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1、第二一章天然产物的结构修饰大约60%的世界人口依赖草药和天然药物來治疗疾病，天然产物长期以來被认为是有效治疗药物的重要来源。从1983〜1994年间生产上市的520种新药中，39%是天然产物或者衍生自天然产物(其中天然产物约占20%,而天然产物的衍生物约占80%),尤其60%〜80%的抗菌和抗癌药来自天然产物。1999年统计的20个非蛋白的畅销药屮有9个是来自天然产物或从其衍生出来，如天然产物中新开发出的新药抗疟药青蒿素(artemisinin)和其衍生物蒿甲瞇(artemether)、抗癌药紫杉醇(taxol)及其类似物紫杉醯(taxotere
2、)、长春碱(vinblastine)和长春新碱(vincristine)和它们的结构修饰物长春地辛(vindesine)和治疗早老性痴呆药石杉碱甲(huperzineA)及其衍生物希普林(schiperine)等。世界各国和地区投入大量的人力和财力，积极开展对天然药物的研究，从天然产物屮寻找新药或先导化合物的研究是当前国内外创制新药的重要研究方向和非常活跃的研究领域。除了从天然产物直接研究开发成有效的治疗新药物外，天然产物还是新药开发所依赖的新先导化合物取之不尽的源泉。与天然产物相关的新的化学成分要远远多于其他来源的化合物，已发表的、来自天然产物
3、的40%化学结构在合成化学成分屮是没有的。世界上大约有250000种植物，其屮仅10%已被进行过生物测试。除了这些植物外，还有更多的生物如海洋生物和微生物尚有待于进一步研究。针对新发现的靶位(target)來寻找结构新型的天然药物，天然产物提供的多种多样的化合物为进一步开发候选药物提供了丰富多样的结构类型。以天然产物为先导化合物，结合结构与生物活性关系和代谢研究进一步进行结构修饰和类似物合成，以提高药效和降低毒性，往往从一个有效的天然先导化合物可以衍生出一系列新药。这一过程己经成为新药创制的重要途径，而且己经取得了丰硕的成果。在当代竞争激烈的药物
4、研究中，天然产物提供的分子多样性和生物活性具其独特的性质，是创制新药不可替代的源泉。本章通过介绍部分天然产物进行结构修饰研究并成功开发成新药的例子，来了解天然产物结构修饰的思路，途径和方法，也附带介绍一些这方面研究的热点及进一步研究的趋向。第一节抗疟药青蒿素蒿甲醍(artemether.l)是我国首创的，为数极少的进入国际药品主流市场的抗疟新药。冃前，疟疾仍是世界上最严重的传染病之一，据世界卫生组织统计每年有1.6亿的临床病例，几百万人死亡，主要原因是20世纪60年代末起恶性疟疾对氯唾等抗疟药产生抗药性，世界卫生组织疟疾治疗委员会和国际化学科学开
5、发组合作，投入大量人力和物力进行新抗疟药研究，虽发现了一些苗头，如甲氟座，治愈率95%,但易产生抗药性；三嗪类抗疟药发现代谢中含有毒的月亏类化合物。20世纪70年代我国科技工作者发现了与以往抗疟药结构完全不同的倍半菇内酯-青蒿素(artemisinin,2)⑴。青蒿素是从中药黄花蒿(.ArtemisiaannuaL.)中分离得到的新型带过氧基团的倍半祜内酯化合物，打破了以前抗疟药均是含氮环化合物的框架，在疟疾化疗史上是继氯nfZ后又一重大突破。经大量的化学药理、毒性和临床试验证明青蒿素对氯嚨敏感株和抗性株的恶性疟和间日疟均有很好的效果，开辟了抗疟
6、药的新领域。虽然青蒿素是高效、低毒、速效的抗疟新药。但尚存在两大不足，它在水和油中几乎不溶解，口服又吸收不好,因此难于制成合适的制剂。另外，口服复燃率高(28天复燃率为45.8%),为克服此不足,因此进行了体内代谢转化过程和结构修饰研究。对青蒿素进行人体内代谢转化研究，发现疟疾病人口服青蒿素后体内代谢转化研究结果证明大部分以原型药排出，提示其口服吸收不好，从尿中分离得到的代谢物均无抗疟活性,说明是失活化代谢，经研究发现代谢物均失去过氧基团，代谢产物见图21-123】。图21-1蒿素(2)及其体内代谢转化产物h3coc青蒿素接触氢化后失去过氧键也无
7、抗疟活性。当青蒿素在甲醇中用硼氢化钠或硼氢化钾还原得二蛍青蒿素(dihydnxirtemisinin,3),保留了过氧基团，它的抗疟效果比青蒿素强，从体内代谢和上述一系列试验证明过氧基团是抗疟活性基团，所以稳定过氧键，可望提高疗效。二氢青蒿素分子中拜基为合成各种衍生物提供了基点，以此为起始原料，半合成了一系列青蒿素衍生物(见图21-2),主要包括3种类型：醯类(4)、酯类(5)和碳酸酯类(6)的300多个衍生物，其中20多个衍生物的抗疟效果比青蒿素强5~10倍。经化学、药效、毒理、药代、临床试验后综合比较，蒿甲離和蒿酯钠(如2仙血,7)发展成抗疟
8、新药，前者油溶性极好,易制成油针剂,28天复燃率为6.7%,后者水溶性好,可制成粉针剂,28天的复燃率为50%,但当提高剂量延长疗程，其
