典型药物合成
药学中的药物合成和化学结构
盐酸普鲁卡因的合成
02
以对硝基苯甲酸为原料，经过酯化、还原、重氮化、偶合等反
应步骤合成盐酸普鲁卡因。
苯巴比妥的合成
03
以苯乙酸乙酯为原料，经过缩合、环化、氧化等反应步骤合成
苯巴比妥。
06
未来发展趋势与挑战
新兴技术在药物合成中应用前景
人工智能和机器学习在药物合成中的应用
通过数据分析和模型训练，提高合成路线的设计效率和成功率。
3
构效关系研究
通过对一系列具有相似化学结构的药物进行活性 比较，可以揭示化学结构与生物活性之间的关系 ，为新药设计提供指导。
代谢稳定性和生物利用度改善
代谢稳定性
药物的化学结构会影响其在体内的代谢稳定性。某些化学结 构可能导致药物在体内迅速代谢失活，从而降低疗效。通过 改变药物的化学结构，可以提高其代谢稳定性，延长药物在 体内的半衰期。
药学中的药物合成和化学结 构
演讲人：
汇报时间：日期：
目录
• 药物合成概述 • 化学结构基础知识 • 药物合成方法与技术 • 化学结构在药物设计中的作用 • 典型药物合成案例解析 • 未来发展趋势与挑战
01
药物合成概述
药物合成定义与重要性
药物合成定义
药物合成是指通过化学方法合成具有 治疗作用的化合物，是药学领域的重 要分支。
药物合成中的杂质控制
为确保个性化治疗的安全性和有效性，需要严格控制药物合成中的 杂质含量。
环境保护和可持续发展在药物合成中考虑
01
绿色合成技术在药物合成中的应用
采用环保的合成方法和技术，减少废弃物排放和源消耗。
02
药物合成中的资源回收利用
对废弃物进行回收利用，提高资源利用效率。
(完整版)典型药物合成
作用部位
外周
中枢
作用靶点
环氧合酶
阿片受体
不能代替吗啡类使用
它只对慢性钝痛有良好的作用
牙痛、头痛、神经痛、肌肉痛、关节痛
无成瘾性
8
镇痛药
是对痛觉中枢有选择性抑制作用，使疼痛减轻或 消除的药物
不影响 意识 不干扰 神经冲动的传导 不影响 触觉及听觉等
吗啡 合成镇痛药 吗啡样镇痛作用的肽类物质
（R)-Epinephrine的合成：手性拆分
HO HO HO HO HO HO
HO POCl3,ClCH2COOH
O Cl CH3NH2,HCl
HO
O OH
H N
CH3 . HCl
H2/Pd-C
HO
HO
H N
CH3
HO d-(CHOHCOOH)2
OH
H
N CH3 . HCl
NH3
OH H N CH3
H3C OO
+
N
CHC3 H3
Br -
O
16
内源性拟交感胺的生物合成
O
O
HO
NH3+
(S)(-) -Tyrosine (L)
Aromatic
2
L-amino acid decarboxylase
HO
Tyrosine 1 hydroxylase
HO
HO
NH2
Dopamine 3 -hydroxylase
6、合成路线
+
Cl
Cl
NH2
Cu 150.C, pH5~6
Cl
O OH Ullmann
S, I2 170.C
Cl
S
化学药物发现的典型案例
化学药物发现的典型案例化学药物发现的典型案例导语：化学药物是现代医学的重要组成部分，它们能够改善人类的健康状况，治疗各种疾病。
但是，化学药物的研发和发现并不是一个简单的过程。
在本文中，我将介绍一些化学药物发现的典型案例，探讨其中的科学原理和技术手段。
一、胰岛素的发现与研发胰岛素是一种能够调节人体血糖水平的激素，对于糖尿病患者来说尤为重要。
胰岛素的发现和研发经历了一个漫长而曲折的道路。
1921年，加拿大科学家弗雷德里克·班廷和查尔斯·贝斯特成功从犬腺提取出胰岛素，并通过临床试验验证了其疗效。
