有机合成在创新药物研发中的应用与进展
2022-07-02李芳
李芳
摘 要:在高水平的生活条件下,人们对身体健康给予了高度重视,而药物作为治疗疾病以及保健养生的主要产品,理应加强研发力度,加快新药的开发和应用。目前,由于环境污染、食品、建筑材料等引发的疑难杂症比较多,这一方面为药物研发带来了巨大的挑战,另一方面也推动了药物研发的创新发展。因此,为了保障人民的身体健康,提高药物疗效,药物研发企业要积极应用有机合成领域的先进技术,保障药物研发的创新发展。基于此,笔者结合现阶段有机合成药物的研发状况,对药物研发中应用有机合成技术的具体要点进行分析探讨,以期能够促进药物研发的创新优化。
关键词:有机合成;创新药物研发;应用与进展
引言:
现阶段,科学技术日新月异,诊断仪器更新换代很快,诊断技术不断提高,有一些疾病,仅依靠现有的药物是无法满足治疗需求的,所以药品生产企业应进行持续性、创新性的药物研发,以此应对各类新型的疑难杂症。目前,在药物研发中应用最普遍的当属有机合成技术,其具有重要意义,并且在后续的不断完善中,其对于药物研发创新的意义会更大,所以对该技术的应用进行分析探讨是十分有必要的。
1现阶段有机合成药物研发状况
有机合成主要分为两方面,一方面是通过加热加压以及借助催化剂进行化合物的合成,使其成为有机物;另一方面是通过分解复合原材料形成有机物。在形成的有机物结构中,具有较为活跃的碳原子,能够形成复杂的碳环和碳链,极大程度的丰富了结构性能。在对有机合成技术不断开发的过程中,科研人员发现其可以较好的应用于药物研发,特别是在现代化医药技术的发展中,通過有机合成技术进行创新至关重要。具体有如下作用:
(1)有利于新药研发。化合物通过合理的化学反应能够形成新的分子化合物,因而在新药研发中,通过化学反应以及高通量筛选,可以获得需要的活性化合物;其次,通过测定化合物分子结构,对合格的化合物进行有机合成,并通过药理活性检测,得出满足条件的有机合成药物。在这一技术的应用下,化合物分子合成量大幅度提高,使药物生产更加快速、便捷,并且能够提取传统药物的前导结构。
(2)有利于在生物中提取化合物。一些动植物以及微生物的体内会含有药物研发需要的化合物,这时就可以利用有机合成技术进行高效提取,之后,经过纳米技术、超声化学合成技术等先进技术,就可以实现化合物结构的改良,从而满足药物合成的标准。
2药物研发创新中有机合成技术的应用
2.1改造已有药物的应用
药物研发过程是繁琐的,具有一定的难度,而如果基于已有药物进行改造优化,难度会小很多,这也是药物研发最快速、最有效的方法。在实际的药物研发中,往往研发出一种新药,就可以通过化学分解以及合成,衍生出更多的新药,所以药物研发专家对已有药物的结构改造比较重视,在这一方法下应用有机合成技术可以创造出具有较高疗效、较低副作用的药物。
以治疗晚期前列腺癌的药物为例,其经过了多个阶段的改造优化,直到2019年在尼鲁米特和外消旋比卡鲁胺的基础上进行结构改造,制成了具有较高疗效的恩杂鲁胺,其属于雄激素受体抑制剂,能够通过对受体核转位的抑制,以及和DNA的作用来治疗晚期前列腺癌,目前在实际医疗中应用广泛,且效果极佳;而最开始的尼鲁米特结构是一种含硝基的三氟甲基苯丙亚胺芳香环,后来经过对结构进行改造,将硝基转换为腈基,并将含氟苯的砜类直链引入,从而生成新型的外消旋比卡鲁胺,通过对该类药物的分析,可以明显看出基于已有药物的改进研发,能够获得较高的作用效果。
在药物研发专家发布的专利中,可以发现恩杂鲁胺的有机合成方法较为简便,操作起来难度不大,主要需进行铜盐催化的胺化反应,而且在癌症药物研发的过程中,一些教授已经对药效团进行了有效研制,并成功在乙内酰硫脲母核周围进行了移植,在后续的研发工作中,通过结构分析,得出了需要的药物分子,在药物研发上迈出了一大步。
目前,在对乳腺癌治疗中发现,他莫昔芬的作用效果明显降低,经过分析得出,由于乳腺癌患者体内中雄激素受体与雌激素受体数量不均衡,雄激素受体明显要多,从而抑制了该药物效果,但研发出的依诺沙胺正好可以解决这一方面的影响,从而发挥较好的疗效。对此,在新药研发中要深度剖析药理学原理以及靶点,这样可以使新药研发的针对性、有效性更高,进而成功治疗对应症状。
