药物化学幻灯片.ppt
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1、药物化学第1页,共69页,编辑于2022年,星期二知识目标知识目标:u了解抗肿瘤药的发展与设计、分类和药物的毒性了解抗肿瘤药的发展与设计、分类和药物的毒性u了解金属抗肿瘤药的结构特点与作用特点了解金属抗肿瘤药的结构特点与作用特点u了解天然抗肿瘤药的类型和相应药物了解天然抗肿瘤药的类型和相应药物u理解烷化剂的作用原理、结构类型和构效关系理解烷化剂的作用原理、结构类型和构效关系u理解抗代谢药的作用原理和磺巯嘌呤钠的特点理解抗代谢药的作用原理和磺巯嘌呤钠的特点u掌握掌握烷化剂、抗代谢药典型药物的化学结构、理化性质及作用烷化剂、抗代谢药典型药物的化学结构、理化性质及作用特点特点u掌握掌握氮芥类的基本结
2、构、类型与脂肪氮芥、芳香氮芥的作用原理氮芥类的基本结构、类型与脂肪氮芥、芳香氮芥的作用原理u掌握掌握抗代谢药的类型抗代谢药的类型学习目标第2页,共69页,编辑于2022年,星期二能力目标:能力目标:u能写出氮芥类的基本结构和各类型氮芥药物能写出氮芥类的基本结构和各类型氮芥药物 的结构特点的结构特点u能认识盐酸氮芥、氮甲、环磷酰胺、噻替哌、卡莫司汀、能认识盐酸氮芥、氮甲、环磷酰胺、噻替哌、卡莫司汀、氟尿嘧啶、巯嘌呤、磺巯嘌呤钠的结构式氟尿嘧啶、巯嘌呤、磺巯嘌呤钠的结构式u能应用烷化剂、抗代谢药典型药物的理化性质解决该类药物能应用烷化剂、抗代谢药典型药物的理化性质解决该类药物的制剂调配、鉴别、贮存
3、保管及临床应用问题的制剂调配、鉴别、贮存保管及临床应用问题学习目标第3页,共69页,编辑于2022年,星期二抗抗抗抗 肿肿肿肿 瘤瘤瘤瘤 药药药药烷烷烷烷 化化化化 剂剂剂剂抗抗抗抗 代代代代 谢谢谢谢 药药药药 物物物物同同同同 步步步步 测测测测 试试试试氮氮氮氮 芥芥芥芥 类类类类乙撑亚胺类乙撑亚胺类乙撑亚胺类乙撑亚胺类嘧嘧嘧嘧 啶啶啶啶 类类类类嘌嘌嘌嘌 呤呤呤呤 类类类类叶叶叶叶 酸酸酸酸 类类类类甲磺酸酯及多元醇类甲磺酸酯及多元醇类甲磺酸酯及多元醇类甲磺酸酯及多元醇类亚硝基脲类亚硝基脲类亚硝基脲类亚硝基脲类本章结构图本章结构图第4页,共69页,编辑于2022年,星期二案例学习案例学
4、习 李某今年45岁,是一位小学老师,最近被确诊为乳腺癌,经活组织检查,X线检查时可见肿块是恶性的,并已转移至周围的淋巴结。医生建议先进行原发肿块的切除及淋巴结的清扫,然后在进行系统地化疗。医生如何给这位患者进行化疗呢?1请说明抗肿瘤药物氟尿嘧啶和环磷酰胺的作用机制和特点。2是单用一个药物还是两者同时应用?3如果活组织检查的结果表明是雌激素依赖性地乳腺癌,还可选用什么药物?第5页,共69页,编辑于2022年,星期二第一节第一节烷烷 化化 剂剂第6页,共69页,编辑于2022年,星期二烷化剂烷化剂u烷化剂也称生物烷化剂烷化剂也称生物烷化剂u这类药物具有高度的化学反应活性,可以在体内形成亲电这类药物
5、具有高度的化学反应活性,可以在体内形成亲电性活性基团,能以共价键与核酸(性活性基团,能以共价键与核酸(DNADNA、RNARNA)和某些酶分)和某些酶分子的含有丰富电子的基团(如氨基、巯基、羟基等)相结子的含有丰富电子的基团(如氨基、巯基、羟基等)相结合,使细胞的结构和功能发生变异,并抑制细胞分裂,从合,使细胞的结构和功能发生变异,并抑制细胞分裂,从而使细胞受到毒害而死亡。而使细胞受到毒害而死亡。u由于这类药物不仅抑制肿瘤细胞,对增生较快的正常细胞如骨由于这类药物不仅抑制肿瘤细胞,对增生较快的正常细胞如骨髓细胞、肠上皮细胞和生殖细胞等,也有抑制和毒害作用,故髓细胞、肠上皮细胞和生殖细胞等,也有
