手性分子与手性药物
手性和手性药物
手性药物在生物体内的选择性作用是其重要特性之一，某些手性药物只对特定的生物体系产生作用， 而对其他体系的影响较小。
手性药物与药效
手性药物的药效与其手性特征密切相关
手性药物的不同构型可能导致不同的药效，甚至可能产生相反的药理作。
药效的优化
通过合理的手性拆分和选择，可以优化手性药物的药效，提高药物的疗效和安全性。
法规与监管
随着手性药物市场的不断扩大和竞争加剧，各国政府将加强对手性药物的法规和监管，以 确保市场的规范和健康发展。这将为手性药物的未来发展提供更加明确的法规环境和保障 。
CHAPTER
05
手性药物的挑战与解决方案
分离纯化挑战
分离纯化难度大
手性药物中的对映异构体在物理和化学 性质上非常相似，难以通过常规方法进 行分离纯化。
利用手性试剂或手性催化剂，将 外消旋混合物中的一种对映体选 择性地进行反应，从而获得单一 对映体的手性药物。
不对称合成法
通过手性源物质，经过一系列的 化学反应，最终合成出单一对映 体的手性药物。
动力学拆分法
利用动力学拆分原理，通过连续 反应和分离步骤，将外消旋混合 物转化为单一对映体的手性药物 。
生物合成法
靶点验证
针对特定疾病靶点，筛选和验证具有疗效的 手性药物分子，提高药物研发的成功率和效 率。
手性药物的生产技术改进
要点一
绿色合成技术
发展高效、环保的合成方法，降低手性药物生产过程中的 能耗和废弃物产生。
要点二
连续流反应技术
利用连续流反应技术提高手性药物的产量和纯度，降低生 产成本。
手性药物的应用领域拓展
VS
高效分离技术需求
为了获得高纯度的单一对映异构体，需要 发展高效、高选择性的分离技术。
手性分子与手性药物
.. . . .有机化学——手性分子与手性药物材料与化学工程系12级应化（1）班.. . . .我们吃的如甘蔗汁制的或甜莱汁制的糖，它们的分子都是右旋的。
人体内氨基酸分子都是左旋的，而淀粉的分子都是右旋的，传递遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA)，95%以上呈右旋。
星系的运动都呈圆形、椭圆形或涡旋形运动，多是“左旋”。
多数藤本植物如牵牛花、扁豆等的茎蔓是右旋的。
海螺的螺壳都是右旋的，出现左旋螺壳的概率是百万分之。
左旋右旋自然界中的手性.. . . .长瓣兜兰花两侧长瓣的螺旋是左右对称的，右侧是左旋，左侧是右旋。
——《科学》.. . . .化学概念中的手性什么是手性⒈手性分子:具有手性的分子称为手性分子，手性分子都具有旋光性；不具有手性的分子称为非手性分子，无旋光性。
由于含一个不对称碳原子的化合物具有手性，这与其呈现手性特征的中心碳原子有关，因此这个中心碳原子称为手性中心，称其不对称碳原子为手性碳原子。
手性：实物与自身镜象不能重合的现象。
左手和右手不能叠合左右手互为镜象手性碳——手性分子的特征所谓手性碳原子，是指饱和碳原子上连有四个完全不同的原子或原子团，常用“＊”号予以标注。
FF CBr*子手性碳标记F CH 3C H C H 2C H 3OH＊CH 3C H C H C H 3Cl Br＊＊ 非手性分子.. . . .Ⅲ的结构具有对称中心，为非手性分子，与Ⅰ和Ⅱ均不成镜像，互为非对映异构体。
翻转180º，完全重合3II3IⅠ和Ⅱ互为对映异构体⒉含有一个手性碳原子的分子往往具有手性。
含有多个手性碳原子的分子不一定都具有手性。
例如：2,3-丁二醇的三种立体结构互为镜像，不能重合，均为手性分子。
小结：.. . . .两种方法： 1.透视法直观，但书写麻烦，不适用于复杂化合物 2.Fischer 投影式使用方便，适用于简单和复杂化合物实线—纸面上的键 虚线—伸向纸后方的键 锲形线—伸向纸前方的键COOH CH 3HCOOH HH 3COHCOOHH 3透视式投影式FischerCH3 COOHOHHCCOOHCH3OH观察①碳链竖置，且编号小者置于上端； ②上下朝里，左右朝外；①找出手性C 原子②C 原子上的基团依从大到小次序排列 ③若为顺时针排列，叫做R-构型； 若为逆时针排列，叫做S-构型。
