內容簡介
本書以反合成分析法為核心,系統闡述了藥物合成設計的基本規則、原理和策略。通過大量目標化合物的合成設計實例,重點介紹藥物合成設計的基本步驟、主要手段和運用技巧。全書分為三大部分。第1部分概括介紹了藥物合成技術的發展歷程、主要任務和策略、新技術和未來發展趨勢,重點對目標分子考察進行了分析。第2部分詳細介紹了藥物合成路線設計的基本策略,包括反合成分析策略、手性合成...
目錄
第1部分概論 1
第1章概論 2
1.1藥物合成設計概述 3
1.1.1藥物合成設計的發展史 3
1.1.2藥物合成的發展趨勢 6
1.1.3藥物合成設計新技術 8
1.1.4藥物合成設計的主要任務 10
1.1.5藥物合成設計主要策略 10
1.2目標分子考察 14
1.2.1結構對稱性分析 14
1.2.2重複結構的分析 16
1.2.3目標分子化學反應性 16
1.2.4類似物合成借鑑 17
1.2.5仿生合成借鑑 18
1.2.6優先轉化的結構 19
1.2.7特殊的結構類型 19
參考文獻 19
第2部分藥物合成路線設計策略 21
第2章反合成分析法 22
2.1反合成分析的常用術語和主要手段 22
2.1.1反合成分析的常用術語 22
2.1.2反合成分析的主要手段 25
2.2一基團切斷 31
2.2.1醇及其衍生物的合成設計 32
2.2.2烯烴的合成設計 36
2.2.3芳香酮的合成設計 38
2.2.4羧酸及其衍生物的合成設計 39
2.2.5飽和烴的合成設計 41
2.3二基團切斷 44
2.3.1β-羥基羰基化合物的合成設計 44
2.3.2α,β-不飽和羰基化合物的合成設計 46
2.3.31,3-二羰基化合物的合成設計 50
2.3.41,5-二羰基化合物的合成設計 56
2.4非邏輯切斷 60
2.4.11,2-二氧化合物的合成設計 61
2.4.21,4-二氧化合物的合成設計 76
2.4.31,6-二羰基化合物的合成設計 83
2.5雜原子化合物合成設計 87
2.5.1醚類化合物的合成設計 87
2.5.2胺類化合物的合成設計 89
2.6環狀化合物的合成設計 96
2.6.1三元環的合成設計 96
2.6.2四元環的合成設計 104
2.6.3五元環的合成設計 109
2.6.4六元環的合成設計 113
2.7雜環化合物的合成設計 123
2.7.1飽和雜環的合成設計 123
2.7.2芳香雜環的合成設計 128
第3章手性合成設計 150
3.1手性合成概述 150
3.1.1手性合成常用術語 151
3.1.2手性合成設計的三大策略 153
3.2手性拆分 154
3.2.1直接結晶拆分法 154
3.2.2化學拆分法 156
3.2.3生物拆分法 157
3.2.4色譜拆分法 159
3.2.5包絡拆分法 159
3.3基於“手性源”的合成設計 159
3.3.1常見的“手性源”化合物 160
3.3.2以胺基酸作為“手性源”的合成設計 161
3.3.3以有機酸作為“手性源”的合成設計 164
3.3.4以氨基醇作為“手性源”的合成設計 165
3.3.5以糖作為“手性源”的合成設計 166
3.4基於不對稱合成反應的合成設計 167
3.4.1手性環氧化合物的合成設計 168
3.4.2手性1,2-二醇和手性β-氨基醇的合成設計 172
3.4.3基於不對稱氫化反應和還原反應的合成設計 175
3.4.4生成不對稱碳-碳鍵的合成設計 178
3.5不對稱合成的新技術 184
3.5.1不對稱串聯反應 185
3.5.2不對稱多組分反應 189
參考文獻 194
第4章藥物合成設計中的選擇性控制 197
4.1選擇性的定義和分類 197
4.1.1選擇性的定義 197
4.1.2選擇性的分類 197
4.2選擇性控制方法 202
4.2.1反應底物的選擇性控制 202
4.2.2反應試劑和條件的選擇性控制 203
4.2.3反應位點的選擇性控制 230
4.2.4官能團的選擇性保護 239
參考文獻 315
第5章碳氫鍵後期官能團化策略 320
5.1碳氫鍵後期官能團化的基本概念與分類 320
5.2導向性碳氫鍵後期官能團化 321
5.2.1導向基團誘導的碳氫鍵後期官能團化 321
5.2.2位阻誘導的碳氫鍵後期官能團化 328
