导语:执业药师的考生似乎都会遇到这样的问题:药物化学太难了!是的,药物化学是很多考生头疼的事。然而,药物化学虽难,亦有规律可循,今天新东方在线医学教研组整理了药物化学的基础知识,帮大家迅速理解药化。
(一)药物结构骨架与典型的官能团
1、药物的主要结构骨架
药物结构=母核+药效团
母核主要起连接作用,将各种基团或结构片段组合在一起形成一个药物结构。因此,我们常常见到作用相似的药物具有相似的母核,也有一类药物母核可能不同,但是均含有相同的药效团或者在体内代谢后能生成相同的药效团,例如他汀类药物。
2、药物的典型官能团对药物生物活性的影响
官能团 | 对生物活性影响 | 举例 |
烃基 | 改变溶解度、解离度、分配系数,位阻↑,稳定性↑ | 环戊巴比妥引入甲基→海索比妥,不易解离 |
卤素 | 影响电荷分布、脂溶性及作用时间 | 安定作用:氟奋乃静>奋乃静 |
羟基 | 增强与受体结合力,水溶性↑,改变活性 | ① 脂肪链上:活性和毒性下降 ② 芳环上:酸性、活性和毒性增强 ③ 酰化/酯化/成醚:活性降低 |
巯基 | 形成氢键能力比羟基低,但脂溶性高,更易吸收 | 解毒药:与重金属形成不溶性硫醇盐 |
醚和硫醚 | 醚类在脂-水交界处定向排布,易通过生物膜 | 不同点:硫醚类可氧化成亚砜或砜,极性↑ |
磺酸、羧酸和酯 | 磺酸基——水溶性解离度↑,不易吸收,仅有磺酸基一般无活性 | 羧酸成酯:脂溶性↑,易吸收 |
羧酸——水溶性解离度较磺酸小 | 酯类前药:增加吸收,减少刺激 | |
酰胺 | 增强与受体的结合能力 | 原因:构成受体或酶的蛋白质和多肽结构中含有大量的酰胺键 |
胺类 | N上未共用电子:碱性、氢键接受体(与多种受体结合) | ① 活性:伯胺>仲胺>叔铵 ② 季胺:作用强,水溶性大,难透过生物膜,无中枢作用 |
(二)药物化学结构与生物活性
1、药物化学结构对药物转运、转运体的影响
许多组织的生物膜存在特殊的转运蛋白,系统介导药物跨膜转运,称为转运体。许多药物已被证明是转运体的底物或抑制剂。可通过结构修饰增加转运体对药物的转运,从而增加药物的吸收。
例:阿昔洛韦+L-缬氨酸——伐昔洛韦(小肠上皮细胞转运体PEPT1底物),增加其吸收——进入体内后水解为三磷酸阿昔洛韦发挥药效。
2、药物化学结构对药物不良反应的影响
(1)对细胞色素P450的作用
细胞色素P450是主要的药物代谢酶,有很多亚型,但CYP3A4最多,约占总量的50%。任何对P450有影响抑制作用或诱导作用的物质都会影响药物代谢。
类型 | 作用 | 代表药 |
可逆性抑制剂 | 可逆性地抑制细胞色素P450 | 酮康唑 |
不可逆性抑制剂 | 不可逆地抑制细胞色素P450 | 异烟肼 |
类不可逆抑制剂 | 最终结果是不可逆的抑制作用,但是起效时间比较缓慢 | 地尔硫卓、丙咪嗪、尼卡地平 |
诱导剂 | 细胞色素P450活性增强 | 乙醇 |
(2)对心脏快速延迟整流钾离子通道(hERG)的影响
许多药理作用各异、化学结构多样的药物对hERGK+通道具有抑制作用,可进一步引起Q-T间期延长,诱发尖端扭转型室性心动过速,产生心脏不良反应。最常见的主要为心脏用药物,如抗心律失常药、抗心绞痛药和强心药。
3、药物与作用靶标结合的化学本质:药物+生物大分子
键合类型 | 典型药物 | |
共价键(不可逆) | 化学治疗药物 | |
非共价键(可逆) | 氢键 | 最常见的非共价键形式 |
离子-偶极和偶极-偶极 | 羰基化合物 | |
电荷转移复合物 | 氯喹 | |
疏水性相互作用 | 药物非极性部分与生物大分子非极性部分相互作用 | |
范德华引力 | 非极性分子中的暂时不对称电荷分布 | |
4、药物的手性特征及其对药物作用的影响
类型 | 举例 |
对映异构体之间具有等同的药理活性和强度 | 普鲁帕酮、氟卡尼 |
药理活性一样但是强弱不同 | 氯苯那敏、萘普生 |
一个有活性,一个没有 | 甲基多巴(L)、氨己烯酸(S) |
产生相反的活性 | 哌西那朵、考必利、依托唑啉 |
产生不同的药理活性 | 丙氧酚、奎宁 |
一个有活性,一个有毒性 | 氯胺酮、丙胺卡因 |
(三)药物化学结构与药物代谢
药物代谢分为两相:
第I相生物转化,也称为药物的官能团化反应,是体内的酶对药物分子进行的氧化、还原、水解、羟基化等反应,在药物分子中引入或使药物分子暴露出极性基团。
第Ⅱ相生物结合,是将第I相中药物产生的极性基团与体内的内源性成分如葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸或谷胱甘肽,经共价键结合。
一、药物结构与第I相生物转化的规律:
结构特征 | 生物转化规律 |
含芳环的药物 | 氧化代谢成环氧化合物然后重排生成酚 |
含烯烃和炔烃的药物 | 生成环氧化合物后重排成酚;端炔生成烯酮中间体水解成羧酸,非端基炔烃发生N-烷基化反应。 |
含饱和碳原子的药物 | 末端碳和倒数第二个碳、支链碳上发生羟基化。 |
含卤素的药物 | 氧化脱卤素 |
胺类药物 | N-脱烷基化和脱氨反应;N-氧化反应 |
醚类药物 | O-脱烷基化反应,生成醇和酚以及羰基化合物 |
醇类 | 氧化成羰基化合物 |
酮类 | 生成仲醇 |
硫醚 | S-脱烷基和S-氧化反应。 |
含硫羰基化合物 | S氧化成氧 |
亚砜类药物 | 氧化成砜或还原成硫醚 |
含硝基的药物 | 还原成胺 |
酯和酰胺 | 水解成酸、醇或胺 |
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