化学原料药开发-异构体的分类 ISOMERS

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顺反异构体定义

顺反异构体定义

顺反异构体定义
顺反异构体(Stereoisomers)是指具有相同的分子式和相同的原子连接顺序,但由于原子在空间排列不同而导致分子整体构型不同的一对或一组化合物。

顺反异构体是一种立体异构现象,可分为两大类:构象异构体(Conformational Isomers)和构型异构体(Configurational Isomers)。

1. 构象异构体
构象异构体是由于单键周围的原子或基团的旋转而产生的异构现象。

构象异构体之间可以通过旋转单键相互转化,能垒较低,属于动力学异构体。

常见的构象异构体有:
- 烷烃的旋转异构体
- 环丁烷的椅式和船式构象
- 环己烷的椅式和船式构象
2. 构型异构体
构型异构体是由于分子中含有手性中心或手性轴而产生的异构现象。

构型异构体之间不能简单地通过旋转单键相互转化,需要断开化学键并重新连接。

常见的构型异构体有:
- 手性碳原子引起的异构体(对映异构体)
- 手性轴引起的顺反异构体
- 手性平面引起的顺反异构体
顺反异构体是指由于分子中存在手性轴或手性平面而导致整体构型不同的一对立体异构体。

它们是构型异构体的一种,与对映异构体并列,是立体化学的重要内容。

FDA关于开发立体异构体新药的政策简介

FDA关于开发立体异构体新药的政策简介

FDA关于开发立体异构体新药的政策简介1. 引言与背景立体异构体是原子组成及键接相同而原子在三维空间排列上不同一些分子。

因此,成对的立体异构体即是那些具有一个或多个不对称中心(手性的)且对映结构体(单个对映体)互成镜像的化合物。

它们一般具有相同的物理(除旋光性外)和化学(手性环境下除外)特性。

本文着重讨论法有关单个对映体及外消旋物的研究及药物开发问题。

对这种立体异构体的鉴别、定性、分离及测定一般需要专门的手性技术来进行。

它们通常采用生物技术能容易区分开来,然而,它们具有不同的药代动力学特性(如:吸收,分布,生物转化及排泄)及不同的药理或毒理作用。

当立体异构体在生物学上可区分时,它们似乎为不同的药物,然而,过去往往把它们做成外销旋物(如:两者按50:50的比例组成外消旋物)。

对单个对映体的特性一般研究得不是很深入。

是否能分离对映体很大程度上是个学术问题,因为工业上分离外消旋体较为困难。

既然技术的发展(大规模的手性分离程序及不对称合成方法)已经可容许在工业规模上生产出许多单个对映体,那么,适当地考虑一下FDA对立体异构体混合物的方针是合适的。

开发外消旋体生产过程要考虑的问题包括合成及杂质控制,适当的药理学及毒理学评估,合适的新陈代谢及分布属性,以及适当的临床评估。

“立体异构体”此术语应当解释为所有异构体仅原子在空间的方向不同。

立体异构体不仅包括互成镜像的对映异构体,还包括几何异构体(顺式/反式)和非对映的异构体(若药物含有一个以上的手性中心其异构体相互之间不成镜像的异构体)。

非对映异构体和几何异构体在大多数情况下,化学性质和药理上都存在较大差异(除非它们在体内可以相互转化),一般无需手性技术便可容易地分离。

在个别例外情况即非对映异构体和几何异构体在体内可发生相互转化时,因此,它们就要分别处理和开发。

一般没理由去考虑开发非对映异构体或几何异构体混合物,除非它们之间偶然显示出固定剂量的组合(参见21 CFR 300.50)。

液相色谱 异构体

液相色谱 异构体

液相色谱异构体全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:液相色谱(Liquid Chromatography,LC)是一种高效、快速的分离和检测方法,广泛应用于化学、生物化学、药学和环境等领域。