手性分离技术在制药领域中的应用研究
手性分离技术在制药领域中的应用研究手性分离是指将手性混合物中的左右手异构体分离出来的过程，它在很多领域中都有应用，尤其是在制药领域。
因为许多药物分子都是手性分子，所以如何快速有效地分离药物的左右手异构体，成为了制药工业中的一个重要研究方向。
本文将介绍手性分离技术在制药领域中的应用研究。
一、手性分离技术的原理手性分离技术的原理基于手性分子的左右手异构体之间的差异性。
因为左右手异构体的物理、化学性质不同，分子结构也不同，所以可以通过化学、物理方法来分离它们。
化学方法包括：结构化学异构体分离、光谱法分离、化合物对手性配体分离等。
物理方法包括：手性色谱法分离、手性晶体分离、手性溶液分离、手性分子筛法分离等。
这些方法各有优缺点，选择合适的分离方法需要根据具体情况进行分析。
二、手性分离技术在制药领域中的应用1、左右手异构体对药效的影响手性分子的左右手异构体的物理、化学性质不同，因此在生物体内的性能表现也会不同。
例如，庆大霉素的左右手异构体，左旋庆大霉素具有较强的毒性，而右旋庆大霉素则具有治疗效果。
另外，对于大多数药物而言，右旋体和左旋体显然含量不同，肯定对体内生物代谢产生影响，所以必须分离得到想要的纯度来保证药效。
2、手性分离技术在制药领域中主要应用手性分离技术在制药领域的应用主要涉及以下几个方面：①药品纯度提高：手性分离技术可以将药物的左右手异构体进行分离，从而提高药品的纯度，保证药效。
②新型药物研发：手性药物研发需要手性化学合成和分离技术的共同支持。
手性化学合成为制备药物提供了一种新的途径，但大量的手性化合物需要分离纯化，来制备具有药效的单一手性体，尤其是新型药物的研发。
手性分离技术可以快速地分离手性异构体，提高研发效率。
③生产成本降低：药品的制造成本会随着药品性质的复杂而增加，纯化欠佳的药品往往会导致不必要的废物和损失。
手性分离技术能够有效去除废物毒性成分，提高药品成本与收益比。
三、手性分离技术在制药领域中的发展趋势随着制药产业的快速发展，手性分离技术在该领域中的应用也不断加深。
手性药物的合成综述
手性合成的综述姓名：学号：专业：院系：目录手性合成的概念与简介 (2)手性药物的合成的发展历程 (3)手性合成的方法 (5)几种手性药物合成方法的比较 (7)化学—酶合成法合成手性药物的实例 (7)手性药物的研究现状和展望 (10)参考资料 (13)手性药物的概念与简介手性（英文名为chirality, 源自希腊文cheir）是用来表达化合物分子结构不对称性的术语。
人的手是不对称的，左手和右手相互不能叠合，彼此是实物和镜像的关系，这种关系在化学中称为“对映关系”，具有对映关系的两个物体互为“对映体”。
化合物的手性与其空间结构有关，因为化合物分子中的原子的排列是三维的。
例如，图1中表示乳酸分子的结构式1 a和1 b，虽然连接在中心碳原子上的4个基团，即H, COOH, OH和CH3都一样，但它们却是不同的化合物。
它们之间的关系如同右手和左手之间的关系一样，互为对映体。
手性是人类赖以生存的自然界的本质属性之一。
生命现象中的化学过程都是在高度不对称的环境中进行的。
构成机体的物质大多具有一定空间构型，如组成蛋白质和酶的氨基酸为L-构型，糖为D-构型，DNA的螺旋结构为右旋。
在机体的代谢和调控过程中所涉及的物质（如酶和细胞表面的受体）一般也都具有手性，在生命过程中发生的各种生物-化学反应过程均与手性的识别和变化有关。
由自然界的手性属性联系到化合物的手性，也就产生了药物的手性问题。
手性药物是指药物的分子结构中存在手性因素，而且由具有药理活性的手性化合物组成的药物，其中只含有效对映体或者以有效的对映体为主。
这些对映异构体的理化性质基本相似，仅仅是旋光性有所差别，分别被命名为R-型（右旋）或S-型（左旋）、外消旋。
药物的药理作用是通过与体内的大分子之间严格的手性识别和匹配而实现的。
手性制药是医药行业的前沿领域，2001年诺贝尔化学奖就授予分子手性催化的主要贡献者。
自然界里有很多手性化合物，这些手性化合物具有两个对映异构体。
手性药物的合成与化学分离
