手性药物技术指导原则PPT参考幻灯片

分子印迹技术(molecular imprinting)其他手性Fra bibliotek物拆分技术例举
结晶法 动力学拆分法 酶拆分法
THE END
百年大计质量先、安全生产记心间。20.9.1420.9.14Monday, September 14, 2020
优质建设，以质为根。14:17:3314:17: 3314:179/14/ 2020 2:17:33 PM
致 衍生化和色谱过程应不发生消旋化 药物需有可衍生化的基团
手性流动相添加法 （CMPA）
原理：将手性试剂加到LC流动相中，与 手性药物生成可逆的非对映体复合物， 根据复合物的稳定性，在流动相中的溶 解性和与固定相的键合力差异，于非手 性固定相上分离对映体。
手性流动相添加法 （CMPA）
三种应用形式： 配合交换
性选择试剂直接加入载体电解质中； 手性选择剂的消耗量很少，运行成本低。
毛细管电色谱（CEC）
是HPCE和HPLC的杂化体，可以灵活地将 手性固定相引入方式、流动相添加剂和 驱动方式几种因素相互组合出多种分离、 操作模式；和HPLC相比所需固定相和样 品量也大大减少、克服了电泳模式的不 足，兼具HPLC分配机理和HPCE电迁移特 征。
分子印迹技术(molecular imprinting)
原理：
一种新的、很有发展潜力的分离技术。利 用分子印迹技术，能够制备具有特异识别 功能的色谱介质。
分子印记聚合物(MIP)是通过模板分子、 功能单体和交联剂的作用产生有化学选择 性的键合位点的一种技术。待测底物通过 与模板分子聚合物在形状、大小和功能基 团的定位方面吻合而被识别。
手性药物拆分及分析技术
手性药物拆分及分析的重要性
药物体内对酶的抑制作用、膜转移及与 受体的结合均与药物的立体化学有关 ；

单向抑制作用：如果一个对映体是另一个对映体的代谢抑制剂，则 会发生单向抑制作用。
排泄
肾脏排泄的立体选择性主要表现在肾小管分泌、主动转运和肾代谢 过程，导致对映体间发生相互作用。
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随着对手性药物药理活性研究的不断深入，人们已经认识并开始重视手性 药物对映体生理作用和代谢过程的差别。特别是1992年美国食品与药品监督 管理局（FDA）提出发展单一对映体生产计划和对映体药物纯度的鉴定规定 后，如何能快速而准确的分离和测定手性药物已成为医药界关注的重大课题。
对衍生化反应的要求
➢手性衍生化试剂具有高的化学和光学纯度，且在贮存中不发生改变 ➢手性衍生化试剂和反应产物具有高的稳定性 ➢ 衍生化反应过程中产物不发生消旋化现象 ➢ 待测手性药物具有易于衍生的集团，如氨基、羟基、羧基等 ➢ 反应条件温和、快速、简便 ➢ 衍生化反应生成的非对映体在色谱分离时应能显示高柱效
手性配体交换固定相
通过手性金属配合物与对映异构体作用形成非对映异构体金属 配合物而进行手性拆分。主要用于α-氨基酸及其类似药物的手性拆 分。
用于形成金属配合物的离子均为过渡金属离子Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、 Cd(Ⅱ）、Zn（Ⅱ）和Hg（Ⅱ）。
商品配体交换柱有Chiralpak WH和WM等。
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人α-酸性糖蛋白（ α-AGP）：多种类型药物 人血清白蛋白（HSA）：多种类型药物 牛血清白蛋白（BSA）：适于阴离子型手性化合物，如氨基酸及 其衍生物、芳香亚砜和香豆素类等 卵黏蛋白（OVM）：用于胺类和羧酸化合物的手性拆分 纤维素二糖水解酶（CBH）：适于分离多种类型的碱性药物。
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生化测定布洛芬对映体，提高了检测灵敏度
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➢ （一）、直接从起始原料或试剂中引入
终产品的光学纯度主要取决于以下两个方面：起始原料或试剂的光
学纯度；后续反应过程是否会影响到已有的手性中心，从而产生外消旋
化的可能性及程度。
在进行工艺研究时，对引入手性中心后的每步反应的中间体中的立
体异构体杂质进行检测。如没有发生外消旋化，则只需根据工艺优化与
验证的结果，在制备工艺中严格控制工艺操作参数即可；如可能会发生
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手性药物技术指导建议原则
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手性药物药学研究技术指导原则
➢四、结构确证
➢ （一）手性药物结构确证的基本原则 手性药物结构确证的总体原则：应注意确证手性药物分
子的绝对构型，对各手性中心的绝对构型是R还是S均应确证 清楚。对于单一的立体异构体，只需确证其绝对构型；而对 于立体异构体的混合物，需要对各立体异构体的立体构型及 相互间的比例进行确证
手性药物药学研究技术指导原则
一、概述部分（概念和重要性）
1、概念： 三维结构的物体所具有的与其镜像的平面形状完全一
致，但在三维空间中不能完全重叠的性质，正如人的左右 手之间的关系，称之为手性，具有手性的化合物即称为手 性化合物
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手性药物技术指导建议原则
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手性药物药学研究技术指导原则
部分外消旋化，则除了需严格控制工艺操作参数外，还需采用可靠的指
标对中间体的光学纯度进行控制，即对该步反应中间体中的立体异构
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手性药物技术指导建议原则
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手性药物药学研究技术指导原则
➢ （二）通过不对称合成 ➢ 1、首先应尽可能查阅相关的文献资料，充分了解所用不
对称合成反应的反应机理、反应条件、立体选择性等，以 选取合适的反应 ➢ 2、在工艺研究中应对该步不对称反应的工艺操作参数进 行筛选优化，对产物的立体异构体进行严格监测，确定反 应的工艺条件与反应产物的光学纯度控制指标 ➢ 3、引入手性中心后，进行后续反应时仍可能产生外消旋 化，故同样需要根据终产品质控的难度分别采用不同的过 程控制方式，来综合控制终产品的光学纯度。

