手性药物分析ppt课件.ppt
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1、文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。什么是手性药物什么是手性药物(chiral drugs)药物的分子结构中存在手性因素,而且由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。药只含有效对映体或者以有效的对映体为主。药物的药理作用是通过与体内的大分子之间严格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。的手性识别和匹配而实现的。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。手性药物的药效学手性药物的药效学z两
2、种对映体具有相同或相近的药理活性两种对映体具有相同或相近的药理活性 异丙嗪:抗组胺;普罗帕酮:抗心律失常。异丙嗪:抗组胺;普罗帕酮:抗心律失常。z一种对映体具有药理活性,另一种活性弱或无活性一种对映体具有药理活性,另一种活性弱或无活性 这类药物只有一种对映体与受体有较强的亲和力,呈活性;另一种作这类药物只有一种对映体与受体有较强的亲和力,呈活性;另一种作用弱或无活性,为用弱或无活性,为劣映体劣映体,这种劣映体相当于杂质。,这种劣映体相当于杂质。主要包括:非甾体抗炎药物的主要包括:非甾体抗炎药物的-芳基丙酸类化合物,如萘普生、布芳基丙酸类化合物,如萘普生、布洛芬等。洛芬等。文档仅供参考,不能作为
3、科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。z两种对映体药理活性相似,但反应强度不同两种对映体药理活性相似,但反应强度不同 代表药物:抗癌药环磷酰胺,代表药物:抗癌药环磷酰胺,S-对映体活性是对映体活性是R-R-对映体的对映体的2 2倍。倍。z两种对映体具有不同的药理活性两种对映体具有不同的药理活性 这类药物通过作用于不同的靶器官、组织而呈现不同的作用模式。这类药物通过作用于不同的靶器官、组织而呈现不同的作用模式。代表药物:索他洛尔,代表药物:索他洛尔,S-对映体对映体阻断作用阻断作用 R-对映体对映体抗心律失常作用抗心律失常作用文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请
4、联系本人改正。z两种对映体的作用相反两种对映体的作用相反 这类药物的对映体与受体均有一定的亲和力,但通常只有一种对这类药物的对映体与受体均有一定的亲和力,但通常只有一种对映体具有活性,另一对映体反而起拮抗剂的作用。映体具有活性,另一对映体反而起拮抗剂的作用。如:异丙肾上腺素(如:异丙肾上腺素(1-受体激动剂)受体激动剂)R-(-)-:受体激动作用:受体激动作用 S-(+)-:受体拮抗作用:受体拮抗作用z一种对映体具有药理活性,另一种具有毒性作用一种对映体具有药理活性,另一种具有毒性作用 氯胺酮为中枢性麻醉药物,只有氯胺酮为中枢性麻醉药物,只有(S)-(+)-(S)-(+)-对映体才具有麻醉作用
5、,对映体才具有麻醉作用,而而(R)-(-)-(R)-(-)-对映体则产生中枢兴奋作用。对映体则产生中枢兴奋作用。镇静药沙度利胺(反应停),镇静药沙度利胺(反应停),(R)-(R)-对映体有镇静作用,对映体有镇静作用,(S)-(S)-对对映体及其代谢产物有严重的胚胎毒性和致畸作用。映体及其代谢产物有严重的胚胎毒性和致畸作用。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。z对映体的作用互补性对映体的作用互补性 如:多巴酚丁胺的左旋体具有如:多巴酚丁胺的左旋体具有-受体激动剂作用,对受体激动剂作用,对-受体的作用弱,而受体的作用弱,而右旋体为右旋体为-受体激动剂,而对受体激
6、动剂,而对-受体的作用弱,所以外消旋体给药能增加受体的作用弱,所以外消旋体给药能增加心肌收缩力,但不增加心率和血压心肌收缩力,但不增加心率和血压。z不同的作用靶点表现不同的特性不同的作用靶点表现不同的特性 药物作用于不同的组织(靶点、受体)呈现不同的特性,这类药物往往药物作用于不同的组织(靶点、受体)呈现不同的特性,这类药物往往是多功能的,作用是多方面的。是多功能的,作用是多方面的。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。手性药物的药代动力学手性药物的药代动力学z 吸收吸收 被动吸收:手性因素无影响。被动吸收:手性因素无影响。主动转运和易化扩散:可能发生对映体间
