和細菌所產生的具有氨基糖苷結構的抗生素,代表藥物有鏈霉素、卡那霉素、慶大霉素等。
第四節大環內酯類抗生素
大環內酯類抗生素的結構特征為分子中都含有一個內酯結構的14元或l6元大環,通過內酯環上的羥基和去氧氨基糖或6-去氧糖縮合成堿性苷。該類藥物對酸、堿不穩定,在體內也易被酶分解,不論苷鍵水解、內酯環開環或脫去酰基,都可喪失或降低抗菌活性。其作用機制主要是抑制細菌蛋白質的合成。由于紅霉素的結構中多個羥基以及9位上羰基的存在,因此在酸性條件下不穩定,易發生分子內脫水環合。
對紅霉素的C-6羥基和C-9羰基進行保護,得到一系列新藥,這是近一、二十年來半合成抗生素中最新的進展。
羅紅霉素(roxithromycin)是紅霉素C-9肟的衍生物,具有較好的化學穩定性,抗菌作用比紅霉素強6倍,在組織中分布廣,特別在肺組織中的濃度比較高。
阿奇霉素(azithromycin)是第一個環內含氮的15元環的大環內酯紅霉素衍生物,具有更強的堿性,對許多革蘭陰性桿菌有較大活性,在組織中濃度較高,體內半衰期比較長,有良好的藥代動力學性質,可用于多種病原微生物所致的感染,特別是性傳染疾病,如淋球菌等的感染。
第五節氯霉素類抗生素
氯霉素含有兩個手性碳原子,有四個旋光異構體。其中僅1R,2R(-)即D(-)蘇阿糖型(threo)有抗菌活性,為臨床使用的藥物。合霉素是氯霉素的外消旋體,療效是氯霉素的一半,現已不用。化學治療藥 術語解釋
1.喹諾酮類抗菌藥作用的靶點
喹諾酮類抗菌藥通過抑制細菌DNA的合成起到抗菌作用,最終導致細胞的死亡。喹諾酮類抗菌藥物通過抑制細菌DNA螺旋酶(DNA gyrase)抑制DNA的合成,DNA螺旋酶特異性催化改變DNA拓撲學反應。喹諾酮類抗菌藥的另一個靶點為拓撲異構酶Ⅳ。2.伍德菲爾德學說(wood-fields theory)該學說認為磺胺類藥物能與細菌生長所必需的對氨基苯甲酸(p-aminobenzoic acid,PABA)產生競爭性拮抗,干擾了細菌的酶系統對PABA的利用。PABA是葉酸(folic acid)的組成部分,folic Acid為微生物生長中必要物質,也是構成體內葉酸輔酶的基本原料。PABA在二氫葉酸合成酶的催化下,與二氫蝶啶焦磷酸酯及谷氨酸或二氫蝶啶焦磷酸酯與對氨基苯甲酰谷氨酸合成二氫葉酸。再在二氫葉酸還原酶的作用下還原成四氫葉酸,為細菌合成核酸提供葉酸輔酶。
3.喹諾酮類藥物均具兩個并合的六元環,按母核結構可分類為:①萘啶酸類(naphthyridinic acids);②噌啉羧酸類(einnolinie acids);③吡啶并嘧啶羧酸類(pyridopy. fimidinic acids);④喹啉羧酸類(quinolinic acids)。常用藥物除norfloxacin、ciprofloxacin外,還有左氟沙星(1evofloxacin)、氧氟沙星(ofloxaein)等。
4.Norfloxacin具有6位氟原子,7位哌嗪基團,使得此類藥物具有良好的組織滲透性,抗菌譜廣,對革蘭陰性菌和陽性菌都有明顯的抑制作用,特別是對包括綠膿桿菌在內的革蘭陰性菌的作用比慶大霉素等氨基糖苷類抗生素還強。
喹諾酮類藥物的結構和藥物代謝顯示一定規律性。7位取代基的體積增大時,可以使其半衰期增加。將8位以氮取代時,生物利用度提高。1位大的取代基存在可使分布容積增加。大多數喹諾酮類抗菌藥的代謝物是3位羧基和葡萄糖醛酸的結合物。哌嗪環很容易被代謝,其代謝物活性生減少,而且其代謝物的結構差別較大。
5.此類藥物的另一代表藥物為ciprofloxacin,雖然抗菌譜與norfloxacin相似,但對腸桿菌、綠膿桿菌、流感嗜血桿菌、淋球菌、鏈球菌、軍團菌、金黃色葡萄球菌、脆弱擬桿菌等的最低抑菌濃度(MIC90)為0.008~2μg/ml,為此類藥物中抗菌活性最強的一個。以ciprofloxacin為先導化合物,在三個方面對其優化。
1)增加對革蘭陰性菌的高度活性。主要為5.氨基-8-氟基取代的斯帕沙星(spar— floxacin)、5-甲基-8-氟基取代的洛美沙星(lomefloxacin),它們在對革蘭陰性菌活性上比 ciprofloxacin強2~4倍。
2)改善對革蘭陽性菌的活性。代表藥物有sparfloxacin、莫西沙星(moxifloxacin)(除去5-氟基及8-甲氧基取代外,7位的哌嗪基被更復雜的雙環堿基取代),它們的活性比ciprofloxacin強4~10倍。
3)增加抗厭氧菌的活性。如吉米沙星(gemifloxacin)不但在8位以N替代C變成雜環,而且7位堿基也被具有更多堿基的吡咯替代哌嗪環,其抗氧活性增加了2~4倍。5.喹諾酮類藥物通常的毒性為:①與金屬離子(Fe3+、Al3+、Mg2+、Ca2+)絡合;②光毒性;③藥物相互反應(與P450)。另有少數藥物還有中樞毒性(與GABA受體結合)、胃腸道反應和心臟毒性。這些毒性都與其化學結構相關。
第二節抗結核藥物 Tuberculostatics 抗結核藥物根據化學結構和來源分為合成抗結核藥和抗結核抗生素。合成抗結核藥主要包括異煙肼(isoniazid)、對氨基水楊酸(para—aminosalicylic acid)、乙胺丁醇(ethambutol)等。第三節磺胺類藥物及抗菌增效劑
2. 甲氧芐啶(trimethoprim)的5.取代芐基.2,4-二氨基嘧啶類化合物對二1.磺胺類藥物的母體為對氨基苯磺酰胺(sulfanilamide)氫葉酸還原酶具有抑制作用,它對革蘭陽性菌和革蘭陰性菌具有廣泛的抑制作用。其作用機制為可逆性抑N-氫葉酸還原酶,使二氫葉酸還原為四氫葉酸的過程受阻,影響輔酶F的形成,從而影響微生物DNA、RNA及蛋白質的合成,使其生長繁殖受到抑制。與磺胺類藥物聯用,使細菌的葉酸代謝受到雙重阻斷,從而使其抗菌作用增強數倍至數十倍,同時使細菌的耐藥性減少。第四節抗真菌藥物 Antifungal Drugs 臨床上使用的抗真菌藥物按結構和來源不同可分為抗真菌抗生素、唑類抗真菌藥物和其他抗真菌藥物。
唑類抗真菌藥物以咪康唑、氟康唑、克霉唑、益康唑等為代表,此類藥物不僅可用于治療淺表性真菌感染,而且用于全身性真菌感染。
唑類抗真菌藥物通過抑制真菌細胞色素P-450,抑制真菌細胞內麥角甾醇的生物合成而起作用。
Fluconazole是根據咪唑類抗真菌藥物構效關系研究結果,以三氮唑替換咪唑環后,得到的藥物。它與蛋白結合率較低,且生物利用度高并具有易進入中樞的特點。
第五節抗病毒藥物 Antiviral Agents 抗病毒藥物分為四類:三環胺類(金剛烷胺)、核苷類、多肽類和其他類。第六節抗寄生蟲藥 Antiparasitic Drugs 抗寄生蟲藥可分為抗腸蟲藥、抗血吸蟲藥和抗瘧原蟲藥。
1.驅腸蟲藥按化學結構可分為哌嗪類、咪唑類、嘧啶類、三萜類和酚類。但目前臨床使用的驅蟲藥物幾乎都為咪唑類藥物。
阿苯達唑(albendazole)為苯并咪唑化合物。Albendazole是以四咪唑衍生物為先導化合物。
2.抗瘧藥抗瘧藥物多為天然產物及其合成衍生物,奎寧(quinine)為最早應用于臨床上的抗瘧藥物。口服使用硫酸奎寧(quinine sulfate),注射用其二鹽酸鹽。Quinine為從金雞納樹皮中提取得到,從該植物中還得到了奎尼丁(quinidine)、辛可寧(cincho nine)和辛可尼定(einehonidine)。