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总之，制备和生产手性化合物的工业化 方法很多，有酶催化的动力学拆分、不对称 合成、结晶技术和手性源合成等。在为某一 具体品种选择和确定合成路线时，要考虑合 成路线的可行性和经济性。由于影响手性药 物或手性化合物生产成本的因素很多，众多 影响因素中孰主孰次，没有一个普遍适用的 衡量标准；在工艺路线评价与选择时，要具 体问题具体分析，但总的原则是尽可能早地 进行拆分。
（一）、手性药物 1、手性和手性药物 手性：物体与镜像不能重叠的特征。 构型标记法：R/S标记和D/L标记 手性药物：以单一立用剂量低和疗效以 上高等特点，颇受市场欢迎，销量迅速增长。研究 与开发手性药物是当今药物化学的发展趋势，随着 合理药物设计思想的日益深入，化合物结构趋于复 杂，手性药物出现的可能性越来越大；另一方面用 单一异构体代替临床应用的混旋体药物，实现手性 转换，也是开发新药的途径之一。
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第二节 外消旋体拆分
拆分可分为结晶法拆分、动力学拆分和色谱分 离三类。结晶拆分又分为直接结晶拆分 （direct crystallization resolution）和非对映异 构 体 拆 分 （ diastereomer crystallization resolution ） ， 分 别 适 用 于 外 消 旋 混 合 物 （ conglomerate ） 和 外 消 旋 化 合 物 的 拆 分 （racemic compound）的拆分。 目前很多重 要的手性药物或它们的手性中间体是利用传统 的结晶法拆分外消旋体制得的，可以说结晶法 拆分在手性药物生产中仍将发挥重要的作用。
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沙利度胺（反应停，Thalidomide，4-5）
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2.手性药物的地位与发展趋势
美国食品和药品管理局（FDA）在1992 年发布手性药物指导原则，要求所有在美国 申请上市的外消旋体新药，生产商均需提供 报告说明药物中所含对映体各自的药理作用、 毒性和临床效果。如果申请上市的混旋体药 物的化学结构中含有一个手性中心，开发者 就得做三组（左旋体、右旋体和外消旋体） 药效学、毒理学和临床等试验。