在LC中,液体相相对于固定相以液体形式存在,通过固定相对分析物的吸附、分配和排它作用,使得分离和检测成为可能。

在液相色谱中,异构体(Isomer)是一个常见的概念。

异构体指的是分子结构相同但空间结构不同的化合物。

由于分子的结构和构型的不同,异构体可能在性质上存在差异。

在进行化合物分离和鉴定时,对异构体的分离和检测也是非常重要的。

液相色谱在分析异构体方面具有很大的优势。

液相色谱具有良好的分离能力,可以有效地将不同异构体分离开来。

液相色谱具有高灵敏度和高选择性,可以对微量的异构体进行检测。

液相色谱还可以对复杂样品进行分析,满足实际应用中对异构体监测的需求。

不同类型的异构体在液相色谱中的分离方法也不同。

在立体异构体(Stereoisomers)的分离中,通常采用手性色谱柱进行分离。

手性色谱柱是一种特殊的固定相,具有手性选择性,可以有效地分离手性异构体。

在构象异构体(Conformational isomers)的分离中,通常采用柱温控制、淋洗溶剂的调整等方法进行分离。

对于药物分析中的异构体,液相色谱也发挥着重要作用。

由于药物分子的异构体对药效和毒性有很大影响,因此对药物中异构体的检测和分析至关重要。

通过液相色谱技术,可以对药物中异构体进行高效分离和检测,进而为药物研发和质量控制提供支持。

液相色谱在异构体分离和检测中具有显著的优势,为化学、生物化学、药学和环境等领域的研究提供了重要的技术支持。

随着技术的不断进步和发展,液相色谱在异构体分析领域的应用前景将更加广阔,为科学研究和实际应用带来更多的可能性。

第二篇示例:液相色谱(Liquid Chromatography,LC)是一种高效分离和分析化合物的技术,广泛应用于生物化学、制药、环境监测和食品安全等领域。

有机化学基础知识点整理有机分子的立体异构体分类和性质

有机化学基础知识点整理有机分子的立体异构体分类和性质

有机化学基础知识点整理有机分子的立体异构体分类和性质有机化学基础知识点整理有机分子的立体异构体分类和性质引言:有机化学是研究有机物质的组成、结构、性质、合成、反应与应用的科学。

在有机化学中,立体异构体是一种重要的概念。

立体异构体是指具有相同分子式但空间构型不同的有机分子。

本文将对有机分子的立体异构体进行分类和性质的整理。

一、立体异构体的分类1. 构象异构体(conformational isomers):构象异构体是由于化学键的旋转所产生的异构体。

这种异构体在分子内部的空间构型上有不同的构象,但它们之间的键没有断裂或形成新的键。

常见的构象异构体有转式异构体、扭式异构体和轴式异构体等。

2. 构造异构体(constitutional isomers):构造异构体是由于分子内部原子连接方式的不同而产生的异构体。

这种异构体在原子的连接方式上有所区别,导致它们具有化学性质和物理性质上的差异。

常见的构造异构体有链式异构体、环式异构体和官能团异构体等。

3. 光学异构体(optical isomers):光学异构体是由于分子中手性中心的存在而产生的异构体。

光学异构体的分子拥有相同的构成式,但它们的立体构型是镜像对称的,无法重合。

光学异构体对于旋光性是有影响的,其中左旋异构体为L型,右旋异构体为D型。

二、立体异构体的性质1. 空间构象的影响:构象异构体的不同空间构象对于分子的稳定性、形状、反应性等都有影响。

例如,转式异构体的存在使得分子中的取向限制,并影响其反应性能。

2. 化学性质的差异:构造异构体的存在导致分子之间具有不同的化学性质。

例如,链式异构体由于原子连接方式的不同,其分子之间的键能和键长都会有所差异,从而影响分子的化学性质。

3. 光学活性:光学异构体的存在使得有机分子具有光学活性,能够影响其对极化光的旋光性。

光学异构体的相关性质对于化学和生物学领域具有重要的应用价值。

4. 热力学稳定性:不同立体异构体的热力学稳定性各不相同。

异构体的分类

异构体的分类

异构体是指以化学结构相似但空间排列不同的分子,它们的分类可以根据它们的结构类型和差异程度进行。

一般而言,异构体可以分为以下几类:
位置异构体(position isomers):这种异构体指的是在分子中化学基团的位置不同,比如2-丙醇和1-丙醇就是位置异构体。

