《外周药物化学》PPT课件.ppt
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1、第五章外周神经系统药物,拟胆碱和抗胆碱药,乙酰胆碱的生物合成,乙酰胆碱受体(AChR)分类,M-受体(毒蕈碱型受体)对毒蕈碱(Muscarine)较 敏感位于副交感神经节后纤维所支配的效应器细胞膜上,N-受体(烟碱型胆碱受体)对烟碱(Nicotine)比较敏感位于神经节细胞和骨骼肌细胞膜上,乙酰胆碱受体分型及性质,第一节 拟胆碱药一、分类,胆碱受体激动剂(直接作用)胆碱酯酶抑制剂(间接作用),二、胆碱受体激动剂,(一)氯贝胆碱(Bethanechol Chloride),氯化2-(氨基甲酰)氧基-N,N,N-三甲基-1-丙胺,1,2,3,【发现】,先导物 乙酰胆碱(1930s)-未临床?结构改
2、造 目的?,乙酰胆碱分子结构分析,季铵基、亚乙基桥、乙酰氧基,乙酰氧基 酯基的快速水解是作用短暂和不稳定因素增加稳定性和作用时间 以不易水解的基团取代乙酰氧基,氨甲酰基代替乙酰基,优点?,氯贝胆碱作用,1.M胆碱受体激动剂(M3)对 胃肠道和膀胱平滑肌的 选择性较高 对 心血管系统 几无影响2.作用较乙酰胆碱 长 不易被胆碱酯酶水解3.用途:手术后 腹气胀、尿潴留,(二)毛果芸香碱(Pilocarpine),(3S,4R)-4-(1-甲基-1H-5-咪唑基)甲基-3-乙基-二氢-2(3H)-呋喃酮,3,4,2,1,性质,1.旋光性(C3,C4)药用为右旋体,2.弱碱性(咪唑环)药用为HNO3盐
3、,3.水解性(内酯环),4.差向异构化(C3),毛果芸香酸钠,异匹鲁卡品,用途,引起缩瞳、降低眼内压等,治疗原发性青光眼,但眼部生物利用度较低限制了应用。,前药(酯溶性增)在眼组织酯酶的作用下,可定量转化回原药,三、乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEI),抑制AChE将导致乙酰胆碱的积聚 延长并增强乙酰胆碱的作用间接拟胆碱药 治疗重症肌无力和青光眼 新近用于治疗老年性痴呆症 农业杀虫剂,化学毒剂用于战争。,乙酰胆碱与酯酶结合图,酯解部位,阴离子部位,(一)AChE水解ACh的过程,过渡态A不稳定,乙酰化酶B,酶的复能*,(二)分类,可逆性抑制剂酰化酶虽经较长时间但仍可水解使酶复能临床使用的抗胆碱酯酶
4、药,氨基甲酸酯,不可逆抑制剂酰化酶水解过程非常缓慢在相当长时间内造成AChE的全部抑制,磷酸酯(难水解?),酶的老化,AChE复活剂,强亲核试剂,(三)代表药物,可逆性AChE抑制剂 溴新斯的明不可逆性AChE抑制剂 有机磷杀虫剂、战争毒剂AChE复活剂 碘解磷定,(1)经典的抗胆碱酯酶药溴新斯的明,溴化N,N,N-三甲基-3-(二甲氨基)甲酰氧基 苯胺,3,1,1.可逆性AChE抑制剂,【作用机制】,二甲氨基甲酰化酶,水解需要几min,【结构特点】,三部分:季铵碱阳离子、芳香环、氨基甲酸酯,【发现】毒扁豆碱的结构简化,西非洲出产的毒扁豆 中 生物碱在眼科使用多年,治 青光眼易穿过血脑屏障,发
5、挥中枢拟胆碱作用,【性质】,1、易溶于水2、鉴别,红色偶氮化合物,碱性气体,【吸收与代谢】,口服后在肠内部分被破坏 口服剂量远大于注射剂量尿液内无原型药物排出 两个代谢物(水解代谢),【用途】,用于重症肌无力、术后腹气胀及尿潴留。,【结构改造】,溴吡斯的明,苄吡溴铵,(2)非经典的抗胆碱酯酶药,这些药物比Ach对AChE具有更高的亲和力,但本身不是AChE催化反应的底物,它们只是在一段时间内占据酶的活性部位使之不能催化乙酰胆碱的水解。结构均属于叔胺类,易于穿透血脑屏障,临床上主要用于治疗AD症。,他克林:1993年第一个美国FDA批准用于治疗轻、中度AD症的药物。,多奈哌齐:第二个,1997年