n盐
p盐
溶解度差异变大
结晶
(d)-A-(l)-B (l)-A-(l)B 离解
(l)-B (d)-A (l)-B (l)-A
手性药物的制备技术
P10488~112
拆分剂的种类
手性药物的制备技术
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手性药物的制备技术
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手性药物的制备技术
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手性药物的制备技术
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手性药物的制备技术
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例3
苯甘氨酸 (+)-樟脑磺酸
手性药物的制备技术
P15818~119
手性药物的制备技术
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手性固定相(chiral stationary phase)法
Pulse Feed Chiral Stationary Phase
Mobile Phase
两对映体与手性固定相的作用强 度不同，据此得以分离两对映体。
手性药物的制备技术
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手性药物的制备技术
1 ⊙概述
内
2 ⊙外消旋体拆分
容
3 ⊙前手性原料制备手性药物
4 ⊙利用手性源制备手性药物
手性药物的制备技术
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临床药物 1850种
天然和半 合成药物 523种
化学合成 药物 1327种
非手性6种 手性517种
非手性799种 手性528种
以单个对映体 给药509种
以外消旋体 给药8种
CHO
H
OH
CH2OH
(+) D-glyceraldehyde
CHO
HOLeabharlann HCH2OH(-) L-glyceraldehyde
手性药物的制备技术
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手性药物的制备技术

2 反应控制
如何控制反应过程中的温度、pH值、反应时间等因素？
3 手性分离
如何有效分离左旋和右旋异构体，制备旋光性纯的手性药物？
手性分离技术
化学手性分离
利用手性反应、手性识别等方 法区分左旋和右旋异构体，分 离手性药物。
物理手性分离
利用晶态、液液萃取等方法区 分左旋和右旋异构体，分离手 性药物。
机理介绍
手性药物制备技术
手性药物是医学领域研究的热门话题，本课程将带你深入了解手性药物制备 技术。
手性药物概述
概念
手性药物是由手性分子组成 的药物，左旋和右旋异构体 在人体内的性质和作用不同。
特点
手性药物的两个异构体具有 不同的药效和副作用，需要 认真研究并纯化。
应用领域
手性药物广泛应用于治疗抑 郁症、心血管疾病等疾病， 也用于肿瘤治疗等领域。
化学手性分离和物理手性分离 的区别和原理是什么？
手性药物合成案例
手性莫西沙星制备
莫西沙星是一种广谱抗生素，制备时需纯化左旋异 构体。
手性阿莫西林制备
阿莫西林是一种常用的抗生素，制备时需纯化右旋 异构体。
未来发展趋势
新型手性合成方法
利用新型催化剂、反应条件和反应机制，发展高效、环保的手性药物制备方法。
手性药物制备方法
1
化学合成法
通过选择不同的试剂、催化剂、反应条件等，在反应过程中控制反应环境，制备 手性药物。
2
生物法
利用生物学技术，如酶工程、发酵等方法，制备手性药物。
3
分离法
通过手性分离技术，将左旋和右旋异构体分离，制备手性药物。
手性药物制备过程中的技术问题
1 反应选择性
如何实现特定的手性选择性，增大有用产物的比例？

二、手性药物的制备技术
手性药物的制备技术由化学控制技术和生物控 制技术两部分组成。 在手性药物的制备和生产中，化学制备工艺和 生物制备工艺常常交替进行。
拆分、不对称合成和手性源合成三方面内容是 本章将要讨论的主要内容。
三、影响手性药物生产成本的主要因素
影响手性药物生产成本的主要因素如下：
(1)起始原料的成本不同的合成路线、不同的制备技术，采用的起始 原料不同。这是合成路钱设计与选择时首先遇到的问题。
区分方法：加入纯的对映体，
1）熔点下降，则为外消旋混合物；
2）熔点上升，则为外消旋化合物；
3）熔点没有变化，作为外消旋固体溶液.
外消旋混合物为各自独立存在的对映体， 故可以利用对映体溶解度差异采取诱导结晶 拆分法。而外消旋化合物和外消旋固体溶液 则为完全相同的一种晶体；因此对这两类消 旋体，需要采取先形成非对映异构体，再进 行拆分。
(2) 拆分试剂，化学或生物催化剂的成本，化学或生物催化剂的回收 利用是否方便可行，直接影响手性药物生产的成本。
(3) 化学收率和产物的光学纯度 总的来说，反应物以较高的浓度参加反应，并以较高的化学收率 和光学纯度得到产物，那么，这就是一个经济的反应过程。在实 际生产中，以牺牲一定的化学收率为代价来提高产物的光学纯度 的措施有时是可取的。
1.外消旋体的一般性质
在化学药物合成中，若在完全没有手征性因素 存在的分子中，则所得产物（或中间体）是由等量的 左旋体（－）与右旋体（＋）组成的外消旋体。外消 旋体是由等量的对映体分子组成。
在晶态的情况下，对映体分子之间的晶间力的相互 作用有明显的差异。
（＋）分子对（＋）分子的关系
（－）分子对（－）分子的关系
（－）分子对（＋）分子的关系

