药物化学完整.docx
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1、第一章绪论1. 简述药物化学的主要研究内容和任务?答:药物化学是用现代科学方法和手段研究化学药物的化学结构、理化性质、合成工艺、构效关系、体内代谢和寻找新药的途径和方法的综合性应用基础学科。药物化学的主要研究内容:1.化学结构与药名通用名和化学名 2.理化性质溶解性、稳定性和鉴定方法 3.合成方法和工艺;4.药理活性作用机制、吸收与代谢途径和构效关系;药物化学的主要研究任务:1.为有效利用现有药物提供理 论基础 2.为生产化学药物提供经济合理的方法和工艺 3.不断探索开发新药的途径和方法 。2. 药物研究与开发的基本过程第二章抗肿瘤药1. 抗肿瘤药物的分类作用机制和靶标不同:1.直接作用于 D
2、NA,破坏其结构和功能的药物;2.干扰 DNA 和核酸合成的药物(抗代谢); 3.抗有丝分裂,影响蛋白质合成的药物;4.作用于肿瘤信号转 导机制的药物2. 烷化剂作用原理:在体内能形成亲电子活泼中间体或其它具有活泼的亲电性基团的化合物,进而与生物大分子中含有丰富电子的基团发生共价结合,使其丧失活性或使 DNA 分子发生断裂。化学结构:分为氮芥类、乙撑亚胺类、甲磺酸酯及多元醇类、亚硝基脲类、三氮烯咪唑类和肼类氮芥类抗肿瘤药代表脂肪氮芥的氮原子和 位的氯原子作用生成乙撑亚氨离子, 极易与细胞成分的亲核中心起烷化反应。芳香氮芥由于氮原子的孤对电子和苯环产生共轭作用,减弱结构特点:在氮芥的氮原子上连有
3、一个吸电子的环状磷酰氨基。临床应用:本品的抗瘤谱较广,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、神经母细胞瘤等。抗代谢肿瘤药抗代谢的抗肿瘤药物临床应用:本品抗癌谱比较广,是治疗实体肿瘤的首选药物。理化性质:白色或类白色结晶,略溶于水,微溶于乙醇,几乎不溶于氯仿。稀盐酸或氢氧化钠中溶解作用机制:在体内首先转变为氟尿嘧啶脱氧核苷酸(FUDRP), 与 TS 结合,再与 5,10-次甲基四氢叶酸作用,由于氟取代, 导致不能有效地合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸(TDRP),使酶(TS)失活。从而抑制 DNA 的合成,导致肿瘤细胞死亡。氮原子的碱性,作用机制也发生改变。盐酸阿糖胞苷氮甲理化性质
4、:白色细小针状结晶,极易溶于水,略溶于乙醇,几乎不溶于乙醚。作用机制:通过在在体内转化为活性的三磷酸阿糖胞苷(Ara-CTP)发挥抗癌作用。Ara-CTP 通过抑制 DNA 多聚酶及少量掺入 DNA,阻止 DNA 的合成,抑制细胞的生长。临床应用:主要用于治疗急性粒细胞白血病。与其它抗肿瘤药合用可提高疗效。环磷酰胺氟尿嘧啶临床应用: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。手性:存在二个旋光异构体,左旋体效用强,右旋体比较弱齐多夫定磺巯嘌呤钠甲氨蝶呤理化性质:橙黄色结晶粉末,几乎不溶于水和乙醇,可溶于稀盐酸,易溶于稀碱溶液。作用机制:甲氨蝶呤为叶酸的拮抗剂,和二氢叶酸还
5、原酶的亲和力比二氢叶酸强 1000 倍,二氢叶酸还原酶的结合几乎是不可逆的,使二氢叶酸不能转化为四氢叶酸,从而影响辅酶 F 的生成,干扰胸腺嘧啶脱氧核苷酸和嘌呤核苷酸的合成,因而对 DNA 和 RNA 的合成均可抑制,阻碍肿瘤细胞的生长。临床应用:主要用于治疗急性白血病,绒毛膜上皮癌和恶性葡萄胎。中毒解救:甲氨蝶呤大剂量引起中毒,可用亚叶酸钙解救。第三章抗病毒药和抗艾滋病药1. 抗病毒药的分类答:1.抑制病毒复制初始时期的药物;2.干扰病毒核酸复制的药物;3.影响核糖体翻译的药物干扰病毒核酸复制的药物作用机制:化学结构与胸苷类似,通过与胸苷竞争性地抑制DNA 聚合酶,阻碍病毒 DNA 的合成而
