化学制药工艺学PDF课件合集(中国药科大学)

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逆合成分析的几个基本符号
一般将有机合成反应过程用“ ”表示�而将“逆合成 分析”中相反方向上的结构变化称为“变换” �transform��用“ ”来表示�必要时可以在“ ” 上注明正向反应的主要条件�并用符号“ ”表示键的 切断。
5
1、乙胺嘧啶�pyrimethamine,抗疟药�
2、益康唑�Econazole,抗真菌药�
碳自由基和氮自由基 的反应
C-N键 的形成
第二章
反应类型
胺胺 化化 ��aammiinnaattiioonn��
碳-氮键的合成
C-N键 形成
酰酰胺胺化化 ��aammiiddaattiioonn��
硝硝 化化 ��nniittrraattiioonn��
还还原原、、重重排排等等
第二章 碳-氮键的合成
功能基的定位
H C
NHCOCHCl2 C CH2
HNO3,H2O
OH O
C H3C CH3
26
O2N
H NHCOCHCl2
C C CH2ONO2
O2N
H
ONO2
27
H NHCOCHCl2 C C CH2OH
H 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。
第九章 手性药物的拆分技术
第一节 概 述 第二节 手性药物与受体及生物活性之间的关系
第三节 手性药物的拆分方法 第四节 动力学拆分技术
第一节 概 述
一、手性及手性化合物
手性(Chirality)是三维物体的基本属性�化合物分子的 三维结构通常亦称为构型。如果一个物体不能与其镜像重 合�该物体就称为手性物体。在此情况下�这两种可能的 物质形态被称为对映体(enantiomer)�彼此之间是相互对 映的。自然界里有很多手性化合物�这些手性化合物至少 具有两个互为对映的异构体。对映异构体很像人的左右 手�它们看起来非常相似�但是不完全相同�因而称之为 手性化合物。
和收率。
• 2、天然物的全合成及结构改造 • 发展有机化学理论和有机合成方法。 • 3、创新药物和已经上市药物�注意知识产
权�的生产。
• 生产的现实性、经济的合理性和技术的先进 性。
生产的现实性
• (1)原材料品种以少为好�并能保障供应。 • (2)原材料价格是否便宜。 • (3)尽可能避免使用有毒、易燃易爆的原材料。 • (4)尽可能简化合成反应及后处理操作,缩短
三、逐步综合法
反应时间对异辛酸铋盐合成的影响
定义和思维方法
对于具有较为复杂的基本骨架结构和 较多功能基的药物�可以根据其基本 骨架的组合方式与构成方法、功能基 的引入与转化等情况采取逐步综合法 进行工艺路线的设计。
设计时的思维方法分为基本骨架的构成和功能基的 生成、保护与转化两个部分 。
�一�基本骨架的构成�维生素A合成路线的设计�
三、逐步综合法
�二�功能基的生成、保护与转化
单功能基药物的 路线设计
多功能基药物的 路线设计
功能基的定位
功能基的活化
功能基的保护
理想的 工艺路线
3
三、逐步综合法
�二�功能基的生成、保护与转化
反应时间对异辛酸铋盐合成的影响
单功能基药物的合成路线设计
有些药物的化学结构中仅有一个功 能基�或是连接在芳环上�或是连 接在杂环上�这就可利用该功能基 反应设计合成路线。
逆合成分析的三部曲
1
识别目标分子
确定目标分子 的类型�是烷 烃还是烯烃、 是单官能团化 合物还是多官 能团化合物
2
逆向剖析
根据目标分子的 结构特点�对其 进行官能团转换 或碳架改造�以 找到目标分子的 前体。
3
确定合成路线
将剖析的途径 逆转�加入合 适的试剂和反 应条件�审核 得到合成路线。
四、追溯求源法�逆合成分析法�
HCl CHCH3 NHCHO
CHCH3 NH2
Cl
Cl
HCOOH CHCH2CHO + HN(CH3)2 N
CHCH2CH2N(CH3)2 N
3
四、醛酮的还原氨化�Leukart反应�
五、其他代表性的脱水缩合反应�
一、胺�氨�对双键的加成�Michael反应�
O NH + CH2 CH CO
