《药物化学实验》.docx
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1、药物化学试验名目一、根本学问与根本技能 1.药物化学试验的根本任务2. 药物化学试验的根本过程二、验证性试验试验一 扑炎痛的合成试验二 苯妥英锌的合成试验三 巴比妥的合成试验四 奥沙普秦的合成试验五 硝苯地平的合成试验六 氯霉素的的合成三、综合性试验试验一 阿司匹林的合成试验二 对乙酰氨基酚的合成试验三 盐酸普鲁卡因的合成试验四磺胺醋酰钠的合成四、设计性试验试验一 氯贝丁酯的合成试验二 苦杏仁酸的合成试验三 苯佐卡因的合成试验四 氟哌酸的合成五、附录一、根本学问与根本技能药物化学的性质与学习方法药物化学试验是药学院药学专业学生的一门重要的专业根底试验课程,是以合成试验争论为主的一门试验学科 .
2、药物化学试验是在把握了化学根底课 的根本学问、试验技能和技巧的根底上,在药物10 / 15化学方面的进一步应用.但药物化学试验并不完全是合成试验 ,需要了解药物的药理作用、药代动力学过程并依据上述学问设计改造药物 .因此,药物化学试验是通过学生手脑并用、反复训练,既把握药物化学试验的根本操作方法和技能,并通过试验获得有关药物的相关学问 .在稳固验证所学理论和药物性能的根底上学会药物化学试验的根本争论方法 ,学会驾驭理论与技能的思维方法,培育学生独立思考和独立工作的力气 ,养成认真观看、认真思考、准确无误的记录等良好的科研工作作风.通过药物化学试验的严格训练,使学生把握药物化学试验的根本操作技巧
3、和根本争论方法 ,包括合成方案的提出 , 组织实践 ,中间物的提纯及鉴定及最终产品鉴定 等.二药物化学试验的根本过程药物化学试验的主要任务之一是合成化学药物 .化学药物一般是由构造比较简洁的化工原料经过一系列的化学合成过程制得或由已具备确定 构造的自然产物经过修饰改造而合成得到 .前者成为全合成药物,后者称为半合成药物.对于药或未知物,由于没有特定的合成路线,一般要依据设定药物的构造特点,运用学过的有机化学等方面的学问进展设计和试验 .对于药物的合成,由于已有文献报道,可以通过文献查阅,查找合成路线,对合成路线进展优化处理,包括对中间体及最终产物进展提纯和鉴定方法的选择,获得最正确工艺路线等过
4、程.一合成工艺路线的选择和优化待合成药物选定之后,关键的问题就在于工艺合成路线的选择 .主要过程包括下述几个步骤:1. 相关文献资料的查阅查阅方法可分为系统查阅法和追索查阅法 .前者是对所要求的最终产物进展全方位的查询,一般用于选题初期;后者是依据文献找文献的方法 ,一般用于试验过程中对于具体问题的具体查找 .系统查阅法具体查阅的方法很多,可以利用三大网络检索工具:Beilstein 的 CrossFire;ISI 的 Web of Science;CA 的 web 检索 Scifinder,最常用的是 Scifinder 和 Beilstein,最强大的可能是 scifinder.通常用 S
5、cifinder 来查化合物具体的合成路线的设计.用Beilstein 查化合物的理化性质和具体的图谱数据.文献的全文可以查阅一些大型的数据库, 如中国期刊网, 重庆维普 g, 万方数据库 :/ wanfangdata ,美国化学学会全文数据库 ,Science Direct 电子期刊数据库 :/sciencedirect, 英 国 皇 家 化 学 学 会 ,Wiley InterScience :/www3.interscience.wiley ,等.专利里面也有很多有用的文献,不仅仅是那些大型知名数据库:如,美国专利,欧盟专利,其他的专利组织等.另外,还有一些查化合物性质和有机反响的 ,如
