药物化学第六章解热镇痛药和非甾体抗炎药.ppt

第一节解热镇痛药AntipyreticAnalgesics 第一节解热镇痛药 AntipyreticAnalgesics 解热镇痛药作用于下丘脑的体温调节中枢 可使发热病人的体温降至正常 但对正常人的体温没有影响 该类药物对头痛 牙痛 神经痛和关节痛等常见的慢性钝痛效果较好 而对创伤性剧痛及内脏平滑肌痉挛引起的绞痛无效 苯胺类解热镇痛药 水杨酸类解热镇痛药 吡唑酮类解热镇痛药 阿司匹林作用机制 阿司匹林的合成中杂质 阿司匹林化学稳定性 阿司匹林的代谢 阿司匹林的作用 本品具有较强的解热镇痛作用和消炎抗风湿作用 临床上用于感冒发烧 头痛 牙痛 神经痛 肌肉痛和痛经等 是风湿热及活动型风湿性关节炎的首选药物 本品是花生四烯酸环氧合酶的不可逆抑制剂 结构中的乙酰基能使环氧合酶活动中心的丝氨酸乙酰化 从而阻断了酶的催化作用 乙酰基难以脱落 酶活性不能恢复 进而抑制了前列腺素的生物合成 本品对血小板有特异性的抑制作用 可抑制血小板中血栓素 TXA2 的合成 而TXA2具有血小板聚集作用 并可引起血管收缩形成血栓 因此 本品还可用于心血管系统疾病的预防和治疗 对乙酰氨基酚的化学稳定性 对乙酰氨基酚为白色结晶 微带酸性 在水中略溶 本品具酰胺结构 不易水解 水溶液中的稳定性与溶液的pH值有关 pH6时最为稳定 其半衰期为21 8年 25 对乙酰氨基酚的代谢化学 对乙酰氨基酚的代谢化学 对乙酰氨基酚的代谢化学 Paracetamol在肝脏代谢 摄入量的55 75 与葡萄糖醛酸轭合 20 24 与硫酸轭合 少量生成有害肝细胞的N 羟基乙酰氨基酚 进一步转化成毒性代谢物N 乙酰基亚胺醌 再与内源性的谷胱甘肽轭合生成相应的结合物失活 最后经肾脏排泄 如过量服用Paracetamol 使肝脏中贮存的谷胱甘肽大部分被消耗 毒性代谢物可与肝蛋白质形成共价加成物 导致肝坏死 此时 可服用解毒药N 乙酰半胱氨酸 N Acetylcysteine 来对抗 N 乙酰半胱氨酸的作用类似谷胱甘肽 可与活性代谢物轭合 使之失活 轭合物溶于水 可从肾脏排除 三 吡唑酮类 Aminopyrine的解热 镇痛作用持久 且对胃无刺激性 曾广泛用于临床 但该药物可引起白细胞减少及粒细胞缺乏症等 后退出了临床 我国已于1982年予以淘汰 为了增加Aminopyrine的水溶性 在其结构中引入水溶性基团亚甲基磺酸钠 得到了安乃近 MetamizoleSodium Analgin 又名罗瓦尔精 Novalgin 该品的解热 镇痛作用迅速而强大 且可制成注射液应用 但可引起粒细胞缺乏症 故MetamizoleSodium不作首选药 仅在病情危重 其他药物无效时 用于紧急退热 为了增强这类药物的解热镇痛作用 降低毒性 合成了许多3 吡唑酮类化合物 其中异丙安替比林 Isopropylantipyrine 的镇痛效果好 毒性较低 主要用作解热镇痛复方的组分 第二节非甾类抗炎药NonsteroidalAnti inflammatoryDrugs 第二节非甾类抗炎药 NonsteroidalAnti inflammatoryDrugs 3 5 吡唑烷二酮类 芳基烷酸类 N 芳基邻氨基苯甲酸类 苯并噻唑类 选择性COX 2抑制剂 