6、起作用。作用机制:可阻止脱氧胞嘧啶核苷的形成,抑制病毒 DNA 的合成。阿昔洛韦作用机制:开环的尿苷类似物,通过抑制病毒编码的胸苷激酶和 DNA 聚合酶,显著的抑制感染细胞中 DNA 的合成,而不影响非感染细胞的 DNA 复制。临床应用:广谱抗病毒药,主要用于疱疹性角膜炎、全身性带状疱疹和疱疹性脑炎的治疗,也可用于治疗乙型肝炎。利巴韦林理化性质:白色结晶性粉末,易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚或氯仿。结构特点:磷酸腺苷(AMP)个磷酸鸟苷(GMP)生物合成前体氨 基咪唑酰胺核苷(AICAR)的类似物。临床应用:广谱抗病毒药,对 RNA 和 DNA 病毒都有活性。对流感病毒 A 和 B 引起的流
7、行性感冒以及腺病毒肺炎、甲型肝炎、疱疹、麻疹等有防治作用。2. 抗艾滋病药物按作用机理的分类答:逆转录酶抑制剂;HIV 蛋白酶抑制剂抗艾滋病药(逆转录酶抑制剂核苷类)理化性质:无臭,易溶于乙醇,难溶于水,遇光分解。结构特点:AZT 的 3位是叠氮基团,而非羟基,掺入 DNA曲氟尿苷中后,阻止 3, 5-双磷酸酯键的形成,引起 DNA 断裂作用机理:AZT 进入 HIV 感染细胞后被磷酸化成 5-磷酸化AZT (AZTTP),AZTTP 竞争性抑制病毒逆转录酶对三磷酸胸苷(TTP)利用,代替 TTP 合成 DNA,使 DNA 链终止增长。第四章抗菌药和抗真菌药阿糖胞苷1.磺胺类药物的发现发展、作
8、用机理及其在药物发展中的意义 发现发展:(1) 1908 年德国化学家 Gelmo 合成,偶氮染料的中间体;(2) 1932 年德国人 Fritz Mietzsch 和 Josef Klarer 首先合成了红色的磺胺偶氮染料;(3) Domagk 发现可以使鼠、兔免受链球菌和葡萄球菌的感染,并可治愈葡萄球菌引起的败血症;(4)1935 年百浪多息这种新药被世人知晓;(5)当时曾认为偶氮基是抑菌的有效基团,于是合成了一系列偶氮化合物;(6)至 1946 年合成的磺酰胺类化合物已达 5500 多种,并有 20 余种在临床上使用(;7)20 世纪 40 年代初期,penicillin开始用于临床,使
9、该类药物的发展受挫。但是, penicillin 的过敏反应、耐药性以及化学稳定性等问题导致该类药物又得以发展;(8)在寻找抗疟药物中发现 TMP 对 G+和 G-具有广泛抑制作用可逆性抑制二氢叶酸还原酶。意义:1.开创了用化学药物治疗感染疾病的新纪元;2.建立了 “代谢拮抗”学说磺胺类主要药物磺胺嘧啶临床应用:有效预防和治疗流行性脑炎理化性质:分子中具有芳伯氨基,可以发生重氮化偶合反应; 本品钠盐水溶液能吸收空气中的二氧化碳,析出磺胺嘧啶沉淀;与硝酸银溶液则生成磺胺嘧啶银,具有抗菌作用和收敛作用,临床上用于治疗烧伤、烫伤创面的抗感染,对绿脓杆菌有抑制作用。喹诺酮类抗菌药诺氟沙星磺胺甲噁唑临床
10、应用:尿道感染,外伤及软组织感染,呼吸道感染。作用特点:排泄较慢,一次给药后有效浓度可维持 16h;与 TMP合用制成复方新诺明,其抗菌作用更强,目前临床应用较广。甲氧苄啶理化性质:白色或类白色粉末,无臭,味苦;在水中几乎不溶,乙醇或丙酮中微溶,冰醋酸中易溶;pKa 为 7.2。作用机制:通过可逆性抑制二氢叶酸还原酶,影响辅酶 F 的合成,从而影响微生物 DNA、RNA 及蛋白质的合成,使其生长繁殖受抑制。临床作用:广谱抗菌药,用于敏感菌所致泌尿道、肠道、耳鼻喉科、妇科、外科和皮肤科等感染性疾病理化性质:酸碱性,在醋酸、盐酸或氢氧化钠中易溶;鉴别反应,与丙二酸,醋酐反应显红棕色;有机氟化物的鉴
11、别反应;稳定性,室温下相对稳定,光照分解;在2mol/L 盐酸中回流发生脱羧;环丙沙星合成抗结核病药抗生素类抗结核药异烟肼链霉素理化性质:1.酰肼结构不稳定,在酸碱条件下,可水解生成异烟酸和肼,游离肼使毒性增大,故变质后不能供药用,光、重金属、温度、pH 等均可加速水解进行;2.微量金属离子的存在,可使异烟肼水溶液变色,分解产生异烟酸等,故配制注射液时,应避免与金属器皿相接触;3.异烟肼在人体内主要为乙酰化代谢,主要代谢物为N-乙酰异烟肼。;4.异烟肼与重金属离子络合,形成有色的螯合物,如与铜离子在酸性条件下生成一分子的螯合物显红色,在 pH7.5 时形成两分子螯合物;5.异烟肼分子中含有肼的
