第一章_药物合成设计
高三化学药物化学与药物设计
高三化学药物化学与药物设计高三化学中的一门重要课程是药物化学与药物设计。
药物化学是研究药物的合成、性质和构效关系的学科,而药物设计则是通过分析药物靶标和有毒副作用,设计出更加有效和安全的药物分子。
本文将从药物化学和药物设计两个方面进行论述。
一、药物化学药物化学是指研究药物的化学性质、化学合成方法、分离与纯化方法等的学科。
药物化学家通过合理设计和合成药物分子,探索药物在人体内的作用机理。
1. 药物的合成方法在药物化学中,药物的合成方法是关键步骤之一。
合成药物的方法有多种,主要包括有机合成、生物合成、半合成等。
有机合成是指通过有机化学反应合成药物分子,利用合成方法可以控制药物分子的立体构型和活性。
生物合成则是通过生物体的代谢途径来得到药物分子,例如某些真菌可以产生抗生素。
半合成是指在已有天然产物的基础上进行部分结构的改造和修饰,从而得到更高活性的药物。
2. 药物的性质研究药物的性质研究是药物化学的重要内容之一。
药物的性质包括物理性质、化学性质和生物性质等。
物理性质研究主要包括药物的溶解度、稳定性、晶体结构等,这些性质直接影响药物的质量和稳定性。
化学性质研究则关注药物在不同环境下的化学反应,以及与其他物质的相互作用。
生物性质研究主要包括药物的吸收、分布、代谢和排泄等,这对于评价药物的疗效和安全性非常重要。
二、药物设计药物设计是在药物分子的结构基础上,通过计算机辅助设计和分子模拟预测药物的活性和毒副作用,以及寻找合适的药物靶点。
药物设计可以加快药物研发进程,降低药物研发成本,提高药物的疗效和安全性。
1. 药物靶标和作用机制在药物设计中,药物靶标是药物与之相互作用的分子。
药物靶标可以是蛋白质、酶、受体等。
药物与其靶标之间的相互作用决定了药物的效果和选择性。
因此,了解药物靶标的结构和功能,对药物设计至关重要。
此外,药物设计还需要深入研究药物的作用机制,以便更好地设计出具有特定作用的药物。
2. 分子模拟和计算机辅助设计分子模拟和计算机辅助设计是药物设计中常用的方法之一。
药物合成路线
药物合成路线药物合成一直是药学领域中的重要研究内容之一。
通过研究药物的合成路线,可以为药物研发提供技术指导,提高合成效率和药物的质量。
本文将介绍药物合成路线的基本概念、步骤和相关实例。
一、药物合成路线的基本概念药物合成路线是指从原料药到最终产品的合成过程中,所涉及的一系列化学反应步骤和条件的总和。
它是药物合成过程的基础,对于合成药物的产率、纯度和安全性具有重要影响。
药物合成路线的设计需要充分考虑反应的可行性、操作的安全性以及原材料的供应情况等因素。
二、药物合成路线的步骤药物合成路线通常包含以下几个主要步骤:1. 原料选择:根据所需药物的活性和结构特点,选择适合的原料进行进一步的合成。
原料的选择直接影响到后续反应的进行和产物的质量。
2. 反应设计:根据所需合成的目标物质,设计反应步骤和条件。
反应设计需要考虑反应的选择性、产率、安全性以及实验室条件下的可行性。
3. 纯化和分离:合成反应后,通过纯化和分离步骤,将目标物质从反应混合物中分离出来。
这包括溶剂提取、结晶、渗透、萃取等操作,以获得纯度较高的产物。
4. 结构鉴定和分析:对所得产物进行结构鉴定和分析,确认其纯度和化学结构。
常用的鉴定手段包括质谱、核磁共振等。
5. 工艺优化:在合成路线中,根据实验结果和实际生产需求,对反应条件和步骤进行优化,提高产率和减少副反应产物的生成。
三、药物合成路线的实例以下是一种常见药物的合成路线示例,以展示药物合成路线的具体应用:某药物合成路线示例:步骤1:底物A和底物B进行反应,通过催化剂C催化得到中间体D。
步骤2:中间体D与底物E发生环化反应,生成中间体F。