6、,卡巴拉汀:第三个,石杉碱甲:我国科学工作者从中草药千层塔中提取分离,加兰他敏:从石蒜科植物石蒜中提取的一种生物碱,2.有机磷杀虫剂、战争毒剂,磷酰化酶难水解,有机磷杀虫剂,对酸磷,苯硫磷,军用毒气,塔朋 沙林 索曼,3.碘解磷定(派姆 PAM),1-甲基-2-吡啶甲醛肟碘化物,【作用原理】,【性质】,还原性,易分解,剧毒,本节小结,胆碱受体激动剂 氯贝胆碱、毛果云香碱乙酰胆碱酯酶抑制剂 溴新斯的明AChE复活剂 碘解磷定,第二节 抗胆碱药(AchR阻断药)AnticholinergicDrugs,阻断Ach与受体相互作用,治疗胆碱能神经过度兴奋引起的病理状态。,一、分类,M受体拮抗剂生物碱类
7、合成类N1受体拮抗剂(神经节阻断剂)N2受体拮抗剂(神经肌肉阻断剂)中枢外周:去极化型 非去极化型,M受体拮抗剂,可逆性阻断节后胆碱能神经支配的效应器上的M受体抑制腺体分泌(唾液腺、汗腺、胃液)散大瞳孔加速心律松弛支气管和胃肠道平滑肌等,治疗消化性溃疡散瞳内脏绞痛等(平滑肌痉挛),N1受体拮抗剂,在交感和副交感神经节选择性拮抗N1 胆碱受体稳定突触后膜,阻断神经冲动在神经节中的传递血管扩张,血压降低治疗重症高血压(见“心血管系统药物”),N2受体拮抗剂,与骨骼肌运动终板膜上的N2 受体结合阻断神经冲动在神经肌肉接头处的传递骨骼肌松弛作用(肌肉松弛药)临床用作麻醉辅助药,非去极化型 无内在活性,
8、不激活受体,使用较安全 代表药物:右旋氯筒箭毒碱,苯磺阿曲库铵,泮库溴铵去极化型 有内在活性,激活受体,药物代谢需要AChE 代表药物:氯琥珀胆碱,重点,二、M胆碱受体拮抗剂,(一)生物碱类 硫酸阿托品,【来源】,经提取法或全合成法制备,癫茄,红水茄,刺茄,曼陀罗,【化学名】,()-(羟甲基)苯乙酸-8-甲基-8-氮杂双环3.2.1-3-辛酯硫酸盐水合物,莨菪醇(托品),莨菪酸(托品酸)天然(-)为 S-构型,【结构特点】,莨菪烷(托烷),【性质】,1,碱性(叔胺)水溶液中能使酚酞呈红色 2,水解性(酯键)弱酸性、近中性条件下较稳定,3,鉴别反应(1)Vitali反应(莨菪酸专属性鉴别反应),
9、(2)与生物碱显色剂、沉淀试剂反应,初显深紫色,后转暗红色,最后颜色消失,【用途】,临床用于散瞳平滑肌痉挛导致的内脏绞痛有机磷中毒等?常引起多种不良反应(?),由于药理作用广泛,【结构改造】,R=-CH3 溴甲阿托品(胃疡平)R=-CH(CH3)2异丙基阿托品(治疗支气管哮喘),氢溴酸后马托品用于眼科检查,【结构与中枢作用的关系】,比较中枢作用?,极性与血脑屏障氧桥亲脂性中枢作用羟基极性中枢作用中枢作用东莨菪碱阿托品,樟柳碱 山莨菪碱,(二)合成类,目的:寻找选择性高,作用强,毒性低及具有新适应症的新型合成抗胆碱药物。原型:Atropine,M受体拮抗剂与激动剂的比较,通过含氮的正离子部分与受
10、体的负离子位结合分子中其它部分与受体的附加结合产生拮抗剂与激动剂的区别(酰基上的大、小基团),盐酸贝那替嗪 奥芬溴铵(氨基醇酯类),盐酸苯海索 丙环定(氨基醇类),【构效关系】,正离子基团,联接部分,环状基团,1拮抗剂的R1和R2部分为较大基团,通过疏水性力或范德华力与M受体结合,阻碍乙酰胆碱与受体的接近和结合。,当R1和R2为碳环或杂环时,可产生强的拮抗活性,尤其两个环不一样时活性更好。R1和R2也可以稠合成三元氧蒽环,2R3为OH时,可通过形成氢键使之与受体结合增强,比R3为H时抗胆碱作用强,所以大多数M受体拮抗剂的R3为OH,3.X是酯键-COO-,但是酯键并不是抗胆碱活性所必需的。X也