12、结构,具有还原性;6.异烟肼与醛缩合成腙,生成具有抗结核活性腙类衍生物;7.异烟肼在碱性溶液中,在有氧气或金属离子存在时,可分解产生异烟酸盐,异烟酰胺及二异烟酰双肼等。作用机制:1. 是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化还原酶抑制剂: 异烟肼被转化为异烟酸,异烟酸作为烟酸的抗代谢物被结合到烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化还原酶(NAD+)中,不能催化正常的氧化还原反应。2. 阻断去饱和酶:异烟肼抑制C24 和C26 饱和脂肪酸转换到 C24 和 C26 不饱和脂肪酸,这些不饱和脂肪酸是霉菌酸的前体,霉菌酸则是细菌细胞壁的关键组分。抑制霉菌酸的生物合成则使细菌的耐酸性丧失。对氨基水杨酸钠理化性质:1.对氨基水杨酸
13、钠的水溶液不稳定,在酸性条件下较易脱羧,中性或偏碱性条件脱羧较慢;2.由于氨基及羟基与苯环共轭,使与羰基相连的碳原子上电子云密度增加,有利于氢离子的进攻,因而易脱羧生成间氨基酚。作用机制:抗菌作用机理为与对氨基苯甲酸竞争二氢叶酸合成酶,使二氢叶酸的形成发生障碍,蛋白质合成受阻,致使结核菌不能正常生长繁殖,对结核杆菌有选择性抑制作用作用机制:与原核生物核蛋白体小亚基结合,改变其构象, 引起 mRNA 模板读码错误,使毒素类细菌蛋白失活。高浓度可抑制起始过程。结核杆菌对其敏感。利福平理化性质:1.红色结晶粉末,遇光易变质,水溶液易氧化,活性降低2.不同溶剂重结晶得两种晶型, 型结晶稳定,活性高3.
14、含1, 4-萘二酚结构,显酸性,遇 OH-易氧化成对醌物 4.含哌嗪显碱 性 5.故本品酸度应在 pH46.5 范围内 6.对其结构改造合成利福喷丁作用机制:通过与分歧杆菌中依赖于 DNA 的 RNA 聚合酶的亚单位结合,形成稳定的复合物,抑制改酶的活性,阻断 RNA 合成中的链起始,导致 RNA 合成的抑制。第五章 抗生素1. 治疗细菌性感染抗生素的分类答:1.-内酰胺类抗生素 2.氨基糖苷类抗生素 3.大环内酯类抗生素 4 四环素类抗生素 5.其它类别抗生素2. -内酰胺类抗生素的作用机制、结构特点作用机制:-内酰胺类抗生素通过与细菌的转肽酶,即青霉素结合蛋白结合,抑制细胞壁粘肽链的交联,
15、造成细菌细胞壁缺损,大量的水分涌进细菌体内,使细菌肿胀、破裂、死亡;结构特点:(1) 一四元-内酰胺环且通过 N 原子和邻近的C 原子与另一五元环或六元环相稠和(氢化噻唑环和氢化噻嗪环); (2) 与-内酰胺环稠和的环上有一个羧基且处于 N 的邻位;(3) -内酰胺环羰基 -碳有一酰胺基侧链;(4) 稠和环不共平面,青霉素沿着 C-5,N-1 轴折叠,头孢菌素沿着 C-6, N-1 轴折叠;(5) 青霉素类抗生素的母核上有 3 个C*,只有绝对构型为 2S,5R,6R 的具有活性;头孢菌素抗生素母核上有 2 个C*,仅 6R,7R 有抗菌活性;青霉素类临床使用为其钠或钾盐的粉剂,再与水配对。四
16、环素类抗生素性质特点:1.为酸碱两性化合物;2.干燥条件下固体都较稳定, 但遇日光可变色; 3.在酸性或碱性条件下都不够稳定,易发生变性反应。青霉素对繁殖期敏感菌有强大的杀菌作用;敏感菌株包括 G+菌、部分G-球菌及螺旋体。但对大多数的G-杆菌无效,对金黄色葡萄球菌产生的_内酰胺酶不稳定。临床应用:首选于敏感的各种 G+球菌、 螺旋体所致的感染。1、溶血性链球菌 2、肺炎球菌 3、G+杆菌 4、G-球菌脑膜炎球菌 5、钩端螺旋体 6、放线菌病氨苄西林构效关系:(1)四环是生物活性所必须的,14 位的取代基是基本药效团,改变其结构活性消失,仅可对酰胺基的氢上进行改变理化性质的前药修饰;(2) 5
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