步骤3:中间体F经过氧化反应,生成目标产物G。
步骤4:目标产物G经过结晶和纯化步骤,得到纯度较高的药物H。
这只是一个简单示例,实际的药物合成路线要更加复杂和多步骤。
在实际应用中,药物合成路线的设计需要充分考虑反应的可行性、操作的安全性以及合成成本等因素,并结合实验结果进行优化。
第一章 合成设计原理(white)讲解
有机合成设计(第一章)
17
2.确定实用的路线
将按上法推出的各种可能的路线,进行比较和试用。若客观条 件不便实施,则应当放弃,再重新另推,直到得以切实可行的 实用路线为止。
第二步,合成(synthesis) 加上具体条件,以制订〔书写)切实可行的合成路线。
1. 确定反应的具体条件
完成各步反应的具体条件,如,酸、碱环境,溶剂,温度, 压力,光照或加催化剂,反应时间等等。选择的反应条件,要 尽量避免高温、高压、超低温、有毒或昂贵的试剂和溶剂。
1. 容易得到
有机合成设计(第一章)
14
如:某工厂欲上一个新产品,请求设计一条合成路线。
若所用原料需要从边远省份收购,或需从国外进口,就很难组 织生产。而且,即使原料组织过来,成本也会很高,造成产品价 格可能很高,对外销售就无竞争力。所以,就条路线本身而言, 再简单也不能被采用。
若设计出来的合成路线,原料能就地取材,就可大大节省运 费和很多环节的费用,从而降低了成本,其产品就可能有竞争 力。就是路线稍长几步,也是可取的。
又如,Willstatter路线合成颠茄酮:
有机合成设计(第一章)
10
3、骨架变而官能团不变 如,用重氮甲烷与羰基的反应,可进行环的扩环反应
也可以:
有机合成设计(第一章)
11
4、骨架与官能团均变
在复杂分子的合成中,常常用到这样的方法技巧,在变化碳骨 架的同时,把官能团也变化成所需要者。如: Robinsen路线合 成颠茄酮:
将四条路线,可汇集起来,组成一个“合成树”。
有机合成设计(第一章)
24
合成树
合成树: 将TM所有可能的合成路线连同所得的中间体汇成图,
即为合成树。
制药工艺学第一章
制药工艺学的任务是研究药物制造过程中的基本原理、方法和技术,优化生产 工艺,提高药物质量,降低生产成本,为药物研发、生产和应用提供科学依据。
制药工艺学发展历史及现状
发展历史
制药工艺学起源于古代医药实践,随着化学、生物学、工程 学等学科的发展,逐渐形成了独立的学科体系。现代制药工 艺学经历了从经验到科学、从手工到自动化的发展历程。
制药工艺学第一章
目录
• 绪论 • 药物合成路线设计与优化 • 化学反应原理及其在制药工艺中应用 • 原料药生产工艺流程及质量控制 • 制剂生产工艺流程及质量控制 • 现代制药工艺发展趋势与挑战
01 绪论
制药工艺学定义与任务
制药工艺学定义
制药工艺学是研究药物制造过程及其相关技术的科学,涉及药物原料的提取、 合成、纯化、制剂、质量控制等方面。
原料药的定义与分类
原料药是指用于生产各类制剂的原料药物,包 括化学合成原料药、天然药物原料药等。
生产工艺流程简介
原料药的生产通常包括原料准备、化学反应、 分离纯化、干燥、包装等步骤。
工艺流程中的关键操作单元
包括反应釜、分离设备、干燥设备、包装设备等。
原料药生产关键质量控制点识别与监控
关键质量控制点的定义
可行性原则
合成路线应符合化学反应原理和实验 条件,确保反应的可行性和可重复性。
选择性原则
针对目标化合物的结构和性质,选择 合适的反应类型和条件,提高目标产 物的选择性和纯度。
经济性原则
考虑原料、试剂、溶剂等的成本和来 源,选择经济合理的合成路线。
药物合成路线优化方法与技术
反应条件优化
通过调整反应温度、压力、时间、浓度等条 件,提高反应速率和产率。
化学药物合成路线
功能基的活化
四、追溯求源法(逆合成分析法)
