? 色综合久久久久无码专区,亚洲 欧美精品suv,少妇太爽了在线观看免费视频

亚洲 a v无 码免 费 成 人 a v,性欧美videofree高清精品,新国产三级在线观看播放,少妇人妻偷人精品一区二区,天干天干天啪啪夜爽爽av

青霉素、紫杉醇…藏在藥物分子背后的藝術

2019/11/16
導讀
你一定見過藥品說明書中的分子結構示意圖。在吞下藥片的一瞬間，或許你不會想到這些分子背后究竟隱藏著什么故事、化學家是如何合成它們的…

640-8


●　●　●



你一定見過藥品說明書中的分子結構示意圖。在吞下藥片的一瞬間，或許你不會想到這些分子背后究竟隱藏著什么故事、化學家是如何合成它們的…





動物、植物、昆蟲、海洋生物和微生物體內(nèi)的組成成分或其代謝產(chǎn)物以及人與動物體內(nèi)許許多多內(nèi)源性的化學成分統(tǒng)稱天然產(chǎn)物。其中有相當一部分具有生物活性，也因此受到人們的廣泛關注，一些甚至已經(jīng)成為必不可少的藥物。合成這些分子也因此成為有機化學的一大驅動力。

天然產(chǎn)物的化學成分往往十分復雜，許多天然產(chǎn)物的合成都頗具挑戰(zhàn)性，尤其是含有本次演講涉及的多取代芳環(huán)的芳香天然產(chǎn)物的合成。天然產(chǎn)物合成研究上的突破，既能促進有機化學學科以及諸多交叉學科的發(fā)展，又對醫(yī)療、制藥等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的指導意義。

據(jù)統(tǒng)計，2000年，世界排名銷售前35的處方藥中，約40%的藥物為化學合成衍生的，另外40%的藥物是天然產(chǎn)物衍生的。毋庸質疑，合成化學在其中起到了巨大的作用。通過下面的三段故事，或許讀者能感受到化學全合成的重要性。



助力新藥研發(fā)

1986年，日本科學家從收集來的600kg海綿Halichondria okadai中分離出12.5mg天然產(chǎn)物Halichondrin B。這一長相奇特、結構復雜的化合物被證明對腫瘤細胞有極強的抑制作用，罹患癌癥的老鼠使用藥物后壽命明顯增加。然而其極低的產(chǎn)量無論是對科研還是商業(yè)化都是極大的約束。這一化合物倘若商業(yè)化藥用，每年大約需要數(shù)公斤。然而棲息地中海綿的總重量不過數(shù)百噸，即便全部開采藥用也只能提取出幾十克純的Halichondrin B。要獲得如此大量化合物的辦法只能通過化學合成。

g/sv/zsfz1573863878.1804168.jpeg

6年之后，合成化學家Kishi首次以長達47步完成了這一化合物的全合成。以此為基礎，在原化合物的結構上不斷修改，在降低結構復雜度的同時盡量保持活性，最終成為用于治療乳腺癌的藥物艾日布林(Eribulin,商品名Halaven)。如今，Halaven能夠以一次數(shù)百克的產(chǎn)量合成。值得注意的是，這一當今世界最長的藥物合成路線正是由當年Kishi的合成路線修改而來的。Halaven的研究歷程也因此成為合成化學史上的一段佳話，更體現(xiàn)了全合成在藥物研發(fā)中強大的能力。


q/o5/zsfz1573863989.2825235.png

HalichondrinB的結構式


y/zj/zsfz1573864088.5983722.png

艾日布林(Eribulin)的結構式

左側保持了HalichondrinB的結構，但右側已經(jīng)大大簡化。



拓展藥物來源

紫杉醇是一種家喻戶曉的抗癌藥物。1978年，由于發(fā)現(xiàn)了其獨特的抗癌機理，人們開始大量研究這一化合物。但是由于缺乏合成手段，人們只能從一種生長緩慢的短葉雪松的樹皮中提取紫杉醇。但是由于需求量十分巨大，加上從樹中能提取出來的紫杉醇又特別的少，該短葉雪松于1990年由于過度砍伐被列為了瀕危物種。來源的短缺使得對紫杉醇的研究停滯不前。這一局面最后是由合成化學家們打破的。1992年Holton注冊了半合成紫杉醇的專利，使得人們不用通過采集樹皮的方式來獲得紫杉醇。隨后經(jīng)過合成化學家們的努力，又出現(xiàn)了大量的紫杉醇全合成路線，幫助人類獲取更多紫杉醇，大大推動了紫杉醇的研究與臨床應用，拯救了大量生命。