具体而言,药物研制是一个漫长的过程,具有诸多的细节要点,药物研发专家需要掌握全面的药物学相关理论,以此为药物研发提供支持,并且对于研发出的新药,应进一步进行结构分析、科学研究,利用有机合成技术对化合物进行合成以及分解,从而改造药物结构,优化药物疗效,使其转换为更有效的新型药物。
2.2研发抗癌药物的应用
在各种疾病中,癌症的危害程度比较高,严重影响着人们的身体健康,所以药物研发专家始终对抗癌药物的研发给予着高度重视,致力于研发更有效、更经济、更具有靶向性的抗癌药。通过不断的努力,借助有机合成技术成功抑制了选择性地靶向癌细胞扩散,为抗癌药的研发提供了有力支持,大大推动了研发进程。
目前,通过有机合成技术研制出的舒尼替尼抗癌药,具有较好的疗效,能够阻断VEGF-R1、VEGF-R2、VEGF-R3生长因子,从而实现对癌细胞的抑制;同时,该药物是选择性靶向多种受体酪氨酸激酶的第一次应用,对后续的药物研发有着重要的指导性作用。基于各种癌细胞的一致性,一方面可以使相关的营养素无法输送到癌细胞,从而起到抑制作用;另一方面可以抑制癌细胞活性,使其扩散速度减缓,从而实现对癌症病情的有效控制。
对于癌症患者,其肿瘤生长的前提条件是能够获得需要的生长因子,所以当对该生长因子进行阻断后,就可以抑制肿瘤生长,舒尼替尼的作用原理就是以此为依据。对于间变性淋巴瘤激酶基因的晚期非小细胞肺癌,通过应用属于受体拮抗剂的克唑替尼,可以得到有效治疗。在舒尼替尼的应用中,需要进行详细的结构分析,并进行对比,以及在应用中充分考虑指标需求,提升针对性;同时,酪氨酸激酶抑制剂对于结构的要求较高,需要将原有结构与创新的新型结构进行对比,这样可以有利于药物疗效的精准发挥。舒尼替尼之所以能够得到批量生产,与有机合成技术有着密切联系,并且需要充足的工艺技术支持,可以看出,药物研发的关键在于技术的创新,该药物生产在关键中间体形成之后,就可以充分发挥活化优势,避免了还原醛的工序。为了满足工艺要求,在药物生产中应用有机合成技术,需要进行跟踪分析,以此确保叠缩工艺的顺利进行;其次,就经济角度而言,抗癌药物的研发制备还需要进行进一步优化,以此探索出更有效的发展路径,从而利用较为经济,且产率充足的制备,减少对成本较大的制备应用。为此,Knnorr反应应该在清洁过程中完成,而制备过程,不用将亚胺盐49和亚胺40进行分离,只需要通过缩合操作即可;同时,在制备过程中,反映指标是不断变化的,并且一些反映的指标有着特定的要求,这时就要通过筛选进行结构优化,并且需符合工艺条件,从而减小纯化几率,后在靶点蛋白结构的基础上进行结构设计,可以得到相近的结构;其次,在已有的基因团中应引入构效关系,并进行筛选,同时,还应结合快速合成机制,进行相关操作,确保满足构效关系的变化要求以及特定的指标要求;此外,药物研发中应融入绿色环保理念,在满足生产指标的基础上,探索绿色化学方式,以满足绿色理念,以Mitsunobu反应为例,利用硝基化合物的还原作用,能够将各种反应结合在一起,从而使产物的负面影响大幅度降低,进而符合绿色生产理念。
2.3研发抗病毒药物的应用
病毒对人们身体健康的影响也极为严重,以现阶段流行的新冠病毒为例,不仅影响着人们的身体健康,而且严重影响着社会的和谐稳定,所以对抗病毒药物的研发至关重要。在以往的有机合成技术应用中,主要用来抑制病毒的酶类物质,一般需要作用于病毒本身,而在今后的有机合成技术应用中,应重点作用在病毒的入侵以及复制上,从源头上控制病毒的传播,从而降低病毒对人体健康的影响。
2.4研发降糖药物的应用
近年来,随着人们生活水平的不断提高,糖尿病患者越来越多,所以就需要利用有机合成技术加强降糖药物的研发,在具体应用中应该从药物结构出发,进行改造创新,提升传统降糖药的疗效。以口服降糖药为例,通过二肽基肽酶抑制剂,可以提升胰高血糖素样肽1,以及调节胰岛素敏感性,从而实现对血糖的控制,达到降血糖的效果;其次,该药物结构还可以对细胞功能进一步强化,提升患者身体的抵抗力[1]。