Quinine的分子由兩部分組成,喹啉及通過醇與喹核堿相連。分子中有四個手性碳,即C-
3、C-
4、C-
8、C-9,其光學立體異構活性各不相同。在金雞納生物堿間立體化學的差別可導致藥效不同。Quinidine對氯喹(chloroquine)敏感的耐藥惡性瘧原蟲物種的活性比quinine大2~3倍,在體內也有相同的結果,只是quinidine比quinine有更大的心臟副作用和降血壓作用。
將quinine的仲醇基與氯甲酸乙酯反應,生成quinine的前藥稱為優奎寧(euquinine),又稱無味奎寧,適于兒童患者服用。
青蒿素(artemisinin)是我國科學家從菊科植物黃花蒿(Artemisia annua Linn)分離出的新型結構的倍半萜內酯,具有十分優良的抗瘧作用,包括對ehloroquine有耐藥性的惡性瘧原蟲感染。但具有口服活性低、溶解度小、復發率高等缺點。
將c—l0羰基還原得到二氫青蒿素(dihydroartemisinin),抗瘧比artemisinin強一倍,它為artemisinin在體內的還原代謝物。Dihydroanemisinin經醚化得蒿甲醚(artemether)、蒿乙醚(ar— teether),其構型均為β-構型。Dihydroartemisinin進行酯化得artemisinin琥珀酸酯——青蒿琥酯(artesunate),其結構為α-構型,雖然其鈉鹽水溶液不穩定,但制成粉針后可以靜注。Artemisinin的結構與活性關系研究表明:內過氧化物對活性存在是必需的,脫氧青蒿素(雙氧橋被還原為單氧)完全失去抗瘧活性。Artemisinin抗瘧活性的存在歸于內過氧化物.縮酮一乙縮醛一內酯的結構。疏水基因的存在和過氧化的位置對其活性至關重要。激 素 術語解釋
1.激素(hormone)指由內分泌腺上皮細胞直接分泌進入血液或淋巴液的一種化學信使物質。
2.甾類激素(steroid hormones)指激素中含有甾核的一類物質,其生理活性極為廣泛。可分為性激素(雌激素、孕激素和雄激素)和皮質激素。3.抗激素(antihormone)指可以和激素受體結合,但不發生激素效應的藥物。臨床用于治療內源性激素作用過強的疾病。
4.甾體雌激素(steroid estrogens)由雌性動物卵巢所分泌的能促進雌性動物第二性征的發育和性器官成熟的物質。
5.雄性激素(androgens)由雄性動物睪丸所分泌的用于維持雄性生殖器官發育和促進第二性征發育的物質。
6.蛋白同化作用(protein assimilation)雄激素通過拮抗糖皮質激素對蛋白質的分解,直接刺激蛋白質的合成,增加紅細胞產生,促進中樞神經的功能,促進肌肉生長的作用。
7.腎上腺皮質激素(adrenocortical hormones)它是腎上腺皮質受到腦腺垂體分泌的促腎上腺激素的刺激所產生的一類激素。可分為糖代謝激素和礦質代謝激素兩類。8.孕激素(progestogens)雌性動物卵泡排卵后形成的黃體所分泌的激素。
第三節甾體激素
甾體激素具有多種生理活性。
將甾體激素按結構分類是從有機化學角度出發,常用于化學方面的研究。而按藥理作用分類對使用更為方便,甾體激素按藥理作用可分為:性激素與皮質激素。(一)雌激素
雌激素按結構類型可分為:甾體雌激素和非甾體雌激素。
雌甾烷具有環戊烷多氫菲的母核,其中A環芳香化,在c一13上有甲基取代。天然雌激素有三種:雌二醇(estradi01),雌酚酮(estrone),雌三醇(estri01),活性比為1:0.3:0.1。
雌二醇是一種天然的甾體雌激素,由于結構中包含有苯酚結構,具有一定酸性,可溶于堿水。雌二醇的生理活性很強,但17位羥基易被氧化,成為羰基后活性下降。為了提高雌二醇的穩定性及延長其作用時問,常在17位進行修飾:如在雌二醇的l7位引入乙炔基即得炔雌醇,17乙炔基阻礙了人體對該雌激素的氧化代謝,從而提高了其活性(約為雌二醇的l0~20倍);將l7位羥基酯化,或將3位羥基醚化,則可因藥物脂溶性加大,可在體內脂肪小球中儲存,緩慢水解后而起作用,因而成為長效藥物。l7位羥基被氧化后成為雌酚酮其活性降低,做成硫酸酯單鈉鹽后也作為雌激素替代治療用藥,是結合雌激素的主要成分。
(二)非甾體雌激素及抗雌激素
在雌激素來源困難的時期,非甾體雌激素成為其代用品。己烯雌酚具有二苯乙烯結構,反式有效,順式無效。分子中含兩個苯酚結構,故具有酸性,也能被FeCl3,顯色。它雖無甾體結構,但活性較雌二醇強,這揭示雌激素的結構特異性較差,其結構中兩個酚羥基既是活性官能基,也可用于制備各種衍生物,常做成酯及酯的鈉鹽,以改善藥動學特性。
枸櫞酸他莫昔芬具有三苯乙烯結構,它是氯米芬的衍生物,兩者均是抗雌激素藥物。
(三)雄性激素和蛋白同化激素
雄性激素具有兩種主要活性:雄性活性和蛋白同化活性。藥用除了雄激素還發展出了用于促進蛋白質合成的蛋白同化激素。為了減少副反應,人們通過對雄性激素的結構修飾希望盡可能保留蛋白同化活性,減少雄性活性,一般經l9去甲或A環取代或 A環并環后,其雄激素活性有所減弱,但是要將雄激素作用和蛋白同化作用完全分開的目標至今未能達到。
人體內雄性激素的活性形式是二氫睪酮,貯存形式是睪酮,而將睪酮的17β羥基用丙酸酯化得到丙酸睪酮,三者的活性依次降低,而丙酸睪酮是一種酯,最為穩定,脂溶性生較好,從而達到使用方便和長效的目的。(四)孕激素
孕激素(progestronesprogestogens)主要由卵巢黃體分泌,目前,孕激素主要與雌激素配伍用作口服避孕藥,也用在雌激素的替補治療中,減少副作用。由于黃體酮口服無效,因此第一個成為口服有效藥物的是睪酮衍牛物——炔孕酮(ethisterone)。
孕酮類化合物失活的主要途徑是6位羥基化,16位和17位氧化,或3、20位二酮被還原成二醇。因而結構修飾主要是在C-6及c-16位上進行。
另一類作為孕激素藥物的是雄激素結構改造的產物,如炔孕酮和炔諾酮。(五)腎上腺皮質激素
腎上腺皮質激素可分為鹽皮質激素(mineralocorticoids)及糖皮質激素(glucocorti— coids)。鹽皮質激素主要調節機體的水、鹽代謝和維持電解質平衡,因只限于治療慢性腎上腺皮質功能不全,臨床用途很少,未開發成藥物。糖皮質激素主要與糖、脂肪、蛋白質代謝和生長發育等有密切關系,是一類重要藥物。糖皮質激素化學結構修飾的主要目的集中在如何將糖、鹽兩種活性分開,以減少副作用。經過不懈努力,人們已經找到了活性強、副作用小的藥物。
氫化可的松是急慢性腎上腺皮質功能不全和失鹽型先天性腎上腺皮質增生癥替代治療的首選藥物。
醋酸地塞米松在孕甾烷的母核上,幾乎在可能被取代的位置上都引入了取代基。它是目前臨床上已經使用的最強的糖皮質激素,而鹽皮質激素活性的副作用大為減弱。其中尤以C-9F的引入最重要,這也是現在提高作用強度的不可缺少的手段。而在C-9引入氟的同時再在C-16上引入基團(如甲基)可消除鈉潴留作用。在C-6位引入氟原子后可阻滯C-6氧化失活,如醋酸氟輕松,其抗炎及鈉潴留活性均大幅增加,而后者增加得更多,因而只能用于外用,治療皮膚過敏癥。維 生 素 學習要求