O N CH2CH2CO
H
H
H
H
H
H
H
NN
H
H H
H H
H
第一节 概 述
1: 右旋乳酸
2: 左旋乳酸
对映体具有完全相同的物理和化学性质�比如乳酸�1�和�2�具 有相同的熔点、溶解度、色谱保留时间、红外和核磁共振谱等。但是对 映体有一种性质是彼此不相同的�那就是它们旋转平面偏振光的方向� 在相同的条件下旋转的数值大小相等�方向相反�此数值称为旋光值或 旋光度�具有旋光性的物质也叫光学活性物质。
化学制药工艺学
药学院药物化学教研室
授课�王亚楼
第一章 化学药物合成路线
的设计方法
第一节 设计药物合成路线的目的 第二节 设计药物合成路线的方法
第一章 化学药物合成路线
的设计方法
第一节 设计药物合成路线的目的 第二节 设计药物合成路线的方法
设计药物合成路线的目的
• 1、创制新药 • 要求�尽可能快的获得目标化合物 • 速度是首要考虑的问题�一般不计成本
HO C CH2Cl
Cl
N
+ HN
Cl
54
55
2、益康唑�Econazole,抗真菌药�
3、克霉唑 �Clotrimazole ,抗真菌药�
6
化学制药工艺学
药学院药物化学教研室
授课�王亚楼
第二章 碳-氮键的合成 生成C-N键的方法
亲电性碳原子和 亲核性氮原子的反应
亲核性碳原子和 亲电性氮原子的反应
抗结核药物对氨基水杨酸的合成
Fe,HCl
三、逐步综合法
�二�功能基的生成、保护与转化
功能基的定位
�1�邻位效应 芳香化合物为平面的刚性结构�而与苯环结合的键也在 同一平面上�所以连接在苯环上的取代基体积很大时可 将其邻位掩蔽起来�因而在进行各种化学反应时�邻位 处的反应要较其他位置困难�这种现象称为邻位效应。 �2�引入临时基团
手性分子的类型
中心手性(Central chirality)
轴手性(Axial chirality)
Me H *
HO
O
* Ph
S
O OH
OMe
P Me
平面手性(Planal chirality)
N N
M eO M eO
PPh2 PPh2
M eO -B IP H E P
螺旋手性(Helical chirality)
NH3, NH4Cl
OH
NH2
OH NO2 NH3, NH4H2PO4
160°C
NH2 NO2
CH3
CH3
2
四、由C-C键向C-N键转换的重排反应
1、Hofmann重排
2、Curtius重排 3、Schmidt重排
一、烯胺的合成
二、还原氨化及相关反应
二、还原氨化及相关反应
NH2
HO N
O2N
O H2NCH2COOH O2N
95: 芬太尼
二、氨或胺对卤代苯的 芳香族亲核取代反应
O2N
COOH +
Cl H2N
NH2
H2N
N
OC2H5 CuO2 K2CO3 O2N
OC2H5
COOH
N H
OC2H5
COOH Cl + H2NCH2 O
H2NO2S Cl
COOH HNCH2 O
H2NO2S Cl
三、酚类化合物氨或胺的反应
OH
OH
第一节 氮原子对饱和碳原子的亲核取代反应 第二节 氮原子对不饱和碳原子的亲核取代反应 第三节 氮原子对不饱和碳原子的亲核脱水反应 第四节 氮原子对不饱和碳原子的亲核加成反应 第五节 亲核性碳原子和亲电性氮原子之间的反应
一、卤代烃和氨或胺的反应
一、卤代烃和氨或胺的反应
CH3
Br
CH2N
NH2•HCl Br
a
b
a
H2 H H2
N
H2 H
Cl
C CH2Cl
N
Cl
Cl + HN
Cl
Cl
a
Cl
H2 H C O C CH2Cl
H CH2Cl HO C CH2Cl
Cl
Cl
+
Cl 56
Cl
Cl
50
54
2、益康唑�Econazole,抗真菌药�
b
H H2
N
HO C C N
Cl
Cl 53
H
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�
���一般在目标分子中有官能团的 地方进行切断����在有支链的地 方进行切断����切断后得到的“合 成子”应该是合理的�包括电荷合 理�����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。
