Органические лекарственные вещества

Министерство образования и науки Российской Федерации

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра физической и органической химии

Доклад

на тему «Органические лекарственные вещества»

Выполнила студентка группы БТП-10 Хусаинова О.В.

Проверил                                             Калашников С.М.

1.Органические лекарственные вещества

Источниками получения органических лекарственных веществ являются разнообразные продукты растительного, реже животного происхождения, а также вещества, получаемые синтетическим, биологическим путем, либо путем крекинга нефти, сухой перегонки каменноугольной смолы или дерева.

Промышленное производство лекарственных веществ органической природы мало отличается от производства красителей, органических промежуточных продуктов или других синтетических веществ и вместе с ним составляет промышленность тонкого органического синтеза. Поэтому химию синтетических лекарственных веществ можно рассматривать как химию сложных органических соединений.

1.      Связь между структурой органических лекарственных веществ и их действие.

Изучение связи между химической структурой органических лекарственных веществ и их биологическим действием привлекает внимание исследователей в течение ряда десятилетий. Последнее имеет важное значение, поскольку при ее разрешении появилась бы возможность направленного синтезы эффективных лекарственных средств с целью восстановления нарушенного при патологических процессах равновесия организма.

К сожалению, до настоящего времени установлены лишь некоторые закономерности, действительные для узких групп химических соединений, но и среди них встречаются исключения. Причиной этого являются известные факты, когда даже небольшие изменения в строении вещества достаточны, чтобы характерное действие полностью исчезло или привело к его изменению. Например, гидразид 4-нитрокарбоновой (изоникотиновой) кислоты обладает высокой противотуберкулезной активностью, в то время как 3-пиридинкарбоновая (никотиновая) кислота лишена этих свойств. Но, так или иначе, все же свойства веществ являются функцией их химического строения и различие в действии связано с различной структурой молекул. Это справедливо в том случае, когда сущность фармакологической реакции сводится физико-химическому взаимодействию между клеткой и лекарственным веществом. Эти соотношения выражаются схемой:

Из этого следует, что физико-химические свойства и способность вступать в  реакции молекул зависят от химического строения, с которым связано биологическое действие.

На биологическое действие влияет как величина молекул, так и вандер-ваальсовские сила, равно как и электростатическое притяжение и водородные связи. Активность вещества связана с его отношением к происходящим в организме процессам.

Биологическое действие зависит также и от пространственного расположения атомов в молекуле и от межатомных расстояний. Например, для проявления анальгетического действия в молекулах типа морфина расстояние должно быть 5-5,5между первым атомом N-алкильной цепи и углеродными атомами ароматического ядра.

Многочисленные данные подтверждают, что пространственная конфигурация также играет известную роль в проявлении биологической активности. Хотя физические свойства пространственных изомеров различаются лишь отношением к поляризованному лучу, в физиологическом отношении они отличаются часто с качественной и количественной стороны. Так, d-аспаргин обладает сладким вкусом, в то время как l-изомер безвкусен. Еще более известно различие вкусовых восприятий среди стереоизомерных сахаров, в частности альогексоз; d-глюкоза обладает более сладким вкусом нежели d-галактоза или d-манноза.

В циклических системах влияние на биологическую активность оказывают группы, расположенные экваториально (в плоскости кольца) или аксиально (перпендикулярно). Например, в экгонине, где карбоксильная группа расположена аксиально, последняя легче вступает в различные реакции (например, дегидратации), чем в -изомере, где она расположена экваториально. Все же следует признать, что к настоящему времени сведения о влиянии цис-транс-изомерии на биологическую активность еще недостаточны для широких обобщений и требуют дальнейших исследований, равно как и вся проблема связи между химическим строением и биологическим действием.

3. Углеводороды

Углеводороды – соединения, состоящие из углерода и водорода. Наиболее важным источником получения предельных углеводородов состава CnH2n+2 является нефть. При перегонке последней отбирают фракцию с tкип 150-1700 – бензин, из которой дробной перегонкой получают легкий бензин, известный под названием петролейный эфир. Выше кипящая фракция – средний бензин, применяемый для изготовления йод-бензина (раствора йода в бензине, используемого иногда для дезинфекции). Фракции, перегоняющиеся без разложения при температурах кипения, более высоких, чем керосин, называют соляровыми маслами; их используют в качестве дизельного топлива, смазочных масел или путем крекинга превращают в более легкие углеводороды. Перегонкой с водяным паром фракций, кипящих выше 3000, получают вазелин, представляющий собой густую смесь жидких и твердых углеводородов. Из нефти выделяют, кроме того, смесь твердых углеводородов, называемую парафином.

Нитрование углеводородов в паровой фазе приводит к образованию соответствующих нитропроизводных (нитропарафинов). Соединения этого типа являются в настоящее время вполне доступными и представляют интерес в качестве промежуточных продуктов для синтеза разнообразных веществ, в том числе лекарственных.

3.1 Вазелин

Представляет собой смесь твердых и жидких углеводородов от C12H26 до C20H42, получаемых после отгонки нефти.

Вазелин – однородное, мазеобразное вещество, тянущееся в нити, без запаха, белого или желтого цвета. Не растворим в воде, мало растворим в спирте. Растворим в эфире, бензине, хлороформе. Смешивается во всех соотношениях с жирами и жирными маслами.

Применяют в качестве основы для мазей и косметических целей, в глазной практике.

3.2 Парафин твердый

Представляет собой смесь твердых углеводородов предельного ряда, получаемых при переработке нефти или сланцев.