瑞士科学家于1946年合成了3 5 吡唑二酮类化合物 3 5 吡唑二酮类化合物的结构中具有两个羰基 酸性增强 同时抗炎作用也增强 1949年发现保泰松 Phenylbutazone 具有较强的消炎作用 解热镇痛作用较弱 还具有促尿酸排泄作用 在当时是关节炎治疗的一大突破 保泰松羟布宗 酮基保泰松 但保泰松的酸性与阿司匹林相仿 会产生胃肠道刺激作用 此外 对肝 肾及血象都有不良影响 还会产生过敏反应 1961年在保泰松的体内代谢物中发现了羟布宗 Oxyphenbutazone 又名羟基保泰松 同样具有抗炎抗风湿作用 且毒副作用较小 在保泰松的另一个代谢产物 羟基保泰松结构的基础上 进行进一步氧化 得到 酮基保泰松 Ketophenylbutazone 有较强的消炎镇痛作用和利尿酸排泄作用 3 5 吡唑二酮类化合物3 5 位的二羰基增强了 位氢的酸性 一般认为该类药物的抗炎作用与化合物的酸性有密切关系 羟布宗的pKa为4 5 保泰松为4 4 为了降低3 5 吡唑二酮类化合物的酸性 将 位氢用琥珀酸酯类结构取代得到琥布宗在体内可转化为保泰松而产生作用 对胃肠道的刺激作用仅为保泰松的1 10 在结构修饰中 采用拼合原理将治疗胃溃疡的药物昔法酯中的有效基团异戊烯基引入到保泰松的结构中 得到非普拉宗可明显减少对胃肠道的刺激及其他副作用 在吡唑酮的1 2 位引入芳杂环得到阿杂丙宗 其消炎镇痛作用比保泰松强 且毒性降低 用于治疗各种风湿性疾病 琥布宗 非普拉宗 阿杂丙宗 化学名 4 丁基 1 4 羟基苯基 2 苯基 3 5 吡唑烷二酮4 butyl 1 4 hydroxyphenyl 2 phenyl 3 5 pyrazolidinedione 1 羟布宗的代谢 1 羟布宗的合成 此类药物又称为灭酸类药物 邻氨基苯甲酸类衍生物都具有较强的消炎镇痛作用 临床上用于治疗风湿性及类风湿性关节炎 该类药物的副作用较多 主要是胃肠道障碍 如恶心 呕吐 腹泻 食欲不振等 亦能引起粒性白细胞缺乏症 血小板减少性紫癜 神经系统症状如头痛 嗜睡等 构效关系研究表明 在不联羧基的那一个苯环 N 芳核 上的2 3 6位上有取代基的化合物具有较好的活性 其中以2 3位取代的活性较高 由于邻位取代基R1的存在 使N 芳核离开邻氨基苯甲酸的平面 因此 该类药物两个疏水性芳核具有非共平面的排列 如甲氯芬酸的结构中由于位阻关系使苯环与邻氨基苯甲酸不能共平面 这种非共平面的结构可能更适合于抗炎受体 邻氨基苯甲酸中的N原子若以其电子等排体O S或CH2置换时则活性降低 苯甲酸也可置换成3 吡啶甲酸 烟酸 这类药物的通用名的词干中用一个 尼 字 化学名 N 2 3 二甲基苯基 氨基 苯甲酸2 2 3 dimethylphenyl amino benzoicacid 甲芬那酸代谢 芳基丙酸类 芳基乙酸类 1 吲哚乙酸衍生物 5 羟色胺 色氨酸 吲哚美辛是5 羟色胺的衍生物 在20世纪50年代 研究者考虑到5 羟色胺是炎症介质之一和风湿痛患者的色氨酸代谢水平较高 希望能在吲哚衍生物中发现抗炎药物 在20世纪50年代 考虑到5 羟色胺是炎症反应中的一个化学致痛物质 5 羟色胺的生物来源与色氨酸有关 而风湿患者的色氨酸的代谢水平较高 研究者希望在5 羟色胺 即吲哚衍生物中寻找抗炎药物 