此后，人们开始寻找更高效和可靠的胰岛素制备方法，最终在20世纪60年代成功合成了人工胰岛素。
在胰岛素的发现和研发过程中，化学家们运用了许多先进的技术手段，如色谱法、质谱法和核磁共振等。
这些技术能够帮助化学家们快速准确地分离和鉴定药物中的活性成分，从而促进了胰岛素的研发进程。
合成化学也发挥了重要作用，研究人员能够根据分子结构设计和合成新的胰岛素类似物，以提高胰岛素的稳定性和活性。
尽管胰岛素的研发经历了许多困难和挑战，但正是科学家们的不懈努力和创新思维，使得胰岛素成为当今世界上最重要的化学药物之一。
二、抗生素的发现与研发抗生素是一类能够治疗细菌感染的化学药物，对人类的健康发挥了重要作用。
抗生素的发现和研发是一个具有里程碑意义的过程，它为人类解决了许多严重的感染病症。
英国科学家亚历山大·弗莱明于1928年发现了青霉素，这是世界上第一个广谱抗生素，对革兰氏阳性细菌具有极强的杀菌作用。
随后，人们又陆续发现了许多其他抗生素，如链霉素、四环素和头孢菌素等。
抗生素的发现和研发过程中，化学合成和发酵技术发挥了关键作用。
通过合成或提取自微生物培养物中的天然产物，科学家们获得了许多新的抗生素。
高通量筛选技术也为抗生素的发现提供了重要手段。
研究人员能够快速筛选大量的化合物，寻找具有抗菌活性的化合物，并进一步优化它们的药理性质。
典型药物合成
OH NaCN
CN 1) NaOH
O
CH2COOH
O
氰基取代
2) HCl
氰基水解
CH3 CH3
HOCH2CH2N(CH(CH3)2)2
H3C N CH3 OO
CH3Br
酯化
季铵化
O
O
O COOH
Zn, NaOH
还原
O 精品文档
CH3 CH3
H3C OO
+
N
CHC3 H3
Br -
O
16
内源性拟交感胺的生物合成
O N
NH
ON
N NaOH
O N
ON
NaNO2, H2SO4 NH
O
NH2
HCOOH
N
NH
NH2
O N NH2O
NaOH
O
H
N
N
ON N
(CH3)2SO4 NaOH
O N ON
N . H2O
N
12
精品文档
半合成
茶碱
O
H
N
N
ON N
甲基化
咖啡因
(CH3)2SO4 NaOH
O N ON
N . H2O
N
Sandmeyer 反应
缩合 成盐
精品文档
Leuckart 反应
20
盐酸普鲁卡因合成路线
结构剖析：
O
H2N
CO
N . HCl 原料如何合成？
O2N O2N
CH3
Na2Cr2O7 H2SO4
O2N
氧化
HOCH2CH2N(C2H5)2 COOH
二甲苯 酯化
精品文档
药物合成
头孢西丁纳的合成摘要：头孢西丁是一种具有长效、广谱抗菌特点的第二代头孢类抗生素。
本文以头孢噻吩酸为原料，甲氧基化产物不需结晶提纯而直接用于去乙酰化．缩短了生产周期和节省了原料。
本方法制备简便，适于工业化生产。
关键词：头孢噻吩头孢西丁钠合成次氯酸叔丁酯异辛酸钠头孢西丁钠钠是一种具有长效、广谱抗菌特点的第二代头孢类抗生素。
但是，头孢西丁钠对于革兰阳性菌的作用没有对革兰阴性菌药物的作用性强。
在治疗下呼吸道、肺部感染、泌尿道和剖宫产术后进行抗感染治疗具有很好的效果。
由于头孢西丁的化学结构和头孢菌素相似，且其抗菌谱和抗菌活性和第二代头孢菌素的抗菌谱等相似，所以将头孢西丁分于第二代头孢菌素类，且头孢西丁钠对于β－内酰胺霉的耐药性较强。
而β－内酰胺类抗生素的推广使用是细菌产生抗药性，刺激了β内酰胺霉的过度释放，β－内酰胺类抗生素的作用逐渐降低，由于头孢西丁钠对于β－内酰胺霉的耐药性较强，所以头孢西丁钠的生产与使用具有一定的市场发展前景。
