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脂水分配系数(partitioncoefficient)
药物在生物相中的物质的量浓度与在水相中物质的量浓度之比
合理药物设计
是指依据生命科学研究中所揭示的包括酶、受体、离子通道、核酸等潜在的药物作用靶点,再参考其内源性配基或天然底物的化学结构特征来量体裁衣地设计药物分子。
这些药物往往具有活性强、选择性好、副作用小的特点。
Me-too药物(Me-toodrug)
模仿所产生的新药与已知药物比较,具有活性高或活性类似等特点,因此新药称为“模仿(me-too)药”,有别于完全照抄他人化学结构的“仿制药”。
定量构效关系(QSAR)
定量构效关系是从一系列具有相似结构的化合物出发,通过揭示隐含在化学结构内的各种物理和化学参数同生物活性的内在联系,用一种数学模型映射出未知受体与药物结合的结构特征和要求,从而更准确和深入地认识影响活性的诸结构因素,并依此进行新化合物的活性预测,指导新一轮的合成。
3DQSAR
是根据药物(生物活性分子)与受体的三维结构进行定量构效关系(QSAR)研究,是将分子图形学与QSAR相结合进行药物构效关系研究的一种方法。
3D-QSAR探索生物活性和受体的三维构象,精确反映生物活性分子与受体间的相互作用的能量变化和图形,更深刻揭示药物—受体的相互作用,是进行药物设计的有力工具。
结构特异性药物(Structurelyspecificdrugs)
结构特异性药物指其化学结构特异性,能和机体的特定受体(所有生物大分子,如激素和神经递质的受体、酶、其它蛋白质和核酸)的相互作用的药物,产生的生物活性。
临床应用的大多数属于结构特异。
麻醉药
全身麻醉药:
作用与中枢神经系统,使其受到可逆性抑制,从而使意识、感觉特别是痛觉消失和骨骼肌松弛
局部麻醉药:
作用于神经末梢或神经干,可逆性阻断感觉神经冲动的传导,在意识清醒的条件下引起局部痛觉暂时消失,以便顺利进行外科手术。
镇静催眠药
镇静、催眠和抗焦虑药是一类对中枢神经系统有广泛抑制作用的药物,主要用于治疗神经活动的某些轻度病态兴奋症状。
许多镇静、催眠药对于过于兴奋的中枢具有拮抗作用,并可制止惊厥的发作,其中某些药物临床上可用于癫痫的治疗。
抗抑郁药
抗抑郁药亦称情绪安定药、精神兴奋药。
这类药物主要作用是抑制神经末梢生物胺的再吸收及抑制单胺氧化酶,以提高单胺的活性。
解热镇痛药
主要是抑制受损伤或者发炎组织细胞前列腺素的合成,降低由缓激肽一类物质引起的痛觉敏感性,是一类对痛觉中枢有选择性抑制作用,使疼痛减轻或者消除的药物。
(解热镇痛药是具有解热和镇痛两种作用的药物,其大部分药物还兼有消炎抗风湿作用,凡消炎镇痛、抗风湿作用显著的药物列为非甾体消炎药(NSAIDs)。
拟肾上腺素药
化学结构和药理作用与AD、NA相似的药物,其中与兴奋交感神经的效应相似的胺类,又称拟交感胺(sympathomimeticamines)。
(拟肾上腺素是指一类与肾上腺素能神经兴奋时有相似作用的药物,也称拟交感作用药。
又因其化学结构中多含有氨基,所以亦称拟交感胺。
抗胆碱药
抗胆碱药属于阻断乙酰胆碱同受体相互作用的药物,它不阻碍乙酰胆碱在神经末梢的释放,但可以与胆碱受体结合,阻碍乙酰胆碱同其受体相互作用,干扰有胆碱能神经传递引起的生理功能。
安按作用部位和阻断受体亚型的不同,抗胆碱药可分为三类:
①N1受体阻断剂②N2受体阻断剂③M受体阻断剂
强心药
强心药是用于治疗心力衰竭的一类药物,通常分为强心苷和非强心苷两类,其中非强心苷类又分为①磷酸二酯酶抑制剂②β-受体激动剂
抗生素
抗生素一般是指某些微生物在代谢过程中所产生的化学物质,这些物质以绩极小的浓度,即对其他微生物具有抑制或杀灭的作用。
二.简答题(6*5分)
1、药物化学的研究内容有哪些?
