医科大学精品课件：1药物化学绪论

1、药 物 化 学Medicinal Chemistry 何明华,第一章 绪论,Introduction,本章主要内容,一. 药物化学的研究对象和任务 二.药物化学的历史 三.药物的命名 四. 如何学习药物化学,一. 药物化学的研究对象和任务,一）药物化学的研究对象 （二）药物化学的研究任务,一）药物化学的研究对象,药物 特殊化学品 用来预防、治疗、诊断疾病， 或为了调节人体生理机能、提高生活质量、保持身体健康,药品的法律定义,指用于预防、治疗、诊断人的疾病，有目的的调节人的生理机能并规定有适应症、用法和用量的物质。 包括中药材、中药饮片、中成药、化学原料药及其制剂、抗生素、生化药品、放射性药品、

2、血清疫苗、血液制品和诊断药品等。 药品管理法57条,药物的特性,物质性 特殊化学品 生物活性 预防、治疗、诊断疾病 调节人体生理机能,药物的物质性,化学本质： 分子式、分子量、化学结构 性状、理化性质 不是精神的、虚幻的 阿司匹林 C9H8O4 MW: 180.2,药物的生物活性,药理作用 治疗作用、毒副作用,药物的分类,按作用部位分类： 作用于外周神经的药物 作用于中枢神经的药物 按治疗疾病分类 化学治疗药 抗肿瘤药物,二）药物化学的研究内容,药物化学定义 药物化学是一门发现与发明新药，合成化学药物，阐明药物化学性质，研究药物分子与机体细胞之间相互作用规律的综合性学科。 Medicinal

3、Chemistry Pharmaceutical Chemistry,交叉学科,药物化学是化学和生命学科的交叉学科,药物化学是药学领域各学科的带头学科,化学,生命科学 （医学、药理学、病理学、 微生物学、基因组学,药物化学,药理学,药物代谢动力学,药事管理学,毒理学,生物化学,药物分析学,药剂学,执业药师资格考试,本科生毕业后工作三年可考 专业知识一100分 药物化学50分 药剂学50分 专业知识二100分 药物分析50分 药理学50分,二）药物化学的主要任务,1.为有效利用现有化学药物提供理论基础。 为剂型的选择; 临床合理用药; 药物的分析检验奠定化学基础; 药物的保存提供指导,2.为化学

4、药物的生产提供经济合理的方法和工艺,研究药物合成路线及生产工艺条件，提高合成设计水平，研制新原料、新工艺、新技术、新方法和新试剂是药物化学另一项基本任务. 化学制药工艺学药物合成设计,3.探索研究开发新药的途径和方法，创制新的化学药,当今药物化学的首要任务,二 药物化学的历史,一）药物化学的起源 （二）化学药物的发展,一）药物化学的起源,1起源于古代的炼丹术、炼金术。 2做为一门学科始于19世纪 19世纪初从植物中寻找有效成份,319世纪中期有机化学的发展，慢慢促使其发展成一门独立学科,1868年第一次提出化学结构与生理活性有一定联系 提出了化学治疗（Chemotherapy）的概念 1878

5、年提出了受体（Receptor）概念 提出了药效基团的概念,二）化学药物的发展,药物的发展可分为: 发现阶段(Discovery) 发展阶段(Development) 设计阶段(Design,药物发现阶段(Discovery,时间:19世纪末20世纪30年代 特征: 从动物植物体内分离、纯制和测定许多天然产物，这些天然产物具有某种生理或药理活性，直接被用作药物,二)化学药物发展阶段(Devolopment,时间：20世纪30年代20世纪60年代 特征：合成药物大量涌现。 “药物发展的黄金时期” 1、发展药物化学的一些基本原理（电子等排原理、拼合原理、前药原理）；总结了发现新药的基本方法,药物发

6、展阶段(Devolopment,2.发展了寻找新药的途径方法: 利用先导化合物寻找新药; 从药物的代谢产物中寻找新药; 根据代谢拮抗原理寻找新药； 从药物的副作用寻找新药； 根据药物的作用靶点寻找新药,发展阶段,药物安全性问题：（致癌、致畸、致突） 沙利度胺(thalidomide)俗称反应停，本有良好的镇静作用，但有致畸作用， 曾造成数千例畸胎，在药物发展史上是沉痛的教训。 手性异构体: S-异构体致畸 R-异构体不致畸 沙利度胺 邻苯二甲酰谷氨酸,药物发展阶段(Devolopment,4.药物作用靶点: 受体、离子通道、酶、核酸、蛋白质,常见与受体有关的药物,常见与受体有关的药物,常见与受

7、体有关的药物,酶的活性中心,酶的催化作用,常见与酶有关的药物,常见与酶有关的药物,钾离子通道,药物的设计阶段(Design,时间：20世纪70年代 特点：多学科性和综合性 1.合理药物设计： 依据生物化学、酶学、分子生物学及分子遗传学等领域的研究成果，针对这些基础研究所揭示的包括、酶、受体、离子通道及核酸等潜在的药物作用靶位，以及对其结构、功能的深入了解，并参考内源性配体或天然底物的化学结构特征设计新的药物分子。以发现作用于靶点的药物,合理药物设计分为直接设计和间接设计两种 直接药物设计： 在已知靶物质三维结构的前提下，运用定向设计原理，根据靶物质的结构要求利用计算机图形学的研究，直接设计新药