1 头孢西丁钠的结构头孢西丁钠(ccfoxitin)，其化学名为：(6R，7S)-3-氨基甲酰基氧甲基一7-甲氧基一8-氧代一7-(2(2-噻吩基)乙酰胺基)一5-硫杂一1一氮杂双环(4．2．O)辛一2-烯-2-甲酸钠盐，其结构式如图图1-12 头孢西丁的特点2.1 化学结构独特头孢西丁钠为内酰胺类抗生素，在化学结构上与头孢菌素相仿，但其头孢主核的7位碳上有甲氧基。
该甲氧基能阻碍B-内酰胺酶接近内酰胺环，减低酶对药物的亲和，从而保护内酰胺环不被破坏。
2.2 耐β-内酰胺酶目前随着青霉素和头孢菌素等内酰胺类抗生素的广泛大量使用，促使细菌的耐药性逐渐增高。
细菌对内酰胺类抗生素产生耐药性的主要原因是产生了内酰胺酶，它通过与内酰胺环上的羧基共价结合，水解酰胺键，使内酰胺类抗生素失活。
近年来，头孢菌素的耐药菌日益增多，主要与细菌产生许多可诱导的染色体介导的和质粒介导的对头孢菌素具高活性的β-内酰胺酶有关。
丙酸倍氯米松合成路线_概述及解释说明
丙酸倍氯米松合成路线概述及解释说明1. 引言1.1 概述丙酸倍氯米松是一种具有广泛应用价值的合成糖皮质激素，它在医学和化学领域都具有重要意义。
通过合成丙酸倍氯米松，我们可以获取到高纯度的该化合物，并为相关领域的研究提供便利。
1.2 文章结构本文将从概述、正文和结论三个方面对丙酸倍氯米松的合成路线进行全面阐述。
首先，我们会介绍丙酸倍氯米松的意义以及本文涉及的目的。
接着，在正文部分，我们会详细介绍合成丙酸倍氯米松的步骤，并解释其中的化学反应机理。
最后，在结论部分，我们将总结本文概述的丙酸倍氯米松合成路线，并对其优缺点进行分析讨论，同时展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本文旨在提供一个清晰明了、详尽完整的关于丙酸倍氯米松合成路线的概述和解释说明。
通过对该合成过程中各个步骤和化学反应的解析，读者可以更好地理解丙酸倍氯米松的合成原理和机制，并对其在医学和化学领域中的应用有更深入的认识。
此外，本文还将探讨该合成路线可能存在的优缺点，并提出未来研究方向的展望。
通过阅读本文，读者将能够全面了解丙酸倍氯米松的合成方法及其潜在应用价值。
2. 正文：2.1 丙酸倍氯米松的意义丙酸倍氯米松是一种合成类固醇药物，具有广泛的临床应用价值。
它主要用于治疗各种炎症性皮肤病、银屑病、过敏反应等疾病。
它通过控制体内免疫反应和抑制炎性介质释放来发挥治疗作用，已经被证明在临床上有着良好的效果。
2.2 合成丙酸倍氯米松的步骤合成丙酸倍氯米松可以分为以下几个步骤：（1）原料准备：收集所需的化学试剂和溶剂；（2）起始物合成：将起始物与特定试剂进行反应，形成初始化合物；（3）功能基团引入：通过不同反应途径将所需的功能基团引入到中间产物中；（4）串联反应：经过多步串联反应，逐渐构建目标化合物的结构框架；（5）精简与纯化：对得到的混合产物进行分离、纯化和结晶等工艺处理；（6）结构鉴定：利用各种分析手段如质谱和核磁共振等对合成产物的结构进行鉴定；（7）优化与调整：根据实验结果进行反应条件的优化和步骤的调整，使得合成路线更加高效和经济。
典型药物合成
酒石酸拆分 HO R-(-)-Epinephrine
麻黄碱的制备
目前我国主要从麻黄中分离提取。还可用发酵法制取。
O H + Saccharose
啤酒酵母
CH3NH2
HO H N CH3
CH3
H2/Pd-C
HO H CH3
O
OH H N CH3
CH3
马来酸氯苯那敏的合成
氯化
缩合
Sandmeyer 反应
