手性药物的应用

关于手性药物的应用前言

手性（Chirality)是自然界的本质属性之一。含手性因素的的化学药物的对映体在人体内的药理活性、代谢过程及毒性存在显著的差异。当前手性药物的研究已成为国际新药研究的主要方向之一。第2页,共22页，2024年2月25日，星期天

手性药物（chiraldrug）：手性药物是指药物的分子结构中存在手性因素，而且由具有药理活性的手性化合物组成的药物，其中只含有效对映体或者以有效对映体为主。第3页,共22页，2024年2月25日，星期天研究必要性

1953年，联邦德国Chemie制药公司研究了一种名为“沙利度胺”的新药，该药对孕妇的妊娠呕吐疗效极佳，Chemie公司在1957年将该药以商品名“反应停”正式推向市场。两年以后，欧洲的医生开始发现，本地区畸形婴儿的出生率明显上升，此后又陆续发现12000多名因母亲服用反应停而导致的海豹婴儿！这一事件成为医学史上的一大悲剧。后来经过研究发现，反应停是一种手性药物，它的左旋体有镇静作用，但是右旋体对胚胎有很强的致畸作用。

很明显，研究手性药物对于科学研究以及人类健康有着重要意义。第4页,共22页，2024年2月25日，星期天图1反应停的结构式第5页,共22页，2024年2月25日，星期天不同的手性分子的作用关系：1、两种对映体一种有治疗药理活性，另一种产生毒副作用；2、两种对映体的药理活性可相互协同，具有互补作用；3、一个对映体具有显著的活性但其对映体活性很低或无活性；4、两种对映体有等同或相类似的药理活性，但作用强度有差异。第6页,共22页，2024年2月25日，星期天制取方法：

1、从天然产物中提取在某些生物体中含有具备生理活性的天然产物，可用适当的方法提取而得到手性化合物，某些手性药物是从动植物中提取的氨基酸、萜类化合物和生物碱。如:具有极强抗癌活性的紫杉醇最初是从紫杉树树皮中发现和提取的。第7页,共22页，2024年2月25日，星期天2、外消旋体拆分法通过拆分外消旋体在手性药物的获取方法中是最常用的方法。目前为止报道的拆分方法有机械拆分法、化学拆分法、微生物拆分法和晶种结晶法等。化学拆分法是最常用和最基本的有效方法，它首先将等量左旋和右旋体所组成的外消旋体与另一种纯的光学异构体(左旋体或者右旋体)作用生成两个理化性质有所不同的非对映体，然后利用其物理性质的溶解性不同，一种溶解另一种结晶，用过滤将其分开，再用结晶一重结晶手段将其提纯，然后去掉这种纯的光学异构体，就能得到纯的左旋体或右旋体。第8页,共22页，2024年2月25日，星期天3、生物合成生物催化的不对称合成是以微生物和酶作为催化剂、立体选择性控制合成手性化合物的方法。用酶作为催化剂是人们所熟悉的，它的高反应活性和高度的立体选择性一直是人们梦寐以求的目标。有机合成和精细化工行业越来越多地利用生物催化转化天然或非天然的底物，获得有用的中间体或产物。目前常用生物催化的有机合成反应主要有水解反应—酯化反应、还原反应和氧化反应等。自90年代以来己成功地用合成—内酞胺类抗生素母核、维生素C、L一肉毒碱、D一泛酸手性前体、体药物、旋氨基酸、前列腺素等。第9页,共22页，2024年2月25日，星期天4、化学合成通过不对称反应立体定向合成中一对映体是获得手性药物最直接的方法.主要有手性源法、手性助剂法、手性试剂法和不对称催化合成方法。5、手性源合成手性源合成是以天然手性物质为原料，经构型保持或构型转化等化学反应合成新的手性物质。在手性源合成中，所有的合成转变都必须是高度选择性的，通过这些反应最终将手性源分子转变成目标手性分子。碳水化合物、有机酸、氨基酸,菇类化合及生物碱是非常有用的手性合成起始原料，并可用于复杂分子的全合成中。第10页,共22页，2024年2月25日，星期天6、手性助剂法