7、的竞争性相互作用和吸收主动转运和易化扩散:可能发生对映体间的竞争性相互作用和吸收的变化的变化z 分布分布 手性药物对映体竞争性的与血浆蛋白、酶或受体结合,都可引起对映手性药物对映体竞争性的与血浆蛋白、酶或受体结合,都可引起对映体间相互作用及其在分布上的改变。体间相互作用及其在分布上的改变。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。z 代谢代谢 相互抑制作用:对映体竞争同一代谢酶,会发生对映体间的相互抑相互抑制作用:对映体竞争同一代谢酶,会发生对映体间的相互抑制。制。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,则单向抑制作用:如果一个对映体是另一个对映体
8、的代谢抑制剂,则会发生单向抑制作用。会发生单向抑制作用。z 排泄排泄 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。程,导致对映体间发生相互作用。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。随着对手性药物药理活性研究的不断深入,人们已经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。特别是别。特别是19921992年美国食品与药品监督管理局(年美国食品与药品监督管
9、理局(FDAFDA)提)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。界关注的重大课题。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。手性药物的拆分方法手性药物的拆分方法Q 利用物理性质利用物理性质溶解度、吸附力等的差异,如:结晶溶解度、吸附力等的差异,如:结晶法、色谱法等;法、色谱法等;Q 利用反应速度差异的动力学拆分法;利用反应速度差异的动力学拆分法;Q 利用酶的高度特异性的催化反应的酶拆分法
10、利用酶的高度特异性的催化反应的酶拆分法色谱技术是目前手性药物分离的主要方法色谱技术是目前手性药物分离的主要方法文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。手性药物分离常用的色谱技术手性药物分离常用的色谱技术|高效液相色谱(高效液相色谱(HPLC)|气相色谱(气相色谱(GC)|高效毛细管电泳(高效毛细管电泳(HPCE)|超临界流体色谱(超临界流体色谱(SFC)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。手性液相色谱法(手性液相色谱法(HPLC)间接法间接法:手性衍生化试剂法手性衍生化试剂法(CDR)首先将对映体经手性试剂衍生,生成非对映异构
11、体后,利用常规首先将对映体经手性试剂衍生,生成非对映异构体后,利用常规HPLCHPLC方法方法分离测定。分离测定。适于下列情况的拆分:适于下列情况的拆分:u 不宜直接拆分的化合物。添加某些基团,增加色谱系统选择性。不宜直接拆分的化合物。添加某些基团,增加色谱系统选择性。如:手性脂肪如:手性脂肪胺类胺类v 提高紫外或荧光检测的效果。提高紫外或荧光检测的效果。如:采用如:采用NBD-(L)-APYNBD-(L)-APY荧光试剂柱前衍生化测定荧光试剂柱前衍生化测定布洛芬对映体,提高了检测灵敏度布洛芬对映体,提高了检测灵敏度文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。优点:
12、优点:*可采用通用的非手性柱分离;可采用通用的非手性柱分离;*通过衍生化可提高检测灵敏度;通过衍生化可提高检测灵敏度;*分离条件简单;分离条件简单;*分离效果好。分离效果好。缺点:缺点:*要有可被衍生化的基团;要有可被衍生化的基团;*要有高光学纯度的手性试剂;要有高光学纯度的手性试剂;*两个对映体衍生化速率和平衡常数应一致;两个对映体衍生化速率和平衡常数应一致;*衍生化和色谱过程中不能发生消旋化衍生化和色谱过程中不能发生消旋化。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。X 对衍生化反应的要求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
