手性药物分析.ppt
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1、关于手性药物分析现在学习的是第1页,共68页一、概述一、概述 分子中含有手性中心的药物为手性药物分子中含有手性中心的药物为手性药物.20世纪世纪90年代以来年代以来,药物的光学活性与生物药物的光学活性与生物活性之间的关系引起人们日益重视活性之间的关系引起人们日益重视,手性药手性药物的研究与开发已成为国内外医药工作物的研究与开发已成为国内外医药工作者的一个重要研究方向者的一个重要研究方向.现在学习的是第2页,共68页n手性药物的研究近二十年来发展速度较手性药物的研究近二十年来发展速度较快快.2001.2001年诺贝尔化学奖授予年诺贝尔化学奖授予3 3位从事不对位从事不对称反应研究的科学家称反应研
2、究的科学家.一、概述一、概述现在学习的是第3页,共68页n近年来以单一对映体上市的药物比例在增加近年来以单一对映体上市的药物比例在增加.n 19991999年年 单一对映体药物制剂单一对映体药物制剂11501150亿美元亿美元 占世界药品市场总额占世界药品市场总额32%;32%;n 20012001年年 单一对映体药物制剂单一对映体药物制剂13931393亿美元亿美元 占世界药品市场总额占世界药品市场总额36%;36%;预计预计1010年后突破额达年后突破额达20002000亿美元亿美元 目前利用手性的原理与技术开发新药,已成为目前利用手性的原理与技术开发新药,已成为 国际医药界的新方向之一国
3、际医药界的新方向之一.一、概述一、概述现在学习的是第4页,共68页 手性药物在我国的市场潜力也很大手性药物在我国的市场潜力也很大.中国目前的药物市场居全球第中国目前的药物市场居全球第7位位,居美国、居美国、日本、德国、法国、英国和意大利之后日本、德国、法国、英国和意大利之后,到到2010年年,中国的药物市场将超越英国和意大利中国的药物市场将超越英国和意大利列第列第5位位.随着人们对用药随着人们对用药安全、高效安全、高效等方面要求等方面要求,手手性药物的需求会逐年增长性药物的需求会逐年增长.一、概述一、概述现在学习的是第5页,共68页n19921992年年,美国美国FDAFDA发布手性药物指导原
4、则发布手性药物指导原则,要求要求所有在美国申请上市的消旋体新药所有在美国申请上市的消旋体新药,均需测定均需测定其立体异构体组成其立体异构体组成,并提供报告说明药物中并提供报告说明药物中所含对映体各自的药理作用、毒性及临床效所含对映体各自的药理作用、毒性及临床效果果.n加拿大、欧共体等也制订了相关的加拿大、欧共体等也制订了相关的“指南指南”.一、概述一、概述现在学习的是第6页,共68页 20062006年年1 1月月,我国药审中心制定我国药审中心制定 手性药物药学研究技术指导原则手性药物药学研究技术指导原则 (第二稿)(第二稿)一、概述一、概述现在学习的是第7页,共68页 临床应用的手性药物临床
5、应用的手性药物,除天然和半合成药除天然和半合成药物外物外,人工合成药物仍以外消旋体供药为人工合成药物仍以外消旋体供药为主主,约占全部合成手性药物的约占全部合成手性药物的87%以上以上.一、概述一、概述现在学习的是第8页,共68页 尽管手性药物的不同对映体之间在尽管手性药物的不同对映体之间在理化性质理化性质方面有许多相似的地方方面有许多相似的地方,药物药物在参与体内生理过程时涉及到手性分子在参与体内生理过程时涉及到手性分子或手性环境或手性环境,则不同的立体异构体则不同的立体异构体产生产生不同的不同的治疗效果、副作用甚至毒性反应治疗效果、副作用甚至毒性反应.一、概述一、概述现在学习的是第9页,共6