2、为什么青霉素G不能口服？而青霉素V却可以口 服？ 为什么青霉素G的钠盐或钾盐必须做成粉针 剂型？
3、简述寻找耐酸、耐酶、广谱青霉素的研究方法。
51
4、 半合成青霉素的合成
得到6-APA后，再与相应的侧链酸进行缩合，方法有：
（1）酰氯法（2）酸酐法 （3）DCC法（4）固相酶法
52
小结
• 重点药物
保护胃黏膜
促进血小 板聚集
收缩血管
吲哚美辛合成
双氯灭痛的合成
布洛芬的合成
三、芳基烷酸类
萘普生的合成
吡罗昔康的代谢 吡罗昔康的合成
• 塞来西布合成
环磷酰胺的合成
•本品的无水物为油状物，在丙酮中和水反应生成 水合物而结晶析出
5-氟尿嘧啶的合成
[氟化]
[甲酰化]
[水解]
[缩合]
阿糖胞苷的合成
H3C OO
+
N
CHC3 H3
Br -
O
16
内源性拟交感胺的生物合成
O
O
HO
NH3+
(S)(-) -Tyrosine (L)
Aromatic
2
L-amino acid decarboxylase
阿司匹林的合成
实验一百年好药阿司匹林的合成一、实验目的1、了解阿司匹林在药物发展史上的地位及其在临床上的应用。
2、通过阿司匹林制备实验，熟悉药物合成实验装置的安装和使用。
3、熟悉有机化合物的制备、纯化及鉴定方法。
二、实验意义：阿司匹林（Aspirin）化学名为乙酰水杨酸（分子式C9H8O4，分子量180.15），是历史悠久的解热镇痛药。
它在1853年由夏尔，弗雷德里克·热拉尔(Gerhardt)用水杨酸与醋酐首次合成，但没能引起人们的重视；1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好；1899年由德国拜耳公司生产并用于临床，取名为阿司匹林(Aspirin)。
到目前为止，阿司匹林已应用一百多年，成为医药史上三大经典药物之一，它是世界上应用最广泛的解热、镇痛、抗炎和抑制血小板聚集的药物，还是老药新用的典型范例，对心脏病、中风和老年痴呆等有预防作用。
目前已在临床用于治感冒、发热、头痛、牙痛、关节痛、风湿病，还能抑制血小板聚集，用于预防和治疗缺血性心脏病、心绞痛、心肺梗塞、脑血栓形成，应用于血管形成术及旁路移植术也有效。
也是作为比较和评价其他药物的标准制剂，还可提高植物的出芽率。
因此，阿司匹林在一百多年前由拜耳公司开发上市以来，作为支柱产品，为保障人类健康发挥了重要作用，在当今生物医药技术快速发展的时代它也是当之无愧的“明星”药品，2010年它仍创造了7.66亿欧元销售额的辉煌业绩，是对人类贡献巨大、生命力极强的百年好药。
为了培养创新意识和创新能力，我们以综合性药物化学实验“百年好药阿司匹林的合成”为例，引导学生通过参与新药开发与生产所涉及的药物的合成、分离纯化、产物鉴定等过程，提高科学实践能力，激发对药物化学研究的兴趣。
本实验制备的阿司匹林，是以水杨酸（邻羟基苯甲酸，分子式C7H6O3，分子量138.12）为原料，与乙酸酐在酚羟基上发生酯化反应的产物，并可利用原料会与酚羟基的指示剂三氯化铁试剂发生显色反应，而产物不反应作为鉴定指标。
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10
2）合成
C2H5OH
11
全合成路线
1, 嘧啶环 2, 嘌呤环
O HO
O N ON
O
N NH
N H
OO
O
O
N H
ON
N OH Fe, HCl
O N
NH
ON
N NaOH
O N
ON
NaNO2, H2SO4 NH
NH2 NH2
HCOOH
O N ON
NH NH2 O
NaOH
O
H
N
N
ON N
(CH3)2SO4 NaOH