从药物分子的最终化学结构出发, 将其化学合成过程一步一步逆向推 导进行寻源的思考方法称为追溯求 源法,又称倒推法或逆合成分析 (Retrosynthesis analysis)。
四、追溯求源法(逆合成分析法)
(1)一般在目标分子中有官能团的 地方进行切断;(2)在有支链的地 方进行切断;(3)切断后得到的“合 成子”应该是合理的(包括电荷合 理);(4)一个好的切断同时也要 满足:a. 有合适的反应机理,b. 最大 可能的简化,c. 能给出认可的原料。
功能基的定位
H C O
NHCOCHCl2
C H
CH2 O
HNO3,H2O
C H3C 26 CH3
O2N
H NHCOCHCl2
C
C H
CH2ONO2
ONO2
O2N
27
H NHCOCHCl2
CC H
CH2OH
OH
28:氯霉素
4
三、逐步综合法
(二)功能基的生成、保护与转化
功能基的活化
在化合物分子中引入一个基团,它能使化合物 活性大大增加,使反应得以进行或反应速度加 快、收率提高,并在反应之后能被设法除去, 这种基团被称为活化基团。
对于有明显类型结构特点以及官能团特点的化合物,可以 采用此法进行设计。
二、分子对称法
一、类型反应法
二、分子对称法
生物碱鹰爪豆碱(sparteine,16)的合成
2
二、分子对称法
抗麻风病药物克风敏(Clofazimine, 17)
三、逐步综合法
基本骨架的构成
功能基的生成、 保护与转化
理想的 工艺路线
化学制药复习材料(期中考)
《化学制药工艺学》期中考复习材料(仅供参考)(水平有限,答案如有不妥之处,请自行更正)绪论1.设计一个药物的合成工艺路线时,应考虑的因素。
(课本p.3第3段)答: 应考虑这些反应是否能行得通且化学合成途径简洁,原材料是否容易得到,操作方法是否符合实际生产,产品质量是否有保障,成本和安全问题是否合理,对环境是否有负面影响。
第一章化学药物合成路线的设计方法1.设计方法:1)类型反应法:是指利用常见的典型有机化学反应与合成方法进行药物合成设计的思考方法。
对于有明显类型结构持点以及官能团特点的化合物,可以采用此法进行设计。
2)分子对称法:有许多具有分子对称性的药物可以在同一步反应中,用分子中相同的两个部分进行合成.3)逐步综合法:基本骨架的构成和功能基的生成、保护与转化4)追溯求源法2.邻位效应的概念及其在药物合成中的作用。
(课本P.11)答:邻位效应,指苯环内相邻取代基之间的相互作用,使基团的活性和分子的物理化学性能发生显著变化,邻位反应较其他位置困难的一种效应。
在药物合成路线设计中可以利用此效应,以减少邻位体的生产而获得高比例的对位体。
3.使基团活化的途径。
(课本p.12)1)分子中引入供电子基团,使其中的某些基团易发生亲电取代反应;2)在a-碳上引入吸电子基,以提高a-碳上氢的反应活性3)采取增强分子中反应中心碳原子的正电性或增强亲核试剂负电性的活化方法,提高亲和取代反应的速率和收率;4)加入催化剂;改变反应条件。
4.利用追溯求源法(即逆合成分析法)设计药物合成路线时,药物分子中结合点“切断”的基本要点。
(课本P.14)。
答:基本要点:1)一般在目标分子中有官能团的地方进行切断;2)在有支链的地方进行切断3)切断后得到的“合成子”应该是合理的;4)一个好的切断同时也要满足有合适的反应机理、最大可能的简化、能给出认可的原料。
第二章炭-氮键的合成1.卤代烃和氨或胺的反应:此法不适用伯胺的合成。
不过这个方法不适用于脂肪族仲胺的合成,脂肪族仲胺一般都是用酰胺还原胺化的方法制备。
制药工程工艺设计第一章制药工程设计的基本程序
生产管理
GMP要求制药企业的厂房与设 施必须满足生产需求,并且布 局合理、易于清洁和维护。同 时,要考虑到防止交叉污染和 混淆的措施。