11、可以是-O-或去掉。,4氨基部分通常为季铵盐或叔胺结构。N正离子与M受体的负离子部位结合,对形成药物-受体复合物起重要作用。N上取代烷基通常以甲基、乙基、丙基或异丙基为好。,5环取代基到氨基氮原子之间的距离,以n=2为最好,再延长碳链则活性降低或消失。总之,简单地说,M胆碱受体拮抗剂的分子结构是由一定长度的结构单元(例如酯基等)将一端的正离子基团和另一端的环状基团连接起来,分子中存在羟基利于与受体的结合。,溴丙胺太林(Propantheline Bromide),化学名溴化N-甲基-N-(1-甲基乙基)-N-2-(9H-呫吨-9-甲酰氧基)乙基-2-丙铵,1,2,3,性质,1.酯键:水解2.季
12、胺:不易吸收,不易透过血脑屏障,中枢副作用小主要用于胃及十二指肠溃疡的辅助治疗。,呫吨酸遇硫酸呈亮黄色或橙黄色,并微显绿色荧光。,盐酸苯海索,二环丙醇胺类,疏水性大,易进入中枢阻断中枢M胆碱受体,治疗震颤麻痹,三、N2受体拮抗剂,与骨骼肌运动终板膜上的N2 受体结合阻断神经冲动在神经肌肉接头处的传递骨骼肌松弛作用(肌肉松弛药)临床用作麻醉辅助药,非去极化型 无内在活性,不激活受体,使用较安全 代表药物:右旋氯筒箭毒碱,苯磺阿曲库铵,泮库溴铵去极化型 有内在活性,激活受体,药物代谢需要AChE 代表药物:氯琥珀胆碱,重点,(一)生物碱类,右旋氯筒箭毒碱(Tubocurarine Chloride
13、),结构特点,【作用特点】,第一个非去极化型肌松药,作用较强 曾用于治疗震颤麻痹、破伤风、狂犬病等 因麻痹呼吸肌的危险,并使心率减慢,血压下降已少用,(二)合成类,1.苯磺酸阿曲库铵(Atracurium Besylate),【结构特点】,1.苄基四氢异喹啉类 2.对称的双季铵结构3.季铵氮原子的位上有吸电子基团取代4.以两个酯键相连结,【代谢特点】,在生理条件下可以迅速代谢为无活性的代谢物 发生非酶性Hofmann消除反应 非特异性血浆酯酶催化的酯水解反应 最大作用3-5,维持时间约0.5h,N-甲基四氢罂粟碱,季铵羧酸,体液中,血浆酯酶,【Soft Drug】,A soft drug is
14、 a compound that is degraded in vivo to predictable non-toxic and inactive metabolites,after having achieved its therapeutic role.,【软药的优点】,代谢不经过肝、肾酶催化,避免对肝、肾酶催化代谢的依赖性解决了蓄积中毒问题 神经肌肉阻断剂应用中的一大缺陷,hard drug,is a nonmetabolizable compound,characterized either by high lipidsolubility and accumulation inadi
15、pose tissues and organelles,orby high water solubility.,2.泮库溴铵(Pancuronium Bromide),【结构特点】雄甾烷衍生物,双季铵,【作用特点】,与右旋氯筒箭毒碱比较1.肌松作用为56倍,2.起效时间(46 min)和持续时间(120180 min)与其相近,3.无神经节阻滞作用,不促进组胺释放治疗剂量时对心血管系统影响较小。4.已取代右旋氯筒箭毒碱作为大手术辅助药的首选药物。,3.氯琥珀胆碱(Suxamethonium Chloride),极化型,软药,【作用特点】,起效快(1 min),且易被胆碱酯酶水解成琥珀酸和胆碱失