6、抑制和毒害作用,故称为细胞毒类药物。称为细胞毒类药物。第7页,共69页,编辑于2022年,星期二类型类型烷化剂按化学结构可分为:烷化剂按化学结构可分为:氮芥类氮芥类乙撑亚胺类乙撑亚胺类甲磺酸酯及多元醇类甲磺酸酯及多元醇类亚硝基脲类亚硝基脲类其他类其他类第8页,共69页,编辑于2022年,星期二氮芥类氮芥类脂脂肪肪氮氮芥芥芳芳香香氮氮芥芥氨氨基基酸酸氮氮芥芥杂杂环环氮氮芥芥甾甾体体氮氮芥芥芥芥 载体部分载体部分烷基化部分烷基化部分 基本结构与结构类型基本结构与结构类型第9页,共69页,编辑于2022年,星期二拓展提高拓展提高u氮芥类药物的烷基化部分是抗肿瘤活性的功能基,载体部分氮芥类药物的烷基化
7、部分是抗肿瘤活性的功能基,载体部分可以影响药物的化学反应活性和生物活性。可以影响药物的化学反应活性和生物活性。u氮芥类的药物设计就是选用不同的载体,通过改善药物氮芥类的药物设计就是选用不同的载体,通过改善药物在体内的吸收、分布等药代动力学性质,可以提高选择在体内的吸收、分布等药代动力学性质,可以提高选择性及抗肿瘤活性,也会影响药物的毒性。性及抗肿瘤活性,也会影响药物的毒性。u如载体为氨基酸可以增加药物在肿瘤部位的浓度和亲和力。如载体为氨基酸可以增加药物在肿瘤部位的浓度和亲和力。u由于某些肿瘤细胞中存在甾体激素的受体,用甾体激素作为载体,形由于某些肿瘤细胞中存在甾体激素的受体,用甾体激素作为载体
8、,形成的甾体氮芥,使药物具有烷化剂和激素的双重作用。成的甾体氮芥,使药物具有烷化剂和激素的双重作用。u应用前药原理设计出的杂环氮芥环磷酰胺,选择性高,毒性应用前药原理设计出的杂环氮芥环磷酰胺,选择性高,毒性低。低。氮芥类药物的设计氮芥类药物的设计第10页,共69页,编辑于2022年,星期二脂肪氮芥的作用原理脂肪氮芥的作用原理 脂肪氮芥的氮原子碱性较强,易分子内成环生成高度活脂肪氮芥的氮原子碱性较强,易分子内成环生成高度活泼的乙撑亚胺离子,具强亲电性,极易与细胞成分的亲核泼的乙撑亚胺离子,具强亲电性,极易与细胞成分的亲核中心(中心(Y Y-、Z Z-)起烷化反应,使细胞停止分裂。)起烷化反应,使
9、细胞停止分裂。脂肪氮芥的烷化反应是双分子亲核取代反应(脂肪氮芥的烷化反应是双分子亲核取代反应(SNSN2 2),反应速),反应速率与烷化剂和亲核中心的浓度有关,属强烷化剂,对肿瘤细胞杀率与烷化剂和亲核中心的浓度有关,属强烷化剂,对肿瘤细胞杀伤力大,但选择性低和毒性大。伤力大,但选择性低和毒性大。第11页,共69页,编辑于2022年,星期二芳香氮芥的作用原理芳香氮芥的作用原理u芳香氮芥的氮原子碱性已减弱,无法形成乙撑亚胺离子,在芳香氮芥的氮原子碱性已减弱,无法形成乙撑亚胺离子,在体内仅失去氯原子形成碳正离子,再与细胞成分的亲核中心体内仅失去氯原子形成碳正离子,再与细胞成分的亲核中心起烷化反应。起
10、烷化反应。u烷化历程是单分子亲核取代反应(烷化历程是单分子亲核取代反应(SNSN1 1),反应速率取决于烷),反应速率取决于烷化剂浓度,选择性较好、毒性较脂肪氮芥小。化剂浓度,选择性较好、毒性较脂肪氮芥小。第12页,共69页,编辑于2022年,星期二盐酸氮芥盐酸氮芥化学名:化学名:N N-甲基甲基-N N-(2-2-氯乙基)氯乙基)-2-2-氯乙胺盐酸盐。氯乙胺盐酸盐。性性 状:状:本品为白色结晶性粉末,有引湿性,极易溶本品为白色结晶性粉末,有引湿性,极易溶 于水,易溶于乙醇。对皮肤、粘膜有腐蚀于水,易溶于乙醇。对皮肤、粘膜有腐蚀 性,因此作为注射液只能用于静脉注射,并性,因此作为注射液只能用
