Лекарственные средства с химическими структурами

Лекарственные средства и их классификация

Наука фармакология акцентирована на изучение воздействия различных лекарственных средств на человеческий организм и их разработку и изготовление. Упоминания о попытках бороться с болезнями встречаются в научных трактатах древних греков, индийцев и иных народов. Эта борьба продолжается и в наши дни.

Терминология лекарственных препаратов и средств

Лекарственные средства — это вещества или же комбинация веществ, применяемых при лечении людей от различных заболеваний или же в целях профилактики. Также данные лекарственные средства, практически, готовы к употреблению и имеют самую разнообразную форму выпуска, наиболее приспособленную для употребления больными. Если говорить о важности огромного разнообразия лекарственных средств, их форм стандартов, то это объясняется необходимостью наиболее удобным способом доставлять их в организм. Особенно это актуально для больных, находящихся в бессознательном состоянии, а также для пациентов с различными травмами.

Разделение лекарственных средств по спискам «А» и «Б»

Все лекарственные средства разделяются на три базовые группы:

1. Список лекарственных средств категории «А» — это лекарственные вещества, содержащие яды.
2. Список лекарственных средств категории «Б» — сильнодействующие и обезболивающие вещества.
3. Список лекарственных веществ, доступных пациентам без рецепта – это третья категория препаратов, которую входят все остальные средства, не входящие в группы» А» или «Б».

Как уже было замечено, для того, чтобы получить в аптеках лекарственные средства категории «А» и «Б», необходимо иметь при себе рецепт от соответствующего специалиста или лечащего врача. К данным лекарственным средствам следует относиться с повышенной осторожностью, правильно их принимать, согласно предписаниям врача и полностью соблюдать условия их хранения, которые отмечены производителем. Большая часть веществ, содержащаяся в медикаментах, как правило, разлагается, или же выделяют опасные токсины под воздействием солнечных лучей, света и высоких температур.

Также для большинства лекарственных средств, существует строгая отчетность по их применению. Особенно это касается веществ наркотической направленности. Именно поэтому данная категория средств выдаются по ампулам медицинскому персоналу после каждой смены, а каждое такое получение фиксируется в специальном журнале. Строжайшему учету также подлежат лекарственные средства из категории нейролептиков, различные вакцины и средства для наркоза.

Правильная дозировка лекарственных средств

Каждый врач, при заполнении рецептурного бланка отмечает с помощью арабских цифр количественное отношение для принятия пациентом лекарственного вещества. Объемы лекарства указываются согласно десятичной системе, в которой граммы должны быть отделены точкой или запятой (например: 1,5г). Что касается медикаментов в форме капель, то входящие в их состав вещества принято обозначать римскими цифрами. А вот класс антибиотиков рассчитывается, как правило, в международных или же биологических единицах, которые обозначаются сочетанием букв «МЕ»/ «ЕД». Тогда как для медикаментов, имеющих газообразную форму или же в виде жидкостей, порция приема обозначается в миллилитрах (к примеру, лекарственные средства — ингаляторы).

Рецепт без персональной подписи и печати специалиста – недействителен. Он также должен содержать информацию о возрасте больного и сроке действия препарата. Есть медицинские бланки, утвержденного образца для различных лекарственных средств, позволяющих приобрести льготные медикаменты, наркотические вещества, транквилизаторы, а также ряд анальгетиков. Такой рецепт обязательно должен быть подписан и заверен круглой печатью медучреждения, как самим лечащим врачом, так и главврачом больницы.

Важно. Не разрешается выписывать такие вещества как:

• наркозый эфир;
• фентанил;
• хлорэтан;
• кетамин, иные вещества аналогичного воздействия.

Разрешение на выдачу наркотических и ядосодержащих медикаментов и веществ имеет пятидневный срок действия, спирт медицинский – 10 дней, остальные – 60 дней.

Классификации лекарственных средств

Данная классификация – необходимость, так как огромное разнообразие медикаментов усложняет ориентирование в них. Выделяют ряд параметров классификации лекарственных средств и веществ:

• Препараты терапевтической направленности – это медикаменты, которые применяются при лечении одного заболевания.
• Препараты фармакологической направленности – дают желаемый лекарственный эффект.
• Химические лекарственные вещества и средства.