1.熟悉維生素A、維生素D和維生素E的化學結構、理化性質、活性形式及用途。
2.熟悉維生素C的化學結構、理化性質、活性形式及用途。了解維生素H的結構特點及用途。術語解釋
維生素(vitamin):維生素是維持人類機體正常代謝功能所必需的微量營養物質,主要作用于機體的能量轉移和代謝調節,人體自己不能合成或合成量很少,必須由食物中供給。主要內容
第一節脂溶性維生素 第二節水溶性維生素
第二篇:天然藥物化學 總結歸納
天然藥物化學 總結歸納
第一節 總論
一、緒論
1.天然藥物化學研究內容:結構特點、理化性質、提取分離方法及結構鑒定 ⑴有效部位:具有生理活性的多種成分的組合物。⑵有效成分:具有生理活性、能夠防病治病的單體物質。2.天然藥物來源:植物、動物、礦物和微生物,并以植物為主。3.天然藥物化學在藥學事業中的地位: ⑴提供化學藥物的先導化合物; ⑵探討中藥治病的物質基礎;
⑶為中藥炮制的現代科學研究奠定基礎; ⑷為中藥、中藥制劑的質量控制提供依據; ⑸開辟藥源、創制新藥。
二、中草藥有效成分的提取方法
1.溶劑提取法:據天然產物中各成分的溶解性能,選用對需要的成分溶解度大而對其他成分溶解度小的溶劑, ⑴常用的提取溶劑:
各種極性由小到大的順序如下:
石油醚﹤苯﹤氯仿﹤乙醚﹤二氯甲烷﹤乙酸乙酯﹤正丁醇﹤丙酮﹤乙醇﹤甲醇﹤水親脂性有機溶劑⑵各類溶劑所能溶解的成分:
1)水:氨基酸、蛋白質、糖類、生物堿鹽、有機酸鹽、無機鹽等 2)甲醇、乙醇、丙酮:苷類、生物堿、鞣質等極性化合物
3)氯仿、乙酸乙酯:游離生物堿、有機酸、蒽醌、黃酮、香豆素的苷元等中等極性化合物
石油醚:脫脂,溶解油脂、蠟、葉綠素等小極性成分;正丁醇:苷類化合物。⑶溶劑提取的操作方法:
1)浸漬法:遇熱不穩定有效成分,出膏率低,(水為溶劑需加入適當的防腐劑)2)滲漉法:
3)煎煮法:不宜提取揮發性成分或熱敏性成分。(水為溶劑)4)回流提取法:不適合熱敏成分;(乙醇、氯仿為溶劑)5)連續回流提取法:不適合熱敏性成分。
6)超臨界流體萃取技術:適于熱敏性成分的提取。超臨界流體:二氧化碳;夾帶劑:乙醇;
7)超聲波提取技術:適用于各種溶劑的提取,也適用于遇熱不穩定成分的提取 2.水蒸氣蒸餾法:揮發性、能隨水蒸氣蒸餾且不被破壞的成分。(揮發油的提取。)3.升華法:具有升華性的成分(茶葉中的咖啡因、樟木中的樟腦)
三、中草藥有效成分的分離與精制 1.溶劑萃取法: ⑴正丁醇-水萃取法使皂苷轉移至正丁醇層(人參皂苷溶在正丁醇層,水溶性雜質在水層)。⑵乙酸乙酯-水萃取法使黃酮苷元轉移至乙酸乙酯層 2.沉淀法: ⑴溶劑沉淀法:
1)水/醇法:多糖、蛋白質等水溶性大分子被沉淀; 2)醇/水法:除去樹脂、葉綠素等脂溶性雜質。⑵酸堿沉淀法:
1)堿提取酸沉淀法:黃酮、蒽醌、有機酸等酸性成分。2)酸提取堿沉淀法:生物堿。
⑶鹽析法:三顆針中提取小檗堿就是加入氯化鈉促使其生成鹽酸小檗堿而析出沉淀的。
第二節 苷類
1.定義:苷類(又稱配糖體):是指糖或糖的衍生物端基碳原子上的羥基與非糖物質脫水縮合而形成的一類化合物。
親水性有機溶劑苷鍵:苷元與糖的連接鍵;苷鍵原子:苷鍵上的原子;苷元:非糖部分
一、苷的分類與典型的代表化合物 1.分類:
①按苷在植物體內的存在狀況分類:
⑴原生苷:原存在于植物體內的苷;如苦杏仁苷;
⑵次生苷:提取分離過程水解失去部分糖的苷。如苦杏仁苷水解后失去一分子葡萄糖而形成的野櫻苷。
②按成苷鍵的原子分類:O-苷、S-苷、N-苷和C-苷,其中最常見的是O-苷 ⑴氧苷:苷鍵原子為氧,包括醇苷、酚苷、氰苷、酯苷和吲哚苷
1)醇苷:是通過醇羥基與糖端基羥基脫水縮合而成的苷。(可以改善心臟功能,治療老年冠心病有良效的紅景天苷)2)酚苷:通過酚羥基而成的苷,(天麻苷具有鎮靜催眠、鎮痛作用,治療眩暈癥、神經性頭痛、面癱癥有顯)3)氰苷:是指一類α-羥腈的苷,易水解,尤其在酸和酶催化時水解更快,(苦杏仁苷)4)酯苷:以羧基和糖的端基碳相連接。(具有抗真菌活性的山慈菇苷A)⑵硫苷:苷鍵原子為硫。(黑芥子苷具有抗炎、止痛作用)
⑶氮苷:苷元氮原子與糖或糖的衍生物的端基碳直接連接而成的苷。(巴豆苷、鳥苷、腺苷)⑷碳苷:苷元碳原子與糖或糖的衍生物端基碳直接連接而成的苷。(具有瀉下作用的蘆薈苷、芒果苷)
二、苷的理化性質
1.性狀:有苦味,如龍膽苦苷;也有非常甜的,如甜菊苷。
2.旋光性:多數苷類呈左旋,但水解后,由于生成的糖常是右旋,因而使混合物呈右旋。3.溶解性:
⑴苷類:可溶于甲醇、乙醇、含水的丁醇中; ⑵大分子單糖苷:可溶于低極性有機溶劑;⑶苷元:一般易溶于親脂性有機溶劑; 4.苷鍵的裂解:
⑴酸催化水解:苷鍵具有縮醛結構;水或稀醇溶液中進行;常用鹽酸作催化劑 酸水解的易難順序為:N-苷>O-苷>S-苷>C-苷。⑵酶催化水解:
①轉化糖酶水解:β-果糖苷鍵; ②麥芽糖酶水解:α-葡萄糖苷鍵; ③杏仁苷酶水解: β-葡萄糖苷鍵; ④纖維素酶水解:β-葡萄糖苷鍵。⑶堿催化水解:酯苷、酚苷
5.苷的檢識:Molisch反應:α-萘酚乙醇+濃硫酸=紫色環。[糖類]
三、提取
1.原生苷的提取:抑制或破壞酶的活性,采用水、甲醇、70%以上乙醇提取,盡量勿接觸酸和堿,以免苷鍵被水解。2.次生苷的提取:利用酶活性,有水,30~40℃發酵的辦法,根據苷類的極性大小,選擇合適的溶劑進行提取。
第三節 香豆素類
1.香豆素定義:具有苯駢α-吡喃酮母核的天然產物的總稱
2.香豆素結構特征:是順式鄰羥基桂皮酸分子內脫水而成的內酯。.一、香豆素的分類與典型的代表化合物
1.簡單香豆素類:苯環上有取代基;C-7位有含氧基團,故傘形花內酯常可視為香豆素類的母體。(有抗菌、消炎、止咳、平喘作用的七葉內酯和七葉苷,是治療痢疾的主要有效成分)2.呋喃香豆素類:異戊烯基與鄰位酚羥基環合成呋喃環,(光敏物質補骨脂素,以其與長波紫外線聯合使用可以治療銀屑病和白癜風)
3.吡喃香豆素類:C-6或C-8位上異戊烯基與鄰位酚羥基環合成2,2-二甲基-α-吡喃環結構,(花椒內酯具有細胞毒和抗菌和解痙作用)
二、香豆素理化性質 1.性狀:
⑴游離香豆素:完好結晶,多具香味;
⑵小分子香豆素:揮發性,隨水蒸氣蒸餾,能升華; ⑶香豆素苷:多數無香味和揮發性,也不能升華。2.溶解性:
⑴游離香豆素:可溶于沸水,⑵香豆素苷:極性增大能溶于水、甲醇、乙醇,難溶于乙醚、苯等極性小的有機溶劑。
3.與堿的作用:具有內酯結構,稀堿液→順式鄰羥基桂皮酸鹽→溶于水,酸化→游離香豆素→難溶于水
三、香豆素顯色反應 1.熒光性質:
⑴紫外光下大多具有熒光 ⑵堿液中熒光增強 ⑶香豆素母核無熒光 ⑷C-7-OH呈強烈的藍色熒光
2.異羥肟酸鐵反應:內酯結構→堿性+鹽酸羥胺→異羥肟酸→酸性+三價鐵離子→顯紅色。
四、香豆素的提取 1.溶劑提取法:
⑴游離香豆素:乙醚、醋酸乙酯等提取; ⑵香豆素苷:水、醇等加熱提取。
2.堿溶酸沉法:具有內酯環,不宜用此法提取的香豆素:8-酰基的香豆素、5-羥基的香豆素 3.水蒸氣蒸餾法:小分子游離香豆素具有揮發性
第四節 蒽醌類化合物
