手性药物的研究发展
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手性药物分析方法研究进展摘要:近年来,手性药物的分析已成为药学界的一个重要研究课题,并且不断出现新的检测技术,以满足日益增长的需求。
本文将深入探讨近十年来手性药物的检测技术,以期为临床提供更有效的诊断依据。
对比了目前现有的手性药物检测技术的优点和缺点,并对手性药物分析方法的发展做出了展望。
关键词:手性药物;分析方法;研究进展;引言:现今,超过半数的药物均具有手性结构,而这些手性药物中两种不同的对映体之间的生物活性差异十分明显:一种可以产生高效的结果,而另一种则可能产生低效或者有害的结果。
进入人体后两种对映体还可能相互转换,从而使得许多药物服用后会产生副作用。
随着科学技术的不断发展,手性药物的分离技术已经成为一种必不可少的工具,它可以有效地检测和分析药物的理化性质。
本文将深入探讨几种手性药物的分析技术,并结合相关的研究成果,为读者提供有效的参考和借鉴。
一、手性药物概述随着技术的进步,手性药物已经成为一种新型的药物,它们通过将手性中心引入其分子结构,形成一对相对的对映异构体,这种新型的药物已经被广泛应用于临床,占比高达40%~50%。
手性药物的药理作用可能出现(1)一种特定的对映体具有显著的药理效果,而另一种则没有;(2)两种对映体的药理效果相似,但其作用强度不尽相同;(3)两种对映体的药理效果相似,但其作用强度不尽相同。
手性药物的药代动力学特征表明,它们在人体内都具有显著的立体选择性。
因此,对于这类药物的分离、质量控制和疗效评估,都具有极其重要的意义。
二、手性药物分析技术(一)高效液相色谱法(HPLC)20世纪70年代以来,HPLC法已经成为药物分析领域最受欢迎的技术之一,它能够将不对称中心引入分子间,从而实现拆分手性药物对映体的目的。
其中,直接法也被称为手性固定相法,它是将不对称中心引入分子间,而间接法则是将不对称中心引入分子内部,通过分子间的相互作用,实现药物的有效分析,从而更好地揭示药物的结构和功能。
手性药物的研究与生产随着现代医学的快速发展,药物研究与生产也越来越受到关注。
而手性药物的研究与生产是目前药物领域的热门话题之一。
那么,手性药物究竟是什么?为什么要研究与生产它们?接下来,我们将展开讨论。
一、什么是手性药物?手性药物是指分子中含有手性中心(即不对称碳原子)的药物。
手性中心是指分子中的一种结构,类似于两只手中的手掌,无法完全重合。
以左右手为例,虽然左右手都是五指,但放在一起却无法互相重合。
同样,手性药物也存在左右两种构象,分别为左旋(L-form)和右旋(D-form)。
手性药物的左旋和右旋构象在生理学上可能有不同的作用。
例如,左旋布洛芬和右旋布洛芬,前者能够有效地缓解疼痛和发热,后者则具有抗炎、降血脂等作用。
由于左旋和右旋具有不同的生物学活性,因此研究和分离手性药物非常重要。
二、为什么要研究手性药物?1.提高药物的疗效和安全性对于某些手性药物,它们的左旋和右旋分子具有不同的生物学活性,而左旋或右旋具有更强的药理作用。
因此,如果使用错误的手性药物,它的生理效应可能会与预期不同。
例如,医生需要用到左旋阿司匹林,而错误使用右旋阿司匹林可能导致不良反应,进而对治疗产生影响。
2.优化药物的产量和成本研究手性药物不仅可以提高药物效力和安全性,还可以优化药物的产量和成本。
许多药物的研发和制造非常昂贵,因此需要使用先进的化学技术和工艺来提高产量和降低成本。
三、手性药物的生产方法生产手性药物的方法主要有分离、合成和发酵三种。
1.分离法分离法是指通过物理或化学方法从自然产物中提取纯度高的手性化合物。
例如,苯肾上腺素、乌金酸和阿托品等许多天然产物都是手性分子。
分离方法需要大量原料和时间,而且容易受到环境影响。
2.合成法合成法是通过人工合成手性化合物。
合成过程中需要特定的试剂、催化剂和反应温度,才能合成所需的手性化合物。
通过化学手段制备手性药物的方法已经被广泛应用,但合成过程有时需要使用有毒和有害的试剂或副产物,浪费资源和环境污染。
手性药物的发展趋势手性药物(Chiral drugs)是指分子结构中含有手性中心(chiral center)的药物,即具有对映异构体(enantiomers)的特性。
近年来,手性药物的研究和开发呈现出一些发展趋势。
首先,随着对手性药物研究的深入,人们对手性药物的优势和重要性有了更深入的认识。
事实上,大约有70%的药物都是手性化合物,而对映异构体却可能具有完全不同的药理和毒理特性。
因此,对于手性药物的合成、分离和制备的技术要求越来越高,以期能够得到纯度更高的对映异构体,从而提高临床疗效、减少不良反应。
其次,随着研究和技术的发展,人们对手性药物在光学活性中心上对光的旋光现象有了更深入的认识。
光学活性(optical activity)是指光通过手性物质时的旋转现象。
在过去,对手性药物的光学活性研究主要依靠手性色谱分析仪器,但这种方法相对复杂和耗时。
现在,人们研发出了一些更简便的手性分析技术,如圆二色(circular dichroism)和荧光非对称性(fluorescence anisotropy),这些新技术有助于更准确地评估手性药物的性质。
第三,纳米技术在手性药物研究和应用中发挥着越来越重要的作用。
纳米技术在手性药物的分离、传递和释放等方面具有独特的优势。
利用纳米技术可以获得更高的对映异构体纯度,并可以调控手性药物的释放速率和药效,从而提高药物疗效。
此外,纳米技术还可以提高手性药物的体内稳定性,减少不良反应。
此外,随着人们对化学合成和生物合成技术的不断发展,越来越多的手性药物可以通过合成或生物转化合成得到。
合成技术可以产生大量的手性药物,提供商业化生产的可能。