Классификация медикаментов по группам

Такая систематизация лекарственных средств и веществ составляется химиками-производителями этих веществ, и применяются аптекарями для облегчения своей работы.

• Психотропные медикаменты, которые воздействуют на центральную нервную систему (транквилизаторы, противоэпилептические и седативные препараты и пр.). — Ганглиоблокаторы и холинолитики при терапии периферической нервной системы.
• Препараты местноанестезирующего действия.
• Средства с содержанием веществ, меняющих тонус сосудистой системы.Моче-желчегонные препараты.
• Средства для терапии секреторики и обменных процессов органов в организме.
• Антибиотики/антисептики. Средства для борьбы с патологическими образованиями, опухолями.
• Вещества, помогающие при диагностике заболеваний.

Классификация лекарственных средств и веществ согласно их химическому строению

Такой классификации подвергаются антисептики и противомикробные лекарственные средства, которые также делятся на бактерицидные и бактериостатические и отличающиеся между собой по своему прямому воздействию из-за различий в химической структуре.

1. Вещества галогеновой группы — галоиды: йод, хлор, бром, фтор, бром.
2. Окислители: «Перекись водорода» (3-6%), «Калия перманганат», «Гидроперит» и др.
3. Кислоты: «Борная кислота» «Кислота салициловая и пр.
4. Щелочи: к примеру, «Нашатырный спирт».
5. Альдегиды: формалин, этиловый спирт и др.
6. Соли различных тяжелых металлов.
7. Фенолы: карболол, лизол.
8. Красители: «Метиленовый синий», «Бриллиантовая зелень»(зеленка).
9. Деготь, смолы: мазь ихтиоловая, мазь Вишневского и Вилькинсона и пр.

Лекарственные средства в твёрдой форме: таблетки, драже, порошки, капсулы, гранулы.

Лекарственные средства жидкой формы: настойки, отвары, экстракты растений, новогаленовые лекарственные средства.

Лекарства в специальных формах: бальзамы, кремы, сиропы, свечи, пластыри, карандаши и пр.

Источник

Медицинская химия

Понятие о медицинской химии

Медицинская химия – одна из научных дисциплин, которая включает в себя основные принципы фармацевтики, биологии и медицины.

Главное занятие данной науки – идентификация, обнаружение, разработка и получение биологически-активных соединений с последующим изучением их метаболизма на молекулярном уровне и созданием зависимости «структура-активность».

Стоит сказать, что медицина и фармацевтическая химия неразрывно связаны, совместно генерируя и используя новые источники обретения лекарственных препаратов.

Отметим, что лекарства делятся на две большие группы:

• неорганическая химия;
• органическая химия.

Все лекарственные вещества добывают из натурального и искусственного сырьевого материала.

Основным ресурсом добычи неорганических материалов являются:

• горные породы;
• руды;
• газы;
• озёрная и морская вода;
• отходы химических производств.

Ресурсы синтеза органических лекарственных препаратов:

• природный газ;
• нефть;
• каменный уголь;
• древесина и сланцы.

Нефтепродукты – ценное сырье для синтеза углеводородов, которые представляют собой основные виды полупродуктов для производства полноценных препаратов из органических веществ.

Из нефти добывают вазелин, парафин и вазелиновое масло, что широко применяются в различных медицинских практиках.

Препараты на гормональной основе изготовляют из ресурсов животного происхождения (ткани и внутренние органы животных). Для изготовления антибиотиков используются различные живые микроорганизмы.

Чрезвычайно важны полусинтетические антибиотики, которые являются искусственными вторичными материалами для изготовляемых антибиотиков, отделенных от микроорганизмов (например, пенициллины). Применяют также полусинтетический способ для добывания других категорий препаратов: алкалоидов, витаминов, гормонов.

Источники добывания и изготовления препаратов лекарственного назначения

Источником для производства лекарственных препаратов на органической основе служит сырье растительного происхождения.