制药设备必须符合生产工艺要 求,易于清洗和消毒,并且要 有明确的操作和维护规程。
GMP对物料和产品的管理有严 格要求,包括采购、验收、储 存、发放和使用等方面。制药 企业必须建立完善的物料和产 品管理制度,确保产品质量。
制药工程工艺设计第一章制药工程 设计的基本程序
目 录
• 制药工程设计概述 • 制药工程设计的基本程序 • 制药工程设计的核心内容 • 制药工程设计中的关键技术问题 • 制药工程设计中的法规与标准 • 制药工程设计案例分析
01 制药工程设计概述
制药工程设计的定义与重要性
定义
制药工程设计是应用科学技术和工程 原理,对药品生产过程进行全面规划、 设计和优化的过程。
GMP要求制药企业建立完善的 生产管理体系,包括生产计划 、工艺规程、批生产记录、质 量控制等方面。同时,要对生 产过程中的关键环节进行严格 监控。
相关法规对制药工程设计的影响
药品管理法
药品管理法规定了药品研制、生产 、流通和使用等方面的基本要求和 管理制度。制药工程设计必须遵守 药品管理法的相关规定,确保生产 的药品安全、有效、质量可控。
保证药品质量和安全
通过合理的设计,确保生产环境、工 艺流程、设备选型等满足药品质量和 安全要求。
提高生产效率
优化工艺流程和设备布局,降低能耗 和物耗,提高生产效率。
促进技术创新
推动制药行业的技术进步和创新,提 升行业整体竞争力。
制药工程设计的目标与任务
目标 实现药品生产的规模化、自动化和智能化。
确保生产过程的可控性和可追溯性。
药物合成反应》课程教学大纲
药物合成反应》课程教学大纲《药物合成反应》课程教学大纲一、课程简介《药物合成反应》是一门专业核心课程,旨在培养学生掌握药物合成的基本理论和实践技能,为从事药物研究和开发打下坚实的基础。
本课程涵盖了有机合成反应、药物合成工艺和实验室实践操作等方面的内容,通过课堂教学、实验操作和案例分析等多种方式,使学生全面了解和掌握药物合成的反应机理、合成路线、实验技巧以及实际应用。
二、课程目标通过本课程的学习,学生将能够:1、掌握药物合成的基本理论、反应机理和合成路线设计原则;2、熟悉常见有机合成反应的类型、条件和产物结构特征;3、了解药物合成工艺流程、实验室实践操作和安全注意事项;4、具有独立进行药物合成实验的能力,能够分析和解决实验中出现的问题;5、了解药物研发的过程、最新进展和应用前景。
三、教学内容与课时分配第一章药物合成基本理论(8学时)1.1 药物合成的定义、发展历程和重要性; 1.2 药物合成的基本步骤和策略; 1.3 合成路线的评价与优化。
第二章常见有机合成反应(12学时)2.1 烷基化反应; 2.2 酰化反应; 2.3 羟基化反应; 2.4 磺化反应; 2.5 甲基化反应; 2.6 重排反应; 2.7 其他常见有机合成反应。
第三章药物合成工艺(8学时)3.1 药物合成工艺流程; 3.2 实验室实践操作规范; 3.3 合成工艺优化与成本控制。
第四章药物研发概述与最新进展(4学时)4.1 药物研发的基本过程; 4.2 药物研发的最新进展; 4.3 药物研发的应用前景。
四、教学方法1、采用多媒体教学,制作丰富的课件和视频素材,提高教学效果;2、通过案例分析,使学生了解实际生产中的问题与解决方案;3、开展实验室实践操作,加强学生的动手能力和实践技能;4、通过课堂讨论、小组作业等形式,促进学生的团队协作和交流能力。
五、考核方式1、课堂提问与回答(10%);2、作业与小组讨论(20%);3、期末考试(70%)。
药物合成反应第一章卤化反应[1]
• N-溴(氯)代乙酰胺
•
N-溴(氯)代丁二酰亚胺
药物合成反应第一章卤化反应[1]
•4. 定位:遵循马氏规则
药物合成反应第一章卤化反应[1]
•(β- 溴醇)
•(α-溴酮) •注:一个从烯烃制备α-溴酮的很好方法!