16、活,故作用持续时间短(5 min),易于控制,适用于气管插管术,也可缓解破伤风的肌肉痉挛。,从氯琥珀胆碱的化学结构讨论其化学稳定性,作用持续时间与体内代谢过程的关系。,氯琥珀胆碱为丁二酸和两分子氯化胆碱生成的二元酯,其水溶液不稳定,易发生水解反应,碱性条件下及温度升高,水解加速。在体内血浆中由于迅速被胆碱酯酶水解,因此持续时间短暂。,本节小结,重点药物 硫酸阿托品抗胆碱类药物的分类和作用极性和作用部位的关系软药,一、单项选择题,下列有关乙酰胆碱酯酶抑制剂的叙述不正确的是 A溴新斯的明是可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂,其与AChE结合后形成的二甲氨基甲酰化酶,水解释出原酶需要几分钟B溴新斯的明结构中N
17、,N-二甲氨基甲酸酯较毒扁豆碱结构中N-甲基氨基甲酸酯稳定C中枢乙酰胆碱酯酶抑制剂可用于抗老年痴呆D有机磷毒剂也是可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂,下列哪个与硫酸阿托品不符A化学结构为二环氨基醇酯类 B具有左旋光性C显托烷生物碱类鉴别反应D碱性条件下易被水解,硫酸阿托品的水解产物是A山莨菪醇和托品酸B托品(莨菪醇)和左旋托品酸C托品和消旋托品酸D莨菪品和左旋托品酸,下列哪项不符合氯琥珀胆碱的性质A为酯类化合物,难溶于水B为季铵盐类化合物,极易溶于水C在血浆中极易被酯酶水解,作用时间短D为去极化型肌松药,二、填空题,1.对乙酰胆碱进行结构修饰,认为其分子中 对其内在活性和与受体的亲和力是必需的;当在亚乙
18、基链上,季氮原子的b位引入甲基时,由于不易被胆碱酯酶水解,作用较持久;酰基部分为乙酰基或时作用好,若将乙酰基上的氢原子用苯基或环己基等较大的基团取代时,则显示 活性。,正离子基团;甲基的空间位阻作用;氨基甲酰基;拮抗,四、问答题,简述Atropine的立体化学。,1.阿托品为托品(莨菪醇)与消旋托品酸的酯。2.托品为3a-羟基托烷,有两种处于平衡的稳定构象,分别为哌啶环呈椅式或船式构象,通常采用能量较低的椅式构象表达。3.托品结构中C-1、C-3、C-5为手性碳原子,但由于内消旋,故无旋光性。4.托品酸为a-羟甲基苯乙酸,具有一个手性碳原子,天然的(-)-托品酸具有S构型,其与托品形成的酯为(
19、-)-莨菪碱。5.Atropine为莨菪碱的外消旋体,无旋光活性。,Atropine及合成抗胆碱药均具有与乙酰胆碱相似的正离子部分及酯键两部分结构,与乙酰胆碱的结构不同处为分子的另一端,抗胆碱药分子具有较大的环状取代基团(R1=R2=苯基或R1=苯基、R2=环己基等,也可为杂环。R3为羟基或羟甲基活性增强)。M胆碱受体拮抗剂与乙酰胆碱竞争同一受体,正离子部位可与受体的负离子部位结合,而抗胆碱药分子中的环状基部分可通过疏水键或范德华力与受体形成附加结合,阻断乙酰胆碱与受体结合,呈现抗胆碱作用。,比较Atropine及合成抗胆碱药与乙酰胆碱的化学结构在与胆碱受体作用时的关系。,案例题,HS,一 个
20、 内 布 拉 斯 加 州 的 西 方 农 民,他 的 一 条 腿 断 了,被 他 的妻 子 带 到 了 你 所 在 医 院 的 急 诊 室。他 感 到 非 常 的 虚 弱、眩 晕,他 认为 那 是 推 断 而 造 成 的。你 发 现 他 相 当 严 重 地 出 汗,心 率 也 很 低,同时,呼 吸 也 有 点 困 难。你 还 发 现,在 这 次 导 致 他 断 腿 的 事 故 中,他接 触 过 大 量 的 对 硫 磷 杀 虫 剂。1.解 释 造 成 这 个 农 民 症 状 的 原 因 2.那 些 结 构 的 药 物 可 迅 速 地 控 制 这 种 病 情?,1.对 硫 磷 杀 虫 剂 是 一