5.2.3酶催化的碳氫鍵後期官能團化 329
5.3非導向性碳氫鍵後期官能團化 330
5.3.1基於自由基的非導向性碳氫鍵後期官能團化 330
5.3.2基於卡賓的非導向性碳氫鍵後期官能團化 336
5.4碳氫鍵後期官能團化技術在化學生物學和新藥發現中的套用 338
5.4.1碳氫鍵後期官能團化技術在化學生物學中的套用 338
5.4.2碳氫鍵後期官能團化技術在新藥發現中的套用 339
參考文獻 341
第6章藥物合成路線的評價和選擇 344
6.1合成路線評價的原則和標準 344
6.2合成路線效率評價指標 345
6.2.1反應步驟和總收率 345
6.2.2原料和試劑 358
6.2.3合成操作和安全性 358
6.2.4反應安排 360
6.2.5綠色化學合成 361
參考文獻 371
第7章計算機輔助合成路線設計和人工智慧 372
7.1計算機輔助合成路線設計的基本組成 373
7.1.1合成路線設計的基本概念 373
7.1.2計算機輔助合成路線設計的組成部分 373
7.1.3計算機學習的作用 373
7.2計算機輔助合成路線設計的三種策略 374
7.2.1基於化學反應模板庫的方法 375
7.2.2不基於化學反應模板庫的方法 377
7.2.3套用針對性模板的方法 378
7.3反應產物的預測 380
7.3.1分類反應的可行性 380
7.3.2預測機制步驟 380
7.3.3反應模板排序 381
7.3.4反應產物排序 382
7.3.5產物生成 382
7.4研究進展 383
7.4.1“AI”機器人探索新反應並預測反應收率 383
7.4.2Chematica實現從路線設計到實驗室驗證 384
7.4.3模組化機器人系統實現化學合成的自動化 385
7.4.4高通量反應篩選平台完成反應條件最佳化和毫摩爾規模的製備 386
7.5展望 386
7.5.1數據的規範化 386
7.5.2數據的共享性 386
7.5.3數據的適用性 387
7.5.4評價標準 387
7.5.5接受和採用 387
7.5.6結語 387
參考文獻 388
第8章合成新技術在新藥發現中的套用 390
8.1多樣性導向合成策略 391
8.1.1基於串聯反應的多樣性導向合成 392
8.1.2基於複分解關環反應的多樣性導向合成 393
8.1.3基於環加成反應的多樣性導向合成 394
8.1.4基於官能團配對策略的多樣性導向合成 394
8.1.5基於多組分反應的多樣性導向合成 395
8.2生物導向性合成策略 397
8.2.1天然產物骨架分層次策略 397
8.2.2蛋白質結構相似性聚類策略 400
8.3基於優勢骨架的多樣性導向合成策略 400
8.3.1基於相同優勢骨架構建多樣性核心骨架策略 401
8.3.2基於相同關鍵中間體發散性構建多樣性優勢多聚雜環的策略 401
8.4藥物合成新技術 403
8.4.1基於高通量納米級合成結合ASMS生物測定技術 403
8.4.2微波反應技術 404
8.4.3高壓/高溫反應技術 405
8.4.4微流體-微反應技術 405
8.4.5閃蒸反應技術 405
8.4.6生物催化 406
8.4.7光氧化還原化學 408
8.4.8電化學 408
8.5展望 409
參考文獻 410
第3部分藥物合成案例解析 415
第9章新藥合成路線分析實例 416
9.1抗腫瘤藥 416
9.1.1來曲唑(letrozole) 416
9.1.2阿那曲唑(anastrozole) 417
9.1.3拓撲替康(topotecan) 418
9.1.4吉非替尼(gefitinib) 419
9.1.5埃洛替尼(erlotinib) 421
9.1.6培美曲塞二鈉鹽(pemetrexeddisodium) 422
9.1.7尼羅替尼(nilotinib) 424
9.1.8拉帕替尼(lapatinib) 426
9.1.9Ribociclib 428
9.1.10布格替尼(brigatinib) 430
9.1.11恩西地平(enasidenib) 431
9.1.12阿可替尼(acalabrutinib) 433
9.1.13貝利司他(belinostat) 434
9.1.14Idelalisib 435