同时,生物合成技术可以利用微生物或其他生物体来合成手性药物,具有环境友好、高效快速的优势。
最后,随着人们对个体化医疗和精准药物治疗的重视,手性药物研究趋向个性化和定制化。
个体差异可以导致对手性药物的代谢和反应性产生差异,因此,通过个体基因分型等方法可以预测患者对手性药物的反应。
立构识别与手性药物的发展趋势一、立构识别与手性药物概述立构识别,亦称为立体选择性识别,是化学领域中对分子结构中立体异构体进行区分的能力。
手性药物,即具有手性中心的药物,其分子结构中存在非超posable的镜像异构体,这些异构体在生物体内可能具有不同的药效和药代动力学特性。
立构识别在手性药物的研究与开发中发挥着至关重要的作用,因为正确的立构异构体可能具有更好的疗效和更低的副作用。
1.1 立构识别的科学基础立构识别的科学基础主要来自于立体化学理论,它涉及到分子的空间排列和分子间相互作用。
立体化学理论认为,分子的立体结构对其化学性质和生物活性有着决定性的影响。
在手性药物中,不同的立构异构体可能与生物体内的受体或酶具有不同的结合亲和力,从而表现出不同的药效。
1.2 手性药物的重要性手性药物的重要性在于它们在临床治疗中的广泛应用。
许多药物,如抗感染药、抗肿瘤药、心血管药物等,都存在手性中心。
手性药物的立构异构体可能具有截然不同的药理作用,因此,开发单一有效的立构异构体对于提高药物疗效和降低副作用具有重要意义。
二、手性药物的立构识别技术立构识别技术是手性药物研究的核心,它涉及到多种分析和合成方法,用于区分和制备手性药物的不同立构异构体。
2.1 手性色谱技术手性色谱技术是分离手性药物立构异构体的常用方法。
通过使用手性固定相或手性流动相,可以实现对手性药物分子的立体选择性分离。
手性色谱技术包括高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)和毛细管电泳(CE)等。
2.2 光谱学方法光谱学方法,如圆二色谱(CD)、核磁共振(NMR)和拉曼光谱等,也是研究手性分子结构的重要工具。
这些方法可以提供分子的立体信息,帮助科学家了解分子的空间构型和动态行为。
2.3 计算化学方法随着计算化学的发展,计算机模拟和分子建模技术在手性药物的立构识别中也发挥着越来越重要的作用。
通过计算化学方法,可以预测分子的立体构型,为实验研究提供理论指导。
手性药物研究进展和国内市场手性与手性药物研究中的若干问题研究取得了以下几方面的重要进展:发展了构筑手性季碳中心及合成砌块的新方法并用于合成了一系列具有药用价值的天然产物及类似物,如Crinane、Mesembrine、Lycoramine、Lyco-rane、Conessine、CP一99、L一733,060及其对映体、常山碱与异常山碱、Haliclorensin、Se-facviptine及类似物deoxocassine和一种HIV蛋白酶抑制剂等。
设计合成了硫代瞵酰胺类手性配体和含有酚羟基的手性瞵化合物,在Michael加成反应和Aza-Baylis-Hillman反应中取得了很好的结果,并对反应机理进行了详细的研究,为前列腺素和头孢类药物基本骨架的合成提供了新方法。
在含有生氮基团负离子对亚胺加成反应中实现了高立体选择性,发展了合成光学活性的a一羟基一b-氨基酸的机关报方法;发展了双功能手性催化剂,这些催化剂在硅腈化反应中有良好的催化活性和对映选择性。
在有机小分子催化中发现L.脯氨酰胺能够催化不对称直接Aldol 反应,实现了非对称酮的不对称趋势的区域选择性和对映选择性控制,结合反应机理研究;抗艾滋病的手性药物合成方法学的研究取得了重要进展完成了具有自主知识产权的抗HIV新药的临床前研究.找到了羟腈化酶、糖苷化酶、腈水合冀和酰胺水解酶的新酶源,并对羟腈化酶和腑水合酶分离、纯化和酶结构进行了研究.同时建立了羟腈化酶微水相反应体系;脂酶催化的去对称化反应消旋环氧的水介酶促拆分反成委碳丝氨酸和异丝氨酸反应进行了研究,将生物催化方法应用到一些重要药物分子及重要生理活性分子的组成部分的合成。
建立了几种手性配体及金属催化剂的负载化新方法以及“均相催化一液/液两相分离”催化剂分离回收新方法,发展了以水和聚乙二醇为反应介质的环境友好的不对称反应,将负载手性催化剂应用于羰基还原反庆及抗抑郁症的手性药物的合成。
对苯环壬酯和戊乙奎醚光学异构体的合成进行了较系统的研究,建立了M受体各亚型特异性评价和筛选模型,研究了各个光学异构体的药理活性和毒性。
手性化学的新型应用——手性药物研发手性化学是有机化学中的一个重要分支,涉及到分子的手性(左右旋性质),可以应用在生物学、医学、材料科学等多个领域。
其中,手性药物研发是手性化学一个非常重要的应用方向。
本文将详细介绍手性药物研发的基本知识、挑战以及最新研究成果。
一、什么是手性药物?手性药物是指分子有左右手之分,被称为手性分子(或“不对称”分子)。
与不对称分子相对的是对称分子,它们的化学结构展现出轴对称或面对称的各种形式。
手性药物可以具有不同的生物学活性,因此它们可能会在人体中产生不同的效应。
根据手性药物分子的左右旋和活性关系,可以分为三种类型:1. 明显的两性型分子,即左右旋分子都有一定的药效(如舒芬太尼)。
2. 明显的单性型分子,即左右旋分子只有其中之一具有药效(如沙丁胺醇)。
3. 难以确定单性型与两性型的分子(如甲基多巴)。
二、手性药物的挑战虽然手性药物具有广泛的应用前景,但它们的研究和开发也面临着很多挑战。
其中最困难的挑战之一是如何获得高纯度的手性化合物。
因为手性化合物在自然界中往往存在多种可能的配对方式,而且它们通常具有非常相似的性质,因此很难通过传统的物理和化学方法进行分离纯化。