①发明新药
②合成化学药物
③阐明理化性质
④研究药物分子与细胞间相互作用规律
2、药物按照给药途径分为哪几类?
按照来源分为哪几类?
按照用途分为哪几类?
给药途径:
口服给药、注射给药、皮肤或粘膜部位给药
来源:
天然药物(中药)、化学药物(提取物、合成药、抗生素)、生物药物(干扰素等)
用途:
预防药(疫苗、干扰素)、诊断药(血管造影剂、试剂盒)、治疗药、保健药
3、简述药物的命名方法?
药物的化学命名能否把英文化学名直译过来?
为什么?
药物的命名分为通用名、商品名和化学名。
其中化学命名方法:
1、以母体名称作为主体名2、用介词连缀上取代基或官能团的名称3、按规定的顺序注出取代基或官能团的位次-次序法则。
不能将英文化学名直译过来,因为英文命名法的取代基或官能团的位次-次序法则与中文命名法不相同。
(不行,因为英文基团的排列次序是按字母顺序排列的,而中文化学名母核前的基团次序应按立体化学中的次序规则进行命名,小的原子或基团在先,大的在后。
4、利用前药原理对药物进行结构修饰,可以改变药物的哪些性质?
(1)提高药物的组织选择性
(2)提高药物的稳定性(3)延长药物作用时间(4)改善药物的吸收(5)改善药物的溶解度(6)消除药物的不良味觉(7)发挥药物的配伍作用
5、简述现代新药开发方法与研究的内容?
新药研究方法与技术:
组合化学与高通量筛选技术、计算机辅助药物分子技术、化学信息学和数据库检索技术化学信息学和数据库检索技术、天然产物的结构改造、合理药物设计、生物技术。
6、合理药物设计是指什么?
合理药物设计是指依据生命科学研究中所揭示的包括酶、受体、离子通道、核酸等潜在的药物作用靶点,再参考其内源性配基或天然底物的化学结构特征来量体裁衣地设计药物分子。
7、简述新药研究与开发过程?
设计研究→临床前研究→临床实验→上市后研究→生产销售
第一阶段:
研究方针和发现有效的物质、第二阶段:
临床前研究、第三阶段:
临床研究(一期、二期、三期、四期)、第四阶段:
注册、上市和销售
8、简述药物在人体内的作用过程?
药物进入人体→药物释放→吸收、分布、代谢、排泄→药物-受体相互作用
9、阐述药物与受体的相互作用?
药物分子产生药效必须满足两个要求:
到达体内受体;
与受体部位发生特定的的相互作用。
药物受体的相互作用:
药物的亲和力和内在活性、药物作用的靶
10、药物的亲脂性和脂水分配系数与药物活性有什么关系?
药物的脂水分配系数是指药物在脂相与水相间达到平衡时的浓度之比,用来表示药物的亲脂性、生物膜的透过性以及与受体间产生疏水性结合力等性质。
药物在体内的吸收、分布、排泄等药动学过程以及药物的生物活性都与亲脂性有密切的关系。
药物要扩散通过由脂质双分子层构成的生物膜而被吸收,必须在脂相中有一定的溶解度,即具有亲脂性,完全不溶于水或极易溶于水而不溶于脂相的药物是不能被吸收的。
11、口服给药的药物对剂型有哪些要求?
药物立体因素对药理活性的影响有哪些?
