12.1 Современная концепция создания биоорганических соединений –

лекарственных препаратов

Создание лекарственного вещества объединяет усилия множества людей и требует

соединения различных наук : органической, фармацевтической химии , фармакологии, использования современных достижений нано- , био – и химических технологий.

Лекарственные синтетические вещества- соединения, применяемые для лечения или профилактики заболеваний, полученные химическим путем ( в последнее время стали использовать методы биотехнологий )

История развития химии лекарственных соединений насчитывает сотни веков, тысячи лет. Уже в древних китайских, тибетских., египетских , античных греческих текстах упоминаются лечебные средства, которые были основаны на использовании природных

источников растительного или животного происхождения. Часть из них выдержали проверку временем и дошли до наших дней : отвары, экстракты, настойки составляют до 30% общего числа лекарственных препаратов. Первые индивидуальные природные соединения( чистые химические вещества) стали выделять в начале ХIХ века.

В 1803 г из мака был выделен морфин, позднее кофеин из кофе, какао, чая и ореха кола.

Одновременно с развитием органической химии появились синтетические вещества, обладающие фармакологическим ( лекарственным ) действием.

В настоящее время насчитывается более 3000 синтетических органических лекарственных соединений.

12.1.1. Особые химические требования к лекарственному веществу

Лекарственное вещество должно быть

1. высокочистым и не содержать примесей посторонних веществ, которые могут возникнуть в процессе синтеза или очистки.

2. содержать только определенную изомерную форму ( смесь энантиомеров или диастереомеров недопустима)

3. стабильным и не изменяться при стандартных условиях хранения.

4. доступным( пути синтеза должны быть достаточно простыми, иначе стоимость препарата будет очень высокой ).

12.1.2 Особые биологические требования к лекарственному веществу

Лекарственное вещество должно обладать

1. высокой активностью

2. избирательностью действия

3. низкой токсичностью ( также не должны быть токсичными продукты его превращения в организме человека )

12.1.3. . Пути поиска и создания лекарственных препаратов

На пути поиска лекарственных препаратов можно выделить несколько направлений.

1. Использование природных веществ и их аналогов.

Первый этап – выделение биологически активных веществ ( биологически активного на-

чала) из природных источников и затем осуществление химического синтеза этих веществ.

Второй этап-получение различных производных природных соединений и исследование их биологического действия с целью нахождения более активных.

2. Метод скринига( отсеивания).

Возможны два варианта скрининга , и они оба используются равноценно.

а) Вновь синтезированное соединение исследуют на различные виды биологической активности: противовирусную, противомикробную, противогрибковую, противоопухолевую, антимитотическую, противолучевую, действие анаболическое, психотропное и др.

При выявлении действия определенного направления начинают синтез гомологов и производных данного соединения для создания наиболее активного препарата с нужными свойствами и выявления механизма биологической активности.

б) Выбирают определенное направление биологической активности ( см. перечисление) и исследуют десятки, сотни органических соединений различных классов . Выбирают наиболее активные, вновь начинают синтез гомологов и производных данного соединения для создания наиболее активного препарата с нужными свойствами и выявления механизма биологической активности.

На современном этапе развития химии лекарственных соединений накоплены опытные и теоретические данные, которые позволяют создать научную теорию целенаправленного синтеза лекарственных препаратов с заданными свойствами, широко используется метод компьютерного моделирования.

Наибольшее развитие получили три принципа создания лекарственного препарата:

1. Заместительный - лекарственный препарат используют для восстановления или компенсации нарушений в организме:

- препараты- кровозаменители при кровопотере

- пищеварительные ферменты животного происхождения при снижении или

отсутствии секреции собственных ферментов желудочно-кишечного тракта

2. Антиметаболический..

Антиметаболит –это синтетический лекарственный препарат, структурно близкий к естественному метаболиту организма. Его задача состоит в замене( подмене) метаболита в тех биохимических реакциях , которые возникают при развитии патологического процесса.. Действие антиметаболита сопровождается блокированием

биохимических реакций и прекращением развития патологического процесса.

Создать антиметаболит можно несколькими путями:

1. Ввести в природное вещество активные группировки, природный метаболит транспортирует группировку к месту назначения, а там группа вступает в химическую реакцию, связывая важные участки белков –ферментов, рецепторов мембран, нуклеиновых кислот. Принцип нашел широкое применение при создании противоопухолевых препаратов, в их составе присутствует бис-β-хлорэтиламино – группировка, участвующая в реакции алкилирования по механизму нуклеофильного замещения ( препарат сарколизин представляет собой производное аминокислоты фенилаланина. Методика его промышленного производства разработана в Екатеринбурге( Свердловске) в УГТУ-УПИ на кафедре технологии органического синтеза химико-технологического факультета в 60-70 годы ХХ века.).

Сарколизин

С1 — СН2 —-CН2— N - С6 Н4 - СН2 - СН - СООН

| |

С1 – СН2 – CН2 NН2

бис-β-хлорэтиламино – группировка

( дихлорэтиламинная группировка)

2. Синтезировать изомер биологически активного соединения или заменить функциональную группу. Например, удаление метильных групп в витамине В2 сопровождается исчезновением биологической активности. Лекарственный препарат 5-фторурацил является одновременно антиметаболитом урацила ( атом фтора вместо атома водорода) и тимина ( атом фтора вместо метильной группы). Обширную группу антиметаболитов представляют собой сульфаниламидные препараты.