11、于静脉注射,并 防止其漏至静脉外。防止其漏至静脉外。典型药物典型药物Chlomethine HydrochlorideChlomethine Hydrochloride第13页,共69页,编辑于2022年,星期二盐酸氮芥盐酸氮芥 鉴鉴 别:别:本品水溶液加硫代硫酸钠与碳酸氢钠,加热,本品水溶液加硫代硫酸钠与碳酸氢钠,加热,再加稀盐酸成酸性后,加入适量碘,溶液中碘再加稀盐酸成酸性后,加入适量碘,溶液中碘 的黄色不褪。的黄色不褪。作作 用:用:本品是最早使用于临床的抗癌药,主要用于治本品是最早使用于临床的抗癌药,主要用于治 疗淋巴癌和何杰金病。本品的最大缺点是只对疗淋巴癌和何杰金病。本品的最大缺点
12、是只对 淋巴瘤有效,且不能口服,选择性差,毒性大。淋巴瘤有效,且不能口服,选择性差,毒性大。第14页,共69页,编辑于2022年,星期二氮甲氮甲 FormylmerphalanFormylmerphalan 又名甲酰溶肉瘤素又名甲酰溶肉瘤素 性性 状:状:本品白色或淡黄色结晶性粉末,不溶于水,可溶于本品白色或淡黄色结晶性粉末,不溶于水,可溶于 乙醇。遇光易变成红色。乙醇。遇光易变成红色。旋光性旋光性:本品分子中含有一个手性碳原子,左旋体的活性更本品分子中含有一个手性碳原子,左旋体的活性更 强,但药用品是消旋体。强,但药用品是消旋体。第15页,共69页,编辑于2022年,星期二氮甲氮甲结构特点:
13、结构特点:本品是在对溶肉瘤素(美法伦)的结构改造中本品是在对溶肉瘤素(美法伦)的结构改造中 得到的产物,是美法伦结构中苯丙氨酸的氨基得到的产物,是美法伦结构中苯丙氨酸的氨基 甲酰化的衍生物,因为对氨基进行酰化是用来甲酰化的衍生物,因为对氨基进行酰化是用来 降低氮芥类药物毒性的方法之一。降低氮芥类药物毒性的方法之一。鉴鉴 别:别:本品在碱性液中可水解,产生本品在碱性液中可水解,产生-氨基酸的结构,氨基酸的结构,与茚三酮盐酸液共热可呈紫红色。与茚三酮盐酸液共热可呈紫红色。作作 用:用:本品对精原细胞瘤的疗效较为显著,对多发性骨本品对精原细胞瘤的疗效较为显著,对多发性骨 髓瘤、恶性淋巴瘤也有效,且选
14、择性高,毒性低髓瘤、恶性淋巴瘤也有效,且选择性高,毒性低 于美法伦,可口服,而美法伦必须注射给药。于美法伦,可口服,而美法伦必须注射给药。第16页,共69页,编辑于2022年,星期二 课堂活动课堂活动根据溶肉瘤素(美法伦)的结构,分析如何使用化学根据溶肉瘤素(美法伦)的结构,分析如何使用化学根据溶肉瘤素(美法伦)的结构,分析如何使用化学根据溶肉瘤素(美法伦)的结构,分析如何使用化学方法将溶肉瘤素与甲酰溶肉瘤素相区别。方法将溶肉瘤素与甲酰溶肉瘤素相区别。方法将溶肉瘤素与甲酰溶肉瘤素相区别。方法将溶肉瘤素与甲酰溶肉瘤素相区别。溶肉瘤素(美法伦)与甲酰溶肉瘤素结构的区别是溶肉瘤素(美法伦)与甲酰溶肉
15、瘤素结构的区别是:甲酰溶肉瘤素是美法伦结构中苯丙氨酸的氨基甲酰化的衍甲酰溶肉瘤素是美法伦结构中苯丙氨酸的氨基甲酰化的衍生物。溶肉瘤素有生物。溶肉瘤素有-氨基酸的结构,可直接与茚三酮盐酸液氨基酸的结构,可直接与茚三酮盐酸液共热可呈紫红色。而甲酰溶肉瘤素需在碱性液中水解产生共热可呈紫红色。而甲酰溶肉瘤素需在碱性液中水解产生-氨基酸的结构后,再与茚三酮盐酸液共热可呈紫红色。氨基酸的结构后,再与茚三酮盐酸液共热可呈紫红色。溶肉瘤素溶肉瘤素甲酰溶肉瘤素甲酰溶肉瘤素第17页,共69页,编辑于2022年,星期二环磷酰胺环磷酰胺 CyclophosphamideCyclophosphamide性性 状:状:本