构造异构体(constitutional isomers):这种异构体指的是化学结构不同的分子,因为它们的原子组成或键的连接方式不同。

比如,在分子式为C3H6O的分子中,丙酮和乙醛就属于构造异构体。

立体异构体(stereoisomers):这种异构体指的是有着相同分子式和分子结构的分子,但它们的立体结构不同。

主要分成两种类型,一种是光学异构体(optical isomers)、另一种是对映异构体(enantiomers),常常用手性来描述其特征。

动力学异构体(kinetic isomers):这种异构体指的是在反应条件下化学反应路径和产物不同,在分子的动力学行为引起结构上不同的分子。

例如轴向对称化反应和不对称化反应。

总的来说,异构体是指在分子结构上略有差异但具有相同原子组成的分子形式。

它们之间的分类,通常基于不同的差异类型,例如位置、构造、立体或动力学方面的差异程度进行划分。

新药研究中的异构体分离与制备

新药研究中的异构体分离与制备

新药研究中的异构体分离与制备新药研究是现代医学的重要领域之一,随着科技的进步,人们对新药的要求也越来越高。

在新药的研发过程中,药物的异构体分离与制备显得尤为重要。

那么什么是药物的异构体呢?异构体指的是同一化合物的不同构型,它们在分子结构的排列方式、性质以及药效等方面均存在差异。

在药物研发过程中,通常只有一种异构体拥有所需的药效,而其它异构体则有可能会产生不良反应或者将药效削弱甚至抵消掉。

因此,分离出所需的异构体并制备成药物是非常关键的。

异构体的分离通常需要运用到不同的技术手段,常用的包括黄体萃取、手性分离柱、毛细管电泳、高效液相色谱等等。

其中,手性分离柱是一种较为可靠的异构体分离方法,它可以通过分离手性化合物的手性中心来将不同的异构体分离开来。

手性分离柱的原理是使用特定的手性淀粉酚或者纳米级胶体颗粒配制成手性固定相,并将需要分离的手性化合物通过固定相进行分离。

这种方法简单、可靠,可以广泛应用于药物的股份中。

除了分离异构体,制备药物的合理方法也至关重要。

药物的制备通常需要经历大量的试验、优化和改良,其中制备方法的选择及其配对也对药物的质量和效果产生着极大的影响。

为了达到最佳的研发效果,通常需要背景扎实的实验人员不断进行探索和研究,寻找更好的制备方法并优化提升。

在这个过程中,需要不断试验和验证,通过对反应物、催化剂、溶剂、温度、时间等多个方面的优化,最终制备出符合药品质量标准的药物。

同时,新药研究面临着越来越复杂的挑战,除了需要考虑到药物的异构体分离和制备外,还需要考虑到人体素质、生理状况、对药物的吸收、代谢和排泄等多方面的因素,以充分评估新药的疗效和安全性。

因此,新药研究需要跨学科的团队持续投入大量的时间和精力,来确保药物的质量和效果,同时为疾病治疗作出更大的贡献。

总之,药物的异构体分离与制备是新药研究中的重要环节,分离出所需的异构体并制备成药物可以保证药物的药效和安全性。

然而,单靠这一过程仍然不能保证新药的疗效,还需要充分考虑到人体生理条件等多方面的因素,来进行全面评估。

n,n-亚甲基双丙烯酰胺 同分异构体

n,n-亚甲基双丙烯酰胺 同分异构体

n,n-亚甲基双丙烯酰胺同分异构体N,N-亚甲基双丙烯酰胺是一种有机化合物,拥有多个同分异构体。

同分异构体是指化学结构相同但排列不同的化合物。

以下将介绍N,N-亚甲基双丙烯酰胺的几个典型同分异构体。

The compound in question is N,N'-methylenebisacrylamide, which possesses various structural isomers. Isomers refer to compounds with the same chemical formula but different arrangements. We will now explore several distinct isomers of N,N'-methylenebisacrylamide.首先介绍的是顺式同分异构体。

这种顺式异构体中,两个丙烯酰胺官能团在分子结构中彼此相对而位于同一侧。

这导致了分子链的直线排列,形成了一个平面结构。

在这种同分异构体中,两个氨基乙烯基部分与两个丙烯酰胺部分交替进行相互作用。

The first type to be discussed is the cis isomer. In this cis isomer, the two acrylamide functional groups are positioned on the same side of the molecule. This results in a linear arrangement of the molecular chain, forming a planar structure. In this isomer, the aminoethyleneportions alternate with the acrylamide portions, interacting with each other.接下来是反式同分异构体。

miRNA异构体(isomiRs)与靶向识别新机制miRNA专题

miRNA异构体(isomiRs)与靶向识别新机制miRNA专题

miRNA异构体(isomiRs)与靶向识别新机制miRNA专题miRNA是长度22nt左右的小RNA,在个体生长发育和疾病发展中发挥重要作用。

传统观点认为,在动物中miRNA靶向mRNA依赖于miRNA的种子区域(seed region,2-7nt)与mRNA 3'非翻译区(Untranslated Regions, UTR)的碱基互补配对,在不减少mRNA 数量的情况下达到抑制mRNA翻译蛋白的功能。