6、物性数据 :/ cheresources ,热力学性质 :/ questconsult /,查询物质构造性质 等 的:/chemexper/,:/sp.chemindex. com/cn/psearch.cgi?terms=552-66-9+&sel=dict, 化 合 物 基 本 性 质 数 据库 :/chemfinder.camsoft ,化学反响查询系统,可查询 400000 个化学反响,有机反响查询,合成路线查询等.在查阅过程中,有时候单从文摘中或网络上了解的内容还很不完全 ,必需进一步查阅原始文献以把握具体的内容和细节 ,在必要时还要查阅某些专著、学术报告和论文集等.有时某一问题只能
7、找到一、二篇重要文献 ,有必要依据它们的参考文献追索查找相关文献 .但是追索查阅法往往会遗漏掉重要的内容,需要对目标化合物和重要的中间体都实行系统查阅法或将二者相结合的方法.查阅内容药物的合成须对国内外已经发表的各种合成路线和制备方法进展检 索和综述,检索内容应包括:反响中所需的原辅材料、中间体 和产物的理化性质,包括理化常数、光谱数据,各种有毒物质的毒副作用及防护方法等;各步化学反响的原理、技术条件、影响因素和操作方法.对于有期望用于工业生产的合成路线中的每一步反响所需的特别设备 ,如耐高压、高温、高真空以及深度冷冻等设备应具体查阅.2. 合成路线选择即使是同一种药物,通过文献查阅可能找到多
8、条合成路线 ,他们各自有相应的特点和优缺点,应深入细致进展综合比较,结合试验条件制定出具体的争论方案,最终确定最优的合成路线.一般应从技术的先进性、经济上的合理性以及可操作性、安全性等几个方面考虑:1合成步骤少、操作简洁,效率高药物合成的目的,除了得到最终产物以外,还要尽可能的产率高,副反响少,产品纯度高,易处理.为了到达这个目的,首先所选择的合成路线应当尽可能的反响步骤少,操作简便,且要求每一步的效率都高,由于总反响的产率是由各步反响的产率综合得到的 ,反响步骤越多,可能导致最终反响产率越低.例如某药物有两条合成路线,第一条合成路线由原料 A 经 8 步反响最终带到产物 W,而其次条合成路线
9、是从原料 I 和 M 动身,最终得到 W.假设各步反响的收率都一样,但从总收率考虑, 其次条合成路线较好.路线 1 路线 2路线 1 的总收率为 8100 = 16.8% 路线 2 的总收率为 4100 = 40.9% 其次要求所选的每步反响力求副反响少 ,后处理相对简洁,有时候为了满足后处理简洁这个要求,可能会放弃步骤少,但后处理繁杂的路线.另外,还应考虑每步反响操作的工序问题,有些反响,但从反响式看步骤很多,但是具体操作工序较少,如利用乙烯基乙醚、三氯氧磷、二甲基甲酰胺及磺胺合成磺胺嘧啶的反响.而有些反响外表看很简洁,但操作把握要求严格,操作工序多,如氯霉素合成时乙苯硝化制备对硝基乙苯的反
10、响,因此在选择合成路线时应考虑这些因素的影响.单元反响的次序安排要恰当,在同一条合成路线中,有时其中某些单元反响的先后次序可以颠倒,而最终得到同样的产物.由于单元反响的次序安排不同,中间体不同,反响条件、要求和反响收率也不同,假设单从收率的角度考虑,应当把收率低的反响放在前面,将收率高的反响安排在后面.最正确的安排要通过试验验证.例如局麻药盐酸普鲁卡因的合成.可以使用下述两种方法制备假设承受B 法,即先复原后酯化的挨次时,不仅复原产物分别困难 ,而且对氨基苯甲酸的活性低于对硝基苯甲酸,反响产率较低.故工业上一般不承受 B 法,而承受先酯化后复原的方法.2原料易得,反响条件简洁在进展工艺路线选择
