抗癌药物

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O
H2O
P-[N,N-双-(? -氯乙基)]-1-氧-3-氮-2-磷杂环己烷-P-
氧化物一水合物。
性质; ①环磷酰胺含一分子结晶水,为白色结晶或粉末。失
去结晶水即液化。 ②环磷酰胺可溶于水,水溶液不稳定,遇热更易被水解。
注射剂为其灭菌结晶或粉末,溶解后应尽快使用。
环磷酰胺是一个前药,由于氮芥部分上连有一个吸电 子的环状磷酰基,降低了烷基化的能力,体外几乎无抗肿 瘤活性,进入体内后经肝脏活化发挥作用。
X-
CH 2 CH 2 X
Cl -

R N CH 2 CH 2 Cl
Y-
CH 2 CH 2 X R N CH 2 CH 2 Y
+
RN
CH 2 CH 2 X
CH2 CH2 Cl RN
CH2 CH2 Cl
R 为脂肪基时,脂肪氮芥的烷化历程为SN2反应,反 应速率取决于烷化剂和亲核中心的浓度。
脂肪氮芥为强烷化剂,抗瘤谱广,选择性差,毒性大。
构和功能;②干扰核酸合成,影响蛋白质合成药物。 以来源分:①烷化剂;②抗肿瘤金属铂配合物; ③
抗肿瘤抗生素; ④抗代谢抗肿瘤药; ⑤抗肿瘤植物药 有效成分。
第一节直接作用 DNA的抗肿瘤药物 Agents DirectDirectlyActing on DNA
主要影响DNA结构和功能,是DNA在细胞增值过程 中不发挥作用,不能复制。
作用机理: N-NO的存在使该氮原子与邻近羰基之间的键变得不稳
定,在生理pH 条件下发生分解,破坏DNA的结构。
亚硝基脲类典型药物
ClCH 2 CH 2 NCONHR
NO
R
CH 2 CH 2 Cl
CH 2
CH 3
NH 2 N
N
CH 3
CH 2
O OH
OH
OCH OH
3
卡莫司汀 洛莫司汀 甲环亚硝脲
第十三章 抗肿瘤药物 Antineoplastic Agents
肿瘤: 细胞或异变细胞异常增殖,形成的肿块。 良性肿瘤(Benign neoplasm ) 恶性肿瘤(malignant neoplasm )
抗肿瘤药物: 又称抗癌药,是对癌症细胞具有少灭作用的药物。
抗肿瘤药物分类: 以作用原理分:①直接作用DNA药物-破坏DNA结
直接作用DNA的抗肿瘤药物种类: 烷基化剂; 金属铂络合物; DNA拓扑异构酶抑制剂。
1 烷化剂(Alkylating agents )
烷化剂:
属于细胞毒类药物,又称生物烷化剂( Bioalkylating Agengts ),在体内能形成碳正离子或其他具有活泼的亲电性 基团的化合物;进而与细胞中的生物大分子( DNA,RNA, 酶)中含有丰富电子的基团(如氨基,巯基,羟基,羧基、 磷酸基等)发生共价结合,使其丧失活性或使 DNA分子发生 断裂,导致肿瘤细胞死亡,抗肿瘤活性强。
毒副作用:
这类药物在抑制增生活跃的肿瘤细胞的同时,对增生较 快的正常细胞例如骨髓细胞,肠上皮细胞等也同样产生抑制, 有较严重的毒副作用;例如恶心、呕吐、骨髓抑制、脱发等, 临床上多采用合并用药。
分类:
氮芥类、乙撑亚胺类、磺酸酯及多元醇类、亚硝基脲类、 三氮烯咪唑类和肼类。
1.1 氮芥类
氮芥类是β-氯乙胺类化合物。具有以下通式:
OH H H OH BrCH2 C C C C CH2Br
H OH OH H
二溴卫茅醇:治疗胃癌、 肺癌、结直肠癌等。
O
HH O
CH2
C C C C CH2
H
H
OH OH
双脱水卫茅醇:脂溶性好, 能通过 BBB,是二溴卫茅醇代 谢产物,药效强3倍。
1.6 三氮烯咪唑类
CONH 2 N
CH 3
N N NN
②芳香氮芥,R=芳烃基:
CH 2 CH 2 Cl Ar N
CH 2 CH 2 Cl
CH 2CH 2Cl N CH 2CH2Cl
苯氮芥
芳香氮芥由于氮原子的共轭作用,使氮原子碱性较 弱,不能象脂肪氮芥那样生成环状乙撑亚铵正离子,而 是失去氯离子生成碳正离子中间体,再与细胞中的亲核 中心起烷基化反应;烷化历程为 SN1反应,反应速率取 决于烷化剂的浓度。
CH2CH2OSO2CH3 CH 2 CH 2 OSO2 CH 3
白消安: 1,4-丁二醇二甲磺酸酯
化学性质: 本品加NaOH 水解生成丁二醇,再脱水生成四氢呋喃。
