M受体拮抗剂的构效关系

第六章第六章 拟胆碱药与抗胆碱药拟胆碱药与抗胆碱药 一一. . 基本要求基本要求 1．熟悉拟胆碱药、抗胆碱药、拟肾上腺素药、组织胺H1受体结抗剂和局部 麻醉药的发展和结构类型。 2．掌握代表药物的化学结构、命名、理化性质、体内代谢。 3．熟悉各类药物的结构改造方法、构效关系、化学合成方法和药物作用的 靶点。 二二. . 教学内容教学内容 1．掌握代表药物氯贝胆碱、溴新斯的明、硫酸阿托品氢溴酸山莨菪碱溴丙 胺太林、右旋氯筒箭毒碱、肾上腺素、盐酸麻黄碱、沙丁胺醇、盐酸曲吡那敏、 盐酸苯海拉明、马来酸氯苯那敏、盐酸赛庚啶、盐酸西替利嗪、阿司咪唑、盐酸 普鲁卡因、盐酸利多卡因、盐酸达克罗宁的化学结构、命名、理化性质、体内代 谢。 2．熟悉上述代表药物的结构类型、构效关系和结构改造方法和化学合成方 法。 三三. . 教学学时：教学学时：3 学时 四四. . 重点、难点和要点重点、难点和要点 传入神经和传出神经共同组成外周神经系统。影响传出神经系统功能的药物 依其药理作用的不同，传统上被分为四大类，即拟胆碱药、抗胆碱药、拟肾上腺 素药和抗肾上腺素药。抗肾上腺素药目前在临床上多用于治疗心血管系统疾病， 所以抗肾上腺素药将在循环系统用药中介绍。 组织胺作为一种重要的神经化学递质，广泛存在于哺乳动物的几乎所有组织 中，发挥一系列复杂的生理功能。迄今为止至少发现了 3 类组胺受体，并分别命 名为 H1受体、H2受体和 H3受体。目前临床上使用的抗变态反应药主要为组胺 H1受体拮抗剂，而抗溃疡药物主要为 H2受体拮抗剂。由于本书将抗溃疡药归入 消化系统用药，所以本章将介绍组胺 H1受体拮抗剂。 拟胆碱药拟胆碱药Cholinergic DrugsCholinergic Drugs 局部麻醉药是一类重要的外周神经系统用药，本章将在第五章中介绍。 躯体神经、交感神经节前神经元和全部副交感神经的化学递质均为乙酰胆 碱。 乙酰胆碱在突触前神经细胞内合成。神经冲动使之释放并作用于突触后膜上 的乙酰胆碱受体，产生效应。之后，乙酰胆碱分子被乙酰胆碱酯酶催化水解为胆 碱和乙酸而失活。胆碱经主动再摄取返回突触前神经末梢，再为乙酰胆碱合成所 用。 所以理论上其中每一个环节都可能经药物的影响达到增强或减弱乙酰胆碱作 用的结果。但事实上，迄今成功应用于临床的胆碱能神经系统用药，包括拟胆碱 药和抗胆碱药都是作用于胆碱受体和乙酰胆碱酯酶 2 个环节之一。笼统地讲， 拟 胆碱药是一类具有和乙酰胆碱相似作用的药物，按其作用环节和机制的不同，可 分为胆碱受体激动剂和阿乙酰胆碱酯酶抑制剂 2 种类型。 一．胆碱受体激动剂一．胆碱受体激动剂 与乙酰胆碱结合的受体称为胆碱受体，分 M－胆碱受体和 N－胆碱受体。乙 酰胆碱直接作用于 M－胆碱受体和 N－胆碱受体，分别产生M 样作用及 N 样作 用，是胆碱受体激动剂。 氯贝胆碱氯贝胆碱Bethanechol ChlorideBethanechol Chloride + N O NH2 .Cl- 乙酰胆碱具有十分重要的生理作用，在胃部极易被酸水解，在血液中也极易 经化学水解或胆碱酯酶水解。 并且乙酰胆碱的作用选择性不高， 无临床实用价值。 为了寻找性质较稳定，同时具有较高选择性的拟胆碱药物，以乙酰胆碱作为结构 改造的先导物。Bethanechol 是人们对乙酰胆碱进行结构改造获得成功的一个例 子。乙酰胆碱分子可分为如下 3 部分，通过对各个部分的结构改造，总结出如下 构效关系。 1 O O 2 3 4 N 位置 1 被乙基或苯基取代活性下降。 