Производство медицинского препарата — длительная фармацевтическая технология, включающая главные этапы: прогнозирование и вплоть до реализации в аптеке.

В первую очередь, для создания лекарственного препарата нужно определить биологически активное соединение, которое будет оказывать положительную реакцию на организм человека.

Имеется несколько принципов основы медицинской химии:

1. Метод случайного открытия или эмпирический подход.
2. Способ научного просеивания. В его основе лежит цель определения нового с биологической точки зрения активного препарата посредством испытания множества химических соединений.
3. Модификация и изменение известных лекарственных препаратов или направленный синтез лекарственных веществ.

Стоит отметить, что достаточно совсем минимально изменить структуру вещества, чтобы биологическая активность усилилась или вовсе ослабла.

Развитие медицинской химии породило проблему категоризации лекарственных препаратов. Все вещества лекарственного направления разделяют по двум классификациям: фармакологической и химической.

Аналитическая химия предпочитает первый вид типизации, который более удобен и для самой медицины. В соответствии с этой классификацией лекарства можно разделить на типы, исходя от их действия на определенную систему организма (сердечно-сосудистую, центральную нервную и т.д.).

Также в середине таких групп фармакологической типизации может быть принята в расчет классификация фармакотерапевтических препаратов, согласно которым лекарственные средства объединяются в соответствии с назначенным видом лечения конкретной болезни.

Экспериментальные данные, как основа химической типизации, описывают морфологию и свойства субстанций, но в каждой химической группе имеются вещества с различной физиологической активностью.

Исходя из этой типизации, лекарственные препараты подразделяются, как и сама фарм. химия, на органические и неорганические вещества. Конечно же, любые типизации средств лекарственного назначения не могут быть постоянными. С созданием новых лекарственных препаратов они подвергаются пересмотру и совершенствованию.

Химия имеет тесные связи с медициной. Это, большей частью, проявляется в применении химических соединений для лечения болезней, а также в фармацевтике – науке о лекарственных средствах. Кроме этого, медицина широко пользуется полимерами, которые являются составной частью медицинских приборов, оборудования.

Значение химии для медицины

Связь химии и медицины, зародившаяся с древних времен, продолжает существовать и сейчас, ибо продолжается синтез новых лекарственных средств, что могут сыграть ключевую роль в лечении смертельных заболеваний, веществ, которые найдут свое применение в медицине.

Наука развивается, и, быть может, в ближайшем будущем найдутся средства от таких страшных заболеваний, как рак и СПИД. Без химии медицина не достигла бы тех высот, на каких находится сейчас.

Медицинская химия в рамках выставки

Центральный выставочный комплекс «Экспоцентр» – один из крупнейших московских организаторов экспозиций регионального и межнационального масштаба.

Тематические мероприятия «Экспоцентра» направлены на поиск и вывод новых компаний, торговых марок, методик, технологий и разработок на крупнейшие рынки страны и Европы.

Чаще всего программа комплекса состоит из гостевых смотров, собственных выставок и экспозиционных форумов узкой направленности. Последние имеют особое значение т. к. создают самую благоприятную обстановку для показов новейшей продукции бизнеса, технического обеспечения, методик и технологий.

При создании программы предстоящих выставок «Экспоцентром» наиболее точно учитываются важные тенденции развития российской индустрии.

Соответствуя духу современности, Центральный выставочный комплекс сосредоточил основные силы на генерации и помощи наиболее инновационным точкам роста.

На сегодняшний день события выставочного характера, проходящие на территории «Экспоцентра», охватывают все направления химической промышленности и бизнеса, связанного с этой отраслью.

Источник

Органическая химия синтетических лекарственных средств

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Одно из самых заметных достижений синтетической органической химии 20 в. – получение новых лекарственных средств. В результате стало возможным излечивать многие болезни, которые раньше считались смертельными. А широкое распространение антисептических средств позволило предотвращать инфекционные осложнения в результате хирургических операций и боевых ранений. Историкам известно, что несмотря на гигантские людские потери во время многочисленных сражений прошлых веков (так, в сражении при Иссе в 333 до н.э. между персами и армией Александра Македонского разбитая армия Дария потеряла 100 тысяч человек из 400 тысяч), основная доля смертности приходится все же на болезни солдат. Из огромной армии персидского царя Ксеркса, возглавившего в V в. до н.э. поход против Греции, после жестоких эпидемий на родину возвратились только жалкие остатки. Сотнями тысяч гибли от болезней крестоносцы.