13、变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文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。常用手性衍生化试剂常用手性衍生化试剂|手性羧酸类手性羧酸类
14、包括:酰氯、磺酰氯、酸酐和氯甲酸酯类。主要用于衍生手性醇、胺和包括:酰氯、磺酰氯、酸酐和氯甲酸酯类。主要用于衍生手性醇、胺和氨基酸。可与化合物直接缩合,或与样品反应后,合成更有利于拆分与检氨基酸。可与化合物直接缩合,或与样品反应后,合成更有利于拆分与检测的衍生物。测的衍生物。|手性胺类手性胺类 主要用于羧酸、主要用于羧酸、N-保护氨基酸、醇类等药物的手性拆分。常用试剂有:保护氨基酸、醇类等药物的手性拆分。常用试剂有:苯(萘、蒽)乙胺、二甲氨基萘乙胺、对硝基苯乙胺等。苯(萘、蒽)乙胺、二甲氨基萘乙胺、对硝基苯乙胺等。|异(硫)氰酸酯类异(硫)氰酸酯类 易于与大多数醇类及胺类化合物反应而被分离。易
15、于与大多数醇类及胺类化合物反应而被分离。|光学活性氨基酸类光学活性氨基酸类 广泛用于胺、羧酸及醇类药物,尤其是氨基酸类,其衍生化法基于肽合广泛用于胺、羧酸及醇类药物,尤其是氨基酸类,其衍生化法基于肽合成原理。成原理。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。直接法直接法 在分子间引入手性环境,即采用手性固定相或手性流动相不经柱前在分子间引入手性环境,即采用手性固定相或手性流动相不经柱前衍生化直接分离药物对映体衍生化直接分离药物对映体1.手性固定相法(手性固定相法(CSP)连接在固定相上的手性识别剂,与药物对映体反应形成非对映体复连接在固定相上的手性识别剂,与药物对
16、映体反应形成非对映体复合物,然后作分离测定。分离的程度和洗脱顺序取决于复合物的相对强合物,然后作分离测定。分离的程度和洗脱顺序取决于复合物的相对强度。度。2.手性流动相法(手性流动相法(CMP)向流动相中加入一手性试剂,它与溶质常以氢键、离子键或金属离向流动相中加入一手性试剂,它与溶质常以氢键、离子键或金属离子的配位键生成非对映体缔合物,从而以常规子的配位键生成非对映体缔合物,从而以常规HPLCHPLC固定相分离。固定相分离。3.手性手性检测检测器法(器法(CD)手性液相色谱法(手性液相色谱法(HPLC)文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。优点优点 能广泛适
17、用于各类化合物,适于常规及生物样品的分析测定;能广泛适用于各类化合物,适于常规及生物样品的分析测定;除非必须衍生化,否则无需高光学纯度试剂;除非必须衍生化,否则无需高光学纯度试剂;样品处理步骤简单。样品处理步骤简单。制备分离方便,定量分析的可靠性较高;制备分离方便,定量分析的可靠性较高;缺点缺点 样品有时也须作柱前衍生(但不一定是手性衍生化试剂),样品有时也须作柱前衍生(但不一定是手性衍生化试剂),对样品结构有一定限制,其适用性尚不及普通对样品结构有一定限制,其适用性尚不及普通HPLC固定相(包括正相和反相)固定相(包括正相和反相)那样广泛。那样广泛。迄今为止,迄今为止,CSP柱商品已有柱商品
18、已有40多种,价格大多昂贵,尚未有一种具有类似多种,价格大多昂贵,尚未有一种具有类似ODS柱柱的普遍适用性的普遍适用性。手性固定相法手性固定相法文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。手性固定相的类型:手性固定相的类型:u 刷型手性固定相刷型手性固定相v 手性聚合物固定相手性聚合物固定相w 环糊精手性固定相环糊精手性固定相x 大环抗生素手性固定相大环抗生素手性固定相y 蛋白质手性固定相蛋白质手性固定相z 手性配体交换固定相手性配体交换固定相 冠醚手性固定相冠醚手性固定相文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。M刷型手性固定相:刷型
19、手性固定相:由一个光学纯的由一个光学纯的R或或S的手性异构体与担体以共价结合而成。手的手性异构体与担体以共价结合而成。手性药物对映体与该手性固定相形成暂时性非对映体复合物,主要性药物对映体与该手性固定相形成暂时性非对映体复合物,主要包括包括-作用、作用、氢键氢键作用和范德作用和范德华华力作用力作用。大多使用非极性流动相,。大多使用非极性流动相,适用于正相色谱的分析。适用于正相色谱的分析。可拆分带有烷基、醚基或氨基取代的可拆分带有烷基、醚基或氨基取代的-给电子芳香化合物的对给电子芳香化合物的对映体,并能用于制备分离。映体,并能用于制备分离。优点:容易制备,拆分选择性好,柱载量高,已有多种商品化柱