6、8页 (1)药物的药理作用两个对映体中主要由其药物的药理作用两个对映体中主要由其中的一个对映体产生中的一个对映体产生 不同构型的立体异构体的药理作用也可不同构型的立体异构体的药理作用也可能不同能不同,大致可分为以下几种情况大致可分为以下几种情况:如如S-萘普生的镇痛作用比其萘普生的镇痛作用比其R异构体强异构体强35倍倍.特布他林的特布他林的R-对映体的支气管扩张作用比其对映体的支气管扩张作用比其S异异构体强构体强200倍倍.一、概述一、概述现在学习的是第10页,共68页 (2)两个对映体具有完全相反的药理作用两个对映体具有完全相反的药理作用 如新型苯哌啶类镇痛药如新型苯哌啶类镇痛药-哌西那朵的
7、右哌西那朵的右旋异构体为阿片受体的旋异构体为阿片受体的激动剂激动剂,而其左旋体而其左旋体则为阿片受体的则为阿片受体的拮抗剂拮抗剂.右丙氧芬是镇痛药;左丙氧芬是镇咳药右丙氧芬是镇痛药;左丙氧芬是镇咳药一、概述一、概述现在学习的是第11页,共68页(3)一个有活性;另一个有活性;另一个对映体有严一个对映体有严重毒副作用重毒副作用 镇静药反应停(镇静药反应停(thalidomide,沙利度胺)沙利度胺)右旋体(右旋体(R型型)有镇静作用)有镇静作用,左旋体(左旋体(S型型)具有胚胎毒性和致畸作用具有胚胎毒性和致畸作用.17000例以上例以上一、概述一、概述现在学习的是第12页,共68页(4)(4)两
8、对映体药理作用不同两对映体药理作用不同,但合并用药但合并用药 有利有利 如降压药如降压药-萘必洛尔萘必洛尔的右旋体为的右旋体为-受体阻滞剂受体阻滞剂,而而左旋体能降低外周血管的阻力左旋体能降低外周血管的阻力,并对心脏有保护作并对心脏有保护作用;用;一、概述一、概述 抗高血压药物抗高血压药物茚达立酮茚达立酮的的R R异构体具有利尿作用异构体具有利尿作用,但有增加血中尿酸的副作用但有增加血中尿酸的副作用,而而S S异构体却有促进尿酸异构体却有促进尿酸排泄的作用排泄的作用,可有效降低可有效降低R R异构体的副作用异构体的副作用,两者合用两者合用有利有利.S S与与R R异构体的比例为异构体的比例为1
9、:41:4或或1:81:8时治疗效果最好时治疗效果最好.现在学习的是第13页,共68页(5)两个对映体具有完全相同的药理作用两个对映体具有完全相同的药理作用 如如普罗帕酮普罗帕酮的两个对映体具有相同的抗的两个对映体具有相同的抗心率失常作用心率失常作用.无需使用单一对映体无需使用单一对映体.一、概述一、概述现在学习的是第14页,共68页 消旋体药物?消旋体药物?单一対映体药物?单一対映体药物?固定比例(非消旋体)对映体?固定比例(非消旋体)对映体?一、概述一、概述对手性药物开发对手性药物开发现在学习的是第15页,共68页两种对映体药理性质和治疗作用类似或互补;两种对映体药理性质和治疗作用类似或互
10、补;对映体在体内有明显的外消旋作用或不稳定;对映体在体内有明显的外消旋作用或不稳定;缺少对映体选择性合成途径;缺少对映体选择性合成途径;无治疗作用的对映体无毒性或毒性可忽略无治疗作用的对映体无毒性或毒性可忽略.哌甲酯哌甲酯治疗儿童多动症治疗儿童多动症.治疗作用只存在治疗作用只存在 d-对映体对映体,l-对映体不产生有害的对映体不产生有害的 毒副作用毒副作用,生产成本较低生产成本较低.消旋体药物消旋体药物一、概述一、概述现在学习的是第16页,共68页 消旋体药物中的药理活性和治疗作用只由单一消旋体药物中的药理活性和治疗作用只由单一对映体产生对映体产生.n消除(或减轻)原有混旋体药物的副作用;消除