Прошло полвека, но положение не изменилось. В Крымской войне (1853–1856) принимали участие четыре страны. В английской армии (98 100 чел.) было убито 2700 солдат (2,8%), умерло от ран 1800 (1,8%), а от болезней – 17 500 (17,8%). Во французской армии (309 400 чел.) убито 8500 (2,7%), умерло от ран 11700 (3,8%), от болезней – 24 500 (7,9%). В турецкой армии (165 000 чел.) убито 10 100 (6,1%), умерло от ран 10 800 (6,5%), от болезней – 24 500 (14,8%). Наконец, в русской армии (888 000 чел.) убито 30 600 (3,4%), умерло от ран 42 000 (4,7%), от болезней – 374 000 (42%)! Общая же статистика такова: всего за 72 года – (когда Франция объявила войну Англии, Нидерландам и Испании) (когда английский хирург Джозеф Листер использовал водный раствор фенола – карболовую кислоту для лечения гнойных ран, положив начало применению антисептических средств в хирургической практике) – человечество потеряло в войнах 8 млн человек, из которых 1,5 млн погибло от неприятельского оружия, а 6,5 млн – от болезней.

Болезни и эпидемии косили и мирное население. В 6 в. от чумы вымерла половина населения Византийской империи, а в 14 в. только за три года – с 1347 по 1350 – в Европе от чумы умерло 25 млн человек. Миллионами исчисляются во всем мире жертвы гриппа («испанки») 1918.

Синтез в лабораториях новых лекарственных средств и их последующее внедрение в медицинскую практику позволил в 20 в. спасти от верной смерти, вероятно, сотни миллионов человеческих жизней.

Трудно сказать, спасла бы современная медицина Пушкина после дуэли (многие медики склоняются к мнению, что его рана и сейчас была бы смертельной). А в изданной в ФРГ книге Мировые рекорды в химии приводится список деятелей искусства, умерших в прошлом от болезней, которые современная медицина могла бы с успехом вылечить: Джорджоне, живописец (1477–1510): чума; Рафаэль, живописец (1483–1520): лихорадка (тогда лихорадкой называли разные болезни, сопровождавшиеся сходными признаками); Моцарт, композитор (1756–1791): лихорадка; Джон Китс, поэт (1795–1821): туберкулез; Генрих Гейне, поэт (1797–1856): туберкулез; Франц Шуберт, композитор (1797–1828): тиф; Роберт Шуман, композитор (1810–1856): сифилис; Фредерик Шопен, композитор (1810–1849): туберкулез; Эмилия Бронте, писательница (1818–1840): туберкулез; Анна Бронте, писательница (1820–1849): туберкулез; Шарль Бодлер, писатель (1821–1867): сифилис; Фридрих Ницше, поэт и философ (1844–1900): сифилис; Поль Гоген, живописец (1848–1903): сифилис; Ги де Мопассан (1850–1893): сифилис; Гуго Вольф, композитор (1860–1903): сифилис; Джордж Оруэлл, писатель (1903–1950): туберкулез.

Во второй половине 19 в. начала быстро развиваться синтетическая органическая химия. Она дала людям красители, душистые вещества, лекарственные средства. Тем не менее, еще в начале 20 в. число индивидуальных химических соединений, применявшихся в качестве лекарственных средств, исчислялось единицами.

Аспирин (ацетилсалициловая кислота)

Гиппократ (460 и 377 г. до н.э.) — оставил исторические записи об обезболивании, в том числе с применением порошка из коры и листьев ивы, облегчающего головные боли и лихорадки.

К 1829 г – обнаружили действующее вещество салицин, обладающее обезболивающими свойствами.

