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第31章 药物化学基础(2)

(2)光学异构有些药物具有两个手性碳原子,有更高的立体特异性。由于生物膜上的蛋白质和酶、血浆和组织中的蛋白,对药物进入机体后的吸收、分布和排泄过程,均有立体选择性地优先通过和结合的情况,导致药效上的差别。在药物代谢过程中,代谢酶对药物的立体选择性可导致代谢差异。代谢酶多为光学活性大分子,和D、L手性药物分子结合,形成新的非对映异构体,产生理化性质上的新差别,导致代谢速率的差异和药效毒性的差异。如维生素C的L(+)—异构体的活性为D(-)—异构体的20倍;D(-)—异丙肾上腺素的支气管扩张作用为L(+)—异丙肾上腺素异构体的800倍;氯霉素也有4个光学异构体,其中只有D(-)苏阿糖型的抗菌活性最强。

(3)构象异构分子内各原子和基团的空间排列因单键旋转而发生动态立体异构现象,为构象异构。柔性分子,构象变化处于快速动态平衡状态,有多种异构体。自由能低的构象,由于稳定,出现概率高,为优势构象。只有能为受体识别并与受体结构互补的构象,才产生特定的药理效应,称为药效构象。和受体结合的药物构象,有时为能量最低的优势构象,有时须由优势构象转变为药效构象再与受体结合。

麻醉药

麻醉是机体或机体的一部分,在药物或其他因素影响下,暂时失去对外界刺激反应性的一种状态。能够引起麻醉的药物称为“麻醉药”。

一、麻醉药的类型及常用药物

1.全身麻醉药主要有两类,一是吸入麻醉药:氟烷、麻醉乙醚;二是静脉麻醉药:盐酸氯胺酮、硫喷妥钠、羟丁酸钠。

2.局部麻醉药主要有两类,一是芳酸酯类局部麻醉药:盐酸普鲁卡因、盐酸丁卡因;二是酰胺类局部麻醉药:盐酸利多卡因、盐酸布比卡因。

二、局部麻醉药的构效关系

1)基本结构

2)亲脂部分可为芳烃及芳杂环,但以苯环的作用较强。当其苯环的对位上引入氨基,丁氨基等局部麻醉药作用尤佳。

3)中间链与局部麻醉药作用持续时间有关。当X分别为O,S,NH和CH2时,则根据水解的难易程度,其麻醉持续时间为:—COCH2—>—CONH—>—COS—>—COO—。

4)中间链中的N以2~3个碳原子为好,碳链增长,可延效,但毒性增大。

5)亲水部分以叔胺为好,仲胺次之。当为叔胺时,以两个烷基相同者最常见,因合成较方便。烷基以3~4个碳原子时作用最强。

6)有合适的脂/水分配系数。

三、主要药物介绍

麻醉乙醚

(一)结构

(二)性质与应用

1.性状本品为无色澄明,易流动的液体;有特臭,味灼烈,微甜。

2.有极强的挥发性及燃烧性蒸气与空气混合后,遇火能爆炸。阴凉避火处保存。

3.易氧化失效本品在光照和空气中可发生自动氧化,生成过氧化物、醛等杂质。颜色逐渐变黄。

应用:①过氧化物及醛等对呼吸道有刺激性,能引起肺水肿及肺炎等,严重时甚至引起死亡。因此麻醉乙醚启封24h后不可供药用。②应遮光,几乎满装,严封或熔封保存。③过氧化物为不易挥发的油状液体,遇热易爆炸,在蒸馏乙醚时,它常残留于瓶底。因此要特别注意,勿将乙醚蒸干,以免爆炸。