药物合成反应第一章卤化反应[1]
•例:
药物合成反应第一章卤化反应[1]
•五、卤化氢与烯烃的加成
药物合成反应第一章卤化反应[1]
பைடு நூலகம் 四、N-卤代酰胺与烯烃的加成
1. 是制备β -卤醇的又一重要方法。
2.
反应历程与次卤酸(酯)与烯烃的亲电加成类似。
3. 2. 特点:
4. 卤正离子由质子化的N-卤代酰胺提供,
5.
— OH等负离子来自反应溶剂(H2O、ROH、DMSO、
DMF)。
6. 3. 四种常用的N-卤代酰胺:
•推电子基:
•如 HO—
• RO—
• CH3CONH— • C6H5— • R—
•吸电子基:
•如 —NO2 • —CN • —COOH • —COOR • —SO3H • —X
药物合成反应第一章卤化反应[1]
•b. 卤素活泼性 • Cl正离子的亲电性比Br正离子强,所以,氯与烯烃 的加成反应的速度比溴快,但选择性比溴差。
•2. 溴化氢对烯烃的自由基加成历程
•反应的定位:反马氏规则 • 碳自由基的稳定性顺序:叔R3C· > 仲R2HC· > 伯RH2C· • 碳自由基可与苯环、烯键、烃基发生共轭或超共轭效应 •而得到稳定,故溴倾向于加在含氢较多的烯烃碳原子上。
药物合成反应第一章卤化反应[1]
•注:只有溴化氢才能和烯烃发生自由基型亲 电加成反应!
颜范勇-第一章药物工艺路线的设计和选择
天津工业大学-制药工程专业-颜范勇
• 一般情况下,一个化学合成药物往往可有 多种合成途径。
• 药物工艺路线—具有工业生产价值的合成 途径,称为药物的工艺路线或技术路线。
• 药物生产工艺路线是药物生产技术的基础 和依据。它的技术先进性和经济合理性, 是衡量生产技术高低的尺度。
• 当新药在临床实验中显示出优异的疗效 和优良的性质后,开始加紧生产研究, 确定生产规模,确定工业化生产路线
天津工业大学-制药工程专业-颜范勇
天津工业大学-制药工程专业-颜范勇
• 药物合成工艺路线设计 • 主要内容:根据已知的化学合成理论与
方法,设计已知化学结构的药物结构的 药物(或潜药)的合成工艺。 • 以下场合需要设计药物的合成路线: • ①天然药物活性物质的全合成、半合成 或化学修饰; • ②通过其它途径(比如计算机模拟) 获得 的潜药的合成与化学修饰; • ③出于某种需要的合成与化学修饰 (原 料变化或提高质量等)对旧工艺进行的革 新与改进。
姜黄素(Curcumin)
O+O
B2O3
+
OO
乙酰丙酮
OO
B OO
香兰醛
+
CH3O
HO
CHO
BO2-
(BuO)2B 73%
Claisen-Schmidt反应
MeO HO
天津工业大学-制药工程专业-颜范勇
OMe OH
3.追溯求源法
• 追溯求源法—从药物分子的化学结构出 发,将其化学合成过程一步一步地逆向 推导进行追溯寻源的方法,也称倒推法。 首先从药物合成的最后一个结合点考虑 它的前驱物质是什么和用什么反应得到, 如此继续追溯求源直到最后是可能的化 工原料、中间体和其它易得的天然化合 物为止。
药物化学第一章 .绪论 PPT课件
• Claisen酯缩合
• 酯中的α氢与另一分子酯 缩合
• Hofmann降解
• 未取代酰胺分子中失去 一个羰基
• Leuckart反应
• 醛、酮与甲酸铵生成第 一胺
2019/9/2
第一章 绪论
3
• 科学精神 • 进度----进度表(导读) • 多交流 • 实验
2019/9/2
第一章 绪论
4
专业英语
2019/9/2
第一章 绪论
13
一.药物化学的研究内容和任务
★1. 药物化学的研究内容:
化学药物的结构、理化性质、制备方法、 转运代谢、化学结构与药效关系、药物作用 的化学机理以及寻找新药的途径和方法等。
2019/9/2
第一章 绪论
14
Medicinal chemistry
• 药物合成(synthesis of drugs) • 分离纯化(isolation and purification) • 结构确证(identification of structure) • 命名(nomenclature) • 理化性质(physicochemical properties) • 质量控制(control of quality)
