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1、药物与杂环化合物,药物与药物研究简介 药物中的杂环化合物举例 杂环化合物的合成,一、药物与药物研究简介,1、药物的定义与分类 药物是指对失调的机体呈现有益作用的化学物质 从功能上，药物可以分为： 预防药、治疗药、诊断药、保健药,预防、治疗和诊断,一、药物与药物研究简介,1、药物的定义与分类 从来源上，药物可以分为： 无机药物矿物药 天然药物植物药、动物药（中药） 维生物代谢产物（抗生素） 生化药物（如血液、干扰素） 基因药物 合成药物化学药物（西药）,一、药物与药物研究简介,1、药物的定义与分类 针对人体各主要系统疾病，有人将药物分为： 中枢神经系统药物 外周神经系统药物 循环系统药物 消化系
2、统药物 其它,一、药物与药物研究简介,1、药物的定义与分类 针对人体各主要系统疾病，有人将药物分为： 中枢神经系统药物 外周神经系统药物 循环系统药物 消化系统药物 其它,一、药物与药物研究简介,1、药物的定义与分类 针对人体各主要系统疾病，有人将药物分为： 中枢神经系统药物 外周神经系统药物 循环系统药物 消化系统药物 其它,一、药物与药物研究简介,1、药物的定义与分类 针对人体各主要系统疾病，有人将药物分为： 中枢神经系统药物 外周神经系统药物 循环系统药物 消化系统药物 其它,解热镇痛药 非甾体抗炎药 抗肿瘤药 抗生素 抗真菌药 抗病毒药 激素药物 维生素,一、药物与药物研究简介,2、药
3、物与生物信息系统 生命体三大要素（对应人体解剖各系统） 物质代谢：消化系统、泌尿系统、循环系统 能量代谢：呼吸系统、运动系统与皮肤 信息系统：神经系统、内分泌系统、免疫系统 信息系统起协调物质和能量代谢有序进行的作用 同时，信息系统的运转又以物质和能量代谢为基础 整个生命体组成一个协调的整体,一、药物与药物研究简介,2、药物与生物信息系统 疾病是生命体功能出现紊乱的表现 疾病状态下生物信息系统功能表现异常 药物治疗的目的旨在调节失去平衡的机体，使之恢复正常，因此药物也是对生物信息系统的一种干预 纠正信息系统的障碍环节是治疗的靶标,一、药物与药物研究简介,2、药物与生物信息系统 信息指将体内固有
4、的遗传因素和环境变化因素传递到功能调整系统的消息或指令 信息系统由信号和信号转导两个部分组成 信号传递信息的载体，小分子或大分子化学物质或物理物质 信号的接受与转导经过不同信号分子转换，将信号传递到下游或效应部位 生物信息的特征灵活、灵敏、准确、复杂,一、药物与药物研究简介,2、药物与生物信息系统 信息系统的两种典型的作用方式： 信号受体效应 信号传导效应 依据药物与生物信息系统的作用，药物又分为： （1）影响信号分子的药物 （2）影响信号接受系统（受体）的药物 （3）影响细胞内信号转导系统的药物,一、药物与药物研究简介,2、药物与生物信息系统 药物对体内信息系统作用的两面性 既有纠正异常信息
5、的一面 又有诱发新的异常信息的一面 需要我们对药物不良反应，作更深入细致的观察，并采取相应手段提高治疗作用，降低不良反应,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 化学构建和表征药物分子的主要手段 生物学 药物化学 药理学 毒理学和药代动力学 生物化学和微生物学 计算机科学与信息科学,分子生物学发现与疾病相关的基因及其表达产物 结构生物学研究生物活性大分子的结构与功能,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 化学构建和表征药物分子的主要手段 生物学 药物化学 药理学 毒理学和药代动力学 生物化学和微生物学 计算机科学与信息科学,对于已知药物讨论它们的制备方法、分析确证、质
6、量控制、结构变换以及构效关系 从化学角度设计和创制新药在研究揭示药物的作用机理和作用方式基础上,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 化学构建和表征药物分子的主要手段 生物学 药物化学 药理学 毒理学和药代动力学 生物化学和微生物学 计算机科学与信息科学,分子药理学：揭示药物产生效应的微观过程 细胞药理学：细胞水平上提示药物的作用 系统药理学：研究药物对整体系统的作用 临床药理学：研究新药对于正常人和患者的疗效和不良反应,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 化学构建和表征药物分子的主要手段 生物学 药物化学 药理学 毒理学和药代动力学 生物化学和微生物学 计算机科