2.氨基酸类：
L-谷氨酸、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-精氨酸、L-氨 酰胺、L-亮氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-半胱氨酸
3.化合物
（+）-樟脑、（+）-胡薄荷酮、（+）-蒎烯、（-）-香芹 酮、（+）-樟脑酸、（+）-樟脑磺酸、 （-）-薄荷醇
4.生物碱类： （-）- 番木鳖碱、（-）- 马钱子碱、（-）- 辛可宁碱、
• 含有手性特征的药物称作手性药物。
• 对映体在对称的环境中，物理化学性质完全相同； 但在非对称的环境中，例如在偏振光中，对映体对 偏振光面旋转方向相反；在生物系统中与酶或受体 相互作用时，由于蛋白质分子的非对称性，与对映 体的识别方向和结合位点不同，导致生物活性的差 异。
• 非对映体之间，彼此属于不同结构的化合物，所以 物理化学和生物学性质均不相同。
• 我国药品管理法也已经明确规定，对手性药物必须 研究光学活性纯净异构体的药代、药效和毒理学性 质，择优进行临床研究和批准上市。只停留在消旋 体药物的研究与开发水平上，已不符合国际与国内 药品法规的要求。
• 近数十年来发现了许多特异性的催化剂，使不对称 有机合成蓬勃发展，能选择性地导向一种对映体的 产生；另外，随着现代分析技术的进步，手性分离 方法也不断涌现，技术上使供应单一手性药物成为 可能。
（+）- 辛可宁碱（-）- 咖啡碱 ； 5.有机酸类：
（+）-酒石酸、（+）-乳酸、（-）-苹果酸、（+）-抗 坏血酸
天然提取的优点：A、方法相对简单；B、产品纯度高，多 为光学醇；
天然提取的缺点：A、天然手性物质含量低；B、天然手性 种类较少；
二、外消旋体及其拆分
1.外消旋体的一般性质 等量的对映异构体的“混合物”叫做外消旋体，用

安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.2007:00:5507:00Dec-2020-Dec-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。07: 00:5507:00:5507:00Sunday, December 20, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12.2020.12.2007: 00:5507:00:55Decem ber 20, 2020
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年12月20日 星期日7时0分55秒Sunday, December 20, 2020年12月 20日星 期日7时0分55秒20.12.20
谢谢大家！
踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就 未来。20.12.2020.12.20Sunday, December 20, 2020
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年12月 上午7时 0分20.12.2007:00Dec ember 20, 2020
重规矩，严要求，少危险。2020年12月20日 星期日7时0分55秒07: 00:5520 December 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午7时0分55秒 上午7时 0分07: 00:5520.12.20
新近手性药物拆分技术
高效毛细管电泳（HPCE） 毛细管电色谱（CEC） 分子印迹技术 (molecular imprinting)
高效毛细管电泳（HPCE）
现有模式： 毛细管区带电泳(CZE) 胶束电动毛细管色谱(MECC) 毛细管凝胶电泳(CGE) 毛细管等电聚焦(CLEF) 毛细管等速电泳(CITP) 毛细管电色谱(CEC)
手性流动相添加法 （CMPA）
包含色谱：环糊精具有立体选择性的环 形结构，是环状低聚体由d-α-葡萄糖单 位通过1，4位连接而成，其内腔是硫水 性的，各类水溶性和水不溶性药物均能 与之形成非对映体包含物。常用的是α、 β、γ三种类型及其衍生物。