手性药物的合成与化学分离作为化学的一个重要分支，有机化学在制药领域中扮演着至关重要的角色。
随着医学技术的发展，人们对于药物的需求也变得越来越高，而手性药物的应用也越来越广泛。
在这篇文章中，我们将探讨手性药物的合成和化学分离。
一、手性分离技术手性分离技术是一种用于分离并纯化手性化合物的方法。
由于手性分子的对映异构体之间无法互相转化，因此分离这些化合物不仅是研究手性药物的必要条件，也是合成手性药物的必要步骤。
手性分离技术主要包括晶体分离、色谱法和毒性微生物法等方法。
在晶体分离中，手性化合物会形成不同形态的晶体，使得两个对映异构体之间无法逆转。
而色谱法则是通过不同的分离机制来分离不同对映异构体。
毒性微生物法则利用微生物对手性分子的选择性反应来分离手性化合物。
二、手性药物的合成合成手性药物的方法有很多种。
一种常见的方法是使用对映异构体选择性催化剂进行手性合成。
拿丁酰-L-苏氨酸甲酯是一种常见的手性选择催化剂，它可以选择性地催化合成一种手性异构体。
另一种合成手性药物的方法是使用手性诱导剂。
手性诱导剂可以选择性地诱导手性反应产生一种手性异构体。
目前，最常见的手性诱导剂是金属有机配合物和手性有机催化剂。
三、化学分离在手性药物的制造过程中，手性分离技术被广泛应用。
随着手性药物合成技术的不断发展，手性分离技术的重要性也逐渐凸显。
其中，手性毛细管电泳和手性透析法是目前使用最广泛的两种手性分离方法。
手性毛细管电泳是一种基于分子大小和表面电荷的分离方法，它可以高效地分离手性异构体。
手性透析法则是通过使用手性透析膜来分离手性化合物。
这些透析膜可以具有选择性通透不同对映异构体的能力。
总结随着人们对于手性药物的研究不断深入，手性分离技术和手性药物的合成技术也在不断完善。
虽然手性分离技术已经非常成熟，但是仍然存在许多挑战。
其中，手性化合物的选择性分离和灵敏度仍然是需要解决的核心问题。
无论如何，研究人员仍然持续探索新的方法和技术，以便更好地满足人们对手性药物的需求。
手性拆分技术及手性药物合成
学年论文题目：学院：专业：指导教师：学生姓名：学号：年月日手性拆分技术及其在手性药物合成中的应用新进展摘要：手性是一种很普遍的自然现象对生命体新陈代谢有着深远的影响，特别是在医药行业，随着医药行业对手性单体需求量的增加和对药理的探究如何获得高纯度手性单体已成为一个令人困扰的问题。
手性拆分是获得手性药物的重要途径, 由于自身的优势深受广大研究者的关注。
本文就目前手性拆分技术及其在手性药物合成中的应用新进展进行了展望，以及对经典的结晶法拆分、动力学拆分和色谱分离法拆分等手性拆分方法的新进展进行综述,并介绍膜拆分法、萃取拆分法等新技术在手性药物合成中的应用。
关键词：手性手性药物发展现状手性拆分手性，它是三维物体的基本属性，指一个物体不能与其镜中的影像相重合，就如同人的左手与右手，彼此互为实物与镜像的关系而不能重叠物体具有这样的性质就具有了手性。
手性药物是指由具有药理活性的手性化合物组成的药物，由于药物分子所作用的受体或靶位是由氨基酸核苷膜等组成的手性蛋白质和核酸大分子等。
它们对与其结合的药物分子的空间立体构型（手性）有一定的要求。
因此，手性药物的两个对映体往往在生物体内的药理活性、代谢过程、代谢速率及毒性等存在显著的差异具体可能存在以下几种情况：只有一种对映体有药理活性，而另一种无显著的药理作用；对映体中，一个有活性而另一个可发生拮抗作用；两个对映体具有等同或相近的药理活性，有时两个对映体都有相近的活性，但从全面平衡仍宜选用单一对映体；两个对映体具有完全不同的生理活性，例如其中一种对映体是食欲抑制剂，另一种则是精神振奋剂；两个对映体中一个有活性，另一个不仅没有活性反而有毒副作用。
由于之前对手性药物认识的不足有了许多惨痛的教训，这些使人们认识到，药物必须注意它们不同的构型。
手性药物的发展现状美国的食品与医药管理局（FAD）1992年提出的法规强调，申报手性药物时，必须对不同对映体的作用叙述清楚。
到2003年，在全世界最畅销的药物中，单一对映体药物都达到或超过50%。
药学部分-ppt
Thank you !