21、种 黄 褐 色 的 剧 毒液 体 农 药。它 之 所 以 剧 毒 是 因 为 它 是 不 可 逆 的 胆 碱 酯 酶 抑 制 剂,能与 Ach 不 可 逆 结 合,使 体 内 Ach 积 累 过 多。造 成 M 样 症 状 突 出。,第 一 个 是 胆 碱 受 体 拮 抗 剂,第 二 个 是 解 磷 定。胆 碱 受 体 拮抗 剂 可 以 与 AchR 可 逆 结 合,但 不 发 挥 作 用,从 而 缓 解 Ach 的 作 用。减 轻 患 者 症 状,达 到 治 表 的 目 的。解 磷 定 是 肟 类 化 合物,与 磷 酰 化 AchE 的 磷 原 子 亲 和 力 较 强,恢 复 酶 活 力。它
22、 还 能 与 体 内 游 离 的 有 机 磷 酸 酯 类 直 接 结 合,形 成 无 毒 的 磷 酰 化物,从 而 阻 止 游 离 的 有 机 磷 酸 酯 类 对 胆 碱 酯 酶 继 续 结 合。达 到 治 本的 目 的。阿 托 品:口 服 或 粘 膜 给 药,1h 达 血 药 峰 浓 度,半 衰 期 为2h。解 磷 定:静 注。半 衰 期 小 于 1h,应 重 复 给 药。,案例题2,病 人 病 情 为 角 膜 炎,医 生 希 望 使 用 M受 体 拮 抗 剂 的 油 膏 剂 型 进 行 治 疗。,Atropine 类 似 药 物 有 散 瞳 作 用,也 有 中 枢 作 用 该 作 用 在
23、案 例 中 为 副 作 用,应 选 用 中 枢 作 用 弱 的药 物。并 应 考 虑 药 剂 学 因 素。6,7 位 氧 桥 使 分 子 亲 脂 性 加 强,易通 过 血 脑 屏 障,莨 菪 酸 a 位 的 羟 基 则 使 分 子 极 性 加 强 而 不 易 通 过 血脑 屏 障。对 于 5 个 结 构 的 选 择,后 两 个 结 构 一 个 有 氧 桥 有 中 枢 作 用,一 个 是 季 铵 盐 类 脂 溶 性 不 好 排 除。根 据 M 胆 碱 受 体 拮 抗 剂 的 基 本 结构 可 以 得 出 2 号 结 构 的 活 性 最 好,所 以 推 荐 2 号,Atropine。M 胆碱 受
24、体 拮 抗 剂 作 用 于 M 受 体,抑 制 腺 体 分 泌,扩 瞳,所 以 病 人 用 后会 产 生 口 干,视 力 模 糊 等 症 状。,第二节 影响肾上腺素能神经系统药物,1895 Oliver证明肾上腺提取物有升压作用 1899 Abel,将活性成分命名为肾上腺素,并合成交感神经节后神经元的化学递质-后发现作用相似的去甲肾上腺素和多巴胺,一、概述,儿茶酚胺的生物合成途径,左旋多巴,多巴胺,去甲肾上腺素,肾上腺素,根据生理效应的不同,肾上腺素能受体可分为:,受体,受体,1,2,血管+瞳孔开大肌+,激动剂(拟似),升压抗休克,拮抗剂(作用的反转),降压,突触前膜,降血压(负反馈),1,心
25、脏+肾近球细胞+,强心和抗休克,抗心率失常降压,心绞痛,2,血管、支气管子宫肌、糖原,平喘和改善微循环,3,脂肪组织,激动时分解脂肪,增加氧耗,减肥和糖尿病,去甲肾上腺素的代谢途径,MAO,COMT,COMT,MAO,突触间隙,胞浆,外周,脑内,去甲肾上腺素,COMT,MAO,二、拟肾上腺素药(拟交感胺类),肾上腺素能激动剂是一类使肾上腺素能受体兴奋,产生肾上腺素样作用的药物。,按化学结构分类:1.儿茶酚胺类2.非儿茶酚胺类按作用的受体分类:1.受体激动剂2.受体激动3.受体激动剂,(一)构效关系,1、基本骨架为-苯乙胺。,2、X-多为HO-,且HO-越多,作用越强,作用时间越短,稳定性下降。
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