花生四烯酸
甾体 抗炎药
环氧 合酶
抑制
非甾体 抗炎药
LT 白三烯
前列环素 PGH2 前列腺素
合成酶
合成酶
(血管内皮)
PGI2 PGF2 PGE2
血栓素 合成酶 (血小板)
TXA2
收缩支气管 白细胞趋化
诱发炎症 参与过敏反应
抑制血小 板凝集
扩张血管
收缩支气管 收缩血管 收缩子宫
舒张支气管 扩张血管 收缩子宫 诱发炎症
路线1
β-酮酸酯
59
环丙沙星合成
乙氧亚甲基化
环丙胺化
60
环丙沙星合成
路线2
61
抗寄生虫药 antiparasitic drugs
吡喹酮的代谢
吡喹酮的合成
氯喹的合成
63
性激素总结
丙酸睾酮
雄性激素 天然：丙酸睾酮 改造：甲睾酮 蛋白同化激素：苯丙酸诺龙
雌激素 1）甾体雌激素
天然甾体：雌二醇 改造：炔雌醇 2）非甾体雌激素：己烯雌酚 3）雌激素拮抗剂：他莫昔芬 孕激素 天然：黄体酮 改造：炔诺酮 拮抗剂：米非司酮
缩合 成盐
Leuckart 反应
盐酸普鲁卡因合成路线
结构剖析：
O
H2N
CO
N . HCl 原料如何合成？
O2N O2N
CH3
Na2Cr2O7 H2SO4 O2N
氧化
HOCH2CH2N(C2H5)2
COOH 二甲苯 酯化
O CO
N Fe/HCl H2N
pH4.还2 原
O N
CO
HCl 成盐 H2N
Acetone
COOH C6H5OH
NaOH, Cu
Cl
醚化
COOH O
H2SO4
脱水环合
OH NaCN
CN 1) NaOH
O
CH2COOH
O
氰基取代
2) HCl
氰基水解
CH3 CH3
HOCH2CH2N(CH(CH3)2)2
H3C N CH3 OO
CH3Br
酯化
季铵化
O
O
O COOH
Zn, NaOH
还原
O
CH3 CH3
保护胃黏膜
促进血小 板聚集
收缩血管
吲哚美辛合成
双氯灭痛的合成
布洛芬的合成
三、芳基烷酸类
萘普生的合成
吡罗昔康的代谢 吡罗昔康的合成
• 塞来西布合成
环磷酰胺的合成
•本品的无水物为油状物，在丙酮中和水反应生成 水合物而结晶析出
5-氟尿嘧啶的合成
[氟化]
[甲酰化]
[水解]
[缩合]
阿糖胞苷的合成
C
N
N N乌洛托品 N
(五) 巴比妥类药物的合成通法
以丙二酸二乙酯为原料
O O
OO
R1Br CH3CH2ONa
O R1
O
OO
O
R1
R2
O
OO
NH2CONH2 CH3CH2ONa
R2Br CH3CH2ONa
OH
R1 R2
N O
N
OH
R1,R2不同时，先引入较大取代基
(五) 异戊巴比妥的合成通法
R1,R2不同时，先引入较大取代基
– 青霉素、头孢氨苄、克拉维酸
• 半合成青霉素和半合成头孢菌素
– 改造方法、分类特点 – 6-APA、7-ADCA、合成
• β-内酰胺抗生素结构特征和构效关系 • β-内酰胺抗生素和酶抑制剂增效的原理
55
氯霉素的合成 沈家祥路线
诺氟沙星的原合成工艺
缩合
环化
乙基化
水解
缩合
诺氟沙星的合成改进
58
环丙沙星合成
扑热息痛的合成
1)铁粉还原法
2）钯碳还原法
3）Beckmann重排法
H2NOH HCI
[肟化]
工艺成熟，污染严 重，质量难保证
副反应
[重排]
[Beckmann重排法]
无污染，无对 氨基酚中间体， 价格高
一、3,5-吡唑烷二酮类
2.羟布宗的合成
非甾体抗炎药的作用机理
脂氧酶
膜磷脂
磷脂酶A2 抑 制
雌二醇 黄体酮
甲睾酮
苯丙酸诺龙
炔雌醇
己烯雌酚
他莫昔芬
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