CON(C2H5)2 N
OH
NH3
COOC2H5
OH
Et2SO4
NaOH CONH2
OC2H5 CONH2
CH2 CH2 N
N COCH2CH3
CH2 CH2 N
NH
CH3CH2COCl
一、酸酐、酯和酰卤与胺的反应
CH2 CH2 N
NH + CH3CH2COCl
94
CH2 CH2 N
N COCH2CH3
三、逐步综合法
抗结核药异烟肼�25�的合成
三、逐步综合法
�二�功能基的生成、保护与转化
多功能基药物的合成路线设计
具有多个功能基的药物的合成设计与基团之间 的相互影响�电子效应和立体效应�、各自的 理化特点、功能基引入的先后次序、保护基的 运用、活化部位利用等都有关系。设计时必须 综合考虑反应路线长短、反应顺序及反应条件 等多种因素。
+H+
RC N
(CH3)3COH -H2O (CH3)3C
H2O RC N C(CH3)3 -H
R C NC(CH3)3 OH
R C NHC(CH3)3 H2O O
RCO2H + (CH3)3CNH2
一、脂肪族活泼亚甲基亲电取代反应
二、芳环的亲电取代反应
4
化学制药工艺学
药学院药物化学教研室
授课�王亚楼
CH3 CH2CHN(CH3)2•HCl N
S
NHCH2CH2CH2CH3
COOCH2CH2N(CH3)2•HCl
Gabriel合成、Delepine反应以及Ritter反应等 �合成伯胺的优良方法。
1
二、醇和氨或胺的反应
三、环氧化物和胺的反应
一、酸酐、酯和酰卤与胺的反应
O
O N
O
1) HNEt2 2) 180°C, -2CO2
C6H5
CH3
OH
乳酸普尼拉明
三、Eschweiler-Clarke反应 和三级胺的合成
伯胺或仲胺用甲醛�甲酸体系还原�可以生成氮原 子上至少有一个甲基的叔胺�这个反应叫� Eschweiler-Clarke反应�是合成叔胺的一种方法。
四、醛酮的还原氨化�Leukart反应�
HCOONH4 COCH3 180°C
工艺流程。 • (5)各种原辅设备能有供应。 • (6)各步反应收率应相对较高。 • (7)三废问题较易解决。 • (8)药品质量要符合要求。
第一章 化学药物合成路线
的设计方法
第一节 设计药物合成路线的目的 第二节 设计药物合成路线的方法
1
设计药物合成路线的方法
进行药物工艺路线设计的总体思维方法
设计药物合成路线的方法
S
+ H2C CH CN
N
Cl
H
S
S
N
Cl
CH2CH2CN
N
Cl
CH2CH2CH2N(CH3)2•HCl
二、腈对双键的加成�Ritter反应�
(CH3)2C CH2 H2SO4 (CH3)2C+ CH3 N C CH3 (CH3)2C N C+CH3
H2O
H2O
(CH3)2C NHCOCH3
(CH3)2CNH2 + CH3COOH
N
吡啶�HCl
Cl ClO2S
NH2 Cl2CHCHO
Cl
SO2Cl -H2O
ClO2S
C6H5 C6H5
CHCH2CH2NH2
1) CH3COCH2C6H5 2) NaBH4
3) 乳酸盐
硝西泮
N CHCHCl2 SO2Cl
NH3
Cl
H2NO2S
H N CHCl2
NH S O2
三氯噻嗪
C6H5
CHCH2CH2NHCH CH2C6H5•CH3CHCOOH
一、类型反应法
二、分子对称法
三、逐步综合法 四、追溯求源法 �逆合成分析�
工艺路线
一、类型反应法
反应时间对异辛酸铋盐合成的影响
定义和思维方法
利用常见的典型有机化学反应与合成方 法 �按功能基形成的单元反应�比如卤化、 酯化等�把各单元反应串联起来�形成一 条工艺路线 �进行药物合成设计的思考方 法。其中包括应用各类化学结构的有机合 成物的通用合成法�官能团的形成、转换、 保护等合成反应单元以及重要的人名反应。
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
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