13药物化学原理-定量构效关系
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(一)定量构效关系能对定量构效关系有个整体的认识:描述分子的三维结构与生理活性之间的关系,所应用的主要技术方法是“比较分子场方法(CoMFA)”定量构效关系(QSAR)是一种借助分子的理化性质参数或结构参数,以数学和统计学手段定量研究有机小分子与生物大分子相互作用、有机小分子在生物体内吸收、分布、代谢、排泄等生理相关性质的方法。
这种方法广泛应用于药物、农药、化学毒剂等生物活性分子的合理设计,在早期的药物设计中,定量构效关系方法占据主导地位,1990年代以来随着计算机计算能力的提高和众多生物大分子三维结构的准确测定,基于结构的药物设计逐渐取代了定量构效关系在药物设计领域的主导地位,但是QSAR在药学研究中仍然发挥着非常重要的作用。
发展历史定量构效关系是在传统构效关系的基础上,结合物理化学中常用的经验方程的数学方法出现的,其理论历史可以追溯到1868年提出的Crum-Brown方程,该方程认为化合物的生理活性可以用化学结构的函数来表示,但是并未建立明确的函数模型。
最早的可以实施的定量构效关系方法是美国波蒙拿学院的Hansch在1962年提出的Hansch方程。
Hansch方程脱胎于1935年英国物理化学家哈密顿提出的哈密顿方程以及改进的塔夫托方程。
哈密顿方程是一个计算取代苯甲酸解离常数的经验方程,这个方程将取代苯甲酸解离常数的对数值与取代基团的电性参数建立了线性关系,塔夫托方程是在哈密顿方程的基础上改进形成的计算脂肪族酯类化合物水解反应速率常数的经验方程,它将速率常数的对数与电性参数和立体参数建立了线性关系。
Hansch方程在形式上与哈密顿方程和塔夫托方程非常接近,以生理活性物质的半数有效量作为活性参数,以分子的电性参数、立体参数和疏水参数作为线性回归分析的变量,随后,Hansch和日本访问学者藤田稔夫等人一道改进了Hansch方程的数学模型,引入了指示变量、抛物线模型和双线性模型等修正,使得方程的预测能力有所提高。
药物化学名词解释- 1 - 上海医药工业研究院-考研复习提纲I) (药物化学名词解释1.药物化学:关于药物的发现、发展和确证,并在分子水平上研究药物作用方式的一门学科。
2.化学药物:一类既具有药物功效,同时又有确切化学结构的物质。
3.药物:对疾病具有预防、治疗和诊断作用,或用以调节机体生理功能的物质。
4.靶分子优化:确定了所研究的靶分子后,对该靶分子的结构及其与配基的结合能力、结合强度以及所产生的功能等进行的研究。
5.亲和力:配基和酶对受体结合的紧密程度。
6.活性:配基和酶或者受体产生的生化或者生理相应的能力。
7.选择性:配基识别所作用的靶分子,而不和其他靶分子产生相应作用的能力。
8.新化学实体(NCE):可能成为药物的化合物分子。
9.先导化合物:通过各种途径得到的具有一定生理活性的化学物质,可进一步优化其结构获得供临床使用的药物。
10.先导化合物的优化:药物设计的目的是设计活性高、选择性强、毒副作用小的新药,在发现先导化合物后就要对其进行合理的修饰,这种过程和方法称为先导化合物的优化。
11.候选药物:先导化合物经过修饰后得到的化合物,此类化合物活性、安全性、药代动力学性质、选择性等并不确定,需要经临床研究以确定其性质和修饰方案的化合物。
12.上市药物:指候选药物经过临床试验达到了监管机构的标准,并得到监管机构上市许可的药物。
13.高通量筛选(HTS)技术:是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础,以微板形式作为实验工具载体,以自动化操作系统执行操作过程,以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据,以计算机对实验数据进行分析处理,同一时间对数以千万的样品进行检测,并以相应的数据库支持整体运转的技术体系。
14.生物电子等排体:是指一组原子或原子团因外围电子数目相同或排列相似而产生相似或相反生物活性并具有相似物理化学性质的基团,常用于先导化合物优化时进行类似物变换;广义上的等排体,分子中没有相同的原子数、价电子数,只要有相似的性质相互替代时可产生相似的活性或相反的活性,都称为生物电子等排体。
名词解释1.药物:人类用来预防、诊断、治疗疾病,或是为了调解身体功能,提高生活质量的一类化学品。
2.“药物化学”(Medicinal Chemistry):连接化学与生命科学使其融合为一体的交叉学科。
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3.理化性质是指一个分子所包含的官能团对其酸碱性、水溶性、分配系数、晶体结构和立体化学等的影响。
4.脂水分配系数P是药物在正辛醇中和水中分配达到平衡时浓度之比值,即P=CO /CW,5.美国FDA于1992年3月公布了一系列外消旋类药物的开发指导准则:开发药物是外消旋体时,必须对两种异构体进行研究并证明它们都无任何有害的毒副作用。
6.我国药品管理法规定:对手性药物必须研究光学纯异构体的药代、药效和毒理学性质,择优进行临床研究。