11、(或减轻)原有混旋体药物的副作用;n降低使用剂量;降低使用剂量;n提高疗效;提高疗效;故使用单一活性异构体代替外消旋体药物故使用单一活性异构体代替外消旋体药物,已成为当今制药业的趋势已成为当今制药业的趋势.2003年世界销售额领先前年世界销售额领先前10之一:之一:降血脂药辛伐他丁、胃酸分泌抑制剂艾美拉唑降血脂药辛伐他丁、胃酸分泌抑制剂艾美拉唑单一异构体药物单一异构体药物一、概述一、概述现在学习的是第17页,共68页固定比例(非消旋体)对映体药物固定比例(非消旋体)对映体药物 为产生最佳疗效需要开发两种对映体为产生最佳疗效需要开发两种对映体固定比例的非消旋混合物固定比例的非消旋混合物.茚达立酮
12、是以消旋体形式上市的抗高血压药茚达立酮是以消旋体形式上市的抗高血压药.右旋体利尿作用右旋体利尿作用,但引起尿酸滞留但引起尿酸滞留,左旋体排左旋体排尿酸作用尿酸作用,因此确定两者比例消除不良反应因此确定两者比例消除不良反应,达最佳疗效达最佳疗效.现正研究现正研究1:4或或1:8混合物混合物.一、概述一、概述现在学习的是第18页,共68页二、手性药物的合成纯度控制二、手性药物的合成纯度控制 手性药物药学研究的主要任务就是手性药物药学研究的主要任务就是为药物的筛选与进一步研究提供足够为药物的筛选与进一步研究提供足够数量与纯度的立体异构体数量与纯度的立体异构体.现在学习的是第19页,共68页 在在原料
13、药制备工艺研究原料药制备工艺研究时应根据手性时应根据手性中心的引入方式中心的引入方式,采取有效的过程控制采取有效的过程控制手段手段,严格控制产品的严格控制产品的光学纯度光学纯度.二、手性药物的合成纯度控制二、手性药物的合成纯度控制 光学纯度光学纯度(Optical purity):根据实验测定的旋光度根据实验测定的旋光度,在两个对映异构体在两个对映异构体混合物中混合物中,一个对映体所占的百分数一个对映体所占的百分数.现在学习的是第20页,共68页 1.直接从起始原料或试剂中引入直接从起始原料或试剂中引入 (一)(一)合成过程中控制光学纯度合成过程中控制光学纯度二、手性药物药学研究的基本思路二、
14、手性药物药学研究的基本思路 光学纯度主要取决于以下两个方面:光学纯度主要取决于以下两个方面:(1)起始原料或试剂的光学纯度;)起始原料或试剂的光学纯度;(2)后续反应过程是否会影响到已有的手)后续反应过程是否会影响到已有的手性中心性中心,从而产生外消旋化的可能性及从而产生外消旋化的可能性及程度程度.现在学习的是第21页,共68页 首先首先要采用立体专属性的分析方法严要采用立体专属性的分析方法严格控制格控制起始原料或试剂起始原料或试剂的光学纯度的光学纯度,制制定合理可行的手性杂质的限度定合理可行的手性杂质的限度.(一)(一)合成过程中控制光学纯度合成过程中控制光学纯度二、手性药物药学研究的基本思
15、路二、手性药物药学研究的基本思路 1.直接从起始原料或试剂中引入直接从起始原料或试剂中引入 现在学习的是第22页,共68页 其次其次要根据后续反应的机理要根据后续反应的机理,充分分析充分分析后续反应是否会影响已有手性中心的构后续反应是否会影响已有手性中心的构型型,如可能会产生影响时如可能会产生影响时,应研究与优化工应研究与优化工艺条件艺条件,尽量尽量避免或减少外消旋化的产避免或减少外消旋化的产生生.(一)(一)合成过程中控制光学纯度合成过程中控制光学纯度二、手性药物药学研究的基本思路二、手性药物药学研究的基本思路 1.直接从起始原料或试剂中引入直接从起始原料或试剂中引入 现在学习的是第23页,
16、共68页 最后最后在进行工艺研究时在进行工艺研究时,对引入手性对引入手性中心后的每步反应的中间体中的中心后的每步反应的中间体中的立体异立体异构体杂质进行检测构体杂质进行检测,分析与监测外消分析与监测外消旋化的可能性旋化的可能性.(一)(一)合成过程中控制光学纯度合成过程中控制光学纯度二、手性药物药学研究的基本思路二、手性药物药学研究的基本思路 1.直接从起始原料或试剂中引入直接从起始原料或试剂中引入 现在学习的是第24页,共68页 采用采用立体选择性或专属性的反应立体选择性或专属性的反应(包括酶催化反应)(包括酶催化反应)在分子中引入所需构型在分子中引入所需构型的手性中心的手性中心,所以终产品