口服剂型设计的一般要求:
1在胃肠道内吸收良好。
良好的崩解、分散、溶出性能以及吸收是发挥疗效的重要保证;
2避免胃肠道的刺激作用;
3克服首过效应;
4具有良好的外部特征:
如芳香气味、可口的味觉、适宜的大小及给药方法;
5适于特殊用药人群,如老人与儿童常有吞咽困难,应采用液体剂型或易于吞咽的小体积剂型。
立体因素对药理活性的影响(TheeffectonpharmalogicactivityofStereochemistry)包括药动相和药效相两个方面。
立体因素对药效相的影响分为:
光学异构(OpticalIsomerism)对药理活性的影响、几何异构(GeometricIsomerism)对药理活性的影响、构象异构(ConformationalIsomerism)对药理活性的影响
12、简述Hansch分析方法?
Hansch分析基本操作步骤
①确定先导化合物,改变其化学结构的某一基团或某一部分X。
设计不同性质的X并合成这些化合物。
2定量测定和评价这些化合物的体内或体外活性BE。
3测定、计算或查出这些化合物或X的理化参数,例如疏水参数(lgP)、电性参数(σ)和立体参数(Es)。
4用回归分析建立Hansch方程。
BE=k1lgp+k2σ+k3Es+k4
5方程的可信性需统计学检测。
6从获得的初步方程,预测和设计下一批化合物。
13、计算机辅助药物设计中,常用的三维研究方法有哪些?
简述其概况?
14、什么是药物代谢?
简述药物在人体内代谢方式?
药物在体内酶的作用下发生生物转化反应,由非极性分子转变为利于排出体外的极性分子,又称药物的转化(transformation)或生物转化(biotransformation)。
药物代谢包括:
Ⅰ相生物转化:
包括氧化、还原、水解等以官能团转化为主的反应。
Ⅱ相生物转化(也称轭合反应):
药物或药物Ⅰ相生物转化产物与体内内源性物质(葡萄糖醛酸、硫酸、氨基酸、谷胱甘肽、乙酰基)结合的反应。
15、了解药物代谢过程在药物研究中的作用?
①指导合理设计研究新药分子
♦利用药物代谢知识设计更为有效的药物
♦利用药物代谢知识进行先导化合物的优化
②指导合理设计药物剂型和合理使用临床药物
♦指导设计适当的药物剂型
♦提高生物利用度
♦解释药物的作用机理
③寻找和发现新药
16、什么是药物分子设计?
是指在新药研究开发的设计阶段,根据药物体内过程,利用分子生物学、细胞生物学、免疫学、遗传学、生物化学、药物化学、结构化学、生物药剂学、药动学、药理学及计算机的理论、技术与方法,设计理想的药物与药物制剂的过程。
17、怎样进行药物的“虚拟筛选”?
用一系列“基于知识的滤片”对虚拟库“筛选”,以“浓缩”出能够满足预定标准的化合物。
这些滤片包括类药性(druglike),药代动力学性质,毒性,知识产权问题以及与受体的互补性或与配体的相似性等,是通过数据库搜寻和计算化学实现的。
18、什么是反义寡核苷酸?
反义寡核苷酸有哪些药用?
反义寡核苷酸指基于DNA或mRNA的结构,根据核酸之间碱基互补原理,设计能与DNA或者mRNA发生特异性结合的互补链,分别阻断核酸的转录和翻译功能,从而阻断与病理过程有关的核酸或蛋白质(酶或受体)的生物合成。
19、发现先导化学物的方法有哪些?
天然生物活性物质、以生物化学为基础发现先导物、基于临床副作用观察产生先导物、基于生物转化发现先导物、药物合成的中间体作为先导物、组合化学的方法产生先导物、基于生物大分子结构和作用机理设计先导物、反义核苷酸、幸运及筛选发现的先导物
20、简述先导化合物的优化方法?
基于内源性配体分子的药物设计、过渡态类似物、肽模拟物、生物电子等排置换、类似物变换、药物合成的中间体、基于代谢转化。
21、镇痛药按结构和来源可分为哪几类?