另外,手性药物不同的手性体往往具有不同的药物效应和副作用,因此如何确定最有效和最安全的手性体也是非常困难的问题。
三、手性药物研发的新型应用虽然手性药物研发面临着很多挑战,但在近年来的研究中,一些新型应用得到了广泛的关注。
1. 右旋甲状腺素国外学者最近发现,右旋甲状腺素(L-甲状腺素)在治疗儿童先天性心脏病等方面具有很好的效果。
此前,通常被视为是无效成分的左旋甲状腺素(D-甲状腺素)则被认为是不必要的药剂量,并存在副作用。
2. 手性纤维素酯类最近,手性纤维素酯类也被广泛研究,这些化合物通过手性化学合成,能够为干燥的皮肤提供保护,有助于潮湿细胞平衡保持。
同时,它们还能在受损皮肤创口预防感染。
3. 化学酶催化而近年来最引人注目的是,越来越多的研究者利用胆碱酯酶类似物的特性,开发了全新的化学酶催化技术,成败由手性,实现了对手性药物分离和催化对映选择性的大规模制备。
手性药物研究进展和国内市场手性药物是指具有手性结构的药物,即由手性分子构成的药物。
手性分子具有非对称中心,可以存在两种或多种立体异构体,其中一种为左旋体,另一种为右旋体。
手性药物的手性结构对其药效、药代动力学和药物相互作用等方面起着重要作用。
因此,研究手性药物的合成、分离和药理学特性等进展对药物学和药物研发具有重要意义。
随着技术的发展,对手性药物研究的重视程度不断提高。
在合成方面,研究人员通过精确控制反应条件、采用手性催化剂或手性配体等方法,成功合成了多种手性药物分子。
例如,通过手性亲核试剂和手性碳试剂的应用,合成了多种具有优异生物活性的手性药物。
此外,手性超分子催化剂的研究也取得了重要进展,提高了手性药物的合成效率和产率。
在分离方面,手性药物在制备纯左旋体或右旋体时具有一定的困难。
传统的手性分离方法包括晶体分离、液相色谱分离和气相色谱分离等。
然而,这些方法存在分离效率低、纯度难以控制等问题。
因此,研究人员不断提出新的手性分离方法,例如利用手性离子液体分离剂进行手性分离等。
这些新方法在提高分离效率和纯度的同时,也缩短了工艺流程和减少了环境污染。
手性药物在国内市场也有着广阔的应用前景和市场潜力。
近年来,随着人们对健康的日益关注,手性药物的需求也不断增加。
目前,国内已有一些手性药物在市场上获得了广泛应用,如左旋多巴和拜阿司匹林等。
这些药物不仅在临床上被广泛应用,还为国内制药企业带来了巨大的经济效益。
另外,随着技术的发展和研究的深入,更多的手性药物将被开发出来,并在国内市场上得到推广。
然而,国内手性药物研究与发达国家相比仍存在一定差距。
在手性药物的合成方法和手性分离技术上,国内研究尚需要更多的创新和突破。
此外,加强国际合作和科研交流,引进外国先进技术和设备,也是提升国内手性药物研究水平的重要途径。
总之,手性药物研究在国际上取得了显著进展,对药物研发和应用具有重要意义。
在国内市场,手性药物也有着广阔的应用前景和市场潜力。
手性药物的制备与应用研究引言:随着现代医学的不断发展,人们对于药物的需求也日益增长。
其中,手性药物作为一类重要的药物在医疗领域中发挥着不可替代的作用。
然而,手性药物具有左旋和右旋两种立体异构体,其制备与应用研究一直是化学界的研究热点之一。
一、手性药物的定义与特点:手性药物是指其分子存在对映异构体,常称为左旋体和右旋体,具有空间手性的特点。
由于手性分子的光学活性,手性药物能够更加准确地干预人体的生理过程,提高治疗效果。
二、手性药物制备方法的进展:1. 拆分法制备:拆分法是手性药物制备中最常用的方法之一。
通过对映异构体的拆分,可以得到纯度较高的左旋体或右旋体。
例如,可利用手性拆分剂、酶或其他手性分子来拆分手性药物,实现对映异构体的分离。
2. 不对称合成法:不对称合成法是另一种常用的手性药物制备方法。
该方法通过以手性试剂与手性药物或非手性物质进行反应,使得产物也具有手性特征。
不对称合成法由于其高效性和灵活性在手性药物制备中得到广泛应用。
3. 手性催化剂法:手性催化剂法是目前最受关注的手性药物制备方法之一。
该方法通过合理选择和设计手性催化剂,使得化学反应选择性更高,产物手性纯度更高。
手性催化剂法在手性药物制备领域具有广阔的应用前景。
三、手性药物的应用研究:1. 优化药效:由于手性药物具有左旋和右旋两种立体异构体,通过研究不同立体异构体对人体的作用机制,可以优化药效。
例如,对于抗癌药物,研究显示左旋体和右旋体可能对体内癌细胞产生不同的作用,因此研究手性药物的应用,能够提高药效并减少副作用。
2. 降低药物不良反应:药物的不良反应是使用中常见的问题之一。
手性药物的应用研究可以通过选择性地利用某一手性异构体来减轻不良反应。
例如,研究显示,某些手性药物的左旋体和右旋体具有不同的药代动力学特征,通过使用特定的手性异构体,可以减轻患者的药物不良反应。
3. 提高新药研究效率:手性药物的应用研究可以帮助科学家更好地理解药物的作用机制,加速新药的研究和开发。
手性药物的合成与药理学研究手性药物的合成与药理学研究引言:手性药物是指分子结构中存在手性中心,存在两个或多个异构体,且不同异构体对生物体产生不同的药理效应的药物。
手性药物的合成与药理学研究是药物化学与药理学领域的重要研究方向,对于药物研发、合成和临床应用具有重要意义。
本文将从手性药物的合成方法、手性药物的药理学研究以及手性药物的临床应用等方面进行探讨。
一、手性药物的合成方法:手性药物的合成方法主要包括对映选择性合成、手性催化合成和手性分离等。
对映选择性合成是通过选择性合成某个手性异构体,或通过合成手性前体后再进行手性转化来制备手性药物。
常用的方法包括对映选择性还原、对映选择性氧化、对映选择性取代等。
手性催化合成是利用手性催化剂催化反应,使得反应产物中生成手性异构体。
常用的手性催化剂包括手性有机催化剂、手性金属催化剂等。