最为常规的研究即是围绕这些miRBase收录的经典miRNA及其调控机制进行的。

然而,近年来的研究结果提出了一些新的看法。

一IsomiRs简介首先,随着高通量测序技术的发展,早期认为的miRNA loci仅产生1条miRNA成熟体序列这一观点被颠覆。

对于某一miRNA来说,它并不是单一的序列,而是由一系列长度/序列及表达不同的异构体(isomiRs)组成。

这些isomiRs表达多样且序列多样,甚至引入多样的5'端及种子区域。

特定miRNA位点在疾病组织中可具有异常的表达模式,现已证实,部分isomiRs具有重要的生物学功能。

1. IsomiRs的产生前人已对miRNA的产生机制有了较为详细地表述(示意图如下),这里不再赘述。

但需要大家了解到Darsha和Dicer酶在其中扮演着重要角色,这也是isomiRs产生的重要因素之一。

图1 动物和植物体内miRNA的形成原理IsomiRs的产生机制主要有:miRNA加工和成熟过程中Darsha 和Dicer酶的不精确或选择性剪切;3'端核苷酸添加;RNA编辑和单核苷酸多态性( single nucleotide polymorphism,SNP)。

主要表现为:5'端修剪;3' 端修剪;3'端核苷酸附加和碱基替换。

其中,5'端修剪和碱基替换可发生在种子区域内部,产生“种子转移”(seed shifting)【1】。

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ISOMERSDefinitionIsomers are compounds that have the same molecular (empirical) formula, but different structures, and demonstrate physico-chemical and pharmacological differencesClassificationStructural IsomersDefinitionCompounds with the same empirical formula, but whose atoms are connected in a different sequenceChain isomers–have different branching patterns of carbon chainsPosition isomers–the functional group is located on different carbons in the chain–tend to have similar chemical propertiesFunctional group isomers–have different types of bonds and hence different functional groups–tend to have very different chemical propertiesTautomers–compounds in which, under differing conditions eg pH, the substituent groupings may alter their position–structural isomers that readily convert from one isomeric form to another and hence exist in equilibriumStereoisomersDefinitionCompounds which have the same empirical formula and whose atoms are attached in the same sequence, but differ in the spatial arrangement of the atomsSignificance–may have marked pharmacokinetic and pharmacodynamic differences eg levo-bupivacaine is less cardiotoxic than dextro-bupivacaine, only levo isomer of morphine has opioid activity –different 3 dimensional arrangement → different ability to interact with receptors, enzymes and non-specific binding sites–isomer-specific ability of a drug to produce a pharmacological effect is evidence supporting the presence of receptorsEnantiomers–stereoisomers that are non-superimposable mirror images (like left and right hands)–contain a chiral centre (an asymmetric carbon with four different groups attached to it) –identical physical properties, except the direction in which they rotate polarised lightClassification Systemsa) Rotation of polarised light to the:left: levorotatory l- (-)right: dextrototatory d- (+)a racemic mixture contains equal amounts of levo and dextro isomers and therefore has no overall rotating effect on polarised lightb) Cahn Ingold Prelog conventionLigands around the chiral carbon are assigned a priority based on their atomic number(higher atomic number = higher priority)Rectus (R-) priorities increase in clockwise directionSinister (S-) priorities increase in anti-clockwise directionNot important to know the exact priority rules. Note that this system has nothing to do with rotation of polarised light and therefore classification in one system does not alwayscorrespond to the same classification in the other. “Coincidentally”, this seemingly arbitrary nomenclature (R, S) are the initials of Mr R. S. Cahn.c) Simple sugars and amino acids can be classified as D- or L- according to the clockwise or anticlockwise spatial arrangement of COOH, NH3, H and hydrocarbon chain around the chiral carbon. This is an old classification system, don’t bother learning it, just be aware of it.(D- and L- are not to be confused with d- and l-!!)Diastereoisomers–Stereoisomers with different orientation of substituent groups on either side of a rigid bond (eg double bond or ring structure)–Alternatively, can be thought of as isomers with two chiral carbonsClassification systemsa) cis- and trans-cis- functional groups are on the same side of the double bondtrans- functional groups are on opposite sides of the double bondeg mivacurium is presented as a mixture of isomers:trans-trans 60%cis-trans 30%cis-cis 10%b) other systems include syn-/anti- and Z-/E- (forget about this crap)More detailed info on isomers can be found at Classification of IsomersIsomers:Compounds that have identical chem ical and molecular formulas but differ in the nature of sequence of bonding of their atom s or in their arra ngement of atom s in space. According to their topology they are classified as either structural or stereoisom ers. Isomers are broadly classified into two broad categories:1.1Structural Isomers: Compounds that have the sam e atom s present but differ in their order of connectivity. They are also called as constitutional isomers. They have the sam e molecular formula but different structures. It can be distinguished by planar diagrams such as fischer projections.1.1.1Skeletal Isomers: Compounds that