Цитата из статьи «Чудесное лекарство», написанной Софи Журди для Королевского химического общества: «Незадолго до того, как был выделен активный ингредиент коры ивы, в 1828 году Иоганн Бюхнер, профессор фармации в Мюнхенском университете, получил небольшое количество горькой желтой субстанции в виде игольчатых кристаллов, которую он назвал салицин. Два итальянца, Брунателли и Фонтана, в действительности уже получали салицин в 1826 году, но в весьма неочищенном виде. В 1829 году французский химик Анри Леру улучшил процедуру экстракции и получил до 30 г вещества из 1,5 кг коры. В 1838 году итальянский химик Раффаэле Пириа, работавший тогда в Сорбонне в Париже, разделил салицин на сахар и ароматический компонент (салицилальдегид). Пириа превратил этот компонент путем гидролиза и окисления в кислоту, кристаллизующуюся в виде бесцветных игл, которую он назвал салициловой кислотой».

Анри Леру впервые выделил салицин в кристаллической форме, а Раффаэле Пириа удалось получить салициловую кислоту в чистом виде.

Салициловая кислота негативно воздействовала на желудок, и необходимо было искать способ «буферизации» соединения. Первый человек, сделавший это, был французский химик по имени Чарльз Фредерик Герхардт. В 1853 году Герхардт нейтрализовал салициловую кислоту натрием (салицилат натрия) и ацетилхлоридом, получив ацетилсалициловую кислоту. Продукт Герхардта действовал, но он не хотел продавать его и забросил свое открытие.

В 1899 году немецкий химик Феликс Хоффманн, работавший в немецкой компании «Байер», заново открыл формулу Герхардта. Феликс Хоффманн дал препарат отцу, который страдал от артрита. Хорошие результаты Феликса Хоффманна тогда убедили «Байер» выйти на рынок с новым чудесным препаратом. Аспирин был запатентован 27 февраля 1900 г.

Сотрудники компании «Байер» придумали название «Аспирин», происходящее от «А» в ацетилхлориде, «спир» от Spiraea ulmaria (растение, из которого была выделена салициловая кислота), а «in» является обычным окончанием для названий лекарственных средств. Аспирин вначале продавался в виде порошка. В 1915 году появились первые таблетки аспирина.

Антисептическое, кератолитическое средство

Субстанция, таблетки 0,25; 0,5

1 0% раствор для инъекций.

Противоревматическое, противовоспалительное, болеутоляющее, жаропонижающее средство

Салициловую кислоту карбоксилированием фенолята натрия по реакции Кольбе-Шмидта:

Механизм реакции Кольбе-Шмидта заключается в электрофильной атаке диоксидом углерода бензольного ядра. Фенольный гидроксил ориентирует заместитель в орто- и пара- положение. Но присутствие катиона натрия Na + позволяет получать преимущественно орто- оксибензойную (салициловую) кислоту, с ионом К + получается смесь о- и п- оксибензойных кислот. Внутримолекулярная перегруппировка основана на том, что СООН – вытесняет фенолы из их солей, как более сильная кислота. Образовавшийся салицилат натрия подкисляют НCl и выделившуюся салициловую кислоту перекристаллизовывают.

Натрия салицилат получают, нейтрализуя салициловую кислоту натрия гидрокарбонатом :

Начало химиотерапии – лечению болезней с применением химических препаратов – положил немецкий врач, бактериолог и биохимик Пауль Эрлих.

Метиленовый синий впервые был синтезирован Генрихом Каро в 1876 году, тем самым положил начало развитию химии фенотиазинов

В 1891 Эрлих предложил для лечения малярии применять краситель метиленовый синий. Однако это соединение не могло конкурировать с природным хинином. В медицине используется в качестве антисептика и антидота при отравлении цианидами , угарным газом и сероводородом . Имеются сообщения о высокой эффективности этого соединения при лечении болезни Альцгеймера.

Для получения лекарственных средств Эрлих решил использовать новые методы синтетической органической химии. Он мечтал о «магической пуле», которая бы избирательно поражала возбудителей того или иного заболевания и в то же время была бы безвредной для организма.