手性分离是将手性药物中的手性异构体分离出来,常用的方法有晶体分离法、液相色谱法、气相色谱法等。
二、手性药物的药理学研究:手性药物的药理学研究主要包括对手性异构体的药效学、药代动力学和药物相互作用的研究。
药效学研究是研究不同手性异构体对生物体的药理效应和作用机制。
药代动力学研究是研究不同手性异构体在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程。
药物相互作用研究是研究不同手性异构体与其他药物或生物体内分子的相互作用,包括药物相互作用的强度、机制和影响等。
三、手性药物的临床应用:手性药物的临床应用主要包括药物研发和药物治疗。
手性药物的研发是为了寻找更有效、更安全的药物,通过对手性异构体的研究,可以选择性地设计和合成具有理想药效的手性药物。
药物治疗是利用手性药物对疾病进行治疗,手性异构体的选择将直接影响药物的疗效和副作用。
临床应用中,对手性药物的药代动力学和药物相互作用的研究也是十分重要的,可以指导药物的用量和用药方案。
结论:手性药物的合成与药理学研究对于药物研发和临床应用具有重要意义。
通过对手性药物的合成方法的研究,可以提高手性药物的合成效率和产率。
“手性” 在药物研究中的应用及发展
“手性”是在内分子空间中,分子表面有存在不对称性(手性)被化学家们提出的概念。
在药物研究中,只收容单糖形态的手性药物显然不足以为任何治疗状况提供有效的药物,更不必说实现药物疗效甚至千里之地。
手性药物有着独特的自身特性及深入功能,使
其在治疗疾病方面具有突出的优势,成为药物研究中的重要组成部分。
药物的手性可以使活性物质及其产物的形态、性能和活性能够进行精准控制,从而更
为有效地抑制体内某些细胞或组织结构,实现药物最佳效果。
药物的手性研究将为治疗各
种疾病提供最佳的治疗方案,如肝病、肾功能紊乱等。
此外,手性药物和功能性区域的合理控制与复杂的功能性效果也是不可忽视的应用领域。
譬如,一些抗癌药物的化学结构朆确结合受体,从而来调节受体的生物功能和促进受
体发挥功能,手性研究能够加强这种细胞复杂功能的理解,有助于精准地把药物送达目标,减少对身体其他组织和器官的损害,达到较佳的治疗效果。
随着药物技术的发展,手性药物也将不断发展,从低分子、中分子到大分子结构,这
将使药物构建更加多样化,从而制备出不同性质的药物。
此外,相关技术也会在发展,以
提高活性裂解物的性能,使其能够有效地抵抗体内的变化,使药物更有效。
未来,“手性”在药物研究中的应用将变得更加广泛。
目前,手性药物的发现和开发
已越来越重视,并相当受重视,因为手性药物研究能够实现最佳疾病治疗效果。
未来,手
性研究将更加注重于发挥其价值,以使尽可能多的药物拥有可以提供改变我们生活质量的
技术。
手性药物拆分技术的研究进展一、本文概述手性药物,即具有手性中心的药物分子,其立体构型的不同可能导致药物在生物体内的活性、药代动力学和毒性等方面产生显著的差异。
因此,手性药物的拆分技术在药物研发和生产过程中具有至关重要的地位。
随着科学技术的发展,手性药物拆分技术也在不断进步,以适应日益增长的手性药物需求。
本文旨在综述手性药物拆分技术的研究进展,包括但不限于拆分方法、拆分效率、拆分机理以及在实际药物研发中的应用案例。
我们将从传统的拆分方法,如结晶法、色谱法,到现代的拆分技术,如膜分离、酶法等,进行全面的梳理和评价。
我们也将探讨手性药物拆分技术的发展趋势和面临的挑战,以期为手性药物研发和生产提供有益的参考和指导。
通过本文的阐述,我们希望能够使读者全面了解手性药物拆分技术的研究现状和发展动态,为手性药物的研发和生产提供理论支持和实践指导,推动手性药物拆分技术的不断发展和完善。
二、手性药物拆分技术的分类手性药物拆分技术主要可以分为物理拆分法和化学拆分法两大类。
物理拆分法主要包括结晶法、色谱法、膜分离法等,这些方法主要基于手性药物分子间物理性质的差异进行拆分。
化学拆分法则包括不对称合成、手性衍生化试剂法等,这些方法则通过化学反应引入手性中心或者改变手性药物的物理性质,从而实现对目标手性药物的拆分。
(1)结晶法:通过调整溶液条件,如温度、pH值、溶剂种类等,使手性药物分子在结晶过程中形成不同的晶体形态,从而实现拆分。
该方法操作简单,成本低,但拆分效果往往受到药物分子间相互作用和结晶条件的影响。
(2)色谱法:包括液相色谱、气相色谱、毛细管电泳色谱等。
这些方法通过选择适当的手性固定相或手性流动相,利用手性药物分子在固定相和流动相之间的相互作用差异,实现对手性药物的拆分。
色谱法拆分效果好,但设备成本较高,操作复杂。
(3)膜分离法:利用手性药物分子在膜上的传质速率差异,通过选择适当的膜材料和操作条件,实现对手性药物的拆分。
手性药物分离的研究及其在药物生产中的应用手性药物是指具有手性结构的药物,其分子的左右手构型对于生物活性和药效具有重要的影响。
因此手性药物的制备和纯化成为药物生产过程中的关键环节。
本文将从手性药物产生的原因、分离方法以及手性药物在药物生产中的应用三个方面进行阐述。
一、手性药物产生的原因手性药物的“左右手”构型产生的原因主要有两种,一种是由于反应方式不对称所造成的合成失手,另一种是由于环境因素的影响导致的。
比如左右对称的病毒感染人体,因为人体中的分子结构本身就有选择性,只有一种手性的病毒才能够侵入人体细胞并且繁殖。
二、手性药物的分离方法手性药物纯化的难度一直是制约药物生产的一个不可忽视的问题。
通常有以下几种方法:1. 晶体分离法:该方法是基于手性晶体形成的现象,可实现高效分离,但其操作比较繁琐,适用范围仅限于分子之间的非共价相互作用。
2. 液相分离法:包括手性色谱、手性毛细管等方法,能够应对化学结构更为复杂的药物分子,但是由于需要使用手性填料,成本高昂且寿命有限。
