手性药物合成举例之三
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手性合成的综述姓名:学号:专业:院系:目录手性合成的概念与简介 (2)手性药物的合成的发展历程 (3)手性合成的方法 (5)几种手性药物合成方法的比较 (7)化学—酶合成法合成手性药物的实例 (7)手性药物的研究现状和展望 (10)参考资料 (13)手性药物的概念与简介手性(英文名为chirality, 源自希腊文cheir)是用来表达化合物分子结构不对称性的术语。
人的手是不对称的,左手和右手相互不能叠合,彼此是实物和镜像的关系,这种关系在化学中称为“对映关系”,具有对映关系的两个物体互为“对映体”。
化合物的手性与其空间结构有关,因为化合物分子中的原子的排列是三维的。
例如,图1中表示乳酸分子的结构式1 a和1 b,虽然连接在中心碳原子上的4个基团,即H, COOH, OH和CH3都一样,但它们却是不同的化合物。
它们之间的关系如同右手和左手之间的关系一样,互为对映体。
手性是人类赖以生存的自然界的本质属性之一。
生命现象中的化学过程都是在高度不对称的环境中进行的。
构成机体的物质大多具有一定空间构型,如组成蛋白质和酶的氨基酸为L-构型,糖为D-构型,DNA的螺旋结构为右旋。
在机体的代谢和调控过程中所涉及的物质(如酶和细胞表面的受体)一般也都具有手性,在生命过程中发生的各种生物-化学反应过程均与手性的识别和变化有关。
由自然界的手性属性联系到化合物的手性,也就产生了药物的手性问题。
手性药物是指药物的分子结构中存在手性因素,而且由具有药理活性的手性化合物组成的药物,其中只含有效对映体或者以有效的对映体为主。
这些对映异构体的理化性质基本相似,仅仅是旋光性有所差别,分别被命名为R-型(右旋)或S-型(左旋)、外消旋。
药物的药理作用是通过与体内的大分子之间严格的手性识别和匹配而实现的。
手性制药是医药行业的前沿领域,2001年诺贝尔化学奖就授予分子手性催化的主要贡献者。
自然界里有很多手性化合物,这些手性化合物具有两个对映异构体。
手性合成的综述姓名:学号:专业:院系:目录手性合成的概念与简介 (2)手性药物的合成的发展历程 (3)手性合成的方法 (5)几种手性药物合成方法的比较 (7)化学—酶合成法合成手性药物的实例 (7)手性药物的研究现状和展望 (10)参考资料 (13)手性药物的概念与简介手性(英文名为chirality, 源自希腊文cheir)是用来表达化合物分子结构不对称性的术语。
人的手是不对称的,左手和右手相互不能叠合,彼此是实物和镜像的关系,这种关系在化学中称为“对映关系”,具有对映关系的两个物体互为“对映体”。
化合物的手性与其空间结构有关,因为化合物分子中的原子的排列是三维的。
例如,图1中表示乳酸分子的结构式1 a和1 b,虽然连接在中心碳原子上的4个基团,即H, COOH, OH和CH3都一样,但它们却是不同的化合物。
它们之间的关系如同右手和左手之间的关系一样,互为对映体。
手性是人类赖以生存的自然界的本质属性之一。
生命现象中的化学过程都是在高度不对称的环境中进行的。
构成机体的物质大多具有一定空间构型,如组成蛋白质和酶的氨基酸为L-构型,糖为D-构型,DNA的螺旋结构为右旋。
在机体的代谢和调控过程中所涉及的物质(如酶和细胞表面的受体)一般也都具有手性,在生命过程中发生的各种生物-化学反应过程均与手性的识别和变化有关。
由自然界的手性属性联系到化合物的手性,也就产生了药物的手性问题。
手性药物是指药物的分子结构中存在手性因素,而且由具有药理活性的手性化合物组成的药物,其中只含有效对映体或者以有效的对映体为主。
这些对映异构体的理化性质基本相似,仅仅是旋光性有所差别,分别被命名为R-型(右旋)或S-型(左旋)、外消旋。
药物的药理作用是通过与体内的大分子之间严格的手性识别和匹配而实现的。
手性制药是医药行业的前沿领域,2001年诺贝尔化学奖就授予分子手性催化的主要贡献者。
自然界里有很多手性化合物,这些手性化合物具有两个对映异构体。
手性合成方法在药物合成中的应用手性化学是现代有机化学中的一个重要分支,随着医药行业的不断发展,手性合成方法在药物合成中的应用也越来越广泛。
手性合成是指生成手性化合物的合成方法,通俗来讲就是合成单一手性异构体的化学合成方法。
手性合成在药物合成中的应用已经成为许多药物合成的首选方法,本文将介绍手性合成方法在药物合成中的应用以及其优缺点。
手性化学的重要性手性化合物因其空间结构的不对称性,在药物学中具有重要的作用。
许多药物分子都是手性分子,它们的生物活性和药效都是由其立体结构决定的。
以最广泛的手性药物——阿司匹林为例,阿司匹林是由丙酸和水合氧化铁经过一系列化学反应后得到的,其中丙酸分子里有一个手性碳中心,总共有两种立体异构体,其中一种具有丰富的生物活性,而另一种则没有生物活性。
因此,如果我们想让阿司匹林产生丰富的生物活性,那么必须控制其手性。