苯磺酸左旋氨氯地平药学性质
口服后6-12小时血药浓度达到高峰 绝对生物利用度约64%到80% 每日一次，连续给药7-8天后血药浓度达稳态 降压平滑指数（SI）为0.88
苯磺酸左旋氨氯地平代谢
与受体作用发生缓慢，扩张血管作用平稳，减少了 因快速血管扩张导致的不良反应 对心脏传导系统和心肌收缩力均无明显的抑制 作用，对血糖、血脂及血电解质无不良影响 通过肝脏代谢，代谢产物由尿液排出 与血浆蛋白结合率约为97.5%，透析不影响血药浓度
手性药物发展情况
手性药物的研究与开发成为新药发展的方向 单一对映体替代外消旋体成为药物发展的必然趋势 2006年全球十大畅销药物，前四名均为单一对映 体 的手性药物 心血管领域“重磅炸弹级”单一对映体形式的手 性 药物包括阿托伐他汀钙、辛伐他汀、普伐他汀、 氯吡格雷、缬沙坦
苯磺酸左旋氨氯地平药学性质
Publication Date: 5/1/92
手性药物发展情况
2006年 《手性药物质量控制研究技术指导原则》 年 手性药物质量控制研究技术指导原则》
由于手性药物的不同立体异构体在药效、药代及毒 理等方面都可能存在差异，因此要求在对手性药物进行药 理毒理研究时，应分别获得该药物的各立体异构体，进行 必要的比较研究，以确定拟进一步开发的药物。
苯磺酸左旋氨氯地平药学性质
长效二氢吡啶类钙通道阻滞剂，阻滞心肌和血管平滑肌 细胞外钙离子经细胞膜的钙离子通道进入细胞，直接 舒张血管平滑肌 抑制交感神经末稍释放去甲肾上腺素，使血浆儿茶酚胺 下降，主要作用周围血管，导致小动脉松弛和扩张，使 外周阻力降低，心肌的耗能和氧需求减少
扩张正常和缺血区的冠状动脉及冠状小动脉，使冠状 动脉痉挛病人心肌供氧增加
《手性分子介绍》课件
手性合成是药物研发中的重要手段，通过手性催 化剂或手性源物质的选择性反应，可以高效合成 手性药物，降低生产成本。
药物筛选
手性分子可用于药物筛选过程中，通过比较不同 手性分子的生物活性，筛选出具有优异药效的手 性药物，提高研发成功率。
在化学反应催化中的应用
手性催化剂
手性分子可以作为化学反应的催 化剂，通过与反应物的相互作用 ，选择性促进特定反应的进行，
手性分子的分离是研究的重点之 一，目前已经发展出多种分离方 法，如色谱法、膜分离法等。
合成方法
手性分子的合成是研究的另一个 重点，目前已经开发出多种合成 手性分子的方法，如手性诱导、 手性拆分等。
生物活性
手性分子在生物体内的作用也是 研究的重要方向，如手性药物对 人体的作用机制等。
手性分子研究的发展趋势
挑战
手性分子的分离和合成难度较大，需要高技术手段和设备支持；同时，手性药 物的作用机制和效果也需要进一步深入研究。
机遇
随着科技的发展和研究的深入，手性分子的应用领域将越来越广泛，如手性功 能材料、手性催化等；同时，手性分子在生物医药领域的应用也将有更大的发 展空间。
05
手性分子的未来展望
手性分子在未来的应用前景
氨基酸手性分子的合成
通过控制羧基和氨基的反应，可以得到不同类型的手性氨基酸分子 。
生物碱手性分子的合成
许多生物碱都是手性分子，如吗啡、奎宁和利血平等。这些分子的 合成需要对手性中心进行精确控制。
03
手性分子的应用
在药物研发中的应用
பைடு நூலகம்
1 2 3
药物靶点
手性分子可以作为药物靶点，通过与手性药物结 合，选择性作用于特定的生物分子，提高药物的 疗效和特异性。
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精品
有机化学——
手性分子与手性药物
材料与化学工程系
12级应化（1）班
精品
我们吃的如甘蔗汁制的或甜莱汁制的糖，它们的分子都是右旋的。
人体内氨基酸分子都是左旋的，而淀粉的分子都是右旋的，传递遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA)，95%以上呈右旋。
星系的运动都呈圆形、椭圆形或涡旋形运动，多是“左旋”。
多数藤本植物如牵牛花、扁豆等的茎蔓是右旋的。
海螺的螺壳都是右旋的，出现左旋螺壳的概率是百万分之。
左旋
右旋
自然界中的手性
精品
长瓣兜兰花两侧长瓣的螺旋是左右对称的，右侧是左旋，左侧是右旋。
——《科学》
精品
化学概念中的手性
什么是手性
⒈手性分子:
具有手性的分子称为手性分子，手性分子都具有旋光性；不具有手性的分子称为非手性分子，无旋光性。