16、品为白色结晶,失去结晶水即液化。本品可溶本品为白色结晶,失去结晶水即液化。本品可溶 于水,但溶解度不大。水溶液不稳定易水解,遇于水,但溶解度不大。水溶液不稳定易水解,遇 热更易分解,形成水中不溶物而产生沉淀。热更易分解,形成水中不溶物而产生沉淀。作作 用:用:本品的抗肿瘤谱较广,主要用于恶性淋巴瘤、急本品的抗肿瘤谱较广,主要用于恶性淋巴瘤、急 性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤、肺癌、神经性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤、肺癌、神经 母细胞瘤等,对乳腺癌、鼻咽癌也有效。母细胞瘤等,对乳腺癌、鼻咽癌也有效。又名癌得星又名癌得星第18页,共69页,编辑于2022年,星期二环磷酰胺环磷酰胺 结构特点与体内
17、活化过程:结构特点与体内活化过程:结构特点与体内活化过程:结构特点与体内活化过程:uu本品是一个前药,这是由于环状磷酰胺基的吸电子性,本品是一个前药,这是由于环状磷酰胺基的吸电子性,本品是一个前药,这是由于环状磷酰胺基的吸电子性,本品是一个前药,这是由于环状磷酰胺基的吸电子性,降低了氯原子的活性和氮芥的烷化能力,在体外对肿瘤降低了氯原子的活性和氮芥的烷化能力,在体外对肿瘤降低了氯原子的活性和氮芥的烷化能力,在体外对肿瘤降低了氯原子的活性和氮芥的烷化能力,在体外对肿瘤 无效,到体内后经肝脏活化发挥作用。无效,到体内后经肝脏活化发挥作用。无效,到体内后经肝脏活化发挥作用。无效,到体内后经肝脏活化发
18、挥作用。uu活化过程是借助于正常细胞的酶促去毒作用实现的,即活化过程是借助于正常细胞的酶促去毒作用实现的,即活化过程是借助于正常细胞的酶促去毒作用实现的,即活化过程是借助于正常细胞的酶促去毒作用实现的,即 本品进入体内到达肝脏,首先被代谢成本品进入体内到达肝脏,首先被代谢成本品进入体内到达肝脏,首先被代谢成本品进入体内到达肝脏,首先被代谢成4-4-4-4-羟基环磷酰羟基环磷酰羟基环磷酰羟基环磷酰 胺,并与其醛型结构平行存在,胺,并与其醛型结构平行存在,胺,并与其醛型结构平行存在,胺,并与其醛型结构平行存在,上述物质在体内正常细胞中可被酶代谢成无毒性、上述物质在体内正常细胞中可被酶代谢成无毒性、
19、上述物质在体内正常细胞中可被酶代谢成无毒性、上述物质在体内正常细胞中可被酶代谢成无毒性、无活性的化合物排出体外;无活性的化合物排出体外;无活性的化合物排出体外;无活性的化合物排出体外;而肿瘤细胞中不含有正常细胞所具有的酶,不能进而肿瘤细胞中不含有正常细胞所具有的酶,不能进而肿瘤细胞中不含有正常细胞所具有的酶,不能进而肿瘤细胞中不含有正常细胞所具有的酶,不能进 行上述的去毒转化,只能通过非酶促反应产生有较强行上述的去毒转化,只能通过非酶促反应产生有较强行上述的去毒转化,只能通过非酶促反应产生有较强行上述的去毒转化,只能通过非酶促反应产生有较强 烷化作用的物质磷酰氮芥和丙烯醛,起到抑制和杀灭烷化作
20、用的物质磷酰氮芥和丙烯醛,起到抑制和杀灭烷化作用的物质磷酰氮芥和丙烯醛,起到抑制和杀灭烷化作用的物质磷酰氮芥和丙烯醛,起到抑制和杀灭 肿瘤细胞的作用。肿瘤细胞的作用。肿瘤细胞的作用。肿瘤细胞的作用。uu所以说环磷酰胺对肿瘤细胞(或组织)有高度的选择性,毒所以说环磷酰胺对肿瘤细胞(或组织)有高度的选择性,毒所以说环磷酰胺对肿瘤细胞(或组织)有高度的选择性,毒所以说环磷酰胺对肿瘤细胞(或组织)有高度的选择性,毒性比其他氮芥小。性比其他氮芥小。性比其他氮芥小。性比其他氮芥小。第19页,共69页,编辑于2022年,星期二实例分析实例分析 环磷酰胺注射溶解后为何马上使用?环磷酰胺注射溶解后为何马上使用?