然而,一些手性化学合成的挑战包括:合成单一手性异构体的成本过高,化学分离方法面临着困难,而且手性化合物的生产效率较低。
基于这些限制,开发出有效和可行的手性合成方法就显得非常重要。
手性化合物的制备需要控制其立体构型,通常要在合成操作中控制立体化学过程。
在药物合成中,业界已经发展出很多种手性合成方法,下面将介绍一些主要的手性合成方法及其适用范围:1.立体选择性配体辅助制备(SLA)SLA方法是目前应用最为广泛的手性合成方法之一。
在这种方法中,底物(通常是不对称的)被配合到手性配体上,形成新的手性化合物。
这个手性化合物与底物之间的反应组成了一系列的不对称反应,最终得到手性选择性较高的化合物。
SLA方法的优点是选择性高,反应良好,可以制备出一定量、高纯度和可控性的化合物。
但是,该方法在产量、环境友liness和经济性方面存在一些限制。
2.手性诱导手性诱导是一种手性合成方法,在这种方法中,分子间作用力使两个不对称部分保持相同的构型。
该方法能够改善分子的立体选择性并减少不需要的立体异构体的生成。
手性药物在自然界中,手性分子的存在是非常普遍的,造物主也似乎十分偏爱手性分子。
像我们已知的自然界中所有的天然糖类都是D型,所有的天然氨基酸为R型,蛋白质与DNA的结构都为右螺旋。
因此对于具有旋光性质的手性药物,不同的分子结构也会在生物体内引起不同的分子识别。
很多时候,我们所研制的未经手性拆分的外消旋体药物只有一个异构体有疗效,另一个或者是疗效较弱,或者有其他作用,当然也有可能有极大的副作用。
比如S-氯胺酮(ketamine)的麻醉作用是R-氯胺酮的1/3,但致幻作用较R型强;还有丙氧芬的两个立体异构体:(2R,3S)是镇咳药,(2S,3R)是止痛药。
但遗憾的是,曾经人们并没有意识到这个巨大的问题,因而导致的20世纪50年代沙利度胺致畸的惨痛教训。
研究表明,沙利度胺的(R)-对映体具有缓解孕妇呕吐的镇静作用,但(S)-对映体则有很强烈的致畸作用。
在药物的合成上,不同光学异构体往往是将其看做完全不同的化合物来加以研究,因此做到手性的拆分或者直接催化合成单一的对映体就是世界的药物科学家致力解决的问题。
在研究过程中,William S.Knowles, K.BarryShapless和RyojiNoyori三位化学家做出了卓越的贡献被授予了2001年的诺贝尔化学奖。
William S.Knowles的主要贡献是首次使用被手性膦化物取代的三苯基膦作为不对称氢化催化剂证明了催化不对称反应是可行的,并且成功的利用DiPAMA与Rh配合形成的Rh(DiDOPA)作为催化剂实现了L-DOPA的工业化生产,为帕金森病的治疗提供了巨大的福音。
同时也开创了药物不对称合成的先河。
RyojiNoviri的研究紧随其后,他在1980年就二膦配位体Rh-BINAP的合成进行了论述,并且用于了L-薄荷醇的工业生产,带来了巨大的经济效应。
此外改造的Ru-BINAP适用于更多的具有其他官能团的分子发生氢化反应,异构体率更高,为工业化生产奠定了基础。
化学合成中的手性控制技术手性是指物质的非对称性质,即左右对称性不同。
手性分子是指与它们的镜像像不重合的分子(类似左手和右手),也被称为立体异构体。
手性分子在自然界中普遍存在,但它们具有不同的生物学活性。
因此,形成一种特定手性的分子是化学合成中的一个重要挑战。
化学家们采用各种手性控制技术来合成单一的手性分子,其中包括对称物的拆分、对映选择性合成、对映异构体的分离等。
手性控制技术之一:对称物的拆分对称物的拆分技术是一种重要的手性控制方法,利用其对称性容易混合为镜像成像对称的立体异构体。
这种方法的基本思想是将对称物拆分成两个非对称分子,然后处理其中一个非对称分子,获得单一手性的产物。
最常见的对称物是二元醇和α- 酮酸。
二元醇拆分通常使用转化为二留脱基反应或手性酶催化拆分。
α-酮酸拆分则是将其转化为异构双酐、亚胺或烯醇,然后进行各种反应得到单一手性的产物。
手性控制技术之二:对映选择性合成对映选择性合成是化学合成中最常用的手性控制方法,它指的是合成分子的特定手性构型。
在有机化学中,对映选择性合成通常采用不对称合成方法。
这些方法包括手性药物催化剂、手性配体、手性试剂和手性多孔材料等。
手性药物催化剂通常是一种有效合成手性化合物的方法。
手性配体则是将于底比对映体选择性配位的化合物。
手性试剂包括手性亚砜和手性二醇等,可用于反应中选择单一手性的配体。
手性多孔材料则可以有效地选择性去除具有一定手性的分子,从而实现对映选择性反应。
手性控制技术之三:对映异构体的分离对映异构体的分离是手性控制中三种常用方法中最常见和容易实现的方法,它是通过分离手性分子的两种镜像像来实现的。
传统的单一手性柱层析、手性逆相层析、手性萃取剂抽提等技术被广泛应用。
新型手性分离材料如手性金属配合物、手性多孔材料以及手性膜等亦在不断出现,为手性控制技术带来新的突破。
结语手性控制技术在有机合成中具有重要的应用价值。
在人类历史上,手性药物和农药的不同手性构型的效果被广泛研究,探究其机制已成为合成有用手性化合物的重要方法之一。