1.蒽醌類:是一類比較重要的活性成分,天然蒽醌類的基本母核是蒽的中位羰基衍生物。
一、蒽醌的分類及典型的代表化合物 1.羥基蒽醌類:(大黃和虎杖中具有抗菌作用的大黃素、大黃酸、大黃酚、大黃素甲醚、蘆薈大黃素均屬于該類型; 茜草中的有效成分為茜草素)2.蒽酚或蒽酮類:蒽醌在酸性下易被還原的互變異構體。(殺滅真菌作用的柯椏素,是治療疥癬等皮膚病有效的外用藥)3.二蒽酮類:以苷的形式存在;
(二蒽酮類成分番瀉苷A、B、C、D等為大黃及番瀉葉中致瀉的有效成分)
二、蒽醌類理化性質
1.一般性狀:黃色至橙紅色固體,游離蒽醌:完好的結晶形狀;蒽醌苷:多是粉末狀。2.升華性: ⑴游離蒽醌具有升華性,蒽醌苷類無升華性。⑵升華物常具一定的晶型,可用做蒽醌的鑒別,(大黃蒽醌的升華物為羽毛狀結晶)3.溶解性: ⑴游離蒽醌:親脂性強;微溶或不溶于水。
⑵蒽醌苷:極性增大,易溶于乙醇、甲醇中,熱水中溶解度增大;幾乎不溶于親脂性有機溶劑。⑶羥基蒽醌苷及苷元:有酚羥基,溶于堿性溶液中,酸化后又可析出沉淀,該性質可用于提取分離。4.酸性:有羧基、酚羥基; 酸性強弱有以下規律:
⑴羧基酸性較強:具有芳香酸的通性,能溶于碳酸氫鈉溶液中。⑵蒽醌苯環上β-OH酸性>α-OH酸性 ⑶酚羥基數目增多則酸性增強:
羥基蒽醌類酸性強弱順序及可以溶的堿液如下:用于提取分離羥基蒽醌類化合物
5.堿性:羰基上的氧原子有微弱的堿性+濃硫酸=鹽→陽碳離子
⑴大黃酚為暗黃色,溶于濃硫酸轉為紅色,⑵大黃素為橙紅色,溶于濃硫酸變為紅色,⑶其他羥基蒽醌在濃硫酸中一般呈紅至紅紫色。
三、蒽醌類化合物的顯色反應 1.菲格爾反應 2.堿色呈色反應
四、蒽醌類化合物的提取
1.有機溶劑提取法:游離蒽醌,可用極性較小的有機溶劑(氯仿、苯),提取
第五節 黃酮類化合物
1.黃酮類化合物:泛指兩個苯環(A-環與B-環)通過中央三碳鏈相互連接而成的一系列化合物。2.黃酮類結構特征:具有C6-C3-C6的基本骨架,多數黃酮類化合物以2-苯基色原酮為基本母核。
一、黃酮的結構分類及典型代表化合物
分類依據:中央三碳鏈的氧化程度、B環連接位置(C-2或C-3位)、三碳鏈是否成環。1.黃酮類:2-苯基色原酮為基本母核,C-3位無氧取代基。
(黃芩苷是黃芩中主要抗菌、消炎有效成分,雙黃連注射液的主要活性成分。2.黃酮醇類:2-苯基色原酮為基本母核,C-3位有含氧取代基。
(槐米中的槲皮素及其苷(蘆丁),后者具有維生素P樣作用,用作高血壓的輔助治療劑)(銀杏葉中的山柰酚、槲皮素是黃酮醇類,具有擴張冠狀血管和增加腦血流量作用)3.二氫黃酮(醇)類:C-
2、C-3位雙鍵被還原物質。
(陳皮中的橙皮苷,有維生素P樣作用,用于治療冠心病)(水飛薊賓具有保肝、提高肝臟解毒能力的作用)4.異黃酮類:B環連接在C-3位上
⑴葛根總異黃酮有增加冠狀動脈血流量及降低心肌耗氧量等作用;
⑵葛根主要成分大豆素、大豆苷及葛根素等,均能緩解高血壓患者的頭痛癥狀,大豆素具有雌激素樣作用。5.查耳酮類:兩個苯環之間的三碳鏈為開鏈結構(紅花中紅花黃色素,具有治療心血管疾病的作用)6.花色素類(花青素):水溶性色素,多以苷的形式存在。7.黃烷醇類(兒茶素):兒茶的主要成分(+)兒茶素。
二、黃酮類化合物的理化性質 1.旋光性:二氫黃酮、黃烷醇
黃酮呈色原因:分子有交叉共軛體系及助色團(OH、OCH3等)。各類黃酮的顏色特點:
①黃酮、黃酮醇及其苷:灰黃至黃色,②查耳酮:黃至橙黃色,③二氫黃酮不顯色 ④異黃酮類顯微黃色 2.溶解性: ⑴游離苷元:易溶于有機溶劑及稀堿水溶液中。1)黃酮、黃酮醇、查耳酮:平面性分子,難溶于水;
2)二氫黃酮及二氫黃酮醇:非平面分子,有利于水分子進入,水溶度稍大。3)花色素苷元(花青素):離子形式存在,具有鹽的通性,水溶度較大。⑵黃酮苷:水溶性相應加大,易溶于甲醇、乙醇,難溶于親脂性有機溶劑 3.酸性:有酚羥基;
酸性強弱順序依次為:(黃酮為例——7,4’-二OH > 7或4’-OH > 一般酚OH > 5-OH)
三、黃酮類化合物顯色反應 1.鹽酸-鎂粉(或鋅粉)反應:
⑴黃酮、黃酮醇、二氫黃酮(醇):橙紅至紫紅色; ⑵查耳酮、兒茶素:不顯色反應; ⑶異黃酮類:除少數例外,也不顯色。2.四氫硼鈉(鉀)反應:
⑴二氫黃酮(醇)類:顯紅色至紫色 ⑵其他黃酮類化合物:均不顯色。3.三氯化鋁反應:顯黃色并有熒光。
四、黃酮類化合物提取
1.溶劑提取法:提取溶劑為乙醇和甲醇。2.堿提酸沉法:蘆丁、橙皮苷、黃芩苷均用此法
第六節 萜類與揮發油
1.萜類化合物的定義:是概括所有異戊二烯聚合物及其含氧衍生物的總稱。
2.揮發油:是存在于植物中的一類具有芳香氣味、可隨水蒸氣蒸餾出來,與水不相混溶的揮發性油狀成分的總稱。
一、萜類化合物
1.單萜:由兩個異戊二烯單元聚合而成的化合物及其衍生物,是揮發油的主要組分; ⑴薄荷油具有鎮痛、止癢、局部麻醉作用的,其主要成分薄荷醇屬于單環單萜;
⑵辣薄荷酮(胡椒酮)具有松弛平滑肌的作用,是治療支氣管哮喘的有效成分,也屬于單環單萜; ⑶龍腦(俗名冰片)具有發汗、止痛、鎮痙和防蟲腐作用,為雙環單萜; ⑷梓醇苷屬于環烯醚萜類,是地黃中降血糖的有效成分。
2.倍半萜:3個異戊二烯單元聚合成的化合物及其衍生物,是揮發油的主要組分;
①青蒿素:單環倍半萜內酯,抗惡性瘧疾;臨床應用藥物:青蒿素及其衍生物青蒿素琥珀單酯、蒿甲醚。②莪術醇:雙環倍半萜,來源于莪術、郁金,具有抗腫瘤作用。③莪術油:具有抗病毒作用,其注射劑已經應用于臨床。3.二萜:4個異戊二烯單元聚合而成的化合物及其衍生物。
①穿心蓮內酯:雙環二萜類,具有抗菌、抗炎作用上用于治療感冒、流感病毒引起的上呼吸道感染、支氣管炎癥等。②銀杏內酯:二環二萜,治療心血管疾病銀杏制劑的有效成分之一;
③紫杉醇:三環二萜類,具有抗癌活性的多種制劑已應用于臨床,是目前臨床上抗腫瘤效果最好的藥物;
④甜菊苷:四環二萜類,其甜度為蔗糖的300倍,廣泛應用于醫藥與食品行業,作為糖尿病患者用藥與食品添加劑。
二、揮發油
1.揮發油化學組成:
⑴萜類成分:主要是單萜和倍半萜類。氧衍生物是揮發油芳香氣味的主要組成成分。
(樟腦油中樟腦(50%),桉葉油中桉油精(70%))⑵芳香族化合物:揮發油中芳香族化合物多為苯丙素類含氧衍生物,(丁香油中抑菌、鎮靜作用的丁香酚,桂皮油中的桂皮醛)⑶脂肪族成分:揮發油中的脂肪族成分多為一些小分子化合物;(魚腥草揮發油中的癸酰乙醛,亦稱魚腥草素,具有抗菌活性)2.揮發油的一般性質(通性)⑴性狀:
1)顏色:揮發油大多為無色或淡黃色液體,有些揮發油溶有色素因而顯特殊顏色。
2)液體:常溫下為透明液體,揮發油所含主要成分可析出結晶,習稱為“腦”;濾去析出物的油稱為“脫腦油”。3)氣味:揮發油大多為香味。少數揮發油具有異味,(魚腥草揮發油有魚腥味)⑵揮發性:均具有揮發性,可隨水蒸氣蒸餾,該性質可用于區別脂肪油和提取。
⑶溶解性:溶于高濃度乙醇,易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚親脂性有機溶劑,難溶于水 ⑷物理常數:揮發油的物理常數有以下幾種