have the sam e functional groups, but differ in the length of the side chains. They are also called as chain isom ers. For example: pentane, 2-m ethyl butane and 2,2 dimethyl propane.1.1.2Positional Isomers:Compounds that have the same functional groups, but are present on different positions of the chain. For example: butan-1-ol and butan-2-ol.1.1.3Functional Isomers: Compounds that have different functional groups. For example: ethanol and m ethoxy methane.1.1.4Tautomers:Compounds whose structures differ in arrangem ent of atom s but which are in dynamic equilibrium with each other.1.1.4.1Keto-Enol tautom erism:1.1.4.2Ring-Chain isomerism: seen in case of glucose1.2Stereoisomer:Compounds that have the sam e chemical formula, sam e atom s, sam e connectivity and differ only in the arrangement of their atom s in space.1.2.1Anomers: Stereoisomers where the m olecule is cyclized and the difference in configuration is about the anom eric carbon only. In case of aldoses the anomeric carbon is C1 and for ke toses it is C2. e.g. sugar hemiacetal. Glucose in open chain form is not chiral at C1 but in ring form has two optically active stereoisom ers: alpha & beta glucose.1.2.2Rotamers and Conformers:On the basis of spatial arrangement of atom s in the molecule that can be achieved by rotation(or torsion) around one or m ore single bonds, they are classified as rotam ers and conform ers. Conformers assum e the chair/boat and equitorial/axial form s. Rotamers assume the different newm ann projections (staggered/eclipsed/gauche).1.2.3Configurational Isomers have a chiral (stereogenic center). Chiral center refers to a carbon atom attached to four different groups. The m olecule is said to possess chirality and to have a stereogeniccenter.1.2.3.1Enantiomer:Stereoisom ers that are non-identical, mirror-symmetric for all atom s, nonsuperimposable, optically active (e.g. levo/dextro-rotatory), inverted only by breaking bonds and remaking them in the reverse sense. e.g.: D-glucose and L-glucose.1.2.3.2Diastereomer: Stereoisomers that are not mirror images, but have identical configuration for at least one asymmetric center and at least one different configuration for the remaining asymmetric centers. e.g. Threonine has 2 chiral centers and therefore 4 diastereomers.1.2.3.2.1Epimers:They are a special case of diastereoisom erism where there is a difference for one and only one asymmetric center. e.g. D-glucose and D-m annose; D-glucose and D-galactose are epimers.1.2.3.3Meso-isomer (Achiral molecules):super-imposable m irror im ages which have m ore than one stereogenic center. Meso-isom ers have two planes of symmetry; the usual mirror plane of reflection and a second plane perpendicular to it through the m olecule (in the ``middle'' of the m olecule). The asymmetric centers are distributed around this second place so that they are mirror inverses of each other. Hence opti cal rotations from the two ``halves'' of the molecule cancel out.1.2.3.4Geometric Isomers: Stereoisomers which are isomeric about double bonds. If the bond is C=C, the term s are cis/trans; if the bond is C=N, the terms are syn (cis-like) and anti (trans-like). For example: cis-2-butene and trans-2-butene.Chiral Center Naming Classification:• +/- Indicates the direction in which plane of polarized light is rotated(clockwise/anticlockwise).• D/L (Dextrorotatory/Levorotatory): Plane of polarized light is rotated to the right or left.• alpha/beta stereochemistry of the anom eric carbon. It is used for sugars.• R-S convention: The four groups surrounding the stereocenter are given a priority from a -> d (from highest to lowest). The m olecule is then observed from the side with the lowest priority group. If the rem aining three groups form a clockwise array (a->b->c), then it is R convention. If it is in anti-clockwise then S convention. Priority is assigned according to atom ic number, with the higher the atomic number the higher the priority. This is used for chiral molecules (enantiomers/diastereomers/epimers).• E-Z convention: The two groups attached to the carbon around the double bond are given the priority. If the two highest priority groups are on the sam e side of the double bond, then the m olecule is given the Z convention(similar to cis); and if on the opposite side then E convention(similar to trans). e.g.: 1-chloro-1-brom o-2-iodoethene is differentiated on basis of E-Z convention. Priority is assigned according to the atomic number; with the higher the atomic number, the higher the priority. Hyrdogen always has the lowest priority. If there are two identical atom s attached to the stereocenter (say the carbon of the m ethyl group and carbon of the ethyl group) then work along the chain of the attached group until a difference occurs.。

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