生物催化-自讲

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1、老师和同学，大家好，我今天耍讲的是《手性药物与生物催化》，我主耍讲的内容包括3个方面。分别是，手性药物介绍，手性药物合成方法和手性药物的发展前景。手性药物：首先，我向大家介绍_下手性分子。手性分子，是化学中结构上镜像对称血又不能完全匝合的分子。碳原子在形成有机分子的时候，4个原子或星团町以通过4根共价键形成〔维的空间结构。由于相连的原子或基团不同,它会形成两种分子结构。这两种分子拥有完全一样的物理、化学性质。但是从分了的组成形状来看，它们依然是两种分了。（图屮所展示的就是手性分了的结构式，它们就像我们人类的手一样左右对称。）作为生命的基本结构单

2、元，氨基酸也有手性之分。也就是说，生命屮最基木的东西也有左右之分。人们惊奇的发现，除了少数动物或昆虫的特定器官内含有少量的右旋氨基酸之外,组成地球生命体的几乎都是左旋氨基酸，而没有右旋氨基酸。我们已经发现的氨基酸有20多个种类，除了最简单的□氨酸以外，其它氨基酸都有另一种手性对映体！右旋分子是人体生命的克星!因为人是由左旋氨基酸组成的生命体，它不能很好地代谢右旋分子，所以食用含有右旋分子的药物就会成为负担，甚至造成对生命体的损害。（下面我为大家介绍一个有关的例子，在讲例子Z前，先了解一下手性药物。）手性约物（chi讥Jdrug）,是指药物分子结

3、构中引入手性中心后，得到的一对互为实物与镜像的对映异构体。这些对映界构休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D型）和S-型（左旋L型）、外消旋。在手性药物未被人们认识以前，欧洲一些医生曾给孕妇服用没有经过拆分的消旋体药物作为镇痛药或止咳药，很多孕妇服用示，生出了无头或缺腿的先天畸形儿，有的胎儿没有胳膊，手长在肩膀上，模样非常恐怖。仅仅4年时间，世界范I韦I内诞生了1.2万多名畸形的“海豹婴儿”。这就是被称为“反应停”的惨剧。示来经过研究发现，反应停的R体有镇静作用，但是S-对映体对胚胎有很强的致畸作用。正是有了60

4、年代的这个教训，所以现在的药物在研制成功后，都耍经过严格的生物活性和毒性试验，以避免其中所含的另一种手性分子对人体的危害。手性药物与生物催化：手性药物一般对通过从天然产物中提取、外消旋体拆分法获取手性约物，近年来，随着合成法的发展和先进分析技术的出现，越来越多的手性化合物町通过化学合成法得到不对称合成己成为获取手性物质的重耍手段，与此同时，随着生物技术的不断进步以及生物技术与有机化学的交叉融合也使得生物合成成为手性药物生产取得突破的关键技术。1.从人然产物屮提取在某些生物体屮含有具备生理活性的天然产物,可用适当的方法提取而得到手性化合物,某些手

5、性药物是从动植物屮提取的氨基酸、帖:类化合物和生物碱。如:具有极强抗癌活性的紫彬醇最初是从紫彬树树皮中发现和提取的。2.化学合成通过不对称反应立体定向合成中一对映体是获得手性药物最直接的方法。主耍有手性源法、手性助剂法、手性试剂法和不对称催化合成方法。手性源合成：手性源合成是以天然手性物质为原料，经构型保持或构型转化等化学反应合成新的手性物质。在手性源合成中，所有的合成转变都必须是高度选择性的，通过这些反应最终将手性源分子转变成H标手性分子。碳水化合物、有机酸、氨基酸及生物碱是非常有用的手性合成起始原料，并对用于复杂分子的全合成中。手性助剂法：

6、手性助剂法利用手性辅助剂和底物作用生成手性中间体，经不对称反应后得到新的反应中间体，回收手性助剂后得到冃标手性分子。约物(S)—荼普生就是以酮类化合物为原料利用手性助剂一洒石酸酯来制备的。【手性助剂:又称手性辅助剂，即立体选择合成屮应用的某种具有光学纯的助剂。手性助剂均是对映体化合物，这些化合物通过共价键暂时与底物相连接。在该底物以后所进行的反应过程屮，这些手性助剂诱导出所希望的手性或使生成的对映体之一过量，最后再将这些助剂裂掉回收。】手性试剂法：手性试剂和前手性底物作用生成光学活性产物。冃前，手性试剂诱导已经成为化学方法诱导中戢常用的方法Z—

7、。如：Q—菠烯获得的手性硼烷基化试剂己用于前列腺素中间体的制备。3.外消旋体拆分：外消旋休拆分是指将外消旋混合物中的两个对映体进行分离的方法,包括物理拆分、化学拆分和工物拆分°由丁右旋体和庄旋体的物理常数如熔点、沸点、溶解度等完全相同，不能用一般的技术如分谓、帀结品等方法把它们分离。如果耍得到其中一个对映体，必须采用各种不同的拆分方法。物理拆分方法上要有诱导结晶法，色谱法等。化学或生物拆分是指用乎性化学试剂把外消旋混介物屮的两个对映体转变成非对映异构体，再利用两种非对映体异构体的物理性质并别，将其分开。选用拆分法技术时，应考虑其屮的一种对映体能

8、否优先结晶，可以利用两个对映体在不同条件下的溶解度不同进行分离。在开始研制手性化合物时，有条件时用手性色谱柱可以宜接分离对映异构体。先用手性色谱柱分离