В 1909 Эрлих нашел средство против бледной спирохеты – возбудителя сифилиса; он назвал это мышьяксодержащее органическое соединение сальварсаном («спасительным мышьяком»). Одной инъекции сальварсана было достаточно и для того, чтобы вылечить человека от похожей на сифилис тропической кожной болезни.

Между синтезом нового соединения и его применением в медицине иногда проходили десятилетия.

С 19 в. была известна сульфаниловая (п-инобензолсульфоновая) кислота H ₂ N–C ₆ H ₄ –SO ₃ H

В 1908 были получены ее амид H ₂ N–C ₆ H ₄ –SO ₂ –NH ₂ , а затем и его N-замещенные (по амидной группе) H ₂ N–C ₆ H ₄ –SO ₂ –NH–R, которые получили название сульфаниламидов.

Но только 27 лет спустя немецкий химик Герхард Домагк выяснил, что соединения этой группы убивают многие микроорганизмы, и их можно использовать для лечения ряда инфекционных заболеваний.

Азокраситель пронтозил (красный стрептоцид)

Первым препаратом был азокраситель пронтозил (красный стрептоцид)

Догмагк исследовал действие этого препарата на мышей, получивших предварительно 10-кратную смертельную дозу культуры гемолитического стрептококка. Эффект был поразительный: все мыши остались живы, тогда как в контрольной группе погибли также все. В 1939 за открытие первого антибактериального препарата Домагку была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

В конце 1935 показано, что пронтозил действует не сам: лечебный эффект оказывает продукт его распада в организме – тот самый сульфаниламид, который был известен с 1908.

Его назвали белым стрептоцидом. С тех пор было синтезировано более 20 000 производных сульфаниламида, из которых в медицине используется лишь несколько десятков. Самыми известные из них – стрептоцид, норсульфазол, сульфадимезин, этазол, сульфадиметоксин, фталазол, сульгин, бисептол и др. В настоящее время многие из них уступили место более эффективным средствам.

Исключительную роль в лечение многих инфекций играют антибиотики, первый из которых был случайно открыт в 1928. Синтетические лекарственные средства позволяют бороться не только с бактериальными инфекциями. После открытия транквилизирующего (нейролептического) действия элениума появились десятки близких по структуре соединений, составивших большую группу современных транквилизаторов (нозепам, лоразепам, феназепам, тетразепам и др.).

Во многом благодаря лекарственным средствам средняя продолжительность жизни в экономически развитых странах увеличилась.

1936 составляла 165 на 100 тыс. населения

снизилась к 1985 в результате применения сульфаниламидных препаратов до 17

уменьшилась в результате применения антитуберкулезных препаратов1,9.

Снизилась смертность на 83%

Снизилась смертность на 74%,

язвы желудка и двенадцатиперстной кишки

Снизилась смертность – на 72%

Какие лекарства наиболее распространены в мире? Вычислить рекордсменов в соответствии с числом принимаемых ежегодно таблеток, капель или пилюль вряд ли возможно. Зато хорошо известно, какие лекарства принесли наибольший доход. Это средства для лечения язвы желудка (омепразол, зантак); зокор, снижающий содержание холестерина в крови; антидепрессанты прозак, золофт и пароксетин; гипертензивные (то есть снижающие артериальное давление) лекарства новарск и ренитек; антибактериальные препараты амоксициллин и ципрофлоксатин (ципролет).

Соотношение между общим числом синтезированных препаратов и теми из них, которые проявляют терапевтический эффект, всегда очень велико. Трудности целенаправленного синтеза новых лекарств во многом связаны с тем, нет однозначной зависимости между химическим строением лекарственного средства и его биологическим действием. Иногда малейшие изменения структуры молекулы приводят к полному исчезновению или сильному изменению биологической активности. И наоборот, нередко почти одинаковая активность наблюдается у веществ совершенно разной химической природы. Например, если в молекуле морфина – сильного наркотика заменить один из атомов водорода на метильную группу, то получится сравнительно безвредное вещество кодеин.

В медицине применяют производные морфина, в частности, гидрохлорид (для инъекций) и сульфат (в качестве перорального препарата)

Кодеин (3-метилморфин, алкалоид опиума), используется как противокашлевое лекарственное средство центрального действия.