按结构分类:
哌啶类、苯基丙胺类、吗啡喃类
、苯吗喃类、氨基四氢萘类、环己烷衍生物
按来源分类:
天然镇痛药、合成镇痛药、阿片受体拮抗剂和拮抗性镇痛药、高效μ激动剂、内源性阿片样肽类
22、写出拟肾上腺素药的基本结构,简述其构效关系?
①天然或合成药物均以R构型为活性体②β-苯乙胺的结构骨架碳链增长或缩短均使作用降低
23、简要阐明巴比妥类药物的构效关系,影响巴比妥类药物作用强弱、快慢和时间长短的因素?
①作用的强弱和快慢与解离度、脂水分配系数有关;
②作用时间的长短与5,5-取代基的代谢难易有关;
③代谢方式主要为5位取代基的氧化,氧化的难易决定作用时间的长短。
24、吗啡的结构改造主要在哪些部位进行?
分别得到哪些代表药物和对药理作用产生什么效果?
(举3例以上说明)
25、写出布洛芬的结构并指出该类药物的构效关系?
1)羧酸基应连接在一个具有平面结构的芳香核上,其间相距一个或一个以上的碳原子;
2)羧酸基的α位应引入一个甲基(或乙基)以限制羧酸基的自由旋转,使其构型适合与受体或有关酶结合,以增强其消炎镇痛作用;
3)由于α甲基的引入,从而产生了不对称中心,布洛芬的两个光学异构体活性不同,以S-(+)-构型的消炎作用较强;
4)芳环上的取代基以间位的F、Cl等吸电子基取代,抗炎作用较好。
5)另一个疏水性取代基Ar对于产生抗炎作用较为重要,Ar一般处于α-甲基乙酸基的对位,其结构类型多样,可以是烷基、芳环(苯基、杂环),也可以是环己基、烯丙氧基等。
26、局部麻醉剂普鲁卡因是怎样发现的?
给我们什么启示?
1856年,从古柯树叶中得到古柯碱。
1865年,化学家洛逊(Lossen)将古柯碱完全水解,得到三种成分:
爱康宁(托品环)、苯甲酸和甲醇。
1890年,化学家制得结构较为简单的对-氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因),发现也有局麻作用,此药被称作麻因。
1897年,化学家哈里斯(Harris)合成了优卡因,这是一种带有托品环的芳香酸酯类衍生物,发现其麻醉作用优于古柯碱。
化学家艾因霍恩在总结局麻药的化学结构时说:
“所有的芳香酸酯都可能产生局麻作用”1904年,他在芳香酸酯基团上引入二氨基,合成了优良的局麻药-普鲁卡因。
启示:
药物分子中有一些特殊的结构,包括特殊基团,是发挥药效必需的,具有相同结构的物质会产生相同的治疗效应。
27、吸入式麻醉剂有哪些特点?
作用机理?
易挥发,化学性质不活泼,脂溶性较大。
通过肺泡进入血液,使用时与空气或氧混合后,随呼吸进入肺部,借分子的弥散作用,分布至神经组织,发挥全身麻醉作用。
28、与肾上腺素相比,麻黄碱在结构上具有的两个特点是什么,在生理活性有什么作用?
特点:
①苯环上化学基团的不同②α碳原子上的H被CH3取代,可阻碍被MAO氧化
作用:
1.作用时间加长。
2.易经摄取1摄入囊泡→促进递质释放(麻黄碱)。
29、经典H1受体拮抗剂的几种结构类型是相互联系的,试分析由乙二胺类到氨基醚类、丙胺类、三环类、哌嗪类的结构变化。
Ar1和Ar2为苯环或芳杂环,芳杂环上可以有甲基或卤原子取代.两个芳杂环也可以再次通过一个硫原子或两个碳原子键合后,成为三环类抗过敏药物.