后利用炎症的动物模型 筛选了合成得到的350个吲哚类衍生物 从中得到了吲哚乙酸衍生物吲哚美辛 吲哚美辛的抗炎活性比可的松强5倍 比保泰松强2 5倍 这引起了人们极大的兴趣 接着合成了大量的吲哚美辛衍生物 后来的研究发现 吲哚美辛的抗炎作用并不是以往所设想的对抗5 HT 而是和其他大多数抗炎药物一样 作用于环氧合酶 抑制前列腺素的合成 对indomethacin的构效关系研究发现 3位侧链的羧基是抗炎活性所必需的 羧基若用醛 醇 酯或酰基取代 则活性降低 其抗炎活性强度 与其酸性强度成正相关 酸性强的 抗炎活性较大 在羧基 位引入甲基 其活性无改变 但 位引入羟基则活性下降 5位的甲氧基可用其他烷氧基 二甲氨基 乙酰基 氟等取代 这些取代的化合物均比未取代的化合物或5 氯化合物活性强 2位甲基取代比2位芳环取代物的活性强 这可能是由于甲基的立体排斥作用 可使N 芳酰基处于与具有甲氧基苯核同侧的优势构象 加强了和受体的作用 N 上的酰化取代物比烷化取代物抗炎活性强 故常用芳酰基取代 N 苯甲酰基对位取代基的活性取代顺序为Cl F CH3S CH3SO SH CF3 1 吲哚乙酸衍生物 舒林酸齐多美辛Sulindaczidometacin 利用电子等排原理 将吲哚环上的 N 换成 CH 得到茚类衍生物 找到了舒林酸 sulindac 舒林酸有几何异构 药用顺式体 Z 这可保证亚磺酰苯基与茚的苯环在同侧 舒林酸属前体药物 它在体外无效 在体内经肝代谢 甲基亚砜基被还原为甲硫基化合物而显示生物活性 舒林酸自肾脏排泄较慢 半衰期长 故起效慢 作用持久 具有副作用较轻 耐受性好 长期服用不易引起肾坏死等特点 齐多美辛 zidometacin 为indomethacin中氯原子以叠氮基取代的化合物 动物实验显示比indomethacin的抗炎作用强 且毒性较低 1 吲哚乙酸衍生物 舒林酸的发现 吲哚美辛具有较强的酸性 对胃肠道的刺激较大 且对肝功能和造血系统也有影响 在对其进行结构改造时 利用生物电子等排原理 用 CH 代替 N 将吲哚环改为茚环 得到了舒林酸 Sulindae 其抗炎效果是吲哚美辛的1 2 镇痛效果略强于吲哚美辛 舒林酸是一个前体药物 需要在体内经肝代谢后 甲基亚砜基团还原为甲硫基后才能产生生物活性 而甲硫基化合物自肾脏排泄较慢 半衰期长 因此 舒林酸临床使用时 起效慢 作用持久 副作用小 耐受性较好 舒林酸的代谢 吲哚美辛lndomethacin 2 甲基 1 4 氯苯甲酰基 5 甲氧基 1H 吲哚 3 乙酸 1 4 Chlorobenzoyl 5 methoxy 2 methyl 1H indole 3 aciticacid 吲哚美辛合成 1 吲哚乙酸衍生物 吲哚美辛代谢 吲哚美辛的结构与活性关系 3 位的乙酸基是抗炎活性的必需基团 其酸性强度与抗炎活性成正比 若将羧基改为其他基团 则抗炎活性消失 2 位甲基取代比芳基取代的活性强 因为甲基的立体作用使N 芳烷基处于与具有甲氧基的苯环同侧的优势构象 加强了和受体的结合 5 位的甲氧基可以用烷氧基 二甲胺基 乙酰基 氟等基团取代 取代后得到的化合物比未取代的化合物及5 氯取代的化合物活性强 1 位N 酰基化比N 烷基化的抗炎活性强 N 芳酰化的活性较好 N 