w/x0/zsfz1573864108.5692221.jpeg

從紅豆杉的樹皮中獲取紫杉醇


w/ss/zsfz1573864123.9539925.jpeg

從含量相對豐富的10-去乙?；涂ㄍII合成珍貴的紫杉醇分子


揭秘生物合成

對于生命過程的探索一直是最吸引人，也是最神秘的領域之一。模仿生命中進行的化學反應不僅能讓我們更加接近這一神奇的過程，更有可能讓化學合成事半功倍，便有了仿生合成。對于天然產(chǎn)物的全合成而言，仿生合成的策略也在復雜天然產(chǎn)物的合成研究中顯現(xiàn)出了強大的威力。仿生合成并不是對于生物合成的生搬硬套，由于酶催化和化學合成反應之間的差異，這更需要對于反應充分的理解，需要非常高的有機合成功底。李昂老師在這一方面有非常多出色的工作，例如對于hapalindole-type天然產(chǎn)物的全合成，其斷鍵新穎性和高效性都非常令人佩服，仿生合成的策略的藝術體現(xiàn)得淋漓盡致。

 

 

6/ny/zsfz1573864162.8333477.jpeg

hapalindole-type天然產(chǎn)物可能的生物合成途徑

 

x/c3/zsfz1573864173.6446818.jpeg

采用仿生合成的策略的全合成路線

來源：Z. Lu, M. Yang, P. Chen, X. Xiong, A. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13840–13844.

 

復雜天然產(chǎn)物如同藝術品一般的空間結構一直吸引著諸多合成化學家，其潛在的生物活性更有可能成為治療疾病的鑰匙，為人類的健康造福。復雜空間結構的構建并不容易，需要不懈的探索和努力，過程中不免會遇到困難和瓶頸，甚至可能會徒勞無功，但一直以來無數(shù)合成化學家的熱情不斷推動著天然產(chǎn)物合成的發(fā)展?；蛟S建筑設計師更善于構建精美的空間架構，但與建筑設計師不同的是，合成化學家們已經(jīng)知曉了目標的（大致）結構，重心放在了如何用更加“藝術”、高效方式構建起空間中的原子排列。例如芳環(huán)的結構在天然產(chǎn)物普遍存在，構建這類化合物的結構很經(jīng)典的兩類反應就是Friedel-Crafts反應和交叉偶聯(lián)反應——想必大多數(shù)人在甚至高中課本上都或多或少接觸過，然而它們在合成上并不是全能的。上海有機化學研究所的李昂研究員發(fā)展了通過6π電環(huán)化合成芳環(huán)的方法，并完成了一系列復雜結構天然產(chǎn)物的全合成，拓展了芳環(huán)合成的策略。本次演講中，他就將與我們探討利用6電環(huán)化/芳構化反應合成結構復雜的芳香天然產(chǎn)物的策略。


l/y6/zsfz1573864195.5781771.jpeg

6π電環(huán)化反應構建芳環(huán)一例：Rubriflordilactone?B的合成

來源：P. Yang, M. Yao, J. Li, Y. Li, A. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6964.



注：本文轉載自公眾號未來論壇。


參與討論
0 條評論
評論
暫無評論內(nèi)容
知識分子是由饒毅、魯白、謝宇三位學者創(chuàng)辦的移動新媒體平臺，致力于關注科學、人文、思想。
訂閱Newsletter

我們會定期將電子期刊發(fā)送到您的郵箱

GO