3. 表面活性分离法:是利用手性胶束分离的方法,其操作简单方便,对药物结构和物理属性的要求较低,但分离效率较低。
三、手性药物在药物生产中的应用手性药物分离技术的研究和发展,为药物生产带来了广阔的应用前景。
比如在药物研发阶段,纯化手性药物可允许科学家更准确地研究药物的药理学效果,从而得出更精确的药用剂量范围。
同时,在药物生产过程中,由于左右手构型差异较大,其药效也可能出现差异,因此纯化出左手构型或右手构型的药物,可以使药物治疗效果得到最大化。
举例来说,麻醉药匹莫卡因存在左右结构异构体,左构体的麻醉效果比右构体高出4倍以上,为了最大限度地提高药效,生产匹莫卡因时需要分离出左构体。
而对于其他的手性药物,如参芎净、左旋多巴等等,同样需要采用手性药物分离技术,从而提高其药效和安全性。
总之,随着手性药物分离技术的不断完善,手性药物在药物生产中的应用前景十分广阔。
我国手性药物研发薄弱手性药物的巨大市场,也引起了我国学术界、工业界的注意。
国内已经有一些机构开始重视手性药物的研发,尤其是中国科学院下属相关研究所的手性药物研发工作取得了明显的成果,部分研究达到了国际先进水平,还获得了多项具有自主知识产权的成果。
手性药物在我国的市场潜力不容忽视。
波士顿咨询集团的一项研究报告指出,中国目前的药物市场居全球第7位,居美国、日本、德国、法国、英国和意大利之后。
到2010年,中国的药物市场将达到240亿美元,超越英国和意大利列第5位。
随着人们对用药安全、高效等方面要求,手性药物的需求会逐年增长。
然而,我国现在手性药物的研究还远远跟不上市场发展的需求。
有专家指出,总体来说,我国对手性药物的化学合成和生物合成研究不多,基础性和创新性研究更少,与世界手性药物领域的研发水平还存在较大差距。
如果国内科研机构不做进一步的探索研究,将来医药生产厂家采用国外技术的时候就要交付大量的专利费用。
一直以来,手性药物的研发是我国新药研发的一个弱项。
但日前中国科学院成都有机化学公司“手性药物国家工程研究中心”项目通过发改委的评估和中国科学院上海有机化学研究所与日本大赛璐(中国)投资有限公司联合成立“SIOC-DAICEL手性分析技术合作研究中心”,堪称为我国手性技术的发展添上了浓墨重彩的一笔。
回首今年,我国手性药物研究有了长足进展,表现在合成技术、制备技术等方面取得了诸多成果。
■更多合成新方法被发现前一段时间,通过评估的由中国科学院上海有机化学研究所林国强院士负责的“手性与手性药物研究中的若干科学问题研究”项目组,在手性药物的合成方面取得了一些重要进展:发展了构筑手性季碳中心及合成砌块的新方法,并用于合成了一系列具有药用价值的天然产物及类似物;建立了几种手性配体及金属催化剂的负载化新方法,以及“均相催化-液/液两相分离”催化剂分离回收新方法,发展了以水和聚乙二醇为反应介质的环境友好的不对称反应,将负载手性催化剂应用于羰基还原反应及抗抑郁症的手性药物的合成;对苯环壬酯和戊乙奎醚光学异构体的合成进行了较系统的研究,建立了M受体各亚型特异性评价和筛选模型,研究了各个光学异构体的药理活性和毒性;发现了两个目标药物的活性异构体,为进一步开发打下了基础。
手性药物及中间体的发展现状及趋势刘庆彬(河北师范大学化学化工研究所,石家庄050091)1.手性药物及中间体发展起因及意义在生命的产生和进化过程中,造成了生物体内的蛋白质,核酸, 酶和细胞表面受体具有特定的手性结构,因此生物体对不同立体手性分子具有不同的生理和化学反应,从而导致光学活性不同的手性分子具有不同的药理和毒理作用。
最著名的例子是20世纪50年代中期,欧洲的反应停事件,反应停(沙利度胺Thalidomide)作为镇静剂,用于减轻孕妇清晨呕吐,结果导致产生1.2万海豹畸形儿的悲剧。
后来研究表明只有R-沙利度胺具有镇静作用,S-沙利度胺具有至畸作用。
大多数手性药物中不同的光学异构体具有不同的药理和毒理作用,如:L-多巴(L-dopa)是治疗帕金森的药物,而D-多巴却有严重的副作用。
β-受体阻断剂普萘洛尔S-体的活性是R-体的98倍。
左旋西替利嗪的抗过敏活性是混旋体二倍。
其右旋体没有活性且有副作用。
不仅医药如此,农药,除草剂,植物生长调节剂,甜味剂和香料都表现出不同的手性识别,如甜冬素的右旋体具有甜味,其左旋体具有苦味。
柠檬烯的左旋体为柠檬味,其右旋体为橘子味。
除草剂Metolachlor四种异构体中只有两种异构体有活性。
鉴于不同的光学活性的手性分子具有如此大的差异,1984年荷兰药理学家Ariens极力倡导手性药物以单一对映体上市,他的观点得到药物部门的重视,欧洲,日本和美国的药政部门相继做出了相应的管理规定,如美国FDA1992年5月规定:手性药物以单一对映体的形式能更好的控制病情,简化剂量-效应关系。
虽然不排除以消旋体申请药物,但要分离对应体,分别进行实验,说明手性药物中所含单一对映体的药理,毒性和临床效果。
否则对映体有可能作为50%的杂质对待,难以批准。
自此之后,手性药物的市场一直保持快速增长的态势,手性药物的研发已成为当今世界新药研发的发展方向和热点领域。
从而也带动了手性中间体的发展。
人类手性药物的合成研究人类生活中不可避免地会出现各种疾病,而药物的出现则是让我们能够抵抗疾病的利器。
但药物的效果往往与其分子结构的手性密切相关。
目前市场上存在的手性药物,大多数都是左旋体或者右旋体单独使用的。
因此,研究和合成具有手性分子的药物变得十分重要和迫切。
本文将从手性分子背景、合成手性药物的研究方法和手性药物在医学中的应用等三个方面进行探讨。
一、手性分子背景通常情况下,分子是镜像对称的,正反两面是完全重合的。
即使镜像照片是颠倒过来的,但两幅照片也是完全相同的。
这种分子称为非手性分子,也称为拉奇旋光性。