9.1.15奧希替尼(osimertinib) 437
9.1.16瑞卡帕布(rucaparib) 438
9.1.17維奈托拉(venetoclax) 440
9.2心血管系統藥物 441
9.2.1氯吡格雷(clopidogrel) 441
9.2.2蘭地洛爾(landiolol) 443
9.2.3考尼伐坦(conivaptan) 444
9.2.4西他塞坦(sitaxentan) 446
9.2.5雷諾嗪(ranolazine) 447
9.2.6莫扎伐普坦(mozavaptan) 448
9.2.7馬西替坦(macitentan) 450
9.2.8依度沙班(edoxaban) 452
9.3抗病毒藥 453
9.3.1奈韋拉平(nevirapine) 453
9.3.2磷酸奧司他韋(oseltamivirphosphate) 454
9.3.3Ombitasvir 463
9.3.4Elbsvir 465
9.4神經系統藥物 467
9.4.1帕羅西汀(paroxetine) 467
9.4.2利培酮(risperidone) 468
9.4.3喹硫平(quetiapine) 470
9.4.4齊拉西酮(ziprasidone) 471
9.4.5右哌甲酯(dexmethylphenidate) 472
9.4.6艾司西酞普蘭(escitalopram) 473
9.4.7度洛西汀(duloxetine) 475
9.4.8阿立哌唑(aripiprazole) 480
9.4.9普瑞巴林(pregablin) 481
9.4.10Suvorexant 482
9.4.11卡利拉嗪(cariprazine) 483
9.4.12依匹哌唑(brexpiprazole) 484
9.4.13布瓦西坦(brivaracetam) 485
9.4.14沙芬醯胺(safinamide) 486
9.5呼吸系統藥物 488
9.5.1沙美特羅(salmeterol) 488
9.5.2孟魯司特(montelukast) 489
9.5.3阿福特羅(arformoterol) 491
9.5.4蕪地溴銨(umeclidinium) 493
9.5.5奧達特羅(olodaterol) 494
9.6非甾體抗炎藥 495
9.6.1羅非昔布(rofecoxib) 495
9.6.2帕瑞昔布鈉(parecoxibsodium) 496
9.6.3羅美昔布(lumiracoxib) 498
9.7抗過敏藥 499
9.7.1西替利嗪(cetirizine) 499
9.7.2非索非那定(fexofenadine) 500
9.7.3依匹斯汀(epinastinehydrochloride) 503
9.7.4盧帕他定(rupatadine) 504
9.8抗糖尿病藥 506
9.8.1羅格列酮(rosiglitazone) 506
9.8.2米格列奈(mitiglinide) 507
9.8.3阿格列汀(alogliptin) 508
9.9抗菌藥 509
9.9.1環丙沙星(ciprofloxacin) 509
9.9.2左氧氟沙星(levofloxacin) 510
9.9.3莫西沙星(moxifloxacin) 514
9.9.4加雷沙星(garenoxacin) 516
9.9.5利奈唑酮(linezolid) 519
9.9.6Delafloxacin 520
9.9.7Ozenoxacin 522
9.10抗真菌藥 523
9.10.1依柏康唑(eberconazole) 523
9.10.2福司氟康唑(fosfluconazole) 525
9.11其他藥物 526
9.11.1索非那新(solifenacinsuccinate) 526
9.11.2咪達那新(imidafenacin) 528
9.11.3西地那非(sildenafil) 529
9.11.4霉酚酸鈉(mycophenolatesodium) 530
9.11.5伐侖克林(varenicline) 532
9.11.6奈妥吡坦(netupitant) 533
9.11.7盧馬卡托(lumacaftor) 535
9.11.8立他司特(lifitegrast) 536
參考文獻 537
參考書目 543
索引 544