7.药物构象:由于碳碳单键的旋转或扭曲(键不断开)而引起的原子或基团在空间的不同排列形式称为构象。
8.药效构象:药物与受体作用时所采取的实际构象。
9.构象等效性:药物分子的基本结构不同,但可能会以相同的作用机制引起相同的药理或毒理效应,这是由于它们具有共同的药效构象。
10.药效团:相同药理作用的药物,其化学结构中的相同部分称为药效团,是药物分子与受体结合时产生药效作用时结构在空间的分布11.药动团:药物结构中决定药物的药代动力学性质且参与体内吸收、分布、代谢和排泄过程的基团称为药动团。
12.毒性基团:在病原体(微生物)或抗肿瘤化学治疗药物中,有相当一部分药效团具有毒性,即为毒性基团13.类药性;成为药物所表现出来的理化性质以及结构特征的综合反映。
14.成药性:使药物免受机体对药物分子的物理和化学处置,使有效浓度的药物达到靶组织处。
15.先导化合物:是通过各种途径得到的具有一定生物活性的化合物。
16.生物电子等排体:有相似的性质、相互替代时可产生相似的活性或者拮抗的活性,都称为生物电子等排体。
药物化学整理一、名词解释1、药物化学:是关于药物的发现、发展和确证,并在分子水平上研究药物作用方式的一门学科。
It is concerned with the invention, discovery, design, identification and preparation of biologically active compounds, the study of their metabolism, the interpretation of their mode of action at the molecular level and the construction of structure-activity relationships.2、构效关系(SAR):研究药物的化学结构和生物活性之间的关系。
SAR :Study on the relationship between structure and activity of medicine.3、先导化合物:是指具有某种生物活性的化学结构,由于其活性不强,选择性低,吸收性差,或毒性较大等缺点,不能直接药用。
但作为新的结构类型和线索物质,对先导物进行结构变换和修饰,可得到具有优良药理作用的药物.The lead compound is a prototype compound that has the desired biological or pharmacological activity, but may have many other undesirable characteristics, for example, high toxicity, other biological activities, insolubility, or metabolism problems.4、NCE:第一次用作药物的化学实体。
5、组合化学:是指在某一时间合成大量的化合物,并进行生物活性测试,然后对其中最有可能的化合物进行分离、鉴定、以进一步开发。
1.合理药物设计:依据生物化学、分子生物学、酶学等生命科学的研究成果,针对这些基础学科所揭示的包括酶、受体、离子通道及核酸等潜在的药物作用靶位,再参考其内源性的配体或天然底物的化学结构特征设计药物分子,以发现选择性作用于靶位的新药,这些药物往往具有活性强,作用专一且副作用低等特点。
2.定量构效关系(QSAR )是将化合物的结构信息、理化参数与生物活性进行分析计算,建立合理的数学模型,研究构-效之间的量变规律,为药物设计、指导先导化合物结构改造提供理论依据。
3.药典是国家控制药品质量的标准,是管理药物生产、检验、供销使用的依据,具有法律的约束力。
1.局部麻醉药普鲁卡因是怎样发现的?它给我们什么启示?1855年尼曼(Niemann)从古柯树叶中首次提取出可卡因。
1884年首先用于临床,具有成瘾性及其他一些毒副作用,简化结构,寻找更好的局部麻醉药。
结果发现苯甲酸酯结构对局部麻醉作用有关键作用 。
确定了苯甲酸酯的局部麻醉作用后,便对可卡因母核爱康宁结构进行改造和简化。
发现爱康宁双环结构并非局部麻醉作用所必须结构 。
对苯甲酸酯类化合物进行了大量研究 ,发现了普鲁卡因。
启示:以天然化合物结构出发设计和发现新药。
2.列举几种常用的全身静脉麻醉药。
依托咪酯、丙泊酚、氯胺酮、羟丁酸钠、丙泮尼地 3.按化学结构分类,局麻药分为哪几类?各有哪些主要代表药物?芳酸酯类(普鲁卡因)、酰胺类(利多卡因)、氨基酮类(达克罗宁)、 氨基醚类(奎尼卡因)、 氨基甲酸酯类(地哌冬、庚卡因) 4.简述局麻药的构效关系。
局部麻醉药的结构可以概括出此类药物的基本骨架由三部分构成:亲脂性部分(Ⅰ): a.芳烃、芳杂环、苯环的作用较强;b.苯环上引入给电子的氨基、羟基、烷氧基时,局麻作用增强,而吸电子取代基则作用减弱;c.氨基处于羰基的对位最好,苯环上若再有其它取代基如氯、羟基、烷氧基时,由于位阻作用而延缓了酯的水解,因此,活性增强,作用时间延长氨基上代以烷基可以增强活性,但毒性要增加。