但是也有一类分子,在镜像平面两面是不同的,镜像像左右手一样是不重合的。
这种分子称为手性分子。
手性分子的这种特性,决定了其光学性质。
分子对经过普通照明的自然光产生的作用被称为光学活性。
手性分子是光学活性分子,因此这些分子在化学反应、生物过程和药物作用中的活性和选择性的问题非常重要。
二、合成手性药物的研究方法合成手性分子有很多方法,其中包括对映选择性合成、对映体交换、手性催化合成、酶促合成等。
对映选择性合成又被称为一步制备法,通过控制反应条件和反应物比例的合理选择,直接合成所需要的手性化合物。
对映选择性合成法是通过反应条件的巧妙设计,使其中一种对映体被优先生成,特别适用于对映体间难以分离的化合物。
例如,利用质子化剂和还原剂来加氢合成2-叔丁基-1-苯基乙醇的对映体,反应产物的对映体比例可达到98%。
但是也有一些其他情况下,对映选择性合成法的选择不可行,因此实际应用场合有限。
对于对映体间难以分离的化合物,采用对映体交换法是一种常用的制备手性化合物的方法。
这种方法首先使用非手性化合物和手性助剂或反应中的手性物质,利用化学反应、结晶方法等制备手性复合物,然后分离其中的基质和手性助剂、手性催化剂等。
由于基质化合物和手性助剂的相对分子量相差很大,两者形成的复合物具有不同的物理和化学性质,从而可以利用结晶分离方法进行分离。
药物分析中的手性分析技术研究手性分析技术在药物分析中的研究药物是人类对抗疾病的重要工具,但很多药物都存在手性的特性。
手性分析技术的发展对于药物的研究与合成具有重要的意义。
本文将介绍药物分析中的手性分析技术及其研究进展。
一、手性与药物手性是化学中常见的现象,指的是分子存在两个非重叠的立体异构体,分别被称为左旋体和右旋体。
由于手性分子的空间结构不对称,其在生物体内的代谢与作用机制往往存在差异。
一种手性药物的两个异构体在生物作用上可能具有完全相反的效果。
因此,对手性药物的手性分析具有重要的理论和实践意义。
二、手性分析技术的原理在药物分析中,常用的手性分析技术主要包括气相色谱法(GC)、液相色谱法(HPLC)、毛细管电泳法(CE)等。
这些技术利用手性分离柱或手性分离剂作为分离介质,通过衡量手性分子的分离度来确定样品中手性异构体的相对含量。
1. 气相色谱法(GC)气相色谱法是一种常用的手性分析技术。
该技术利用手性柱通过手性相互作用实现手性分离。
常见的手性柱包括化学手性柱和拓展手性柱。
气相色谱法具有分离度高、分析速度快、准确性高的优点,广泛应用于药物分析中。
2. 液相色谱法(HPLC)液相色谱法是另一种常用的手性分析技术。
该技术主要利用手性分离剂与手性分析物之间的相互作用实现手性分离。
液相色谱法分离度较高,适用性广泛,常用于药物的手性分析及手性异构体的定量分析。
3. 毛细管电泳法(CE)毛细管电泳法是利用毛细管中的电渗流和电泳作用实现手性分离的一种分析技术。
该技术具有分离度高、样品消耗少等特点,适用于药物样品中手性异构体的分析与检测。
三、手性分析技术的应用手性分析技术在药物研究与开发中具有广泛的应用。
通过手性分析,可以评估药物的手性纯度、分离手性异构体、研究手性异构体的代谢过程等。
1. 评估药物的手性纯度药物合成过程中,常常会产生手性异构体的混合物。
通过手性分析技术,可以确定药物样品中各个手性异构体的相对含量,评估药物的手性纯度,确保药物的质量和疗效。
手性药物的发展趋势手性药物在新药的设计、研究、开发、上市是一个主要的课题[1–4]。
立体化学结构是药理学的一个重要方面[1]。
在过去的几十年中,药典的主导力量是外消旋体,但是自从1980年新技术的出现,允许显著数量的纯对映体的药剂,人们对药物作用的立体化学的认识和兴趣有所增加[2-4]。
立体选择性生物分析的进步,导致了立体选择性药效学和药代动力学的重要性的新的认识,使对映体对整体药物作用的相对贡献出现了差异。
当一种对映体负责感兴趣的活性,与其成对的对应体可能是无效的,拥有一些感兴趣的活性,可能是活性对映体的拮抗剂,也可能是希望的或不希望的单独的活动[3-5]。
考虑到这些可能性,似乎是纯立体化学药物的主要优势,比如说总给药剂量减少,治疗窗增大,减少主体间变异以及剂量-反应关系间更精准的估计[3,4]。
这些因素导致在企业和一些监管机构越来越偏爱单一对映体。
手性药物的监管始于美国,1992年美国出版了一本正式的方针关于手性药物的发展,这份文件的题目是新立体异构体药物的政策声明[6]。
紧接着,1994年欧盟发表了手性活性药物的研究[7]开始了对手性药物的监管。
申请人必须认识到新药中手性药物的存在,企图分离立体异构体,评估不同的立体异构体对感兴趣的活性的不同的贡献,并且做出理性的选择对上市的立体异构体的形式。
单一对映体形式的手性药物的全球销售额持续增长。
单一对映体剂型的药的市场份额在逐年增长,从1996年的27%(744亿美元),到1997年的29%,1998年的30%,1999年的32%,2000年的34%,2001年的38%,到2002年其市场份估计到了39%(1519亿美元)[8-13]。
排名前十的单一对映体药物(每年销售额大于10亿美元)是:阿托伐他汀(心脏血管的),辛伐他汀(心脏血管的)、普伐他汀钠(心脏血管的)、盐酸帕罗西汀(中枢圣经系统)、硫酸氢氯吡格雷(血液)、盐酸舍曲林(中枢神经系统)、丙酸氟替卡松和沙美特罗(呼吸的)、埃索美拉唑镁(胃肠的)、阿莫西林和克拉维酸钾(抗菌的)、缬沙坦(心脏血管的)。
手性药物的研究发展手性药物的研究发展学号:312011********* 姓名:王震班级:2011级化学2班摘要:在生命过程中发生的各种生化反应过程均与手性的识别和变化有关,从而联系到药物的手性,由于手性药物的对映异构体的药效也有差别,导致在药物合成过程中不对称合成成为重中之重。