20、优点:容易制备,拆分选择性好,柱载量高,已有多种商品化柱缺点:只适用于含有芳香基团的手性化合物的分离。缺点:只适用于含有芳香基团的手性化合物的分离。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。M 手性聚合物固定相手性聚合物固定相 包括纤维素衍生物型、合成聚合物型,主要通过吸引和包合包括纤维素衍生物型、合成聚合物型,主要通过吸引和包合作用实现对映异构体的拆分。可分离烃、酯、作用实现对映异构体的拆分。可分离烃、酯、醇、酸、酮、醇、酸、酮、酰酰胺及含磷胺及含磷和硫和硫化合物等。化合物等。流动相:烷烃流动相:烷烃-醇混合体系(正己烷醇混合体系(正己烷-异丙醇)异丙醇)手性聚
21、合物固定相商品主要是日本手性聚合物固定相商品主要是日本Daicell公司制造的公司制造的chiralcel柱。其中柱。其中chiralcel OD 和和chiralcel AD柱几乎可以满足柱几乎可以满足常见的常见的85%的手性化合物的拆分,应用广泛。的手性化合物的拆分,应用广泛。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。手性聚合物固定相手性聚合物固定相Chiralcel柱类型与应用柱类型与应用文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。M环糊精手性固定相:环糊精手性固定相:-、-和和-环糊精(环糊精(CD)是分别由)是分别由68个葡萄
22、糖单位通过个葡萄糖单位通过-(1,4)连接构成的环状低聚糖。)连接构成的环状低聚糖。CD-CSP通过共价键将通过共价键将CD键合到硅胶上,键合到硅胶上,形成对水稳定的键合相。形成对水稳定的键合相。-CD:适合较小的如含单苯基药物的对映体的分析:适合较小的如含单苯基药物的对映体的分析-CD:适用于较大分子药物的分离,如甾体药物或含有稠环的药物。:适用于较大分子药物的分离,如甾体药物或含有稠环的药物。-CD:应用最广。对具有苯环、双环和多取代苯环的手性药物可以:应用最广。对具有苯环、双环和多取代苯环的手性药物可以实现良好的拆分。如巴比妥类药物和麻黄碱等实现良好的拆分。如巴比妥类药物和麻黄碱等流动相
23、:含水的反相系统和非水的有机系统均可流动相:含水的反相系统和非水的有机系统均可影响分离的因素:温度、影响分离的因素:温度、pH、离子强度、流速、离子强度、流速文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。M 大环抗生素手性固定相大环抗生素手性固定相 将包含多个手性中心的大环抗生素固定到硅胶上形成了一类用将包含多个手性中心的大环抗生素固定到硅胶上形成了一类用于对映体拆分分析的新型手性固定相。于对映体拆分分析的新型手性固定相。用于手性固定相制备的大环抗生素有:万古霉素、替考拉宁、用于手性固定相制备的大环抗生素有:万古霉素、替考拉宁、利福霉素和利托菌素利福霉素和利托菌素A
24、A 。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。M蛋白质手性固定相:蛋白质手性固定相:以离子键(或共价键)和蛋白交联作用将蛋白质固定于硅胶上,以离子键(或共价键)和蛋白交联作用将蛋白质固定于硅胶上,利用蛋白质分子与手性化合物分子间的立体选择性作用,进行药物利用蛋白质分子与手性化合物分子间的立体选择性作用,进行药物对映体分离,其机理一般有氢键、静电作用、疏水作用、离子对和对映体分离,其机理一般有氢键、静电作用、疏水作用、离子对和离子交换等作用。离子交换等作用。人人-酸性糖蛋白(酸性糖蛋白(-AGP):多种类型药物):多种类型药物 人血清白蛋白(人血清白蛋白(HSA)
25、:多种类型药物):多种类型药物 牛血清白蛋白(牛血清白蛋白(BSA):适于阴离子型手性化合物,如氨基酸及):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其衍生物、芳香亚砜和香豆素类等 卵黏蛋白(卵黏蛋白(OVM):用于胺类和羧酸化合物的手性拆分):用于胺类和羧酸化合物的手性拆分 纤维素二糖水解酶(纤维素二糖水解酶(CBH):适于分离多种类型的碱性药物。):适于分离多种类型的碱性药物。文档仅供参考,不能作为科学依据,请勿模仿;如有不当之处,请联系本人改正。M手性配体交换固定相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通过手性金属配合物与对映异
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