7、学与信息科学,评价药物安全性 了解药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 化学构建和表征药物分子的主要手段 生物学 药物化学 药理学 毒理学和药代动力学 生物化学和微生物学 计算机科学与信息科学,蛋白质化学、核酸化学、酶动力学和物质代谢是研究药物与蛋白质、核酸等受体作用的基础 微生物产笺次级代谢产物是药物的重要来源之一,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 化学构建和表征药物分子的主要手段 生物学 药物化学 药理学 毒理学和药代动力学 生物化学和微生物学 计算机科学与信息科学,计算机辅助药物研究 数据处理、药物和化学信息计算软件
8、、数据库的构建和检索、虚拟筛选等对于药物的分子设计产生了巨大的推动力 网络使全球形成了软件工具和信息资源共享,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 现代药物研究特点： 以受体作为药物的作用靶点 以酶作为药物的作用靶点 以离子通道作为药物作用的靶点 以核酸作为药物的作用靶点,一、药物与药物研究简介,3、药物研究的相关学科简介 推荐书目： 药物化学，郑虎主编，供药学类专业用，第四版，人民卫生出版社，2000年 药物化学总论，郭宗儒编著，研究生教学用书，第二版，中国医药科技出版社，2003年 药理学前沿信号、蛋白因子、基因与现代药理，魏尔清主编，科学出版社，2001年,二、药物中的杂环
9、化合物举例,二、药物中的杂环化合物举例,青霉素的通式,青霉素G,青霉素X,青霉素K,青霉素V,青霉素N,R,二、药物中的杂环化合物举例,奈夫西林 对酸稳定,氯唑西林 血药浓度较高,双氯西林 血药浓度较高,氟氯西林 肠道吸收较好,R=,二、药物中的杂环化合物举例,常用喹诺酮类抗菌剂,吡哌酸,环丙沙星,二、药物中的杂环化合物举例,唑类抗真菌药,克霉唑,昔康唑,三、杂环化合物的合成,杂环化合物的重要性不仅仅体现在药物中的应用 据统计，在现今已知的有机化合物中，杂环化合物的数量，占总数的65%以上 具有广泛的应用价值,三、杂环化合物的合成,生物模拟材料 通过对于糜蛋白酶中羟基与咪唑基等多功能基团协同作
10、用的研究，人们合成了相应的模拟酶，其活性比天然糜蛋白酶的活性高10倍。,三、杂环化合物的合成,有机导体和超导材料 已经发现的有机导体中，绝大多数都是杂环化合物 第一个有机导体是四硫代富瓦硒 第不念旧恶有机超导材料是四硒化合物,三、杂环化合物的合成,储能材料 通过某些杂环化合物的扩环和缩环反应，将太阳能储存起来，是近代发现的杂环化合物的一个重要新用途。 例：吡唑衍生物在光照下发生缩环反应，生成环丙烷取代的重氮化合物，后者可储能832 J/g,三、杂环化合物的合成,工程高分子材料 最早的杂环高聚物：聚酰亚胺 多种杂环高分子材料具有优良的耐高温、耐酸碱、耐氟化物和电绝缘性能,三、杂环化合物的合成,推
11、荐参考书目： 1、邢其毅等，基础有机化学，高等教育出版社 2、花文廷编著，杂环化学，北京大学出版社 3、荣国斌译，有机人名反应及机理，华东理工大学出版社，2003年 4、Thomas L. Gilchrist, Heterocyclic Chemistry, 3rd, Addison Weeley Longman, 1997,五元杂环化合物的合成,吡咯和呋喃的一般合成方法 2+3型环合反应 可以有三种方式，但共同之处在于：采用含有杂原子的取代基和活泼的羰基化合物反应。,五元杂环化合物的合成,吡咯和呋喃的一般合成方法 2+3型环合反应 Knorr反应：-氨基酮和含活泼亚甲基的羰基化合物的缩合反应
12、,五元杂环化合物的合成,吡咯和呋喃的一般合成方法 2+3型环合反应 Knorr反应实例：具有-氨基酸结构,五元杂环化合物的合成,吡咯和呋喃的一般合成方法 2+3型环合反应 -卤代酮（或醛）与-羰基酯的缩合反应,五元杂环化合物的合成,吡咯和呋喃的一般合成方法 2+3型环合反应 -羟基酮（或氨基酮）与炔二酸酯缩合,五元杂环化合物的合成,吡咯和呋喃的一般合成方法 1+4型环合反应 1,4-二羰基化合物与氨、碳酸铵、烷基伯胺、芳胺、杂胺、杂环取代伯胺、肼、取代肼和氨基酸等发生关环得相应的吡咯和取代吡咯。,六元杂环化合物的合成,吡啶及其衍生物的合成方法 工业方法 乙炔和氨反应,用丁烯酸、甲醛、水蒸汽和氨一起在SiO2、Al2O3催化下，400条件下反应得到,六元杂环化合物的合成,吡啶及其衍生物的合成方法 Hantzsch反应及其类似合成法 两分子的-酮酸酯与一分子的氨进行了缩合，得到二氢吡啶，还经氧化脱氢，得到对称的产物,心痛定,
