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1、初识药物化学,鹅卵石与钻石,一天晚上，一群游牧部落的牧民正准备安营扎寨休息的时候，忽然被一束耀眼的光芒所笼罩。他们知道神就要出现了，因此，他们满怀殷切地期盼、恭候着来自上苍的重要的旨意。 最后，神终于说话了：“你们要沿途多捡拾一些鹅卵石，把它们放在你们的马褡子里。明天晚上，你们会非常快乐，但也会非常懊悔，” 说完，神就消失了。牧民们感到非常失望，因为他们原本期盼神能够给他们带来无尽的财富和健康长寿，但没想到神却吩咐他们去做这件毫无意义的事。,但是不管怎样，那毕竟是神的旨意，他们虽然有些不满，但是他们仍旧各自捡拾了一些鹅卵石，放在他们的马褡子里。 就这样，他们又走了一天，当夜幕降临、他们开始安营
2、扎寨时，忽然发现他们昨天放进马褡子里的每一颗鹅卵石竟然都变成了钻石。他们高兴极了，同时也懊悔极了，后悔没有捡拾更多的鹅卵石。,绪论Introduction,药物化学的贡献 药物的概念与分类 药物化学的研究内容和任务 药物化学发展简史,一、药物化学的贡献 二、药物的概念与分类,（一）概念：药物是对疾病具有预防、治疗、诊断作用或用以调节机体生理功能的物质。,药物：通常是低相对分子质量（100500）的化学制品，可与生物体内的大分子靶点结合而产生相应的生物学效应。具有预防、诊断、治疗、调节机体功能的作用。 中华人民共和国药品管理法57条： 药物是用于预防、治疗、诊断人的疾病,有目的地调节人的生理机能
3、并规定有适应症、用法和用量的物质，包括中药材、中药饮片、中成药、化学原料药及其制剂、抗生素、生化药品、放射性药品、血清疫苗、血液制品和诊断药品等。,（二）分类 1、根据来源和性质分： 1）天然药物 2）微生物和生化药物 3）化学合成药物,a）无机矿物质 b）合成的有机化合物 c）从天然药物中提取的有效成分或单体 d）抗生素或半合成抗生素,阿司匹林,扑热息痛,2、根据作用机制和作用靶点分：,1）作用于酶的药物 2）作用于核酸、蛋白质的药物 3）作用于受体的药物 4）作用于离子通道的药物,目前上市的药物中作用于各种靶点的分布见下图：,药物的分类,按作用部位分类 作用于外周神经的药物 作用于中枢神经
4、的药物 按治疗疾病分类 化学治疗药 抗肿瘤药物 ,直接作用于疾病病因的药物，也称“真药”。大多数是化学疗法药物，用于治疗感染性疾病（抗细菌药、抗病毒药）和寄生虫病。其作用机制是具有选择性，也就是说对宿主无损害作用，只杀灭寄生的菌。,补充体内某些物质的不足。维生素缺乏症；糖尿病患者胰岛素不足，更年期雌性激素不足。,用于减轻或消除疾病的症状，如消除发热、疼痛和失眠等一般症状。如心血管系统疾病、神经性精神病、呼吸系统和消化系统疾病等。,按疾病的性质分类,世界卫生组织要求各成员国以“国际疾病分类指南第九改定版”中的分类方法对疾病进行分类，相应药物也就分成17 类。,循环系统疾病,消化系统疾病,呼吸系统
5、疾病,泌尿生殖系统疾病,感染症和寄生虫病,精神障碍,肌肉骨骼系统和连接组织疾病,血液和造血器官疾病,内分泌、营养、代谢疾病和免疫功能失调,是最有效也是最有用的分类方法，这种分类方法对前几种方法进行了折中，根据药物作用的体内系统将药物分成十四大类，每一大类又可以根据药物治疗的疾病等进行分类，最后再以化学结构进行分类。,解剖-治疗-化学分类法,基本药物的来源,vksi:nn.疫苗，痘苗adj.痘苗的，疫苗的,三、 药物化学的研究内容和任务,（一）药物化学的研究内容 Medicinal chemistry is a chemistry-based discipline ,also involving