11、时,除了考虑产率因素外,还要依据实际状况,考虑原料的来源是否简洁,价格是否合理;同时还要考虑技术条件和设备的要求,有些反响需要在高温、高压、低温 条件下或者在高真空、高腐蚀条件下进展,这些反响需要特别设备,特别条件,假设临时缺乏这些条件 ,应尽量避开,另行设计或查找其他路线 ,但是可能会带来步骤多、总产率低等问题 .另一方面,某些文献报道的高温高压反响,可能在通过转变反响条件 ,承受催化剂 的方法,使反响易于进展.如避孕药 18-甲基炔诺酮的合成中,由 -萘甲醚氢化复原制备四氢萘甲醚的文献报道需在 80kg 压力条件下进展,但转变条件将压力降至 5kg 也到达了同样的反响水平.3污染少在很多合
12、成药物的生产中,常常遇到易燃、易爆和有毒的溶剂、原料和中间体,也常常产生污染环境,危害人民身心安康的废气、废液和废渣 ,在工艺路线选择时,不但要考虑技术上是否先进,经济上是否合理,更应当考虑的是安全生产和对 “三废“防治.要求对各条工艺路线中各物料的稳定性和毒性,产生的副产物的毒性及其防治 ,“三废“的组成、数量和处理方法等进展综合比较.尽量不使用或少使用易燃、易爆和有毒的物料 .对于反响过程中每一步的中间体及其副产物都要考虑有无毒性,应承受什么样的防 X 措施,并能够提出综合利用或处理方法的初步方案.3. 合成路线优化经过对各条工艺路线的多种条件进展比较 ,选定某一条合成路线,对于此合成路线
13、的各步反响条件还要进一步进展最优化处理 ,最优化的方法很多,可依据具体状况分别承受下述方法:单因素体系用法、分数法等,假设为双因素体系可承受等离线法、单纯形法等;假设影响因素为超过两个的多因素体系可承受正交法来设计处理. 具体做法见相应参考书.总的来说对合成路线的优化,应依据具体状况,从客观实际动身,抓住主要冲突,认真选取影响因素设计试验,不要死搬硬套某种方法,以免达不到优化的目的.另外一个优化过程只对应于某一步反响 ,不是全部过程都适用于同一种状况,应当依据实际状况安排好药物合成过程中的各个环节.二最终产物及其中间体的提纯及鉴定1. 中间物和最终产物的提纯能够制成各种制剂而用于临床的原料药
14、,其关键的问题在于其质量是否符合药典或其它标准的要求 ,对于一个由多步合成而得到的化学药物来说,其中间体的质量对最终产物影响很大 ,往往中间体合成过程中的局部杂质,由于未能纯化而带入成品药而影响质量 ,因此对药物中间体的提纯和鉴定就显得格外重要.分别提纯方法合成药物及中间物的提纯方法很多,如萃取分馏、水蒸气蒸馏、减压蒸馏、重结晶、升华以及色谱分别等方法,应当依据化合物本身和相应的副产物以及所用的溶剂体系的性质进展选择,很多方法在有机化学、分析化学等课程中已经学过,现回忆其中几种重要的方法.1萃取法萃取法是利用物质在两种不互溶 溶剂中溶解度的差异,使物质有一种溶剂转移到另一种溶剂中,经过反复屡次
15、地交换,到达分别纯化的目的.萃取法是提纯有机化合物的常用操作方法之一 ,应用萃取法可以从固体或液体混合物中提取所需要的物质 ,也可以用来除去混合物中的少量杂质,前者称为“萃取“或“提取“,后者一般称为“洗涤“.在利用萃取法提纯时,应特别留意溶剂的选择.2蒸馏法蒸馏是液体物质最常用的纯化方法之一 ,依据具体方法的差异,蒸馏法有可细分为常压蒸馏、减压蒸馏、分馏和水蒸气蒸馏等,其中常压蒸馏在有机化学试验中已常常使用 .但假设是在常压下蒸馏时未到达沸点就易受热分解、氧化或聚合的物质,沸点比较高的物质,就只有利用减压蒸馏的方法来提纯.因此减压蒸馏是药物合成中常常使用的纯化方法.分馏法当一种溶液由两种或两
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