盐酸普鲁卡因

(一)结构

(二)化学名称

4-氨基苯甲酸-2-(二乙氨基)乙酸盐酸盐,又名为奴佛卡因。

(三)合成方法

(四)性质与应用

芳香第一胺酯键叔胺氯离子

1.芳香第一胺的性质

性质主要为:①显弱碱性,②易氧化变质,制备其注射液时需采取防氧化措施,如调pH值为3.5~5.5之间,并严格控制灭菌温度和时间,以100℃流通蒸气灭菌30min为宜。③重氮偶合反应:在稀盐酸中,与亚硝酸钠生成重氮盐,加碱性β-萘酚发生偶合反应,生成红色的偶氮化合物。④与对芳醛缩合反应:在盐酸条件下能与对二甲氨基苯甲醛缩合,生成黄色希夫碱。应用:用薄层法检查盐酸普鲁卡因对氨基苯甲酸杂质。

2.酯键的性质

酯键易水解失效。因此,制备其注射液时需采取防氧化措施,如调pH值为3.5~5.5之间,并严格控制灭菌温度和时间,以100℃流通蒸气灭菌30min为宜。应遮光,密封保存。此特性亦可用于该药的鉴别:其水溶液加氢氧化钠溶液,则析出普鲁卡因白色沉淀,加热酯水解,产生二乙氨基乙醇(蒸气使红色石蕊试纸变蓝)和对氨基苯甲酸钠,放冷,加盐酸酸化,即析出对氨基苯甲酸白色沉淀,此沉淀能在适量的盐酸中溶解。

3.叔胺的性质

性质主要为:①显弱碱性,可与酸成盐,如常制成盐酸普鲁卡因;②能与一些生物碱沉淀试剂产生沉淀,其水溶液遇氯化金试液、碘化铋钾试液、碘试液、碘化汞钾试液和苦味酸试液等反应生成沉淀。可用于鉴别。

4.氯化物的性质可与硝酸银试液反应白色生成沉淀。

(五)用途

为常用的局部麻醉药,作用强,毒性小且无成瘾性,临床上用于腰麻,硬膜外麻醉,传导麻醉等。其他常用局部麻醉药见表3-1。

表3-1其他局部麻醉药

其他局部

麻醉药名称盐酸丁卡因盐酸利多卡因盐酸布比卡因结构芳香第一胺性质(-)(-)(-)酯键性质(+)不易水解不易水解叔胺性质(+)(+)(+)与硫酸铜反应生成蓝紫色配合物(-)(+)(+)镇静催眠药、抗癫痫药和抗精神失常药第一节镇静催眠药镇静催眠药使人的紧张、焦虑和失眠等精神过度兴奋状态受到抑制,使之平静和安宁地进人睡眠状态。镇静药和催眠药之间并无明显的界限,只有量的差别,一般小剂量时可产生镇静作用,中等剂量引起睡眠,某些药物在大剂量时可产生全身麻醉作用,有些还具有抗惊厥、抗震颤及肌肉松弛等作用。