6、 aspects of biological, medical and pharmaceutical sciences. It is concerned with the invention, discovery, design, identification and preparation of biologically active compounds, the study of their metabolism, the interpretation of their mode of action at the molecular level and the construction o
7、f structure-activity relationships. 国际纯化学和应用化学联合会,“药物化学”是一门发现与发明新药、合成化学药物、阐明药物化学性质、研究药物分子与机体细胞（生物大分子）之间相互作用规律的综合性学科，是药学领域中重要的带头学科。 -彭司勋 药物化学进展 药物化学 is now called Medicinal Chemistry, very seldom called Pharmaceutical Chemistry。,药物化学的研究内容,化学结构特征、理化性质、稳定性； 体内生物效应、毒副作用； 体内生物转化（吸收、转运、分布和代谢）； SAR and QSA
8、R 作用靶点以及与靶点的结合方式； 药物合成方法； 研究药物分子与机体（生物大分子）之间相互作用规律； 新化学实体(New Chemical Entities, NCE)的创制。,药物化学的研究内容: 1) SAR and QSAR 2)化学结构与理化性质的关系 3)药物与受体(酶,核酸)的相互作用 4)药物的代谢(药物的吸收，转运，分布和代谢) 5)新化学实体(New Chemical Entities, NCE)的创制。,特点： 综合性、 边缘性、 交叉性， 专业基础课。,化学科学是阐明药物内在本质的科学，生命科学（包括解剖学、生理学、生物学、药理学、细胞学、遗传学、免疫学等）是解释药物作
9、用的理论及临床应用基础的科学。 药物化学就成为连接化学与生命科学，并使其融合为一体的交叉学科。,交叉学科,“药物化学” 成为连接化学与生命科学使其融合为一体的交叉学科。化学研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学；是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。阐明药物的内在本质; 生命科学解释药物作用理论及临床应用基础。,药物化学,生命科学,化 学,解剖学 anatomy 细胞学 cytology 生物学 biology 遗传学 genetics 生理学 physiology 免疫学 immunology 药理学pharmacology 分子生物学 molecular biology
10、,无机化学 有机化学,带头学科,是一门发明与发现新药、合成化学药物、阐明药物化学性质、研究药物分子与机体细胞（生物大分子）之间相互作用规律的综合性学科，是药学领域中重要的带头学科 。,朝阳学科,对新药的需求不断增加；新技术的发展使其内容不断充实；极具生气的朝阳学科。,药物化学是建立在多种化学学科和生物学科基础之上，设计、合成和研究用于预防、诊断和治疗疾病药物的一门学科。 药物化学这个领域已经成长为不仅包含了所有复杂合成和有机化学技术进展，也包含了众多生物科学主要进展的综合性学科。人类基因组图谱已经为药物化学家提供了大量新的生物靶点，有望用于更合理的药物设计（计算机辅助药物设计）。,与其他学科的
11、关系,2 药物化学的主要任务,探索新药开发的途径和方法，创制安全高效的新药； 为生产化学药物提供经济合理的方法和工艺； 为合理有效地应用现有化学药物提供理论基础；,2.1为有效利用现有药物提供理论基础,“临床药物化学”,研究药物的化学结构与理化性质的关系、药物的构效关系、药物稳定性；药物的使用保存、剂型的选择和制备；分析检验，近代分析（UV、IR、NMR、MS）都脱离不了化学结构与理化性质的规律；化学结构修饰（改造老药）,怎样发现一个安全有效的药物,2.2 为生产化学药物提供经济合理的方法和工艺,学习化学合成药物的生产工艺原理, 工艺路线的设计、选择、评价和革新，熟悉实验室研究方法和中试放大、