由于含一个不对称碳原子的化合物具有手性，这与其呈现手性特征的中心碳原子有关，因此这个中心碳原子称为手性中心，称其不对称碳原子为手性碳原子。
手性：实物与自身镜象不能重合的现象。
左手和右手不能叠合
左右手互为镜象
手性碳——手性分子的特征
所谓手性碳原子，是指饱和碳原子上连有四个完全不同的原子或原子团，常用“＊”号予以标注。
F
F C
Br
*
子
手性碳标记
F CH 3C H C H 2C H 3
OH
＊
CH 3C H C H C H 3
Cl Br
＊
＊ 非手性分子
精品
Ⅲ的结构具有对称中心，为非手性分子，与Ⅰ和Ⅱ均不成镜像，互为非对映异构体。
翻转180º，完全重合
3II
3I
Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体
⒉含有一个手性碳原子的分子往往具有手性。
含有多个手性碳原子的分子
不一定都具有手性。
例如：2,3-丁二醇的三种立体结构
互为镜像，不能重合，均为手性分子。
小结：
两种方法： 1.透视法
直观，但书写麻烦，不适用于复杂化合物 2.Fischer 投影式
使用方便，适用于简单和复杂化合物
实线—纸面上的键 虚线—伸向纸后方的键
锲形线—伸向纸前方的键
COOH CH 3
H
COOH H
H 3
C
OH
COOH
H 3
透视式
投影式
Fischer
CH
3 COOH
OH
H
C
COOH
CH
3
OH
观察
①碳链竖置，且编号小者置于上端； ②上下朝里，左右朝外；
①找出手性C 原子
②C 原子上的基团依从大到小次序排列 ③若为顺时针排列，叫做R-构型； 若为逆时针排列，叫做S-构型。
手性碳原子，饱和碳原子上连有四个不同的原子或原子团，常用“＊”号予以标注。
CH 3
C H C H C
H 3
Cl Br
＊
＊
CH 3C H C H 2C H 3
OH
＊
逆时针 R
S
顺时针
基团次序为：a>b>c>d
R-S 标记法
C
Cl
H I>Cl>S>H
先后次序取决于原子序数，原子序数较大的原子优先。
手性分子的来源:
自然界:糖类、氨基酸、生物碱、萜类、甾体化合物
外消旋体的拆分
不对称有机合成反应
生物酶合成
获得手性分子的重要意义——药物与人类的关系
构成生命体系的生物大分子的主要部分大多数是以一种对映体形式存在的。
故药物与其作用也是以手性的方式进行的。
生物体的酶和细胞表面受体是手性的,故对外消旋药物的识别、消化和降解过程。
手性分离和分析的重要性
★获取单一对映体化合物
★对于涉及分子手性分析的领域要采用高对映体选择性的分析方法
手性分离的特殊性
在非手性环境中，对映体的物理化学性质（如熔点、沸点、折射率、蒸气压、溶解度、红外、核磁谱和质谱等）大都相同，这就造成对映体分
离的困难。
精品
“反应停”事件
酞胺呱啶酮
N
NH
O
O
O O
1957年10月1联邦德国Chemie-Gruenenthal 公司将反应停正式推向了市场，治疗孕妇怀孕早期的妊娠呕吐疗效极佳。
被反应停致畸的孩子们
N
HN
O
O
O
O
中枢镇静和抑制作用
强烈的胎儿致畸作用
(S)-thalidomide (R)-thalidomide
“反应停”的分子结构
＊
N
NH
O O
O O
N
NH
O
O
O O
(R)-甜味
(S)-苦味
H 2
2
H 2
2
·天冬酰胺
O
H
(R)-薄荷味
(S)-臭蒿味
HO 2C
H
N
CO 2CH 3
O
NH 2
2Ph
HO 2C
H 2CH 3
O
NH 2
2(S,R)-苦味
(S,S)-甜味
香芹酮
健康糖
L-多巴 右异环磷酰胺抗肿瘤药物 盖替沙星
手性药物带来的市场效益及增长的需求
2001年手性药物销售1472亿美元
2000年手性药物销售1320亿美元，比1999年增加13%
1999年手性药物销售1170亿美元
1997年手性药物销售910亿美元，比1996年增加21%
1993年手性药物销售356亿美元，比1992年增加22%
1990年手性药物销售180亿美元
1993年97个热销药中，手性药物占20%
1997年全世界100个热销药物中，50个是单一对映体(手性药物)
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