芳酰基对位取代基对活性的影响顺序为 Cl F CH3S CH3SO SH CF3 利用插烯原理在羰基和苯核之间引入乙烯链 得到吲哚拉辛 仍有抗炎活性 芳基丙酸类 芳基乙酸类 2 其他芳基乙酸药物 将Indometacin结构中的吲哚环部分去除苯核 即成吡咯乙酸衍生物 在吡咯环上联接取代苯甲酰基 得到了托美丁钠 TolmetinSodium 本品经动物试验证明具有较强的解热作用 其消炎和镇痛作用分别为保泰松的3 13倍和8 15倍 人体口服吸收迅速完全 20 60min可达血浆峰浓度 8h后几乎从血浆中排尽 已被临床肯定为一种安全 低毒 速效和副作用小的药物 适用于治疗类风湿性关节炎 强直性脊椎炎等 依托度酸 Etodolac 含有三环结构 其镇痛消炎作用与Aspirin相当 它可以在炎症部位选择性的抑制前列腺素的生物合成 对胃和肾脏的前列腺素的生成没有影响 其副作用发生率较低 适用于类风湿性关节炎以及抑制轻度至中度疼痛 双氯灭痛的合成 本品的作用机制比较特别 除抑制环氧合酶 减少前列腺素的生物合成和血小板的生成外 还能抑制脂氧合酶 减少白三烯的生成 尤其是抑制LTB4 这种双重的抑制作用可以避免由于单纯抑制环氧合酶而导致脂氧合酶活性突增而引起的不良反应 此外 本品还能抑制花生四烯酸的释放并刺激花生四烯酸的再摄取 非酸性前体药物 经小肠吸收 其本身无COX抑制活性 经肝脏首过代谢为活性代谢物即原药6 甲氧基 2 萘乙酸起作用 Nabumetone在体内对COX 2有选择性抑制作用 不影响血小板聚集且肾功能不受损害 用于治疗类风湿性关节炎 服后对胃肠道不良反应较低 Nabumetone原药的结构与芳基丙酸类的萘普生极为相似 具有 酮酸的结构 在体内代谢 生成联苯乙酸而发挥药效 直接服用联苯乙酸的刺激性较大 Fenbufen也是COX的抑制剂 为长效抗炎药 其抗炎作用介于Indometacin及Aspirin之间 副作用较小 特别是胃肠道反应小 芬布芬的代谢化学 芳基丙酸类 20世纪60年代在研究某些植物生长激素时 发现萘乙酸 吲哚乙酸 2 4 二取代的苯氧乙酸等化合物都具有一定的消炎作用 在对上述结构类型的构效关系研究中 发现在苯环上增加疏水性基团可使消炎作用增加 4 异丁基苯乙酸具有较好的消炎镇痛作用 对胃肠道刺激性较小 1966年应用于临床后 发现它对肝脏有一定毒性 后进一步研究发现在乙酸基的 碳原子上引入甲基 得到4 异丁基 甲基苯乙酸 即布洛芬 不但消炎镇痛作用增强 且毒性也有所降低 用于临床上治疗风湿性及类风湿性 骨关节炎 强直性脊椎炎 神经炎 红斑狼疮 咽炎 喉炎及支气管炎等 芳基丙酸类药物 芳基丙酸类药物的构效关系 Ar为一平面结构芳香环或芳杂环 羧基与芳香环Ar之间相距一个或一个以上碳原子 在羧基的 位有一个甲基 以限制羧基的自由旋转 使其保持适合与受体或酶结合的构象 以增强消炎镇痛作用 在芳环 通常是苯环 上可以引入另一个疏水基团 如烷基 芳环 苯环或芳杂环 也可以是环己基 烯丙氧基等 这个疏水基团可以在羧基的对位或间位 如在羧基的间位引入疏水基团得到的非诺洛芬 fenoprofen 酮洛芬 ketoprofen 噻洛芬酸 tiaprofenicacid 舒洛芬 suprofen 等 活性均有所加强 在芳环 