1)比重:多數揮發油比水輕,習稱為“輕油”;少數揮發油比水重,習稱為“重油”。(丁香油、桂皮油均為“重油”)2)折光性:一般在1.43~1.61之間。3)旋光性:比旋度一般在+97°~+117°的范圍內。4)沸點:一般在70~300℃之間。
⑸不穩定性:應置入棕色瓶內,密塞,低溫保存。
3.揮發油的檢識:氣味、揮發性、物理常數均可作為揮發油質量檢查的指標。⑴一般檢查:揮發性(如油斑能揮散,可能含有揮發油;如油斑不消失,可能含油脂)⑵物理常數測定:折光率、比旋度、相對密度是鑒定揮發油常用的物理常數。
⑶薄層層析檢識:香草醛-濃硫酸試劑、香草醛-濃鹽酸試劑+105℃加熱→顯示不同顏色。4.揮發油的提取:(1)水蒸氣蒸餾法
(2)超臨界流體萃取法:用CO2超臨界流體提取植物的揮發油;
第七節 甾體及其苷類
1.強心苷定義:是生物界中存在的一類對心臟具有顯著生物活性的甾體苷類。
2.皂苷:是一類結構比較復雜的苷類化合物。因其水溶液振搖后能產生大量持久似肥皂樣的泡沫,故而得名。
一、強心苷類
1.強心苷的結構及典型代表化合物: ⑴強心苷元的取代基特點:
①甾體母核中C3、C14位常各有一個羥基 ②C3位羥基與糖結合成苷。
③甾核C10、C13、C17位上有三個側鏈; ④C17位側鏈為不飽和內酯環。
根據內酯環的不同,強心苷苷元有甲型、乙型強心苷元兩類:
1)甲型強心苷元:C17側鏈為五元不飽和內酯環的稱為甲型強心苷元,又稱強心甾烯型。(洋地黃毒苷元)2)乙型強心苷元:C17側鏈為六元不飽和內酯環的稱乙型強心苷元,又稱海蔥甾烯型或蟾酥甾烯型 ⑵強心苷中常見的糖:葡萄糖,6-去氧糖,2,6-去氧糖,(D-洋地黃毒糖、D-加拿大麻糖、D-地芰糖)⑶強心苷分類及典型代表化合物:
1)按苷元結構特點分類:甲型強心苷;乙型強心苷。2)按糖的種類及與苷元的連接方式分類:
Ⅰ型:(2,6二去氧糖),毛花洋地黃苷C(毛花苷C)。Ⅱ型:(6-去氧糖),真地吉他林。Ⅲ型:(D-葡萄糖),如綠海蔥苷。
毛花洋地黃與紫花洋地黃強心苷來源與作用特點: 1)洋地黃苷C為一級苷,其他強心苷多為次級苷。2)洋地黃毒苷為次級苷
3)羥基洋地黃毒苷由于C16-OH,親脂性低 4)異羥基洋地黃毒苷由于C12-OH,親脂性降低,5)去乙酰毛花洋地黃苷C比一級苷毛花洋地黃苷C少一個乙酰基,為一種速效強心苷。2.強心苷的理化性質:
⑴性狀:強心苷大多是無色結晶或無定形粉末,具有旋光性,味苦,對黏膜有刺激性。⑵溶解性:
原生苷:含糖多且有葡萄糖,可溶于水、醇等; 次生苷:親水性減弱可溶于乙酸乙酯、含水氯仿等; ⑶水解性:強心苷苷鍵被酶、酸、堿水解。1)強堿水解:使強心苷內酯環而水解或裂解。
2)稀堿水解:(碳酸氫鈉(鉀)、稀氫氧化鈣)溶液等可使酰基脫去而內酯環不受影響。(毛花洋地黃苷丙c→西地蘭)3)酶(水)解:30~40℃的條件能水解糖鏈末端的葡萄糖,生成次生苷。
4)酸水解:由于糖結構不同,水解條件、水解程度、所得產物也有差異。(西地蘭→地高辛)3.強心苷的顯色反應:苷元甾體母核、C17側鏈五元不飽和內酯環及2,6-二去氧糖反應進行的。⑴甾體母核的顯色反應: 1)醋酐濃硫酸反應 2)三氯醋酸反應 3)三氯化銻反應
⑵五元不飽和內酯環顯色反應(甲型強心苷):亞硝酰鐵氰化鈉反應:吡啶+亞硝酰鐵氰化鈉+氫氧化鈉→深紅色 ⑶2-去氧糖的鑒別反應:三氯化鐵-冰醋酸反應:冰醋酸溶解+三氯化鐵+濃硫酸→冰醋酸層為藍色,界面處呈紅棕色 4.強心苷的提取
二、皂苷類
1.皂苷的結構及典型化合物生物活性與用途: ⑴甾體皂苷:甾體皂苷屬于甾體化合物;
(薯蕷皂苷與原薯蕷皂苷:二者是地奧心血康的主要成分,用以治療冠心病、心絞痛)⑵三萜皂苷:三萜皂苷是三萜類衍生物; 1)人參皂苷Rg1有中樞神經興奮及抗疲勞作用
2)甘草酸、甘草次酸有促腎上腺皮質激素(ACTH)樣活性;甘草酸單銨、甘草酸二銨(甘利欣)臨床作為抗肝炎藥
如:菝葜皂苷具顯著的抗真菌作用;蜘蛛抱蛋皂苷具有較強的殺螺活性;心腦舒通為蒺藜果實中提取的總皂苷制劑,對擴冠、緩解心絞痛、改善心肌缺血有一定療效。劍麻皂苷元:為甾體皂苷元,是合成激素原料。2.皂苷的理化性質:
⑴性狀:具苦味和辛辣味;對人體黏膜有刺激性。
⑵溶解性:皂苷:極性大,可溶于水,易溶于熱水、稀醇;次級皂苷:水中溶解度降低,易溶于醇、丙酮等;甾體皂苷元:易溶于石油醚、氯仿、乙醚等。
⑶表面活性:分子內親水性的糖和親脂性的苷元部分達到平衡狀態,降低水溶液表面張力。⑷溶血性:
1)溶血指數:最低皂苷溶液濃度
2)溶血現象應用:含有皂苷的藥物不能制作注射劑供靜脈注射
3.呈色反應:醋酐濃硫酸反應:醋酐溶解+醋酐濃硫酸:甾體皂苷:污綠色 三萜皂苷:紅紫色或藍色 4.皂苷的提取:
1)酸性皂苷提取:堿提酸沉法(甘草酸)2)甾體皂苷元提取:酸水解有機溶劑提取法
第八節 生物堿
1.生物堿定義:含氮有機化合物+有較復雜的氮雜環結構+具堿性且能和酸結合生成鹽+有較強的生物活性。
一、結構分類及典型化合物生物活性與用途 1.有機胺類:氮原子結合在側鏈上
1)麻黃堿:平喘、收縮血管、興奮中樞神經的作用;臨床上有鹽酸麻黃堿片、茶堿麻黃堿片,用于平喘; 2)秋水仙堿:氮原子在側鏈成酰胺狀態,治療急性痛風,有抑制癌細胞生長的作用。2.茛菪烷(顛茄烷類)衍生物:是由吡咯啶和哌啶駢合而成的雜環化合物。
莨菪堿為左旋體,消旋化后成為阿托品,兩者均有解痙鎮痛和散瞳、解有機磷中毒作用;東莨菪堿防暈和鎮靜藥物。3.異喹啉衍生物:
1)小檗堿:抗菌作用,2)嗎啡堿:有強鎮痛以及可待因屬于此類型。4.喹啉類生物堿:
1)奎寧堿:具有抗瘧作用;
2)喜樹堿:有很強的抗腫瘤作用,其衍生物羥喜樹堿注射劑臨床上用于治療多種腫瘤;
如:具有鎮痛作用的烏頭堿,具有抗癌作用的苦參堿,具有降壓作用的利血平,具有中樞興奮作用的咖啡因等。
二、生物堿的理化性質
1.性狀:煙堿、檳榔堿:呈液態,麻黃堿:有揮發性,共軛體系及助色團:小檗堿呈黃色,苦參堿:苦味或辛辣感,甜菜堿:甜味 2.旋光性:多呈左旋,一般左旋體活性顯著強于右旋體
3.堿性及表示方法:
⑴堿性來源:氮原子上有一孤對電子,能接受質子,表現出堿性,與酸結合成鹽。⑵堿性的表示方法:pKa值越大,生物堿的堿性越強 ⑶生物堿的堿性強弱順序: ①強堿:胍類、季銨堿類 ②中強堿:脂胺類、脂氮雜環類 ③弱堿:芳胺類、六元芳氮雜環類 ④近中性堿(極弱堿):酰胺類、五元芳氮雜環類 4.溶解性:
⑴脂溶性生物堿:難溶于水,易溶于親脂性有機溶劑中,特別在氯仿中溶解度最大,在甲醇、乙醇、丙酮中亦能溶解。⑵水溶性生物堿:易溶于水,可溶于極性大有機溶劑,難溶于親脂性有機溶劑。(季銨類)
⑶兩性生物堿:堿性氮原子,又具有酸性的羧基或酚羥基。(兩性生物堿嗎啡:即溶于酸水和又溶于堿水)⑷生物堿鹽:易溶于水,可溶于甲醇、乙醇,難溶于親脂性有機溶劑。
無機酸鹽水溶性>有機酸鹽;無機含氧酸鹽>不含氧酸鹽;小檗堿生成鹽酸鹽后,水溶性明顯減弱
三、生物堿的鑒別
1.生物堿沉淀試劑:最常用碘化鉍鉀試劑,產生橘紅色沉淀。2.沉淀反應的條件:是在酸水溶液中進行的。
四、生物堿的提取
1.酸水提取法:有機溶劑萃取法處理水溶性雜質
2.醇類溶劑提取法:甲醇或乙醇為常用溶劑 3.親脂性有機溶劑提取法:氯仿為常用溶劑
第九節 其他成分