2019/9/2
第一章 绪论
22
药物化学的研究内容:
化学药物 结构明确
化合物
系统 命名
化学 性质
体内 代谢
化学 结构
化学 制备
构效
新药
2019/9/2
关系
第一章 绪论
设计
23
★2.药物化学的任务
2.1 在药物研究中的任务
提供新结构的化学药物,即:
设计 合成 理化性质测定等
药物合成反应(第三版)
O CH3 Br2 O
酸碱催化的定位问题
Br CH3
O CH3 SO2Cl2
O Cl CH3
Br2/NaOH
(CH3)3CCOCH3
(CH3)3CCOCBr3
(CH3)3CCOOH
HCBr3
71%-74%
O H3C C CH2CH3
Br2
O H3C C CHCH3 Br
第三节 羰基化合物的卤代反应
R1 R3 R1 OH R3 R4 R1 OH R3
C
R2
C
R4
C
R2 Cl--OH Br--OH
R
C
X R2
C
CX R4X-OH来自HClO实例HBrO
R
R OH Cl
HOCl
+
Cl
OH
Ar-CH CH2
HClO水 中
收率较低 OH -
C OCl
(有 机 溶 剂 中 )
AcOH
Ar-CH-CH2 70%
三、不饱和烃和次卤酸(酯),N-卤代酰胺的反应
NBS
英文名称:N-Bromosuccinimide 别名:N-溴代琥珀酰亚胺。 结构式: NCS NBA NCA
HO Br
NBA/dioxane H2O/HClO4
Br
O
O
O
P h -C H = C H 2
NBA
DMSO
P h -C H - C H 2 OH Br
第一节 不饱和烃的卤加成反应
• 加卤素
C C X2 C X C X
概述
X2=Cl2, Br2
• 加卤化氢
C C HX C H C X HX=HCl, HBr, HI
药物合成技术ppt课件
创新性: 化合物的创新、合成路线创新
反应设计创新、工艺条件创新
ppt课件
10
第一节、药物合成技术的研究对象和内容
一、研究对象
药物合成技术是研究药物的合成路线、合成原理、工业 生产过程及实现过程最优化的一般途径和方法的一门学科。
二、研究的具体内容
具有一定生理活性、可作为结 构改造的模型,从而获得预期
托 品 经 典 合 成 法 ( 20
步
Hale Waihona Puke 反ppt课件25
2、合成艺术时期
• 1917年Robinson发明了托品酮合成法 合成反应与技术研究的突破
托 品 三 步 合 成 法
ppt课件
26
3、科学设计时期
20世纪60年代 E.J.Corey提出反合成分析,从合成的目标 分子出发,根据其结构特征和对合成的反应的知识进行逻辑分 析,并利用其经验和推理艺术,最后巧妙的设计出合成路线。
×100%
③选择性:各种主副产物中,主产物所占比例或百分率。
选择性 =
主反应生成量折算成原料量 反应消耗的原料量
×
100%
收率 = 转化率 × 选择性
ppt课件
13
④总收率:各步收率的连乘积。
线性法:原料经连续的几步反应获得产物的方法。
A B AB C ABC D ABCD E ABCDE F ABCDEF 总收率 = (90%)5 = 59%
4、高级仪器的使用加速化学药物合成的速度
带有高级计算机的仪器的发明,使得分离、分析手段不断提高,特别 是分析方法进一步的微量化与“分子生物化”,他们将使化学合成药物 的质量更加提高,开发速度进一步加快。
5、组合化学技术应用
组合化学技术应用在获得新化合物分子上,是仿生学的一种发展,它 将一些基本小分子装配成不同的组合,从而建立起具有大量化合物的化 学分子库,结合高通量筛选,在本世纪里将会寻找到具有活性的先导化 合物。
新型药物分子设计与合成研究
新型药物分子设计与合成研究第一章:引言在当今医学领域,新型药物的研发一直是一个热门话题。
随着科技的不断发展,药物分子设计与合成研究变得尤为关键。