药学性质: 本品口服吸收良好,主要用于治疗慢性粒细胞性白血病,
优于放射治疗。主要不良反应为消化道反应及骨髓抑制。
作用机理: 甲磺酸酯基是良好的离去基团,生成碳正离子,与 DNA
4.1 作用于TopoⅠ的药物(抗肿瘤生物碱)
HH
O
H(OH)
N
O
N
O





H 树
5碱C
2
OH
植物中提取,具有较强细胞毒性,对消化道肿瘤、肝癌、 膀胱癌和白血病等恶性肿瘤有较好疗效。作用于 DNA拓扑异 构酶I,使DNA复制、转录受阻,使DNA断裂。
缺点:毒性大,水溶性小。--结构改造。
R2 R3
第二节干扰 DNA合成的药物 Agents Interfering with DNA Synthesis
作业题
1 写出药物结构式和名称:氮芥、美法伦、环磷酰胺、替哌、 噻替哌 、卡莫司汀、丙卡巴肼、顺铂、5-FU、甲氨蝶呤。 2 抗肿瘤药按其作用原理和来源主要分为哪几大类? 3 烷化剂抗肿瘤药按化学结构分为哪几类? 4 写出环磷酰胺的结构式,它属于烷化剂抗肿瘤药中的那一类? 它的毒性为什么较其它同类药物小? 环磷酰胺在体内代谢活化 产生哪些具有烷化作用的代谢物。 5 写出卡莫司汀的结构式,它属于烷化剂抗肿瘤药中的那一类? 写出此类药物的基本结构。 6 抗代谢抗肿瘤药的设计原理是什么?举一例说明。
Ar N CH 2CH 2X
Y-
CH 2CH 2X
Ar N CH 2CH 2Y
X、Y分别代表细胞成分的亲核中心
③应用氨基酸、嘧啶、甾体激素作载体,提高肿瘤组织 的药物浓度。如氮甲(Formylmerphan) 。
ClCH2CH2 N
ClCH2CH2
氮甲
CH2CHCOOH NHCHO
美法伦
NH2
化学名:
①磷酰胺乙撑亚胺类
R
N
P
N
N
为了降低乙撑亚胺基团的反应性,在氮原子上用吸电 子基团取代,以达到降低其毒性的作用
代表药物:
O
N
P
N
N
S
N
P
N
N
替哌
噻替哌 Thiotepa
噻替哌: 体积较大的硫代磷酰基,脂溶性大,对酸不稳定,
不能口服,静脉给药。进入机体后迅速分布到全身,在 肝脏中很快被P450酶系代谢生成替派而起效。
嘧啶亚硝脲
雷莫司汀:水溶性好,毒 性较小。
1.5 多元醇类
H
N
O
环氧丙烷基可以视为乙撑亚胺基的电子等排体,但抗 肿瘤活性低,因此考虑可形成环氧丙烷基前体,作为抗癌 药物前体。多元醇化合物通过环合可以起相似作用:
OH OH H H BrCH2 C C C C CH2Br
H H OH OH
二溴甘露醇:治疗 白血病。
氮芥类典型药物
盐酸氮芥(Chlormethine Hydrochloride )
CH 2 CH 2 Cl H3C N
CH 2 CH 2 Cl
化学名:N-甲基-N-(2-氯乙基)-2-氯乙胺盐酸盐 第一个在临床中使用的抗肿瘤药,仅对恶性淋巴瘤
有效,选择性差,毒性很大。--结构改造,降低 N原 子上电子云密度。
NH (ClCH 2CH 2)2N P
CH 2 CH 2 Cl
O
(CH 2)n
特点: a、 体外无活性的前药。 b、磷酰基的吸电子作用,N电子云密度降低。 c、筛选出环磷酰胺类抗癌药物(Cyclophospha mide)
是目前广泛应用的氮芥类药物。
O
NH
(ClCH2CH2)2N P O
(CH 2 )n
药学性质: 本品在体外无效,进入机体后,经过活化才发挥作用。
本品抗瘤谱较广,主要用于恶性淋巴瘤、急性淋巴细 胞白血病、多发性骨髓瘤、肺癌、神经母细胞瘤等,对乳 腺癌、卵巢癌、鼻 癌也有效。毒性较小。
环磷酰胺合成:
1.2 乙撑亚胺类
氮芥类由于转变为乙烯亚胺发挥作用,因此合成了一系 列乙烯亚胺衍生物。--从代谢产物中发现药物新结构。
氮原子碱性较强,在游离状态和生理 pH (7.4)时,易和 β位的氯原
子作用生成高度活泼的乙撑亚铵正离子(aziridinium ion)。乙撑亚铵正
离子为亲电性的强烷化剂,极易与细胞中的亲核中心起烷化反应。
CH 2 CH 2 Cl R N CH 2 CH 2 Cl
Cl 快
+
R N CH 2 CH 2 Cl
O
R1
N
O
N
O
H5C2 OH
R1
R2
R3
H
H
H
喜树碱
N
N COO H
Et
伊立替康
OH
H
Et
OH (H 3C)2N CH 2 CH3 H
SN- 38 拓扑替康