17、的光学纯度直接所以终产品的光学纯度直接取决于该步反应的立体选择性取决于该步反应的立体选择性.(一)(一)合成过程中控制光学纯度合成过程中控制光学纯度二、手性药物药学研究的基本思路二、手性药物药学研究的基本思路 2.通过不对称合成通过不对称合成 现在学习的是第25页,共68页 采用采用手性拆分试剂手性拆分试剂与外消旋的中与外消旋的中间体或终产品反应生成非对映异构间体或终产品反应生成非对映异构体体,分离纯化得到所需的非对映异构体分离纯化得到所需的非对映异构体,再去掉手性拆分试剂再去掉手性拆分试剂,从而得到所需从而得到所需的手性药物的手性药物.(一)(一)合成过程中控制光学纯度合成过程中控制光学纯度
18、二、手性药物药学研究的基本思路二、手性药物药学研究的基本思路 3.消旋体的拆分消旋体的拆分现在学习的是第26页,共68页 控制终产品的光学纯度控制终产品的光学纯度,采取以下措施:采取以下措施:首先首先应采用光学纯度尽可能高的拆分试剂;应采用光学纯度尽可能高的拆分试剂;3.消旋体的拆分消旋体的拆分 除此之外除此之外,采用制备型的手性色谱法来直接分采用制备型的手性色谱法来直接分离对映异构体离对映异构体,从而得到所需的目标化合物从而得到所需的目标化合物.其次其次,应尽量纯化与拆分试剂反应所得的非应尽量纯化与拆分试剂反应所得的非对映异构体;对映异构体;(一)(一)合成过程中控制光学纯度合成过程中控制光
19、学纯度二、手性药物药学研究的基本思路二、手性药物药学研究的基本思路 现在学习的是第27页,共68页 手性药物处方筛选及工艺研究的重手性药物处方筛选及工艺研究的重点是通过选择点是通过选择适宜的辅料和工艺条适宜的辅料和工艺条件件,避免引起手性药物立体构型的转变避免引起手性药物立体构型的转变.(二)(二)选择制剂的剂型、处方与工艺选择制剂的剂型、处方与工艺二、手性药物药学研究的基本思路二、手性药物药学研究的基本思路 现在学习的是第28页,共68页 例如例如,研究显示手性药物在溶液状态下立体研究显示手性药物在溶液状态下立体构型不够稳定构型不够稳定,可发生外消旋化可发生外消旋化,则不宜选则不宜选择注射剂
20、、口服溶液等液体剂型择注射剂、口服溶液等液体剂型.二、手性药物药学研究的基本思路二、手性药物药学研究的基本思路(二)(二)选择制剂的剂型、处方与工艺选择制剂的剂型、处方与工艺 选择手性药物制剂的剂型时需要考选择手性药物制剂的剂型时需要考虑的重要因素是稳定的虑的重要因素是稳定的pHpH范围范围,固态及液固态及液态下构型稳定情况态下构型稳定情况,对光、热、空气对光、热、空气等因等因素的稳定情况等素的稳定情况等.现在学习的是第29页,共68页 手性药物质量标准的特点是质量控手性药物质量标准的特点是质量控制项目要体现其制项目要体现其光学特征光学特征的质量控制的质量控制.三、质量研究与质量标准三、质量研
21、究与质量标准 现在学习的是第30页,共68页(一)质量标准研究(一)质量标准研究 1.研究项目的确定研究项目的确定 比旋度比旋度 立体专属性的立体专属性的鉴别项鉴别项 立体异构体立体异构体杂质检查杂质检查 立体专属性的立体专属性的含量测定含量测定等是反映药等是反映药物立体化学特征的检测项目物立体化学特征的检测项目.如果鉴别和检查项能够反映其光学特征和光学纯度时如果鉴别和检查项能够反映其光学特征和光学纯度时,含含量测定可采用非立体专属性的测定方法量测定可采用非立体专属性的测定方法.三、质量研究与质量标准三、质量研究与质量标准 现在学习的是第31页,共68页 光学异构体杂质限量规定:光学异构体杂质
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