X=N(乙二胺类)、O(氨基醚类)、或C(丙胺类)
哌嗪类
30、为什么说抗生素的发现是个划时代的成就?
31、天然青霉素G有哪些缺点?
举例说明如何对青霉素的结构进行改造,得到半合成青霉素的结构改造方法?
(P366)
缺点:
不稳定性,抗抗菌谱窄,过过敏反应和耐药性。
把各种类型的侧链与6-APA缩合,便可得到各种半合成青霉素。
方法有:
①酰氯法②酸酐法③N,N’-二环己碳亚胺(DCC法)④固定化酶法
例:
耐酸青霉素
(天然青霉素G的缺点为对酸不稳定,不能口服,只能注射给药;
抗菌谱比较窄,仅对格兰阳性菌效果好,细菌易对其产生耐药性,有严重的过敏性反应。
在青霉素的侧链上引入吸电子基团,阻止侧链羰基电子向β-内酰胺环的转移,增加了对酸的稳定性,得到一系列耐酸性青霉素。
在青霉素的侧链上引入较大体积的基团,阻止了化合物与酶的活性中心的结合。
又由于空间阻碍限制酰胺侧链R与羰基间的单键旋转,从而降低了青霉素分子与酶活性中心作用的适应性,因此药物对酶的稳定性增加。
在青霉素的侧链上引入亲水基团(如氨基,羧基或磺酸基等)扩大了抗菌谱,不仅对格兰阳性菌有效,对多数格兰阴性菌也有效。
32、试以抗疟药物的研究概况,阐述从天然药物进行结构改造得到新药途径与方法?
抗疟药物源于天然产物奎宁,通过对其研究改造得到一系列抗疟药物,特别是从发现其易代谢部分对此部分进行封闭得到更好的抗疟药物。
此外,简化天然产物结构也可得到较好的抗疟药物,如青蒿素。
三.填空题(5*2分)
1.药物具有稳定性、安全性和有效性的基本属性。
在一定意义上,这些属性是由药物的化学结构所决定的。
2.药物从进入人体到产生药效的过程,要经历药剂相、药代动力相、药效相三个重要相。
P521
3.药物与受体的可逆成键方式有疏水键,氢键,离子键,范德华力,离子偶极键,偶极-偶极键,电荷转移等。
P526
4.药物理化性质对药效有重要影响,影响最重要的三种理化性质是溶解度,解离度,分配系数。
P523
5.立体异构对药效的影响有_光学异构对药理活性的影响、_几何异构对药理活性的影响、_构象异构对药理活性的影响。
6.先导化学物的发现和优化方法有很多,归纳起来可认为是从分子的多样性,分子的互补性和分子的相似性三方面考虑。
7.组合化学同时制备含众多分子的群集,当构建块得数目以代数级增加时,所生成的库容量则以几何级数增加。
组合化学与高通量筛选技术结合,可极大地加快先导化学物发现和优化的速度。
8.用于测定脂水分配系数P值的有机溶剂是正辛醇。
9.药物代谢是指在体内酶的作用下将药物(通常是非极性分子)转变极性分子,再通过人体的正常系统排出体外。
药物代谢多数药物转变为低效或无药理效应的代谢物,或由无效结构经代谢转变为有效结构。
在这一过程中,也可能将药物转变成毒副作用较高的产物。
10.药物代谢中的氧化反应包括失去电子、氧化反应、脱氢反应等,是在CYP-450酶系、单加氧酶、过氧化酶等的催化下进行。
11.药物分子含有2个苯环,一般空间位阻较小的部位发生氧化代谢;
若2个苯环取代基不同,则一般是电子云密度高的芳环易被氧化。
12.含氮药物的氧化代谢主要发生在2个部位:
一是在和氮连接的碳原子上,发生N-去烃化和脱氮反应;
另一个是发生N-氧化反应。
13.含醇羟基的药物在体内醇脱氢酶LAD的催化作用下,脱氢氧化得到相应的羰基化合物。
