有机化学与药学的关系

有机化学的发展与制药的关系

药物的使用与起源十分古老。最早可以追溯到三皇五帝时期的

神农氏尝百草之时。神农氏，传说中的农业和医药的发明者。炎帝

神农氏跋山涉水，行遍三湘大地，尝遍百草，了解百草之平毒寒温

之药性。神农在尝百草的过程中，识别了百草，发现了具有攻毒祛病、养生保健的中药。神农本草经记载了365味中药，大多数至今

仍在习用。

而明代伟大的医药家李时珍所撰写的《本草纲目》更是将草药

学（又被称为药物的发现阶段）的发展推向了顶端。其书中载有药

物1892种，其中载有新药374种，书中还绘制了1111幅精美的插图，并且其在药物分类，药性理论，生药研究等方面取得了极大的

进展。而相同时期的西方，英国发表的《1618年英国伦敦药典》同

样记载了超过700种入药材料。并收录了大量方剂。可以看出此时，西医与于中医在实际体系上并没有太大的差距，都是以原生药通过

各种组合形成方剂对疾病进行治疗。（而相对于书的内容与容量而言，中国药学应该还是处于领先地位的）。但众所周知，在此之后

中药和西药走上了一条完全不同的道路。西药开始崛起，中药渐渐

衰落，并最终形成了我们现有的医药体系。要说其中的原因。便不

得不提另一门科学——有机化学。

有机化学相对来说是一个十分年轻的学科。但其发展之迅速让

人惊叹。从1810年左右，首次由贝采利乌斯提出“有机化学”这一

名词开始。短短两百年的时间，有机化学迅速发展有机化学迅速发展,合成出大量实用的有机化合物,建立了包括“在有机化合物中，

碳原子永远是四价的”；“物质的性质和结构之间存在着一定的内

在联系”；“有机化合物分子中，组成该分子的各原子或基团之间

相互影响，直接相连的原子间相互影响最大；而不直接相连的原子

间的相互影响弱的多。”等一系列经典有机结构理论。并迅速发展

为一门具有完备体系的学科。

看到这里我们不禁会问，这这一旧一新两门学科在历史上到底

擦出了怎样的火花，才使如今中西药产生如此巨大的差别呢？不要

着急，让我一点一点来为大家揭晓有机化学与药学纠缠不清的前世

今生。

前世（历史）：

一．天然药物为主的发现阶段。

在欧洲，1769年，瑞典药师、化学家KWS chheels将酒石酸

（酒石酸氢钾）转化为钙盐，再用硫酸水解制备成酒石酸，拉开了

天然有机化学学的序幕。伴随着有机化学的诞生，西方医学家不在

局限于对于草药个体水平的研究。而是开始对药物中有效成分进行

提取。其中1804年，法国药师Derosne和德国药师FAWSerturner

从鸦片中分离出吗啡，成为药物化学的开端。而到了20世纪50年代，印度民间草药萝芙木中发现降血压活性成分利血平以及从降血

糖草药长春花中发现抗癌成分长春花碱，兴起国际科学家从民间草

药中研究生理活性成分的热潮。在这之后药物中的有效成分被不断

提取出来。其中包括我们所熟悉的奎宁，咖啡因等等。

二．合成药物的开始

而到了19世纪，有机化学工业从无到有快速发展。人们在煤焦

油中分离出苯、萘、蒽、甲苯、苯胺等一系列新的化合物。1856年，化学家帕金(W. H. Parkin1838-1907，英)以苯胺为原料合成了苯胺紫—第一个人工合成的染料。以后化学家又合成了一系列染料，发

现了药物和香料。随着有机化学合成技术的发展，临床医学家开始

从有机化合物中寻找对疾病有治疗作用的化合物，如用氯仿和乙醚

作为全身麻醉药，水合氯醛作为镇静催眠药等都是这样典型的事例。由于有机合成化学为生物学实验提供了化合物基本的来源，人们在

总结化合物生物活性的基础上提出了药效团的概念，指导人们开始

有目的的药物合成研究。

其中最著名的有机合成药便是19世纪末期被合成并成功上市的

阿司匹林，它的上市标志人们开始进入用化学方法改变天然化合物

的化学结构，使之成为更理想药物的新阶段。

三．合成药物的发展

合成药物的发展阶段大致是在20 世纪30年代到60年代。其

特点为合成药物的大量涌现，内源性生物活性物质的分离、测定和

活性的确定，酶抑制剂的临床应用等。Domagk对磺胺类药物的发现，开创了药物体内代谢产物作为先导化合物进行开发新药的先例；英

国细菌学家 Flemory发现了青霉素，开创了抗生素药物的发展。。。可以说这段时期几乎开发出了目前在使用的最重要药物。

但此时，由于有机化学知识的不完善。合成药物的筛选具有一

定的盲目性。其中最著名的便是“反应停”事件：在20世纪60年代，镇静药沙利度胺（thalidomide,有名“反应停”），是以两个

对应题的混合物（外销旋体）如图用作缓解妊娠反应药物的。后来

发现，在欧洲服用过此药的孕妇中有不少产下海报状畸形儿，成为

震惊国际医药界悲惨事件。随后的研究表明，沙利度胺的两个对映

体中，只有R-对映体具有妊娠缓解作用，而S-对映体是一种强力致畸剂，在妊娠1-2个月服用会导致胎儿畸形。

四.设计药物阶段

20世纪50年代以后，有机合成技术的发展促进了新化合物分

子合成速度的加快，在固相合成技术基础上发展起来的组合化学（Combination Chemistry)技术使在同一时间内合成大量不同结构

顺序或不同取代基的化合物成为可能。组合化学结合合理药物设计（Rational Drug Design)，进行新药分子的设计和合成，建立分子多样性的化合物库，结合高通量筛选（High Throughput Screening)技术，进行大范围、快速、高效的活性筛选，加快了新药设计和发

现的速度。同时计算机技术的不断晚上促进了计算机辅助药物设计

发展,使药物设计更加趋于合理化。

从制药的历史发展来看。有机化学在其中发挥了不可磨灭的作用。正如马克思所说“科学技术是第一生产力。”可以说，没有有

机化学的产生与发展，便没有如今药学的繁荣。其最好的例证便是

现代中医方剂药学的衰落。

当然，对于现代制药来说。有机化学同样发挥着重要作用。

今生（现代）

目前使用的药物按来源可分为三大类:①天然来源的植物药、矿物药及来源于动物组织的药物;②微生物来源的药物,如抗生素等;③化学合成的药物,就是所谓的化学药物或西药。绝大多数是化学合成的药物;有些来源于天然物或微生物的药物,现在也可以用化学合成

的方法制得;有些还可以天然产物中的成分为主要原料经化学合成制得,即所谓的“半合成”药物。尽管有些药物的有效成分还不清楚,

或化学结构尚未阐明,但无论如何它们均属于化学物质。所以说“药物是特殊的化学品”

现代制药的过程是在筛选得要可以优化的先导物之后，通过优

化药用减少毒性和副作用使先导化合物转变为一种新药的化合物。