本文将介绍新型药物分子设计与合成研究的意义和挑战,以及当前研究的新进展。
第二章:药物分子设计2.1 分子设计基础药物分子设计是指通过对分子结构进行合理的设计,以达到特定药理活性的一种方法。
在药物分子设计中,我们需要考虑到分子的性质、结构和活性。
2.2 药物分子设计方法目前,常用的药物分子设计方法有结构同源性建模、配体药效关系、基于药物靶点的设计以及计算机辅助分子设计等。
这些方法在不同的研究领域中都得到了广泛的应用。
第三章:药物分子合成3.1 药物合成基础药物合成是指通过一系列的化学反应,将目标分子合成出来的过程。
药物分子的合成需要考虑到合成路线的选择、合成方法和合成步骤的优化等。
3.2 药物合成方法目前,常用的药物合成方法包括有机合成、绿色合成和多步合成等。
这些方法在药物分子的合成过程中发挥着重要的作用。
第四章:新型药物分子设计与合成研究的意义4.1 治疗慢性疾病的需求随着人口老龄化的加剧,慢性疾病的发病率也在不断增加。
传统的药物已经无法满足对慢性疾病治疗的需求,因此需要开展新型药物的研究与合成。
4.2 高效低毒的药物研发传统药物研发过程中,往往需要大量的试验和研究,耗时耗力。
而新型药物分子设计与合成的研究则可以提高药物研发的效率,减少对动物实验和临床试验的依赖。
第五章:新型药物分子设计与合成研究的挑战5.1 多因素影响在药物分子设计与合成的过程中,往往需要综合考虑多种因素,如分子结构、活性和毒性等。
这些因素之间的复杂相互关系增加了研究的难度。
5.2 多学科交叉新型药物分子设计与合成的研究需要涵盖化学、生物学、药学等多个学科领域的知识。
不同学科之间的交叉合作和交流是推动研究进展的关键。
第六章:新型药物分子设计与合成研究的新进展6.1 基于人工智能的药物设计人工智能技术的发展为药物分子的设计提供了新的思路。
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OH Et CH3 OH Et CH3
合成子 转换
合成子
OH + CH3 O + Et - MgBr CH3 Et -
反应 等价试剂
产
物
等价中间体
• 合成等价物(Equivalent):与合成子相对应的化合物
合成子的分类
离子合成子:
a-合成子——正离子 d-合成子——负离子
药物合成设计基础:有机合成反应 有机合成反应分为:
classical organic reaction(500多个) /organicreac tions.htm
经典有机合成反应——是理论基础
special organic reaction
OH H2N O O O OH OH O OH HO HO OH N O OH N OH Me Me OH O Me OH O OH HO OH OH Me HO OH OH OH OH OH OH Me OH Me HO OH O HO Me OH OH OH OH OH OH OH HO OH O OH OH HO OH O OH OH OH
自由基合成子: r - 合成子—— 自由基 周环反应合成子: e - 合成子 —— 分子
R
a-合成子——正离子 ,亲电性
合成子 等价物
Me3SBr +
官能团
Ra a0 a1 a2 a3
Me +
Me2 P
Me2 PCl
Me2 P---
+ Me2 C-OH + MeCOCH2 OH + CH2-CH=C-OR
现阶段有机合成的发展趋势
高
现阶段有机合成几大新技术
手
仿 组
选 择 性 合 成 反 应 高 难 度 化 合 物 合 成 高 生 物 活 性 化 合 物
C
反
纵
性 合 生 合 合 化 A D 设 向 合 向 合
成 成 学 计 成 成
技 技 技 技 分 分
术 术 术 术 析 析
1987年Kishi等合成出含64个手性碳的海葵毒素
特殊反应——靠实践积累 ChemInform Reaction Library 收集105万个反应,常用4000多
学习的目标要求