一、鞣質(單寧)多元酚類化合物 1.結構與分類:
⑴可水解鞣質:酚酸與多元醇通過苷鍵和酯鍵形成的化合物。
組成基本單位:沒食子酸。可被酸、堿和酶催化水解。(中藥五倍子中五倍子鞣質)⑵縮合鞣質:組成單元:黃烷-3-醇類,常見兒茶素。(肉桂鞣質A)2.除鞣質的方法: ⑴熱處理法:
⑵石灰沉淀法:鞣質+鈣離子→不溶性沉淀 ⑶明膠沉淀法:
二、有機酸
1.結構與分類:芳香族有機酸、脂肪族有機酸和萜類有機酸。⑴芳香族有機酸:芳香酸主要是苯丙酸及其衍生物
1)綠原酸為3-咖啡酰奎寧酸:金銀花抗菌和茵陳利膽有效成分。2)水楊酸:其二乙胺鹽或鎂鹽作為消炎鎮痛非甾體抗感染藥應用于臨床。
3)馬兜鈴酸存在廣防己、青木香等藥材,可導致急性腎衰竭、急性腎小管壞死等嚴重毒副作用,⑵脂肪族有機酸:檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、琥珀酸 ⑶萜類有機酸:甘草次酸、齊墩果酸 2.有機酸的提取: ⑴有機溶劑提取法 ⑵離子交換法
三、氨基酸、蛋白質 1.氨基酸:
⑴有效成分為氨基酸中藥:天冬、玄參、棉根中的天門冬素具有鎮咳和平喘作用;三七中的田七氨酸具有止血作用。⑵氨基酸性質:
1)為酸堿兩性化合物,易溶于堿水和酸水; 2)能溶于水,難溶于親脂性有機溶劑; 3)用茚三酮作為氨基酸檢識的試劑。2.蛋白質:
⑴有生物活性的蛋白質中藥:
天花粉中的天花粉蛋白,臨床用于中期妊娠引產; 半夏鮮汁中的半夏蛋白具有抑制早期妊娠作用。
⑵蛋白質溶解特點:多溶于水形成膠體溶液,加熱煮沸變性凝固沉淀析出;不溶于有機溶劑。⑶除去中藥制劑中蛋白質:水提醇沉法
四、多糖
1.多糖:十個以上單糖基通過苷鍵連接而成的聚糖。2.作為有效成分的多糖:
1)黃芪多糖可增強機體的免疫功能;
2)香菇多糖、靈芝多糖等有抗腫瘤的作用;
3)昆布中的昆布素有治療動脈粥樣硬化的作用;
4)銀耳多糖能有效地保護肝細胞。
3.多糖性質:無甜味,大多不溶于水、稀醇等有機溶劑。有的多糖可以溶于熱水或堿水;多視為雜質除去。4.提取或除去多糖:水提醇沉法。
第三篇:藥物化學實驗報告
北京廣播電視大學醫藥分校
北京廣播電視大學《藥物化學》實驗報告
姓名:學號:組別:_2013秋藥學班_____成績:
【實驗名稱】阿司匹林(乙酰水楊酸)的合成【實驗時間】2014年5月25日
【實驗目的】 1.通過本實驗,掌握阿司匹林的性狀、特點和化學性質
2.熟悉和掌握酯化反應的原理和實驗操作
3.鞏固和熟悉重結晶的原理和實驗方法
4.了解阿司匹林中雜質的來源和鑒別
【實驗材料】[儀器] 錐形瓶、溫度計、水浴器、鐵架臺及其附件、玻璃棒、吸濾瓶(布氏漏
斗)、漏斗、濾紙、燒杯、結晶皿,量筒
[藥品] 水楊酸、醋酐、濃硫酸、乙酸乙酯、飽和碳酸氫鈉、1%三氯化鐵溶液、濃鹽酸
【實驗操作】(1)脂化
1.在250ml的錐形瓶中,加入水楊酸2.0g,醋酐5.0ml;
2.然后用滴管加入5滴濃硫酸,緩緩地旋搖錐形瓶,使水楊酸溶解。
3.將錐形瓶放在水浴上慢慢加熱至85~90℃,維持溫度10min。
4.然后將錐形瓶從熱源上取下,使其慢慢冷卻至室溫。
5.在冷卻過程中,阿司匹林漸漸從溶液中析出。
6.在冷到室溫,結晶形成后,加入水50ml;
7.并將該溶液放入冰浴中冷卻。
8.待充分冷卻后,大量固體析出,抽濾得到固體,冰水洗滌,并盡量壓緊抽干,得到阿司匹林粗品。
9.空氣中風干,稱重,粗產物約1.8g。
(2)初步精制
1.將阿司匹林粗品放在150ml燒杯中,加入飽和的碳酸氫鈉水溶液25ml
2.攪拌到沒有二氧化碳放出為止(無氣泡放出,嘶嘶聲停止)。
3.有不溶的固體存在,真空抽濾,除去不溶物并用少量水(5-10ml)洗滌。
4.另取150ml燒杯一只,放入濃鹽酸4-5ml和水10ml,將得到的濾液慢慢地分多次倒入燒杯中,邊倒邊攪拌。
Redstone7054@126.com 主講人:李云巍1
5.阿司匹林從溶液中析出
6.將燒杯放入冰浴中冷卻,抽濾固體
7.用冷水洗滌,抽緊壓干固體
8.轉入表面皿上,干燥約1.5g。mp.133~135℃。
9.取幾粒結晶加入有5mL水的小燒杯中,加入1-2滴1%三氯化鐵溶液,觀察有無顏色反
(3)精制
1.將所得的阿司匹林放入25ml錐形瓶中加入少量的熱的乙酸乙酯(約3-4ml)
3.在水浴上緩緩地不斷地加熱直至固體溶解,如不溶,則熱濾
4.濾液冷卻至室溫,或用冰浴冷卻,阿司匹林漸漸析出
5.抽濾得到阿司匹林精品
6.稱重、測熔點。mp.135~136℃。
(4)鑒別試驗
1.取本品0.1g,加水10ml,煮沸,放冷,加三氯化鐵一滴,即呈紫色
2.取本品0.5g,加碳酸鈉試液10ml,煮沸2分鐘后,放冷,加過量的稀硫酸,即析出白色沉淀,并發生醋酸臭氣。
五、注意事項
1.前體藥物是指將有生物活性的藥物分子與前體基團鍵合,形成在體外無活性的化合物。在體內經酶或非酶作用,重新釋放出母體藥物的一類藥物。
2.儀器要全部干燥,藥品也要實現經干燥處理,醋酐要使用新蒸餾的,收集139~140℃的餾分。.注意控制好溫度(水溫90℃)
4.幾次結晶都比較困難,要有耐心。在冰水冷卻下,用玻棒充分磨擦器皿壁,才能結晶出來。
5.由于產品微溶于水,所以水洗時,要用少量冷水洗滌,用水不能太多。
6.有機化學實驗中溫度高反應速度快,但溫度過高,副反應增多。
7.使用抽濾泵的時候注意,先拔下抽濾管再關泵。
8.產品盡量抽壓緊實。
【結論與討論】
【思考題】
第四篇:化學藥物論文
化 學 藥 物 在 生 活 中 的 應 用
化學與環境科學學院 應用化學專業092班
091104077
來苗
化學藥物在生活中的應用
摘要:我們將從天然礦物、動植物中提取的有效成分,以及經過化學合成或生物合成而制得的藥物,統稱為化學藥物。結構明確的具有預防、治療、診斷疾病,或為了調節人體功能、提高生活質量、保持身體健康的特殊化學品。化學藥物是以化合物作為其物質基礎,以藥效發揮的功效(生物效應)作為其應用基礎的。,關鍵字:化學應用 化學藥物 生活
引言:化學藥物可以是無機的礦物質或合成的有機化合物,從天然藥物中提取得到的有效單體,以及通過發酵方法得到的抗生素等等。在日常生活中應用廣泛。正文:藥物是人類為了繁衍生息而對自然界的改造過程中發現和發展起來的,而對藥物的化學研究則和化學、生物學、醫學的研究和發展密切分不開的。
本文將帶大家一起了解化學藥物在醫學,生物學,工業等的應用。
(一)醫學
生活中,化學藥物與大家息息相關。
舉一個很簡單,日常到處可見的一種藥物。諾氟沙星膠囊。首先。聽到名字,大家一定都不陌生。估計使用最多的情況就是拉肚子的時候吃幾粒便可緩解。諾氟沙星膠囊,諾氟沙星,其化學名為1-乙基-6-氟-1,4-二氫-4-氧代-7-(1-哌嗪基)-3-喹啉羧酸。分子式:C16H18FN3O3 分子量:319.24。為氟喹諾酮類抗菌藥,具廣譜抗菌作用,尤其對需氧革蘭陰性桿 菌的抗菌活性高,諾氟沙星體外對多重耐藥菌亦具抗菌活性。對青霉素耐藥的淋病奈瑟菌、流感嗜血桿菌和卡他莫拉菌亦有良好抗菌作用。諾氟沙星為殺菌劑,通過作用于細菌DNA螺旋酶的A亞單位,抑制DNA的合成和復制而導致細菌死亡。可見,在此領域,化學藥品同樣的至關重要。