通常是苯环 的对位引入另一疏水基团后 还可在间位引入一个吸电子基团 如F Cl等 可以加强抗炎活性 这是因为间位的取代基可以使对位的疏水基团 尤其是苯环 产生扭转 与芳基丙酸的芳环处于非共平面状态 这有利于与受体或酶的结合 如氟比洛芬 flubiprofen 和吡洛芬 piroprofen 活性均有所加强 芳基丙酸类药物的构效关系 芳丙酸类药物的羧基 位碳原子为手性碳原子 同一化合物的对映异构体之间在生理活性 毒性 体内分布及代谢等方面均有差异 通常 S 异构体的活性高于 R 异构体 如萘普生 S 异构体的活性是 R 异构体的35倍 而布洛芬 S 异构体的活性比 R 异构体强28倍 但目前 仅萘普生和布洛芬是以单一的纯异构体上市 其余的此类药物仍以消旋混合物的形式用于临床 布洛芬的合成 布洛芬的代谢 萘普生naproxen 化学名 a 甲基 6 甲氧基 2 萘乙酸 aS 6 methoxy a methyl 2 naphthaleneaceticacid 萘普生的代谢 萘普生的合成 三 芳基烷酸类 1 2 苯并噻嗪类 昔康类药物 oxicams 其结构与活性关系研究表明 R1为甲基时 活性最强 而R则可以是芳核或芳杂环 此类药物多显酸性 其pKa值在4 6之间 芳杂环取代时的酸性大于芳香核衍生物 这些使得酸性更强 且更有利于电荷分散而稳定 1 2 苯并噻嗪类 1 2 苯并噻嗪结构的抗炎药被称为昔康类 Oxicams 是一类结构中含有酸性烯醇羟基的化合物 该类药物是20世纪70年代 Pfizer公司为了得到不含羧酸的抗炎药 筛选了不同结构的苯并杂环化合物后而得到的一类抗炎药 本类药物虽无羧基 但亦有酸性 pKa在4 6之间 该类药物的副反应的发生率较高 但意外的是 一般非甾抗炎药的胃肠道刺激的反应较小 后来发现 该类药物对COX 2的抑制作用比COX 1的作用强 有一定的选择性 吡罗昔康 舒多昔康 美洛昔康 1 2 苯并噻嗪类 代表药物有吡罗昔康 Piroxicam 舒多昔康 Sudoxicam 美洛昔康 Meloxicam 噻吩昔康 Tenoxicam 和伊索昔康 Isoxicam 均为抗炎镇痛效果强 毒性小的长效药物 美洛昔康对环氧合酶 2 COX 2 的选择性较高 因而致溃疡的副作用小 安吡昔康 Ampiroxicam 是吡罗昔康的前体药物 口服后在胃肠道中转化为吡罗昔康产生作用 其副作用比原药低 这类药物的半衰期都比较长 吡罗昔康可达36 45h 噻吩昔康伊索昔康安吡昔康 1 2 苯并噻嗪类 吡罗昔康Piroxicam 2 甲基 4 羟基 N 2 吡啶基 2H 1 2 苯并噻嗪 3 甲酰胺1 1 二氧化物 4 Hydroxy 2 methyl N 2 pyridinyl 2H 1 2 benzothiazine 3 carboxamide 1 1 dioxide 又名炎痛喜康 AB 吡罗昔康具有酸性 pKa为6 3 其他昔康类药物的pKa值大都在4 6之间 原因是昔康类药物分子中存在着互变异构 使形式B较稳定 也有人解释为有一插烯的羧酸 吡罗昔康的合成 吡罗昔康的代谢 选择性COX 2抑制剂 1 COX 2选择性抑制剂的分子基础 COX 1和COX 2的活性位点区域存在结构差别 Hawkey对COX空间结构有一个简明