改造药物水溶性,降低毒性。
4.2 作用于TopoII 的药物
嵌入性抗肿瘤药物: 药物插入细胞 DNA 相邻的碱基之间,以嵌入形式与
DNA双螺形成可逆结合,使 DNA与Topo II 形成复合物僵化, 使DNA断裂达到治疗肿瘤目的。
CH 2 CH 2 Cl RN
CH 2 CH 2 Cl
氮芥
CH 2 CH 2 Cl S
CH 2 CH 2 Cl
芥子气
载体部分: 决定药物在体内
的代谢、吸收,影响 药物的毒性。
烷基化部分: 抗肿瘤活性的
功能团。
氮芥类作用机理:
作为烷基化试剂,与肿瘤细胞中活性生物物质反应,使肿瘤细胞死
亡。
①脂肪氮芥:
H
CH 3
达卡巴嗪
CONH 2 N
+
+ H3C N N
N NH2 H
CONH 2 N
CH 2 OH
N N NN
H
CH 3
MATC
CONH 2 N
+ CH 2O
N N N NH CH 3 H
本身没有活性,在体内代谢,得到活性烷基化产物甲 基叠氮。
1.7 肼类烷基化剂
H3C CH NH CO
H3C
丙卡巴 肼
的重要组分鸟嘌呤产生交联,起细胞毒作用,阻止癌细胞生 长。--硫酸二甲酯剧毒。
1.4 亚 硝 基 脲 类(Nitrosoureas )
基本结构:
β-氯乙基亚硝基脲结构。
NO
Cl
O
α
R Cl
H
N
3
2
N1 `
Cl
N NH
O
NO
Cl CH 2 CH 2 N CH 2 CH 2 Cl R
此类药物由于 β-氯乙基的存在,有较强的亲脂性,易 通过血脑屏障进入脑脊液,适用于脑瘤、转移性脑瘤、中 枢神经系统肿瘤和恶性淋巴瘤,主要副作用为迟发性骨髓 抑制。
②苯醌类乙撑亚胺类
醌类化合物可以干扰酶系统的氧化-还原过程,能够抑 制肿瘤细胞的有丝分裂;连接亚乙基亚胺,氮原子电子云密 度降低,毒性降低。得到多种临床药物。如:
H 3C O
O O
N
O
N
O
O
CH 3
亚胺醌(癌抑散) Solaziquone
O百度文库
H
N
N
N
O
三亚胺 醌 Triaziquone
1.3 磺酸酯类 非氮芥类,双功能烷基化剂。
芳香氮芥氮原子碱性较弱,烷基化能力较低,抗肿 瘤活性较弱,毒性较低。反应如下:
芳香氮芥烷基化亲核反应(SN1):
CH 2CH 2Cl
Cl-
Ar N CH 2CH 2Cl 慢
CH 2CH 2+ Ar N CH 2CH 2Cl
X-
CH 2CH 2X
快 Ar N CH 2CH 2Cl
Cl-
CH
2CH
+ 2
O
NH (ClCH 2CH2)2N P
O
环磷酰胺
O ClCH 2CH2NH P
CH2CH2Cl N O
异环磷酰胺
O (ClCH 2CH2)2N P
CH2CH2Cl N O
氯环磷酰胺
代表药物:环磷酰胺 Cyclophosphamide( 掌握)
ClH 2CH 2C ClH 2CH 2C
H ON NP
N-甲酰-对-【双(2-氯乙基)氨基】苯丙氨酸 对精原细胞瘤的疗效较为显著。选择性较高,毒性较低。 左旋体作用强于右旋体,临床上用消旋体,因为机体对
L-苯丙氨酸是主动吸收的。
嘧啶是核酸的重要组成部分,所以用嘧啶衍生物作为 载体。
乌拉莫司汀
多潘 氟多潘
④氮芥基团磷酰化:
CH 2 CH 2 Cl
O
RN
7 写出化学名为5-氟-2,4(1H,3H)-嘧啶二酮的抗代谢抗肿瘤药 的药名及化学结构式。 8 从阿糖胞苷的体内代谢过程,试说明为什么需要静脉连续 滴注给药,才能得到较好效果? 9 甲氨蝶呤属于抗代谢抗肿瘤药中的那一类?试说明它的作 用机理。 10 写出化学名为Z-二氨二氯铂的药名,写出对它进行结构改 造得到毒性较小的药物名称 。 11 紫杉醇属于抗肿瘤药中的那一类?临床上主要用途是什么? 12 合成药物:环磷酰胺、5-FU、甲氨蝶呤。
CH 2NHNHCH 3 HCl
H3C CH NH CO
H3C
烷基化剂
+
CH 2 N
N + H3C
+
N
N
烷基化剂
本身没有活性,在体内代谢,得到活性烷基化产物甲 基叠氮。
2 金属铂配合物
作用机理:
金属铂配合物类药物的基本构效关系
结构改造
3 博来霉素-抗生素类
4 作用于DNA拓扑异构酶的药物 属于直接作用于 DNA的药物。
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