此外,在糖尿病治疗中,需要考虑转运蛋白抑制剂的独特性,所以应明确肾小球近端小管具有的吸收性能,通过尿液中排出大量的葡萄糖,实现降血糖目地。在具体的临床应用中,可以发现,从安全性角度出发,SGLT2的效果较为明显,能够发挥较高的优势。总之,在降糖药使用中,必须考虑指标要求,确保药物使用的合理性,从而保证在安全用药的基础上实现高效治疗。一般对于糖尿病初期患者,身体机理尚未紊乱,这时对О-醣性配糖体68进行改造,形成C-芳基配糖体,后通过指标分析,并综合考虑人体基因选择和保护机制,可以起到较好的作用。
2.5研发抗菌药物的应用
目前的抗菌药物研发,主要是将有机合成技术用在病菌源头上,以利奈唑胺为例,就是与细菌核糖体的亚单位进行结合,形成可以抑制细菌蛋白质的复合物。在实际应用分析中发现,其能够较好的作用于耐药的葡萄球菌中[2]。
2.6研发前列腺癌药物的应用
前列腺癌药物的研发中,以尼鲁米特为例,其药效基因是含硝基的三氟甲基苯亚酰胺芳香环,通过有机合成技术进行改造后,形成的是外消旋比卡鲁胺,并且在结构改造中,还可以进一步进行硝基到腈基的转换。其次,恩杂鲁胺是研发的新型前列腺癌药物,其在制备中结合了前几种药物的结构,因而在疗效上具有较高的优势,这种在原有药物结构基础上进行改造的方式有着显著效果,并且能够降低对小分子药物结构的破坏。目前,在前列腺癌药物研发创新过程中,面临着不小的挑战,以含氟新药的研发为主,难度较大,并且重要程度较高。在具体的研发中,要对药物属性进行分析对比,确保其可以达到创新效果。其次,乳腺癌治疗中,要重点关注雌激素受体和雄激素受体的比例,通过合理的药物控制比例,阻止激素受体单方面过量。通过恩杂鲁胺的应用,能够发现雄激素受体得到明显抑制,这表明恩杂鲁胺的药理反应是良好的,能够用于新药扩展[3]。
2.7研发含氟核苷类药物的应用
艾滋病在近年来较为普遍,在对该病毒进行控制时,要重点针对齐多夫定的抵抗作用,进行药物制备。在对核苷类药物进行分析研究的过程中,相关研究人员发现,可以在核苷酸碱基中引入氟原子,并且经过应用发现,在体内可以很容易的被分解吸收,从而发挥药效。在药物制备中,需要进行催化氢化、脱保护、多肽偶联反应,从而引入腩氨酸酰胺支链,快速制备出ABT-267药物。
3药物研发创新中应用有机合成技术的趋势
药物研发应该始终基于时代发展进行,研发的药物属性要满足时代疾病的要求,研发技术要采用时代发展的先进技术,这样才能较好的保障药物疗效。就目前的药物研发分析,主要应从分子角度出發,分析机制信号的传输特点,从而研发靶向性选择的药物,同时,药物应在保证药效的同时,降低负面影响,做到对人体健康的最佳保护,避免对机体的伤害。就药物实际研发而言,所需要投入的精力较大,且研发难度较大,专业人员要具备充足的专业技术理论以及匠人精神,这样才能推动药物研发创新发展。
在现阶段的科学技术研发中,有机合成技术是一项重要成果,通过对其进行不断完善与创新,可以进一步拓展技术应用范围,并且在医药领域的应用效果会越来越高。自从药物研发应用有机合成技术以来,众多医药学者研发出了大量的新型、高效的药物,极大程度地推动了医疗事业的发展,并且在持续应用中,对该项技术的创新取得了重大突破,目前,已经成为了新型药物研发的主要手段。但在未来发展中,仍需要大量的专业人才共同努力,确保有机合成药物技术的深化改革。
总结
综上所述,医药行业与人们的身体健康息息相关,必须进行不断的创新发展,就目前应用广泛的有机合成技术而言,应该加大应用力度,以支持新型药物的研发创新,从而提高药物疗效,为人们提供充足的健康保障。
参考文献:
[1]何红燕. 有机合成在创新药物研发中的应用研究[J]. 家庭生活指南, 2020(3):1.
[2]李亚凤. 有机合成在创新药物研发中的应用研究[J]. 生物化工, 2019, 5(3):3.
[3]李易军. 有机合成在创新药物研发中的应用浅析[J]. 中国化工贸易, 2018, 10(27):130.