按化学结构可将镇静催眠药分为4类:巴比妥类、氨基甲酸酯类、苯并二氮杂卓类以及其他类型。

巴比妥类

(一)巴比妥类药物结构通式

(二)巴比妥类药物的构效关系

1)巴比妥酸C5位上的两个活泼氢均被取代时,才具有镇静催眠作用。因5,5-双取代物不易解离,其脂溶性较大,易透过血脑屏障,进入中枢神经系统发挥疗效。

2)C5位两个取代基可以是烷烃基,不饱和烃基,卤代烃基或芳烃基等,但两个取代基碳原子总数须在4~8之间,才有良好的镇静催眠作用,超过8个时,可导致惊厥。

3)取代基为烯烃、环烯烃时,在体内易被氧化破坏,多为作用时间短的催眠药。取代基如为较难氧化的烷烃或芳烃时,则多为作用时间长的催眠药。

4)酰亚胺氮原子上两个氢都被取代时,生成物均无催眠作用,仅一个氢被甲基取代,则可增加脂溶性,降低酸性,起效快,作用时间短。

5)用硫代替C2位羰基中的氧,脂溶性增加,进入中枢神经系统的速度加快,起效快,但易代谢,作用时间短。如硫喷妥钠临床多作为静脉麻醉药。

(三)巴比妥类药物的通性

1.弱酸性本类药物因具“—CO—NH—CO—”结构,能形成烯醇型,显弱酸性,其酸性比碳酸(pKa=6.37)。

本类药物的钠盐可供制备注射剂用。该类药物的钠盐水溶液忌与酸性药物配伍,并应避免与空气中的CO2接触,防止析出游离体沉淀。

2.水解性本类药物因具“—CO—NH—CO—”结构(或酰脲结构),易水解失效。

如与氢氧化钠溶液一起加热时,水解,并放出氨气,可使红色石蕊试纸变蓝,可用于鉴别用。制剂时应注意本类药物钠盐一般不稳定,在吸湿的情况下也能分解为无效的物质,故一般制成粉针使用。

3.银盐反应

鉴别:如本类药物在碳酸钠溶液中与硝酸银试剂作用,先生成可溶性的一银盐,当硝酸银试剂微过量时,可生成不溶性的二银盐,此白色沉淀可溶于氨水中。

4.铜吡啶反应

本类药物含有“—CONHCONHCO—”结构,能与重金属铜盐或汞盐,形成有色或不溶性配位化合物。

鉴别:如与吡啶硫酸铜试剂作用显紫色;含硫巴比妥则显绿色;苯妥英钠显蓝色。

(四)巴比妥类药物特性

1.含双键巴比妥其特性为:①可使溴水褪色;②可使高锰酸钾溶液退色。

2.含苯环巴比妥其特性为:①可与甲醛—硫酸试剂作用,在两液层交界面产生玫瑰红色环;②可与亚硝酸钠—硫酸试剂反应,生成橙黄色亚硝基苯衍生物,后又转为橙红色。

苯并二氮卓类

苯并二氮类中以1,4—苯二氮类化合物生理活性最强,研究较广,其作用有镇静、安定、肌肉松弛和抗惊厥等。该类药物又根据苯二氮卓环1,2—位上是否并入三唑环分为两类。

西泮类:地西泮、氟地西泮(a)、氟托西泮(b)、硝西泮(c)、氯硝西泮(d)、奥沙西泮(e)唑仑类:艾司唑仑(f)、阿普唑仑(g)、三唑仑(h)地西泮(一)结构(二)性质及应用1.希夫碱及酰胺遇酸或碱及受热易水解,生成2-甲氨基-5-氯-二苯甲酮和甘氨酸。

制备其注射液时常以盐酸调pH值为6.2~6.9,并用100℃流通蒸气进行灭菌。

2.叔胺性质鉴别:如遇碘化铋钾试液,产生橙红色复盐沉淀(B﹒HBiI4),放置后颜色变深。

3.有机氯性质鉴别:如经氧瓶燃烧法进行有机破坏,以稀氢氧化钠液为吸收液,待燃烧完全后,用稀硝酸酸化,溶液显氯化物的鉴别反应。

(三)用途

为抗焦虑药和抗惊厥药。临床用于治疗焦虑症及各种神经官能症,也可治疗各种原因引起的失眠症。

(四)储存

本品应密封保存。

第二节抗癫痫药

抗癫痫药主要用于预防和控制癫痫的发作,主要包括巴比妥类、苯并二氮杂卓类、乙内酰脲类、丁二酰亚胺类。

苯妥英钠

(一)结构

(二)性质及应用(与巴比妥类药物的通性相相似)性质及应用主要体现在几个方面:弱酸性;水解性;与银盐反应;铜吡啶反应(显蓝色)本品水溶液加酸酸化后,析出白色的苯妥英,游离的苯妥英在氨水中转变成铵盐溶液,遇硝酸银试剂可产生白色银盐沉淀。