Природный алкалоид кокаин раньше применяли для местного обезболивания. Однако кокаин обладает вредным побочным действием, поэтому в медицинской практике его заменили синтетическим аналогом, который назвали новокаином (т.е. «новым кокаином»).

Новокаин (диэтиламиноэтиловый эфир п.-аминобензойной кислоты гидрохлорид)

Однако молекулы этих веществ полностью различны по своей структуре. Один из самых сильных канцерогенов – 3,4-бензпирен, а имеющий тот же состав 1,2-бензпирен (в нем чуть иначе расположены бензольные кольца) вообще не проявляет канцерогенных свойств. То же относится и к двум изомерным нафтиламинам: сравнительно безвредный a-изомер – полупродукт в синтезе красителей, гербицидов и пигментов; b-изомер – канцероген, и когда это выяснилось, его применение для синтеза красителей было запрещено.

Подобные факты были известны давно. Поэтому еще в начале 20 в. П.Эрлих предложил искать новые биологически активные вещества методом скрининга (от англ. screening – просеивание). Суть метода заключается в том, что множество различных химических соединений, в том числе вновь синтезированных, с помощью стандартных методик подвергаются проверке на биологическую активность в надежде на то, что рано или поздно на «сите» блеснет самородок – вещество с нужными свойствами. Ученые не без ехидства называют такой способ «методом научного тыка». Сам Эрлих в поиске эффективного лекарства от сифилиса синтезировал 605 веществ – и все безрезультатно. И лишь следующий «препарат 606» (уже упоминавшийся сальварсан) обладал нужными свойствами.

Сейчас число применяемых в медицине синтетических лекарственных препаратов исчисляется многими тысячами. Не удивительно, что если в 1-м издании справочника М.Д.Машковского Лекарственные средства (1954) содержались сведения о 555 основных лекарственных препаратах, то в последнем 14-м издании (2000) – более чем о двух тысячах. Поиском новых лекарственных средств занимаются в крупнейших научных центрах во всем мире.

Метод скрининга до сих пор не потерял своего значения, хотя он требует очень больших затрат труда и времени. Примером может служить синтезированный российскими химиками противосудорожный препарат пуфемид (изопропоксифенилсукцинимид).

Первые синтезы были проведены в 1965, а статья Новый отечественный противоэпилептический препарат пуфемид появилась в «Химико-фармацевтическом журнале» лишь в 1983. По статистике новый фармацевтический препарат получается лишь в одном случае из десятков тысяч – если действовать методом проб и ошибок.

Но есть и иной принцип, который приводит к цели намного быстрее. Это целенаправленный синтез, который включает и накопленные за много десятилетий знания, и собственный опыт, и интуицию исследователя. Опытный специалист, взглянув на структурную формулу, с высокой достоверностью скажет, какого действия следует ожидать от этого соединения – сосудорасширяющего или обезболивающего. Известно также, какие группы и радикалы усиливают эффект, какие – ослабляют. И тем не менее, введение в практику каждого нового фармакологического препарата требует огромных усилий множества исследователей, химиков, биологов, врачей, фармакологов. Потому-то лекарства зачастую так дороги.

СОЗДАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ

Создание новых лекарственных препаратов, в целом, занимаются специалисты в области, фармакологии, фармации и химии. Все производство медикоментов соответствует стандартам GLP (Good Laboratory Practice Качественная лабораторная практика), GMP (Good Manufacturing Practice Качественная производственная практика) и GCP (Good Clinical Practice Качественная клиническая практика).

Существуют отдельные этапы создания лекарственных препаратов.

1. Эмпирический путь

1) случайные находки;

Эмпирический путь заключается в поиске такого биологического соединения, который будет положительно воздействовать на организм. Это может быть как случайное открытие (слабительное действие фенолфталеина — пургена), так и метод «просеивания» (специалисты испытывают множество химический препаратов с целью найти нужное биологически активное вещество).