8、分子,间接药物设计： 在靶物质结构未知的情况下，利用药物分子与靶物质的互补性，探索一系列已知药物的三维结构与生物活性的定量关系，反推出靶物质的结构，从而设计新药,药物的设计阶段(Design,2.组合化学： 通过设计利用固相合成的手段在同一时间内合成大量的不同结构顺序或不同取代基及取代位置的化合物,建立起分子多样性的化学库.这样的化学库结合高通量筛选技术,进行大范围、快速、高速的活性筛选，以发现和寻找新的药物,新化合物的设计及合成,现有有机化合物 (如染料、植物提取物,体内外动物模型进行初筛,进一步药效学试验 进一步药理学实验,对先导化合物进行结构修饰,临床试验,药物,传统的新药研究与开发模式

9、,先导化合物 天然产物、大量筛选、 文献专利,新化合物的合成,结构分析和 化合物设计 SA推测 新类似物的预测 全新设计,生物活性测定及药效学实验,配体3D结构 QSAR、受体模建、3DQSAR,配体受体三维结构、同源蛋白模建,配体受体三维结构 X-RAY NMR,生物信息学和组合化学,临床前研究,理化性质、3D小分子库,分子生物学 受体蛋白质克隆、表达等,生物化学 受体蛋白质的纯化、结构表征,以受体实验结构为基础的循环,以蛋白质结构模型为基础的循环,以小分子为基础的循环,基本循环,来源,如有可能,3D蛋白质结构、序列库,现代的新药开发与研究的内容,后基因时代,我国医药工业的情况,49年以后建

10、立了完整的医药工业体系 原料药大国，制剂小国 创新能力低，仿制能力强 发展潜力大，市场广阔,三 药物的命名,分类 1通用名 2化学名 3商品名 熟悉药物名称的重要性,一）.通用名,中国药品通用名称 (中国药典委员会根据世界卫生组织推荐使用的国际非专有药品名称编写的,INN,以世界卫生组织（WHO) 推荐使用的国际非专有药品名称为依据 （International Non-proprietary Names for Pharmaceutical Substance） 结合我国具体情况而制定的 中文的INN,INN 的作用,避免 药名混乱 一药多名和一名多药 布洛芬片 芬必得 贝思,INN 采用的

11、部分词干的中文译名表,cillin 西林 青霉素类 抗生素 cef- 头孢 头孢菌素类 抗生素 -conazole 康唑 咪康唑类 抗真菌药 -oxacin 沙星 萘啶酸类 合成抗菌药 -vir 韦 阿昔洛韦类 抗病毒药 -nidazole 硝唑 甲硝唑类 抗菌药 -caine 卡因 普鲁卡因 局部麻醉药,采用INN 词干的好处,同类药物有同样的词干 根据药名可估计药物的结构和作用,中文名尽量与英文名对应，音译。如：Procaine 普鲁卡因 Aspirin 阿司匹林 简单有机物可用化学名。 如：乙醚,药理作用相似药物 Cimetidine 西咪替丁 后缀 tidine Ranitidine

12、雷尼替丁 Famotidine 法莫替丁 局部麻醉药 Cocaine 可卡因 后缀 caine Procaine 普鲁卡因 Lidocaine 利多卡因 头孢类抗生素 Cefaclor 头孢龙罗 前缀 Cef Cefradine 头孢柱定 Ceftizoxime 头孢唑肟,原来已有意译的药名也统一为系列名称 ampicillin原译氨苄青霉素，现译氨苄西林 oxacillin原译苯唑青霉素， 现译苯唑西林 cimetidine原译甲氰咪胍， 现译西咪替丁,近年国外发展的系列药物增多，很难一一意译，药典委员会主张译音 propranolol心得安 propranolol普萘洛尔 alprenol

13、ol心得舒 alprenolol阿普洛尔 practolol心得宁 practolol普托洛尔 pindolol心得静 pindolol吲哚洛尔,二）.化学名,国际上通用的名称 根据化学结构式进行的命名 （最准确的命名） 原则以美国化学文摘为依据， 母核+取代基,化学名的命名方法,1，以母体名称作为主体名 2，用介词连缀上取代基或官能团的名称 3，按规定的顺序注出取代基或官能团的 位次 次序法则,杂环母核的命名,母核前的基团次序,中文命名 应按立体化学中的次序规则（Sequence Rule）进行命名 小的原子或基团在先，大的在后 英文命名 按基团的字母顺序排列,次序规则的原则,1, 原子序数

14、大者较优 Cl O C H 2, 逐次比较 3，双键为联2个相同原子 4，低于4，可补假想原子（序数0,如：盐酸硫胺（VitaminB1）氯化-4-甲基-3（2-甲基-4-氨基-5-嘧啶基）甲基-5-（2-羟乙基）噻唑嗡盐酸盐,例：盐酸利多卡因 选定乙酰胺(acetamide)为母体， 中文化学名：2-(二乙氨基)-N-( 2,6-二甲基苯基)乙酰胺盐酸盐一水合物 英文化学名：2-(Diethylamino)-N-(2,6-dimethylphenyl)acetamide hydrochloride monohydrate,药师应掌握化学名,掌握准确的药物结构 可研究药物的化学性质 查阅药物文献 医师 用通用名开处方,三）.商品名,制药企业为保护自己所开发产品的生产权和市场占有权而使用的名称。 如：百服宁/扑热息痛,四 本课程学习要求,1.了解各类药物的发展 2. 掌握药物分类和化学结构类型 3. 掌握药物化学结构与理化性质的关系 4. 药物化学结构与生物活性的关系,本课程主要学习要求,5. 各类药物中选择重点药物讨论其化学结构、化学名、合成路线、理化性质及应用特点,本课程学习要求,6. 药物研究与开发的途径和方法 寻找先导化合物的方法; 从先导化合物研发新药的方法; 药物修