21、环磷酰胺的水溶液不稳定,磷酰胺基易水解,形环磷酰胺的水溶液不稳定,磷酰胺基易水解,形成水中不溶物而产生沉淀,加热更易分解,失去生物成水中不溶物而产生沉淀,加热更易分解,失去生物烷化作用,故制成粉针剂,临用前新鲜配制,溶解后烷化作用,故制成粉针剂,临用前新鲜配制,溶解后短期内使用。短期内使用。第20页,共69页,编辑于2022年,星期二拓展提高拓展提高其他常见的氮芥类药物其他常见的氮芥类药物结构通式结构通式 药物类型药物类型 药物名称药物名称 R R 主要作用特点与用途主要作用特点与用途 脂肪氮芥脂肪氮芥 氧氮芥氧氮芥 在体内还原成氮芥起在体内还原成氮芥起 Nitromin Nitromin 作
22、用,对淋巴瘤有效作用,对淋巴瘤有效芳香氮芥芳香氮芥 苯丁酸氮芥苯丁酸氮芥 口服有效口服有效 Chlorambucil 治疗慢性淋巴白血病治疗慢性淋巴白血病甾体氮芥甾体氮芥 磷雌醇芥磷雌醇芥 (磷酸雌莫司汀)(磷酸雌莫司汀)主要用于前列腺癌和主要用于前列腺癌和 Estramustine Phosphate Estramustine Phosphate 胰腺癌症胰腺癌症第21页,共69页,编辑于2022年,星期二乙撑亚胺类乙撑亚胺类 氮芥类药物是通过转变为乙撑亚胺活性氮芥类药物是通过转变为乙撑亚胺活性中间体发挥烷化作用的,因而在此基础上中间体发挥烷化作用的,因而在此基础上合成了一系列乙撑亚胺的衍生
23、物,并在氮合成了一系列乙撑亚胺的衍生物,并在氮原子上引入吸电子基,降低乙撑亚胺基团原子上引入吸电子基,降低乙撑亚胺基团的反应活性,以降低毒性。的反应活性,以降低毒性。第22页,共69页,编辑于2022年,星期二噻替哌噻替哌 ThiotepaThiotepa 化学名:化学名:1 1,11,1 1-硫次瞵基三氮丙啶硫次瞵基三氮丙啶。性性 状:状:本品为白色结晶性粉末,易溶于水和乙醇。本品为白色结晶性粉末,易溶于水和乙醇。典型药物典型药物 第23页,共69页,编辑于2022年,星期二噻替哌噻替哌 稳定性:稳定性:本品含有体积较大的硫代磷酰基,脂溶性大,对酸本品含有体积较大的硫代磷酰基,脂溶性大,对酸
24、 不稳定,在胃肠道吸收较差,须静脉给药。不稳定,在胃肠道吸收较差,须静脉给药。作作 用:用:本品主要用于乳腺癌、膀胱癌和消化道癌,是治疗膀本品主要用于乳腺癌、膀胱癌和消化道癌,是治疗膀 胱癌首选药物,可直接注射入膀胱内给药,效果好。胱癌首选药物,可直接注射入膀胱内给药,效果好。结构特点:结构特点:本品是一个前药,在肝脏中被细胞色素本品是一个前药,在肝脏中被细胞色素P-450P-450转化转化 为替哌(为替哌(TepaTepa)而起作用。氮杂环丙基能和核苷酸)而起作用。氮杂环丙基能和核苷酸 中的腺嘌呤、鸟嘌呤的中的腺嘌呤、鸟嘌呤的3-3-N N和和7-7-N N进行基化。进行基化。替哌替哌第24
25、页,共69页,编辑于2022年,星期二甲磺酸酯及多元醇类甲磺酸酯及多元醇类u甲磺酸酯及多元醇类是一类非氮芥类烷化剂。甲磺酸酯及多元醇类是一类非氮芥类烷化剂。u磺酸酯基具很强的烷化活性,其中活性最强的是磺酸酯基具很强的烷化活性,其中活性最强的是白消安。白消安。u临床上应用的多元醇类药物主要是卤代多元醇,临床上应用的多元醇类药物主要是卤代多元醇,如二溴甘露醇(如二溴甘露醇(Dibromomannitol,DSMDibromomannitol,DSM)和二溴)和二溴卫矛醇卫矛醇(Dibromodulilol,DBD17)(Dibromodulilol,DBD17),在体内都脱去溴化,在体内都脱去溴化
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