本品与二氯化汞试剂作用后,产生白色汞盐沉淀,此沉淀在氨水中不溶。

(三)用途

为抗癫痫药及抗心律失常药,临床用于治疗癫痫大发作最为有效。

(四)储存

应遮光,密封(供口服用)或严封(供注射用)保存。

第三节抗精神失常药

用以治疗各种精神失常疾病的药物,统称抗精神失常药。抗精神失常药按化学结构分为:吩噻嗪类、丁酰苯类以及其他类型。

盐酸氯丙嗪

(一)结构

(二)性质及应用

吩噻嗪环易氧化失效,可应用于鉴别,如水溶液与硝酸作用后显红色,放置后渐变淡黄色;与三氯化铁试剂作用显稳定的红色。同理,制剂时需采用防氧化措施,如加连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或维生素C等抗氧剂。

(三)用途

为抗精神病的强安定药,临床用于治疗精神分裂症和狂躁症,也用于镇吐、强化麻醉及人工冬眠等。

(四)储存

应遮光,密封保存。

解热镇痛药及非甾类抗炎药

解热镇痛药能使发热患者的体温恢复正常,又具有中等程度的镇痛作用,其中大部分药物还兼有消炎、抗风湿,甚至抗痛风的作用。非甾体抗炎药大多具有解热镇痛作用,其中部分药物还兼有抗痛风的作用。

第一节解热镇痛药

解热镇痛药作用于下丘脑的体温调节中枢,使发热患者的体温恢复正常,但对正常体温没有影响。多数药物在体外均有抑制前列素环氧酶的作用,且解热镇痛作用一般与抑制环氧酶的活性相平行。

本类药物按化学结构可分为:水杨酸类、乙酰苯胺类、吡唑酮类。

阿司匹林

(一)结构

(二)制备

(三)性质及应用

1.羧基显酸性溶于氢氧化钠或碳酸钠溶液,但同时分解。

2.酯键易水解失效阿司匹林能在中性水溶液中自动水解,除了酚酯较易水解,还由于邻位羧基负离子的邻助作用所致。

羧酸衍生物的酰基邻近有亲核基团时,能引起分子内催化作用,使水解加速,这一过程称为邻助作用。

如其溶于氢氧化钠或碳酸钠溶液中,加热,放冷后酸化,析出白色水杨酸沉淀,并产生醋酸的特殊臭气。利用酯键水解反应,可供鉴别和测定其制剂含量。

(三)用途

本品为解热、消炎镇痛药,还可抑制血小板聚集,防止血栓病。本品常与非那西丁及咖啡因制成复方阿司匹林片,俗称APC片。为减轻阿司匹林对胃黏膜的刺激,应饭后服用。

(四)储存

应密封,在干燥处保存。

对乙酰氨基酚

(一)结构

(二)制备

本品制备方法较多,最常采用的是对硝基苯酚钠路线。以对硝基苯酚钠为原料,先用盐酸酸化,生成对硝基苯酚,再经铁粉还原,生成对氨基苯酚,最后用醋酐酰化即得。另也可以对硝基氯苯为原料,先水解制得对硝基苯酚。

(三)性质及应用

1.酰胺键性质水溶液稳定,在酸性或碱性溶液中可水解。

如与稀盐酸共热,水解后放冷,与亚硝酸钠试液作用生成重氮盐,再加碱性β-苯酚,生成猩红色的偶氮化合物,供鉴别之用。

2.酚羟基性质

如遇三氯化铁试液显蓝紫色。

(四)用途

为解热镇痛药,无抗炎抗风湿作用。可单独使用,如制成对乙酰氨基酚片剂、胶囊剂、栓剂(小儿退热栓)等。也可与其他药物配伍,效果更佳,是常用感冒药中的复方成分之一。因毒性较阿司匹林低,尤其适合儿童应用。

(五)储存

应密封保存。

非甾类抗炎药

非甾类抗炎药具有解热、镇痛、抗炎作用,但以抗炎作用为主,主要用于治疗结缔组织疾病,如风湿、类风湿、骨关节炎、红斑狼疮和强直性脊椎炎等疾病。

常用的非甾类抗炎药按化学结构可分为:吲哚乙酸类、芳基烷酸类、苯并噻嗪类、邻氨基苯甲酸类。

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