2. Направленный синтез

1) воспроизведение биогенных веществ;

2) создание антиметаболитов;

3) модификация молекул соединений с известной биологической активностью;

4) изучение структуры субстрата, с которым взаимодействует лекарственное средство;

5) сочетание структур двух соединений с необходимыми свойствами;

6) синтез, основанный на изучении химических превращений веществ в организме (пролекарства; средства, влияющие на механизмы биотрансформации веществ).

Направленный синтез основан на том, что уже проверенное лекарственное вещество немного совершенствуется и модернизируется специалистами, а после проверяется на животных. Нужно заметить, что совсем малые изменения в структуре препарата могут сильно поменять активность вещества. Так, например, если в молекуле морфина заменить всего один атом водорода на СН ₃ — группу, то получится совсем другое средство – кодеин – средство от кашля, чье болеутоляющее действие уже снижено в десять раз. Если в той же молекуле морфина заменить 3 атома водорода на метильную группу, получится – тебаин, который вызывает судороги.

3. Целенаправленный синтез лекарственных веществ подразумевает создание веществ с заранее заданными фармакологическими свойствами. Синтез новых структур с предполагаемой активностью чаще всего проводится в том классе химических соединений, где уже найдены вещества, обладающие определенной направленностью действия.

Часто за основу лекарственного вещества берут природное соединение и путем небольших изменений в структуре молекулы получают новый препарат. Именно так, химической модификацией природного пенициллина, получены многие его полусинтетические аналоги, например, оксацилин. После того, как биологически активное соединение отобрано, определена его формула и структура, нужно исследовать, не является ли это вещество ядовитым, не оказывает ли на организм побочных воздействий. Далее исследуют и предлагают наиболее оптимальный способ, которым это вещество будут получать в промышленности. Иногда синтез нового соединения сопряжен с такими трудностями, и оно обходится так дорого, что применение его в качестве лекарства на данном этапе не возможно.

в настоящее время лекарственные средства получают главным образом посредством химического синтеза. Один из важных путей направленного синтеза заключается в воспроизведении биогенных веществ , образующихся в живых организмах. Так, например, были синтезированы адреналин, норадреналин, γ-аминомасляная кислота, простагландины, ряд гормонов и другие физиологически активные соединения.

Поиск антиметаболитов (антагонистов естественных метаболитов) также привел к получению новых лекарственных средств. Принцип создания антиметаболитов заключается в синтезе структурных аналогов естественных метаболитов, оказывающих противоположное метаболитам действие. Например, антибактериальные средства сульфаниламиды сходны по строению с парааминобензойной кислотой (см. ниже), необходимой для жизнедеятельности микроорганизмов, и являются ее антиметаболитами. Изменяя структуру фрагментов молекулы ацетилхолина, также можно получить его антагонисты. Ниже приведено строение ацетилхолина и его антагониста — ганглиоблокатора гигрония. В обоих случаях имеется явная структурная аналогия в каждой из пар соединений.

Один из наиболее распространенных путей изыскания новых лекарственных средств — химическая модификация соединений с известной биологической активностью. Главная задача таких исследований заключается в создании новых препаратов (более активных, менее токсичных), выгодно отличающихся от уже известных. Исходными соединениями могут служить естественные вещества растительного (рис. I.8) и животного происхождения, а также синтетические вещества. Так, на основе гидрокортизона, продуцируемого корой надпочечника, синтезированы многие значительно более активные глюкокортикоиды, в меньшей степени влияющие на водно-солевой обмен, чем их прототип. Известны сотни синтезированных сульфаниламидов, барбитуратов и других соединений, из которых лишь отдельные вещества, структура которых обеспечивает необходимые фармакотерапевтические свойства, внедрены в медицинскую практику. Подобные исследования рядов соединений направлены также на решение одной из основных проблем фармакологии — выяснение зависимости между химическим строением веществ, их физико-химическими свойствами и биологической активностью. Установление таких закономерностей позволяет проводить синтез препаратов более целенаправленно. При этом важно выяснить, какие химические группировки и особенности структуры определяют основные эффекты действия исследуемых веществ.

В.Чолаков. Нобелевские премии. Ученые и открытия. М., Мир, 1986

А.Азимов. Краткая история химии. СПб, Амфора, 2002

Источник