位置 2 若有甲基取代，N 样作用大为减弱，M 样作用与乙酰胆碱相似。 位置 3 若有甲基取代可阻止胆碱酯酶的作用，延长作用时间，且 N 样作用 大于 M 样作用。 位置 4 带正电荷的氮是活性必须的， 氮上以甲基取代为最好，若以氢或大基 团如乙基取代则活性降低，若 3 个乙基则为抗胆碱活性。 对亚乙基桥部分，当改变主链长度时，活性随链长度增加而迅速下降。据此 有人提出了“五原子规则”，即在季铵氮原子和乙酰基末端氢原子之间以不超过 5 个原子的距离（H-C-C-O-C-C-N）,才能获得最大拟胆碱活性。亚乙基桥上的氢原 子若被乙基或含碳更多的烷基取代则导致活性下降。若 1 个甲基取代时， 由于空 间位阻，在体内不易被胆碱酯酶所破坏，因此作用时间可延长。若甲基取代在β 位，则 M 样作用与乙酰胆碱相同，氮 N 样作用大大减弱，成为选择性 M 受体激 动剂。 对乙酰氧基部分，当乙酰基位丙酰基或丁酰基等高级同系物取代时，活性下 降。这与“五原子规则”时符合的。当乙酰基上的氢原子被芳环或较大分子量的基 团取代后， 则转变位抗胆碱作用。乙酰胆碱作用时间短和不稳定是由于其分子中 酯基的快速水解。于是以相对不易水解得 基团取代乙酰氧基就成为一条合理途 径。氨甲酰基由于氮上孤电子对的参与，其羰基碳的亲电性较乙酰胆碱低，因此 不易被化学和酶促水解。 综合上述构效关系，让3 部分的最佳结构组合起来就得到了Bethanechol Chloride，选择性的作用于 M 受体，口服有效。 目前对 M 胆碱受体激动剂的设计和合成研究的焦点集中在开发治疗阿尔茨 海默（Alzheimer’s Disease，AD）和其他认知障碍疾病的药物。AD 是老年性痴 呆的主要原因。AD 患者的认知减退归因于大脑皮层胆碱能神经元的变性，变性 是中枢乙酰胆碱的释放明显降低，结果使 M1 受体处于刺激不足的状态。由于 M1 受体的活化对学习和记忆非常重要，刺激不足会导致认知减退。因此选择性 中枢拟胆碱药目前被认为使较有前途的抗痴呆药物的主要类型之一。 虽然迄今还 没有正式药物上市，但研究中的大量化合物的疗效已经预示出令人鼓舞的前景。 二．乙酰胆碱酯酶抑制剂二．乙酰胆碱酯酶抑制剂 进入神经突触间隙的乙酰胆碱会被乙酰胆碱酯酶（ AChE）迅速催化水解， 终结神经冲动的传递。抑制 AChE 将导致乙酰胆碱的积累，从而延长并增强乙酰 胆碱的作用。乙酰胆碱酯酶抑制剂（AChE inhibitors） ，又称为抗胆碱酯酶药因不 与胆碱能受体直接相互作用，属于间接拟胆碱药。 溴新斯的明溴新斯的明Neostigmine BromideNeostigmine Bromide N O O + N .Br- Neostigmine 的化学结构由 3 部分组成，即季铵碱阳离子部分、芳香环部分 及氨基甲酸酯部分。分子中引入季铵离子一方面增强与胆碱酯酶的结合，另一方 面降低中枢作用。引入N，N－二甲基氨基甲酸酯后不易水解。Neostigmine Bromide 及其类似物溴吡斯的明和苄吡溴铵为疗效较好的抗胆碱酯酶药。 如果酰化酶水解乙酰胆碱过程非常缓慢，在相当长一段时间内造成 AChE 的 全部抑制，如有机磷毒剂，使体内乙酰胆碱浓度长时间异常增高，引起支气管收 缩，继之惊厥，最终导致死亡。所以这种不可逆胆碱酯酶抑制剂对人体使非常有 害的。 抗胆碱药抗胆碱药 Anticholinergic DrugsAnticholinergic Drugs 对于因胆碱能神经系统过渡兴奋造成的病理状态，可用抗胆碱药物治疗。目前临 床上使用的抗胆碱药主要是阻断