手性助剂法利用手性辅助剂和底物作用生成手性中间体，经不对称反应后得到新的反应中间体，回收手性剂后得到目标手性分子。药物(S)一荼普生就是以酮类化合物为原料利用手性助剂—洒石酸酯来制备的。7、手性试剂法手性试剂和前手性底物作用生成光学活性产物。目前，手性试剂诱导已经成为化学方法诱导中最常用的方法之一。如：q—蒎烯获得的手性硼烷基化试剂已用于前列腺素中间体的制备。第11页,共22页，2024年2月25日，星期天8、催化不对称合成在不对称合成的诸多方法中，最理想的是催化不对称合成，它具有手性增殖、高对映选择性、经济，易于实现工业化的优点，其中的手性实体仅为催化量。手性实体可以是简单的化学催化剂或生物催化剂，选择一种好的手性催化剂可使手性增值10万倍。1990，年诺贝尔化学奖获得者哈佛大学Corey教授称不对称催化中的手性催化剂为“化学酶"。这是化学家从合成的角度将生物酶法化学化。即化学型的手性催化剂代替了生物酶的功能。2001年，诺贝尔化学奖授予在不对称催化技术领域作出杰出贡献的Navori等二位化学家。第12页,共22页，2024年2月25日，星期天9、不对称催化氢化反应不对称催化氢化反应是在手性催化剂作用下氢分子将含有碳碳、碳氮、碳氧双键的烯烃、亚胺和酮类等前手性底物加成转化为手性中心含氢的产物。如：治疗神经系统帕金森病的药物—左旋多巴，以及孟山都公司年销售额达10亿美元的高效消炎解热镇痛药(s)—荼普生。10、不对称催化氧化反应双键不对称催化氧化在手性药物生产中具有重要地位它包括不对称环氧化和不对称双羟基。1988年，Sharpless用手性配体金鸡纳碱与四氧化饿进行烯烃的不对称催化羟基化反应，现己成功用于抗癌药物紫杉醇边链的不对称合成。

第13页,共22页，2024年2月25日，星期天11、不对称催化环丙烷化反应光学活性的环丙烷类化合物具有重要的生物活性。工业上主要利用不对称环丙烷化反应合成除虫菊醋或生产拟除虫菊醋类农药，12、不对称催化羰基合成反应羰基合成可用来合成手性药物，如消炎镇痛解热新药布洛分。

另有不对称催化羰基还原反应和不对称双键转移反应合成等，目前均已用于工业生产之中。第14页,共22页，2024年2月25日，星期天目前的手性药物：

目前临床上常用的1850多种药物中有1045多种是手性药物，高达62%。像大家所熟知的紫杉醇、青蒿素、沙丁胺醇和萘普生都是手性药物。研究进展：抗艾滋病的手性药物合成方法学的研究取得了重要进展完成了具有自主知识产权的抗HIV新药的临床前研究。

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建立了几种手性配体及金属催化剂的负载化新方法以及“均相催化一液／液两相分离”催化剂分离回收新方法，发展了以水和聚乙二醇为反应介质的环境友好的不对称反应，将负载手性催化剂应用于羰基还原反应及抗抑郁症的手性药物的合成。

对苯环壬酯和戊乙奎醚光学异构体的合成进行了较系统的研究，建立了M受体各亚型特异性评价和筛选模型，研究了各个光学异构体的药理活性和毒性。发现了两个目标药物的活性异构体，为进一步开发这类药物打下了基础。第16页,共22页，2024年2月25日，星期天

目前，国内使用手性制药技术推动产品升级的制药企业主要有恒瑞医药、华邦制药和现代制药，由于其拥有优势突出的技术，因而产品面临着极其广阏的市场前景，对公司业绩本身也具有强大的支撑力量。第17页,共22页，2024年2月25日，星期天前景：

手性药物不仅疗效好（有的手性药物疗效是原来消旋药物的几倍甚至几十倍），而且副作用较小。在药品安全备受重视的今天，手性药物颇受市场欢迎。另外，与创制新药相比，开发手性药物风险小、周期短、耗资少、成果大，许多国家投入巨资开发手性药物，一系列从消旋药物研发出来的手性药物不断问世。第18页,共22页，2024年2月25日，星期天

随着手性技术的不断改进，单一对映体手性药物已在治疗心血管病、肿瘤、神经系统疾病等方面得到广泛应用。专家分析，在手性药物化学品中，市场最需要、有可能会较快研发出来的药物包括红细胞生成素生血剂、干扰素和单克隆抗体、抗癌药、长效抗组胺药、神经氨酸酶抑制抗病毒药物、非苯异丙胺厌食剂、恶唑烷酮抗菌素、D－苯丙氨酸和噻唑烷二酮抗糖尿病制剂等。第19页,共22页，2024年2月25日，星期天

多数治疗药物种类将为手性化学品提供有利的增长机会。实际上，专利药品生产厂家将越来越多地转到旋光纯化合物，预计在以后的5年期间，市场上超过半数的新药将会含有旋光纯活性成分。而且，药品生产厂家将会扩大手性化学品的使用，对现有的产品加强专利保护，开发具有安全、有效和方便优势的新治疗剂。如此一来，5年后，手性化学品占总药物化学品需求的比例将从62％上升到70％左右。第20页,共22页，2024年2月25日，星期天ClicktoaddtitleinhereCli