另外虽然手性药物的物理化学性质基本相同,但是由于药物分子所作用的受体或靶位是氨基酸、核苷、膜等组成的手性蛋白质和核酸大分子等,它们对与其结合的药物分子的空间立体构型有一定的要求,因此,对映体药物在体内往往呈现很大的药效学、药动学等方面的差异。
因此手性拆分已成为药理学研究和制药工业日益迫切的课题。
关键词:手性药物的定义手性药物合成手性药物拆分发展趋势1手性药物的定义: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”。
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手性环境中进行的。
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。
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[3]。
在许多情况下,化合物的一对对映异构体在生物体内的药理活性、代谢过程、代谢速率及毒性等存在显著的差异。
按药效方面的简单划分,可能存在三种不同的情况:(1)只有一种对映体具有所要求的药理活性,而另一种对映体没有药理作用;(2)一对对映异构体中的两个化合物都有等同的或近乎等同的药理活性;(3)两种对映体具有完全不同的药理活性,如镇静药沙利度胺,(R)-对映体具有缓解妊娠反应作用,(S)-对映体是一种强力致畸剂[2]。
2手性药物的合成:自19世纪以来作为手性药物的合成的主要手段——不对称反应研究已经有了100多年的历史,其发展历程经历了四个阶段:(1)手性源的不对称反应;(2)手性助剂的不对称反应;(3)手性试剂的不对称反应;(4)不对称催化反应: 在底物A进行不对称反应时加入少量的手性催化剂C,使它与反应底物和试剂形成高反应活性的中间体,催化剂作为手性模板控制反应物的对映面,经不对称反应得到新的手性产物T,而C在反应中循环使用,达到手性增值或手性发大效应。
手性药物的研究发展学号:312011********* 姓名:王震班级:2011级化学2班摘要:在生命过程中发生的各种生化反应过程均与手性的识别和变化有关,从而联系到药物的手性,由于手性药物的对映异构体的药效也有差别,导致在药物合成过程中不对称合成成为重中之重。
另外虽然手性药物的物理化学性质基本相同,但是由于药物分子所作用的受体或靶位是氨基酸、核苷、膜等组成的手性蛋白质和核酸大分子等,它们对与其结合的药物分子的空间立体构型有一定的要求,因此,对映体药物在体内往往呈现很大的药效学、药动学等方面的差异。
因此手性拆分已成为药理学研究和制药工业日益迫切的课题。
关键词:手性药物的定义手性药物合成手性药物拆分发展趋势1手性药物的定义: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”。
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手性环境中进行的。
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。
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[3]。
在许多情况下,化合物的一对对映异构体在生物体内的药理活性、代谢过程、代谢速率及毒性等存在显著的差异。
按药效方面的简单划分,可能存在三种不同的情况:(1)只有一种对映体具有所要求的药理活性,而另一种对映体没有药理作用;(2)一对对映异构体中的两个化合物都有等同的或近乎等同的药理活性;(3)两种对映体具有完全不同的药理活性,如镇静药沙利度胺,(R)-对映体具有缓解妊娠反应作用,(S)-对映体是一种强力致畸剂[2]。
2手性药物的合成:自19世纪以来作为手性药物的合成的主要手段——不对称反应研究已经有了100多年的历史,其发展历程经历了四个阶段:(1)手性源的不对称反应;(2)手性助剂的不对称反应;(3)手性试剂的不对称反应;(4)不对称催化反应: 在底物A进行不对称反应时加入少量的手性催化剂C,使它与反应底物和试剂形成高反应活性的中间体,催化剂作为手性模板控制反应物的对映面,经不对称反应得到新的手性产物T,而C在反应中循环使用,达到手性增值或手性发大效应。
由于不对称催化反应是催化量的反应,对于产生大量手性化合物来讲是最经济和实用的技术,因此不对称催化反应是目前药物合成中研究和应用最广泛的合成方法[3]。
3手性药物的拆分:利用化学拆分法、超临界流体色谱法、膜分离法以及模拟流动床法分离药物对映体,已成为新药研究和分析化学的领域之一。
(1)化学法:化学拆分法是广泛使用的一种方法,经典的化学拆分是利用手性试剂与外消旋体反应,生成两个非对映异构体,再利用其物理性质的差异将其拆分。
但此类方法存在收率较低、拆分剂消耗大及在拆分的化合物类型上受到限制等缺点。
近几年来,随着主客体化学的深入研究而发展起来的包结拆分由于其拆分效率高、操作简单及适用条件广泛等优点而受到重视。
包结拆分的基本原理是:手性主体化合物通过氢键及分子间的次级作用,选择地与客体分子中一个对映体形成稳定的包结络合物析出来,从而实现对映体的分离[1]。
(2)超临界流体色谱法:超临界流体色谱具有简单、高效、易于变换操作条件等优点,已成为和高效液相色谱和气相色谱互为补充的拆分方法,因其具有独特的优越性,应用前景极为广阔[1]。
(3)膜分离法:氨基酸的生物转移通常是由埋在生物膜中的载体蛋白来传递的,这种转移的对映体选择性是非常高的。
很久以来,人们就希望将这种对映体转移体系用于分离技术中,通过膜分离进行旋光异构体的拆分正是这种生物过程的模拟[1]。