炔诺酮
米非司酮
H3C OO
+
N
CHC3 H3
Br -
O
16
内源性拟交感胺的生物合成
O
O
HO
NH3+
(S)(-) -Tyrosine (L)
Aromatic
2
L-amino acid decarboxylase
HO
Tyrosine 1 hydroxylase
HO
HO
NH2
Dopamine 3 -hydroxylase
（R)-Epinephrine的合成：手性拆分
HO HO HO HO HO HO
HO POCl3,ClCH2COOH
O Cl CH3NH2,HCl
HO
O OH
H N
CH3 . HCl
H2/Pd-C
HO
HO
H N
CH3
HO d-(CHOHCOOH)2
OH
H
N CH3 . HCl
NH3
OH H N CH3
重新看
第一节 抗溃疡药 (Antiulcer Drugs)
奥美拉唑的合成
昂丹司琼的合成
第三节 促胃动力药 (prokinetics)
盐酸伊托必利的合成
第四节 肝胆疾病辅助治疗药物
Adjuvant for Hepatic and Biliary Diseases
联苯双酯的合成
联苯双酯 的代谢
阿司匹林作用机制 阿司匹林的合成
酒石酸拆分 HO R-(-)-Epinephrine
麻黄碱的制备
目前我国主要从麻黄中分离提取。还可用发酵法制取。
O H + Saccharose
啤酒酵母
CH3NH2
HO H N CH3
CH3
H2/Pd-C
HO H CH3
O
OH H N CH3
CH3
马来酸氯苯那敏的合成
氯化
缩合
Sandmeyer 反应
O
O NH3+
(S)(-) -多巴 (L) (S)(-) -Dopa (L)
OH HO
NH2
HO
多巴胺 Dopamine
HO
(R)(-) -去甲肾上腺素 (L) (R)(-) -Norepinephrine (L)
N-Methyl4 transterase
HO
OH H N
HO
(R)(-) -肾上腺素 (L) (R)(-) -Adrenalin (L)
O N ON
N . H2O
N
12
半合成
茶碱
O
H
N
N
ON N
甲基化
咖啡因
O
(CH3)2SO4 NaOH
N ON
N . H2O
N
(7-methyl-theophylline)
尿酸
13
合成(吡拉西坦)
O CH3ONa
O ClCH2COOEt
O N
NH3
N
N
H
Na
O
O
O N
NH2
O
14
溴丙胺太林的合成
小结
1、什么是烷化剂？什么是抗代谢抗肿瘤药 物？举例说明。
2、试述前药环磷酰胺的作用原理？ 3、掌握重点药物（盐酸氮芥、环磷酰胺、5-
氟尿嘧啶、顺铂等）的结构和临床应用。 4、 5-氟尿嘧啶合成。 5、了解抗肿瘤抗生素类药物及天然抗肿瘤
药物。
思考题
1、抗生素按化学结构可分为哪几大类？各举一例 药物。
代表药物——地西泮
3、化学合成
N O
甲基化
Cl
(CH3)2SO4 Cl
CH3C6H5
CH3
还原 N+ CH3SO4O Fe, HCl Cl C2H5OH
3-苯-5-氯嗯呢
酰化
ClCH2COCl Cl C6H12
CH3
环合 N COCH2Cl
O C
(CH2)6N4 HCl Cl
CH3OH
CH3
N
O
N
NHCH3 O
三、二苯并氮杂卓类
六)合成
氯甲酰化
溴代
Br
COCl2
Br2
N
N COCl2
N
Br2
H
N
O Cl
N O Cl
H
O Cl
消除形成双键
N - HBr O Cl
NH3
N O Cl
氨化
N
NH3
O NH2
N O NH2