伯醇经氧化代谢后生成酸,成为药物产生毒性的根源。
14.对药物在体内代谢过程的认识,可以对现有药物进行适当修饰,已达到改善药物的吸收,改善药物的溶解性,.延长药物作用时间和提高药物的稳定性的目的。
15.根据局部麻醉药的特点,可将其化学结构概括为三部分,既包括亲脂性部分、中间部分和_亲水性部分_。
16.普鲁卡因作用时间较短的主要原因是_易水解分解。
17.巴比妥酸无催眠作用,当_5位碳上的两个氢原子均被取代后,才具有镇静催眠作用。
18.苯巴比妥具有镇静、催眠和抗癫痫作用。
19.苯二氮卓类药物1,2位并入三唑环,增强了药物对代谢稳定性。
20.吗啡结构中B/C环呈顺式,C/D环呈反式,C/E环呈顺式,环D为椅型构象,环C呈半船式构象,镇痛活性与其分子构型密切相关。
21.左旋肾上腺素在pH4以下的水溶液中能发生消旋反应而使活性降低。
22.解热镇痛药按结构可分为水杨酸类,苯胺类,和吡唑酮类等。
23.对乙酰水杨酸进行结构修饰的主要目的是减小胃肠道副反应。
24.内源性阿片样肽类结构中第一个氨基酸均为酪氨酸。
25.芬太尼的结构包括哌啶基,丙酰胺基和苯乙基三部分。
26.去甲肾上腺素为R构型,具有左旋性,结构上具有儿茶酚胺的结构
27.拟胆碱药物的受体有神经元型M受体,心脏型M受体,M3受体,
N受体
28.阿托品的水解产物是莨菪醇和莨菪酸。
29.利巴韦林为人工合成的核苷类广谱抗病毒药物。
30.硝酸甘油不稳定的原因是由于在碱性条件下易水解分解
31.贝诺酯系采用前药原理由阿司匹林和扑热息痛缩合得到的药物,这样结构修饰的原因是降低其对胃肠道的刺激。
32.降低氯霉素苦味的结构改造方法为合成它的酯类和类似物。
33.奎宁丁抑制钠离子通道而用作抗心率失常药。
四.选择题(10*3分)
1.凡具有治疗、预防、缓解和诊断疾病或调节生理功能、符合药品质量标准并经政府有关部门批准的化合物,称为(A)
(A)化学药物(B)无机药物
(C)合成有机药物(D)天然药物(E)药物
2.下列哪一项不是药物化学的任务(C)
(A)为合理利用已知的化学药物提供理论基础、知识技术。
(B)研究药物的理化性质。
(C)确定药物的剂量和使用方法。
(D)为生产化学药物提供先进的工艺和方法。
(E)探索新药的途径和方法。
3.下列哪个说法不正确(B)
A.具有相同基本结构的药物,它们的药理作用类型不一定相同
B.最合适的脂水分配系数,可使药物有最大活性
C.适度增加中枢神经系统药物的脂水分配系数,活性会有所提高
D.药物的脂水分配系数是影响药物活性的因素之一
4.用氟原子置换尿嘧啶5位上的氢原子,其设计思想是(A)
A.生物电子等排置换
B.起生物烷化剂作用
C.立体位阻增大
D.改变药物的理化性质,有利于进入肿瘤细胞
E.供电子效应
5.适当增加化合物的亲脂性不可以( D )
A改善药物在体内的吸收
B有利于通过血脑屏障
C可增强作用于CNS药物的活性
D使药物在体内易于排泄
E使药物易于穿透生物膜
6.药物的解离度与生物活性的关系(E)。
A.增加解离度,离子浓度上升,活性增强
B.增加解离度,离子浓度下降,活性增强
C.增加解离度,不利吸收,活性下降
D.增加解离度,有利吸收,活性增强
E.合适的解离度,有最大活性
7.下列哪个说法不正确(C
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