学会运用已有的知识 化学反应、合成策略、合成经验 最科学、最巧妙地设计 目标化合物的最佳合成路线
合成设计发展史
1828年以前生命力学说
严重束缚了人类的化学创造力
O I Br Br Br
托 品 经 典 合 成 法 ︵ 步 反 应 ︶
NMe2
Me2N
Br
20
Br Br H NMe2
NMe2 Br
NMe2
NMe2
Br
OH
NMe2
O
NMe2
OH H
合成艺术时期
1917年Robinson发明了托品酮合成法
合成反应与技术研究的突破
COOH
COOH NMe2 O COOH
1828 ~ 1917 年经典合成时期 1917 ~ 1972 年合成艺术时期 1972 以后进入科学设计时期
经典合成时期
1828年Wohler偶然使氰铵酸转化成尿素
打破了“生命力”学说 开创了人工合成新纪元
1859年Kekule建立了化学结构理论 奠定了人工合成的理论基础
1902年Willstatter合成天然产物托品醇 天然产物人工合成第一个里程碑
药物合成设计
The Design of Drug Synthesis
药物合成设计—— 最富有挑战性与创新性
挑战性:化学反应理论高深莫测 化学合成难题无穷无尽 已攻克的难题有待优化完善 要求研究人员理论功底要深 知识面要广、思维要敏捷、 经验要丰富、富有创造性。 创新性:化合物的创新、合成路线创新 化学反应创新、工艺条件创新
RO Me Me COOMe H COOH RO RO Me
Me
• 1962年Woodward领导100多位化学家合成出VB12
H2 NOC Me H2 NOC Me H2 NOC Me Me CONH2
* *
*
CN N Co + N
*ห้องสมุดไป่ตู้
*
* HN * N
Me
*
Me Me CONH2
CONH2
Me O -O
OH
Me O N H MeO O H Me O O O Me O O H
OMe OMe OMe O Me
Me
O O
2000年 Schreiber等 合成的FK1012 基因开关研究
O O Me O OMe
Me H
Me MeO MeO MeO H
O
Me O O
O H N
O
O
Me
O
合成设计主要任务
第四步 合成路线评价:确定最佳合成路线
路线短、产率高、原料易得、分离容易、 反应条件易控
第一部分:逆合成分析(Retrosynthetic Analysis )
OH Et CH3 OH Et CH3
转换
OH + CH3 O +
Et -
Et - MgBr
反应
CH3
目标分子(Target Molecule):合成目标物 合成子(Synthons): 逆向合成分析时, 目标分子切割成的片段(Piece)叫合成子
托 品 三 步 合 成 法
CHO
+
CHO
NH2 Me
+
O COOH
H NMe2 OH NMe2 O
• 1951年Robinson设计合成了甾体多环分子
OH HO O OMe Me O OMe
Me OH AcO AcO
Me OH O Me Me Me O O O HO
Me OMe
Me Me O
Me
O Me Me COOMe H COOMe RO O H Me O Me COOMe
探索合成路线设计的理论与策略 研 究 合 成 设 计 的 技 术 手 段
寻 找 化 合 物 合 成 的 最 佳 路 线
合成设计四大步骤
第一步 目标分子考察:结构特征和理化性质
结构对称性、重复性、稳定性(战地侦察)
第二步 逆向合成分析:设计各种路线,寻找可得原料, 构建合成树(战略设计) 第三步 反应选择性控制:选择性活化与保护、 化学选择、立体选择、区域选择 (战术方案)
* Me
N N
*
P
*
*
N H O
O OH
O
CH2OH
* * * O *
Woodward将有机合成艺术最完美地展现在世人面前
著名的化学家Woodward说
科学设计时期
• 1972年Corey创造了反合成分析法
综合运用: 各类合成反应
合成设计原则
合成设计策略
CAD设计技术
进行复杂反应的创造性合成设计