12、生产工艺规程、安全生产技术、相关的环境保护知识及典型药物的工艺研究来深入学习相关的知识。,“化学制药工艺学”,2.3 寻求优良新药,不断探索寻求新药的途径和方法,“新药设计”,创新药 （第一任务） 生产化学药物 （第二任务）,意外发现 筛选 药物设计,或(二).药物化学的任务,1)发现具有进一步研究、开发价值的先导化合物（lead compound），对其进行结构改造和优化，创造出疗效好、毒副作用小的新药。改造现有药物或有效化合物以期获得更有效、安全的药物。 （先导化合物：具有一定生理活性的化合物，可以作为结构改造的模型，从而获得预期药理作用的模型）,2)实现药物的产业化。 3)研究药物理化性
13、质、杂质来源、体内代谢、变化规律等，为制定质量标准、剂型设计和临床药学研究提供依据。合理应用药物。 总之，即提供出安全、有效的药物以促进医药工业发展、保障人民的健康。,最终目的：创制新药 Medicinal Chemistry,设计、发现和发明新药 世界用于临床的原料药品种约有4500余种，然而，一般认为仅有三分之一左右的疾病可以得到较满意的药物治疗； 肿瘤、心脑血管病、中枢神经系统疾病、病毒和严重感染、寄生虫病及计划生育药等，都还要进一步努力研制高效、毒副作用小的新药。,进行新药开发的原因和目的 1、现在有些病症我们还无法治愈，只能缓解。 2、减少毒副作用。 3、希望能够发现作用时间长的药物
14、。 4、增加药物的稳定性。 5、改善药物的吸收，提高生物利用度。 6、预防出现新的疾病。,药物化学发展的动力,探索、研究发现新的高效低毒的药物 新疾病的出现 现有药物耐药性的增加,19世纪，作为一门学科，统称为药物学,药物化学 天然药物化学 药理学 药剂学,药物化学的发展史就是药物研究和开发的历史,从药物学中独立出来,粗 盲目 经验性的实验,精 自觉 科学的合理药物设计,4.1药物化学的起源,4 药物化学的起源和发展,公元前16世纪- 埃伯斯伯比书 埃伯斯紙草文稿 (Ebers papyrus),癌症的治疗,哮喘的治疗,记述许多用于帮助治疗的咒文和祷文;包含众多的处方和配制方法。其中包括多种植
15、物药:鸦片,大麻,肉桂,芦荟,大蒜等植物药。,是最早记录有关医疗实践的书籍,分三个阶段： 发现阶段（discovery） 发展阶段（development） 设计阶段（design）,药物发展简史从植物提取物到基因技术的变迁。,4.1.1发现阶段,至少在治疗学及药理学研究体系形成和发展的几千年前，人类就开始使用药物。人们品尝存在于生活环境中的植物（例如中国古代的神农尝百草），其中产生令人有舒适感的植物或者有明确治疗效果的植物，就被用于作为药物使用。而产生毒性作用的植物则被用来打猎、战争或其他特别用途，但无论是药物还是毒物，都丰富了人类的文化。,初期的药物化学从天然药物中提炼有效成分,为药物化学
16、的形成提供了基础,1817年，从吐根中提得吐根碱; 1818年，从番木鳖中得到番木鳖碱; 1820年，从金鸡纳树皮中分离出奎宁;从秋水仙种子中分离出 秋水仙碱 1821年，从咖啡豆中得到咖啡因; 1832年，从鸦片中分离出那塞因与可待因; 1856年，从古柯树叶中得到古柯碱; 1871年，从山道年篙中得到山道年碱; 1885年，从麻黄中提取出麻黄素和伪麻素。,古柯碱 苯佐卡因 优卡因 普鲁卡因,1856年，从古柯树叶中得到古柯碱。 1865年，化学家洛逊(Lossen)将古柯碱完全水解，得到三种成分:爱康宁(托品环)、苯甲酸和甲醇。 1890年，化学家制得结构较为简单的对氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)，发现也有局麻作用，此药被称作麻因。 1897年，化学家哈里斯(Harris)合成了优卡因，这是一种带有托品环的芳香酸酯类衍生物，发现其麻醉作用优于古柯碱。 化学家艾因霍恩在