(二)形體學
相信大家對自己的體形也有不滿意的時候。所以很多時候,大家會選擇減肥。而同時減肥藥的安全性對大家來說,是一個很關注的問題。因此,針對這個問題,化學藥物在此處就起了很重要的作用。有可能這些化學藥物里的所含的化學成分是對大家有毒的,身體百害而無一用的。因此,可以通過檢測里面的化學成分來確保減肥藥對大家的安全性。所以針對快篩檢測減肥類中成藥、保健食品和食品中非法添加酚酞、西布曲明等化學成分的方法。可以用快篩試管法和薄層色譜法檢測產品所含的酚酞、西布曲明等化學成分,并通HPLC-DAD/HPLC-MS確認。
(三)農業
在農業生產過程中,化學藥物的作用就應用于各種領域。首先,科學家做過化學藥物防治霉菌及對香菇菌絲生長的影響試驗最后得出的幾輪是,在香菇生產中要從全局考慮利弊而慎重選用藥物。至于除抑制效果較好的一種化學藥物外,另外的幾種是否對霉菌抑制作用不大或效果較差,還有待今后進一步研究探討。其次,還有化學藥物誘導油菜(B.nap“)孤雌生殖初探的實驗比較著名,經觀察雜種誘導產生的孤雌生殖一代植株在一些性狀上出現了分離.作者初步考查的某些性狀,結果與分析基本一致,還有待進一步分析驗證。
(四)犯罪學
“懲治毒品犯罪,遏制毒品蔓延”,已成為世界各國刻不容緩的共同責任。隨著時代的推移,海洛因、可卡因等麻醉藥品沒有停止對人們的危害,冰毒、搖頭丸、K粉等精神藥品又被越來越多的人們所接受。按毒品的生產過程,通常可將毒品分為三種:天然毒品化學合成毒品,即直接用化學品在一定條件下經過化學反應合成,如冰毒(也可由麻黃素半合成制造)、搖頭丸等。隨著科技的發展,毒品的制造已逐漸由半合成向化學合成轉型,易制毒化學品在毒品的制造過程中的作用越來越重要。因此,從某種意義上來說:沒有易制毒化學品就沒有毒品。雖然毒品是負面的,但是,這是化學藥品的應用,科技的進步。
(五)工業
科學家有采用試管液體法在瀏定混合稀土及2種化學藥物添加劑奎乙酸、阿散睦單獨抗菌活
性的基拙上將它們與常用杭生素金車素、土霉素進行組合聯用,瀏定其聯用后的抗菌效果。結果表明,混合稀土、阿長酸與金霉素、土霉素聯合應用后呈相加作用或無拮抗作用。奎乙睦與金牢素、土賓素聯合作用后有較好的協同抗菌作用。試臉結果時于畜教業生產中將化學藥物添加荊與擾生素之合使用其有一定參考價值。
以上便是化學藥物在日常生活中的應用的一部分,可以是治療疾病,可以是檢測合格產品的指標,可以是危害社會的毒品等等,但是,指的說明的是,對社會的各種貢獻。
參考文獻:1,第19卷1999年第2期6月微生物學雜志研究報告混合稀土及化學藥物添加劑與抗生素聯合應用的抗菌效果測定(王學仁左玉萍)2,食品與藥品 Food and Drug 2011年第 13卷第 03期減肥類中成藥、保健食品、食品中非法添加酚酞、西布曲明等化學成分的快篩檢測方法研究(黃諾嘉,楊文紅,黃奕濱)3,1984年四川大學學才又第4期化學藥物誘導油菜(B.nap“)孤雌生殖初探(周宏治)4,化學藥物防治霉菌及對香菇菌絲生長的影響試驗初報(陶佳喜,陳年友,肖全福,王寶林,李大紅)5,生物技術通BIOTECHNOLOGY BULLETIN2010年第11期化學藥物對與人遺傳病相關的DNA重復序列不穩定性的影響(趙宏宇,蔡祿,趙秀娟,王晶妍,陳元秀,劉水峰)6,徐叔石.藥理實驗方法學.北京:人民R生出版社.1994,1340一1361.7,中華人民共和國獸藥典委員會編.中華人民共和國曾藥典.1985,徐叔石.8,中國藥理學與毒理學雜志 2008年6月。
第五篇:藥物化學學習心得
藥物化學學習心得
姓名:劉文晶 班級:藥學0901班 學號:U200913187
藥物化學學習心得
藥物化學是一門發現與發明新藥,合成化學藥物,闡明藥物化學性質,研究藥物分子與機體細胞之間相互作用規律的綜合性學科,是藥學領域中重要的帶頭學科。
藥物化學的任務主要是研究藥物的化學結構,理化性質,作用靶點,作用與副作用,合成與其在機體內的代謝以及構效關系。
本學期藥物化學在學習過程中是以藥物作用為分類進行分章節學習的,主要有以下幾章: 一.中樞神經系統藥物:
中樞神經系統藥物按照治療的疾病分類為:鎮靜催眠藥,抗癲癇藥,抗精神病藥,抗抑郁藥,鎮痛藥和中樞興奮藥,這些藥物對中樞神經活動分別起到抑制或興奮的作用,用于治療相關的疾病。1.鎮靜催眠藥:
鎮靜催眠藥可使服用者處于安靜或思睡狀態,催眠藥可引起類似正常的睡眠,這兩類藥物并無本質上的區別。通常使用較小劑量時產生鎮靜作用,較大劑量時產生催眠作用,大劑量時則產生麻醉,抗驚厥作用,統稱為鎮靜催眠藥。主要分為巴比妥類和苯二氮卓類,代表藥物分別為異戊巴比妥和地西泮。2.抗癲癇藥物:
癲癇是因為大腦就神經元過度興奮,產生陣發性放電,所導致的慢性,反復性和突發性的大腦功能障礙,除了在鎮靜催眠藥中使用的異戊巴比妥和地西泮等之外還有例如苯妥英鈉,卡馬西平等藥物可用于治療癲癇。
3.抗精神病藥:
抗精神失常藥是用于治療精神疾病的一類藥物。根據藥物的主要適應癥,抗精神失常藥可分為抗精神病藥,抗抑郁藥,抗躁狂癥藥和抗焦慮藥,抗精神病藥可在不影響意識清醒的條件下,控制興奮,躁動,幻覺及妄想等癥狀,主要藥物按結構分類可分為:噻吩類,硫雜蒽類,苯二氮卓類,丁酰類,代表藥物有:鹽酸氯丙嗪,氯氮平,鹽酸嗎啡,鹽酸哌替啶,鹽酸美沙酮,咖啡因等 二.外周神經系統藥物:
主要是根據交感神經節前纖維,副交感神經節后纖維,運動神經纖維都以乙酰膽堿為神經遞質,交感神經節后纖維主要以去甲腎上腺素為神經遞質,是腎上腺素能神經。因此外周神經系統藥物主要是以結構類似物的競爭抑制為主,按結構分類可分為:擬膽堿藥,抗膽堿藥,擬腎上腺素藥和抗腎上腺素藥,以及組胺受體H1拮抗劑。1. 擬膽堿藥
擬膽堿藥是一類具有與乙酰膽堿相似作用的藥物。按其作用環節和機制的不同,可分為膽堿受體阻斷藥和膽堿受體激動劑,膽堿受體激動藥分為M受體激動和N受體激動,但臨床主要使用M受體激動劑,代表藥物有氯貝膽堿。
2.乙酰膽堿酯酶抑制劑:
乙酰膽堿酯酶抑制劑,又稱抗膽堿酯酶藥,因不與膽堿能受體直接相互作用,屬于簡介擬膽堿藥,其可可逆或不可逆性的結合乙酰膽堿酯酶,使乙酰膽堿的分解受阻。其代表藥物有:溴新斯的明。
3.抗膽堿藥:
對于因膽堿能神經系統過度興奮造成的病理狀態,可用抗膽堿藥物治療。目前臨床使用的抗膽堿藥主要是阻斷乙酰膽堿與膽堿受體的相互作用,既膽堿受體拮抗劑,按照藥物的作用部位及膽堿受體亞型選擇性的不同,抗膽堿藥通常分為M受體拮抗劑,N受體拮抗劑,其代表藥物有:硫酸阿托品,溴丙胺太林。
4.腎上腺素受體激動劑:
目前臨床應用的腎上腺素能神經系統藥物,包括擬腎上腺素藥和抗腎上腺素藥,主要是作用于腎上腺素受體這一環節,或合并其他使用,其代表藥物有:腎上腺素,鹽酸麻黃堿。
5.組胺H1受體拮抗劑:
組胺藥物依其作用環節的不同可分為組胺脫羧酶抑制劑,阻斷組胺釋放的抗組胺藥,組胺H1受體拮抗劑和組胺H2受體拮抗劑。在這一節中只討論了H1受體拮抗劑,H1受體拮抗劑競爭性阻斷組胺的H1效應,臨床主要用于皮膚黏膜變態反應疾病,代表藥物有:馬來酸氯苯那敏。
6.局部麻醉藥:
局麻藥的化學結構通常包括三個部分:親酯性芳香環,中間連接功能基,親水性胺基。中間部分連接芳環和胺基的功能基是酯鍵時即為脂類,是酰胺鍵時則為酰胺類,其他結構如胺基醚,胺基酮等,主要代表藥物有:鹽酸普魯卡因,鹽酸利多卡因
三.循環系統藥物:
細血管系統藥物種類繁多,它不僅需要對冠心病,腦卒中或腦栓塞等疾病本身進行藥物治療,而且與這些疾病有關的癥狀如高血壓,心律不齊,心衰,心絞痛等以及形成這類疾病的病因,如高血脂,動脈粥樣硬化等因素也需要用藥物治療,主要分為β-受體阻滯劑,鈣拮抗劑,血管緊張素1轉化酶抑制劑等。1.β受體阻滯劑:
根據已經應用的各種結構的β受體阻滯劑對這兩種受體亞型親和力的差異,可以將β受體阻滯劑分為以下三種類型:非選擇性β受體阻滯劑,選擇性β受體阻滯劑,非典型β受體阻滯劑,其代表藥物有:鹽酸普萘洛爾。
2.鈣通道阻滯劑:
鈣通道阻滯劑是在細胞膜生物通道水平上選擇性的阻滯鈣離子經細胞膜上的鈣離子通道進入細胞內,減少鈣離子濃度的藥物。該類藥物早期被稱為鈣離子拮抗劑,其代表藥物有:硝苯地平,鹽酸地爾硫卓。
3.鈉鉀通道阻滯劑:
作用機制與鈣通道阻滯劑相同,都為阻滯細胞膜上的鈉鉀通道,是膜外鈉離子,鉀離子難以進入細胞,代表藥物有:硫酸奎尼丁。
4.血管緊張素轉化酶抑制劑與血管緊張素2受體抑制劑:
若ACE受到抑制,則Ang2合成受阻,內源性Ang2減少,導致血管緊張,血壓下降,Ang2可以視為Ang2受體的配體,而Ang2受體阻滯劑,則可阻滯Ang2的生理作用,同時可使血管擴張,血壓下降。故血管緊張素轉化酶抑制劑和Ang2受體拮抗劑能有效的降低血壓,其代表藥物有:卡托普利,氯沙坦。
5.NO供體藥物:
NO之所以能獲得人們如此的重視,主要有三個原因:①NO作用的廣泛性,②NO是體內第一個發現的氣體信使分子,③NO調控劑在新藥研究方面具有潛在的價值,其代表藥物有:硝酸甘油。
6.強心藥:
強心藥是指能選擇性增強心肌收縮能力,臨床上主要用于治療充血性心力衰竭的藥物,故強心藥又可稱為正性肌力藥,其主要代表藥物有:地高辛。
7.調血脂藥:
人體高血脂癥主要是VLDL和LDL增多,高血脂癥與動脈粥樣硬化有著密切的關系,維持相對恒定的濃度,是預防和消除動脈粥樣硬化的關鍵,因而調酯藥可被看作為心血管疾病的預防藥物,其代表藥物有:洛伐他汀。四.消化系統藥物:
消化系統的疾病種類多而常見,用藥繁雜。根據臨床治療的目的,消化系統藥物可分為抗潰瘍藥,助消化藥,止吐藥,催吐藥,瀉藥和止瀉藥,肝病輔助治療藥,膽病輔助治療藥等幾大類。1.抗潰瘍藥:
傳統的潰瘍治療方法是用抗酸藥,如氫氧化鋁,氧化鎂等弱堿性無機化合物中和胃酸。該類藥物的副作用較大,療效不確切。在近代揭示了胃酸分泌的機制后,通過抑制胃酸的分泌,出現了新的抗潰瘍藥物,代表藥物有:西咪替丁,鹽酸雷尼替丁,奧美拉唑
2.止吐藥:
嘔吐是人體的一種本能,但是頻繁而劇烈的嘔吐可能妨礙進食,導致失水,電解質紊亂等,故嘔吐也可進行對癥治療 3.促動力藥:
促動力藥是促使胃腸道內容物向前移動的藥物,臨床上用于治療胃腸道動力障礙的疾病,如反流癥狀,反流性食管炎,消化不良,腸梗阻等。五.解熱鎮痛藥和非甾體抗炎藥:
1.解熱鎮痛藥:
解熱鎮痛藥從化學結構上主要可分為水楊酸類,苯胺類及吡唑酮類。這三類化合物的解熱鎮痛作用的發現都比較早,臨床上應用的時間均較久。水楊酸類因其副作用較低,應用廣泛。苯胺類及吡唑酮類由于毒副作用大,應用不如水楊酸類廣泛,有些品種已經在臨床上停止使用,代表藥物有:阿司匹林,對乙酰氨基酚。2.非甾體抗炎藥:
非甾體抗炎藥的研究起始于19世紀末水楊酸鈉的使用,阿司匹林一直作為抗炎藥物在臨床上使用。從20世紀40年代起抗炎藥物的研究和開發得到迅速的發展,代表藥物有:羥布宗,吲哚美辛,布洛芬,吡羅昔康。六.抗腫瘤藥:
抗腫瘤藥物按作用靶點可以分為:以DNA為作用靶點的藥物,如烷化劑和抗代謝物,以有絲分裂過程為作用靶點的藥物,如某些天然活性成分。按其作用機制和來源可分為生物烷化劑,抗代謝物,抗腫瘤抗生素,抗腫瘤植物藥有效成分,抗腫瘤金屬化合物。1.生物烷化劑:
生物烷化劑也稱烷化劑,是抗腫瘤藥物中使用的最早,非常重要的一類藥物。而這類藥物在體內形成缺電子活潑中間體或其他具有活潑的親電性基團化合物,進而與生物大分子中含有豐富電子的基團進行親電反應共價結合,使其喪失活性或使DNA分子發生斷裂,其代表藥物有:鹽酸氮芥,環磷酰胺,順鉑。
2.抗代謝藥物:
抗代謝藥物通過抑制DNA合成所需的葉酸,嘌呤,嘧啶及嘧啶核苷途徑,從而抑制腫瘤細胞的生存和復制所必須的代謝途徑,導致腫瘤細胞死亡。其代表藥物有:氟尿嘧啶。七.抗生素:
抗生素是微生物的此生代謝產物或合成的類似物,在體外能抑制微生物的生長和存貨,而對宿主不會產生嚴重的毒副作用。在臨床應用上,多數抗生素是抑制病原菌的生長,用于治療細菌感染性疾病。除了抗感染外,某些抗生素還具有抗腫瘤活性,用于腫瘤的化學治療,有些抗生素還具有免疫抑制和刺激植物生長的作用。1.β-內酰胺抗生素:
β-內酰胺抗生素是指分子中含有四元的β-內酰胺環的抗生素。分為青霉素類抗生素和頭孢類抗生素。β-內酰胺環是該類抗生素發揮生物活性的必須基團,在和細菌作用時,β-內酰胺環開環與細菌發生酰化作用,抑制細菌的生長。而同時由于β-內酰胺是由四個原子組成,環的張力較大,使其化學性質不穩定,易發生開環導致失活,代表藥物有:青霉素鈉,頭孢,阿莫西林等。
八.化學治療藥物:
1.喹諾酮類抗菌藥:
從化學結構上分類,它們可分為①萘啶酸類,②增林羧酸類,③吡啶并嘧啶羧酸類,④喹啉羧酸類,其代表藥物有:吡哌酸,諾氟沙星,2.磺胺類藥物及抗菌增效劑:
磺胺類藥物的發現,開創了化學治療的新紀元,使死亡率很高的細菌性傳染疾病得到了控制。這類藥物的發現,應用到作用機制學說的建立,只有短短十幾年的時間。尤其是作用機制的闡明,開辟了一條從代謝拮抗尋找新藥的途徑,對藥物化學的發展起到了重要的作用,其代表藥物有:磺胺嘧啶,甲氧芐啶。
3.抗病毒藥物:
因為病毒沒有自己的代謝系統,必須依靠宿主細胞進行復制,某些病毒又極易變異。理想的抗病毒藥物應能有效的干擾病毒的復制,又不影響正常細胞代謝,但遺憾的是至今還沒有一種抗病毒藥物可達到此目的。許多抗病毒藥物在達到治療劑量時對人體亦產生毒性,其代表藥物有:鹽酸金剛烷胺,利巴韋林,齊多夫定,阿昔洛韋。九.激素:
激素藥物主要用于治療由于內分泌失調引起的疾病,在人體內以發現的激素種類很多,但它們中許多尚不能成為藥物,在結構尚未闡明之前,經常把它們稱為活性因子,只有那些性質相對穩定,有治療價值且能工業生產的才有可能成為激素藥物。1.甾體激素:
甾體激素是一類四環酯化合物,具有環戊烷多氫菲母核。按其藥理作用,可分為性激素及皮質激素,根據其化學結構,可分為雌甾烷,雄甾烷及孕甾烷三大類,甾體激素是在研究哺乳動物內分泌系統時發現的內源性物質,在維持生命,調節性功能,對機體發育,免疫調節,皮膚疾病治療及生育控制方面等,具有極重要的醫藥價值,其代表藥物有:雌二醇,丙酸睪酮,醋酸甲羥孕酮,氫化可的松,醋酸地塞米松。
學習過程中雖然對各種類型的藥物有了基本的了解,但是卻對新藥設計與開發的內容知之甚少,而且對于各種藥物在市場上的商業價值以及走向等都鮮有提及,希望能在以后的學習中進一步掌握這些知識。