(4)模拟流动床色谱(SMB)法:模拟流动床色谱(simulated moving bed chromatography)技术是由D.B.Broughton在1961年的一个专利中提出来的。
最初这种技术用于正己烷和环己烷的分离,后来又用于间二甲苯和对二甲苯的大规模制备。
模拟流动床手性拆分系统在运行过程中,旋转阀间歇性地开关,控制在不同时间外消旋体的进样、新溶剂的注入和两个旋光异构体的提取位置[1]。
4、手性药物的发展趋势手性药物在新药的设计、研究、开发、上市是一个主要的课题。
立体化学结构是药理学的一个重要方面。
在过去的几十年中,药典的主导力量是外消旋体,但是自从1980年新技术的出现,允许显著数量的纯对映体的药剂,人们对药物作用的立体化学的认识和兴趣有所增加。
立体选择性生物分析的进步,导致了立体选择性药效学和药代动力学的重要性的新的认识,使对映体对整体药物作用的相对贡献出现了差异。
当一种对映体负责感兴趣的活性,与其成对的对应体可能是无效的,拥有一些感兴趣的活性,可能是活性对映体的拮抗剂,也可能是希望的或不希望的单独的活动[。
考虑到这些可能性,似乎是纯立体化学药物的主要优势,比如说总给药剂量减少,治疗窗增大,减少主体间变异以及剂量-反应关系间更精准的估计。
这些因素导致在企业和一些监管机构越来越偏爱单一对映体。
手性药物的监管始于美国,1992年美国出版了一本正式的方针关于手性药物的发展,这份文件的题目是新立体异构体药物的政策声明。
紧接着,1994年欧盟发表了手性活性药物的研究开始了对手性药物的监管。
申请人必须认识到新药中手性药物的存在,企图分离立体异构体,评估不同的立体异构体对感兴趣的活性的不同的贡献,并且做出理性的选择对上市的立体异构体的形式。
单一对映体形式的手性药物的全球销售额持续增长。
单一对映体剂型的药的市场份额在逐年增长,从1996年的27%(744亿美元),到1997年的29%,1998年的30%,1999年的32%,2000年的34%,2001年的38%,到2002年其市场份估计到了39%(1519亿美元)从1991-2002年间,FDA批准的药物的分布与世界范围的分布有一些类似,在这12年间,44%的单对映体药物,42%的非手性药物以及小部分的外消旋体药物约占14%。
每三年的分布,单对映体的优势是明显的,起始于1991-1993年间的45%,从1991-2002年间的这个指数的变化是轻微的,然而这个时期的的外消旋体的严重下降。
非对映体从1991-1993年间的35%到1997-1999年间的52%,然后2000-2001年间下降到了FDA批准药物的44%。
2001年,单一对映体(60%)接任了领先品种,与非对映体(40%)和外消旋体(0%)相比。
外消旋体药物的案例,反应停是一个值得评论的。
1961年的反应停事件是药品监管的重大事件。
沙利度胺在美国以外的市场上销售是在1950年的晚期以及1960年的早期作为安眠药和治疗怀孕早期的孕吐。
这种药物治疗导致了畸形儿的诞生,在那个时期,沙利度胺还没有被FDA批准。
然而,在1998年FDA批准了沙利度胺的外消旋体,急性治疗皮肤表现的中度至重度麻风结节性红斑(ENL)作为预防和制止的ENL的皮肤表现复发的维持治疗。
它被授予单一对映体,并被分为新化学实体。
如果单一对映体已经使用,沙利度胺的悲剧本来是可以避免的,这个提案是错误的。
目前在药物对映体拆分中,采用的主要手段是气相色谱法和高效液相色谱法,但因其手性柱费用高,易污染且手性衍生化常带进副产物等缺点仍需进一步研究。
而超临界流体色谱法正处于发展阶段,虽各种参数的影响尚未完全清楚,但随其理论和技术的日臻完善,超临界流体色谱法在手性物质分析的应用上将得到进一步发展。
模拟流动床法克服了一般手性液相色谱的不足,但设备投资较大;膜分离法在生产方面有较明显的优势,操作简便且不易污染。
在20世纪80年代,甚至在监管机构鼓励(但不强制)对映体纯药物的开发和销售的指导方针的变化之前,单一对映体在批准的药物中是一个很重要的成分。
监管的指导方针并没有很明显影响到手性药物(单一对映体和外消旋体)和非手性药物的比率。
然而,指导方针的确在手性药物类别中产生了重大影响,导致了近几年外消旋体的发展急剧下降。
在过去的十年里,监管机构对于手性药物的态度的改变影响了单一对映体的提交数量。
在批准的单一对映体药物中,与那些只含有一个(全球16%,FDA 18%)的手性中心相比,绝大多数包含多个手性中心(全球84%和82%FDA)。
从2003年1月至8月,FDA批准的15个药物的现有数据表明分配如下:64%单一对映体,14%外消旋体和22%无手性。
虽然在2001年和2002年,FDA没有批准任何的外消旋体药物,在2002年只有两个批准的外消旋体药物(全球),外消旋药物不应该被宣布为死亡的选择。
这还有待观察外消旋体是否将从药品审批销声匿迹。
目前的研究可能揭示知识产权的手性公开的情况,比如与美国的未决诉讼挑战,包括口服抗血小板手性药物氯吡格雷的专利。
最后,这些数据证实了该结论是,有关外消旋体相对单一对映体优点的争论得到了解决,强调有单对映体药物更有好处。
由此可见手性药物发展之迅速,其开发前景十分广阔,目前吸引了不少的药物研究单位在从事手性药物的开发和研究,并不断有新的手性药物陆续上市。
手性药物不但具有极大的社会效益还具有可观的经济效益,开发手性药物的不但能促进人类的健康长寿、服务于社会,也会为企业收入的发展及经济的繁荣作出巨大的贡献。
参考文献[1]冯洪珍,孟昭力,王如斌.手性药物拆分的几种方法及研究进展.首席医学网[2]卢定强,李衍亮,凌岫泉,涂清波,陈佳.手性药物拆分技术的研究进展.首席医学网[3]胡文浩,周静.手性,手性药物及手性合成.华东师范大学化学系,上海,200062。