Парафин – полупросвечивающаяся плотная масса белого цвета, без запаха, вкуса, кристаллической структуры, слегка жирная на ощупь. Не растворима в воде и спирте, легко растворима в эфире, хлороформе, бензине, жирных и эфирных маслах. В расплавленном состоянии смешивается с воском, жирами и эфирных маслах.

Применяют в качестве составной части основ для мазей с целью уплотнения их консистенции и повышения температуры плавления. Применяется также в «парафинотерапии» для лечения теплом в виде компрессов, пропитанных расплавленным парафином.

3.3 Нефть нафталанская рафинированная

Представляет собой густую сиропообразную жидкость черного цвета с зеленоватой флуоресценцией со своеобразным запахом, слабокислой реакции. С водой не смешивается. Легко растворима в бензине, хлороформе, бензоле.

Применяют в виде мази для лечения конных заболеваний.

4. Спирты

Спиртами называют органические соединения, в молекулах которых гидроксильная группа связана с алифатическим или циклическим (но не ароматическим) радикалом. Количество гидроксильных групп в молекуле существенно влияет на свойства спиртов. Так, при наличии двух или более гидроксильных групп спирты приобретают сладкий вкус. С увеличением числа гидроксильных групп в молекуле наркотическое действие ослабляется.

4.1 Спирт этиловый

C2H5OH

Этиловый спирт – бесцветная, прозрачная, летучая, легко воспламеняющаяся жидкость характерного спиртового запаха, жгучего вкуса. Смешивается с водой во всех отношениях.

Применяют для изготовления настоек, экстрактов, растворов, а также в качестве дезинфицирующего средства и др.

4.2 Глицерин

Открыт в 1779 г. Большей частью его получают расщеплением жиров с последующей очисткой:

Промышленное производство глицерина осуществлено также синтетическим путем из непищевого сырья – пропилена, образующегося при крекинге нефти по схеме:

Глицерин – бесцветная вязкая жидкость нейтральной реакции, сладкого вкуса. Смешивается с водой, спиртом во всех соотношениях. Почти не растворим в жирных маслах, эфире. Является растворителем многих органических и неорганических веществ.

Применяют в сочетании с другими веществами (вазелин, ланолин, спирт, вода) как мягчительное средство, а также для приготовления растворов (с йодом и йодидом калия и др).

5. Антибиотики

Под названием «антибиотики», или «антибиотические вещества», понимают продукты обмена организмов, способные избирательно подавлять или убивать микроорганизмы. Поводом к изучению антибиотиков послужило открытие лечебных свойств тиротроцина, представляющего собой смесь нескольких полипептидов, применяемый для лечения ран, ожогов и некоторыз заболеваний уха, носа и горла. В 1941 было открыто лечебное действие пенициллинов, применение которых оказалось успешным в лечении менингококкового менингита, сепсиса, ангин и др. Позднее были открыты антибиотки широкого спектра действия (левомицетин, хлортетрациклин, окситетрациклин, тетрациклин и др.)

Высокая ценность антибиотиков и необходимость производства их в больших масштабах привели к созданию антибиотической промышленности.

5.1. Антибиотики ациклического строения

К антибиотикам ациклического строения относят жирные кислоты (моно-, поли- и оксикарбоновые кислоты, обладающие антибиотическим действием), полиацетилены, полиены, серу- и азотсодержащие соединения (нитросоединения, амины, гуанидины, сульфокислоты) и др.

Аллицин

Аллицин применяют в виде экстракта или масляного раствора. Выделен из чеснока в 1944 г. Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость.

Строение молекулы аллицина:

CH2 = CHCH2S+SCH2CH = CH2

              O –

Синтез аллицина – окисление диаллилдисульфида перекесью воорода или надкислотами:

CH2 = CHCH2SSCH2CH = CH2              Аллицин

5.2 Антибиотики-полиены

К этой группе антибиотиков относится большое число веществ, для которых характерно наличие системы трех и более сопряженных двойных связей. Широко распространены в почве. Обладают высокой активностью в отношении грибов, дрожжей и малой активностью в отношении бактерий.

Нистатин

C46H73-75O18N. В кристаллическом состоянии выделен в 1954 г. Гигроскопический желтый с сероватым оттенком порошок горького вкуса. Нистатин представляет собой гликозид, в котором аминосахар – микозамин - гликозидно связан с гидроксилированным полиеновым лактоновым кольцом из 37 углеродных атомов.

Применим для лечения грибковых поражений слизистых оболочек, кандидоза, аспергиллеза легких и др.

5.3 Тетрациклины

К тетрациклинам относится ряд антибиотиков, содержащих в молекуле четыре шестичленных кольца. Первый представитель хлортетрациклин был открыт в 1948 году. Общее строение:

Тетрациклин

С22H24O8N2

Тетрациклин – желтый кристаллический порошок, без запаха, горького вкуса, слегка гигроскопичен. Мало растворим в воде, не растворим в эфире и хлороформе, легко растворяется в минеральных кислотах, едких щелочах. При действии соляной кислоты происходит ароматизация второго кольца с образованием ангидротетрациклина, который при окислении перекисью водорода образует 6-ацетилсалициловую кислоту:

Тетрациклин растворяется в серной кислоте с интенсивно фиолетовым цветом; при добавлении к раствору FeCl3 возникает красно-бурое окрашивание (благодаря наличию фенольных гидроксилов).

Применим для лечения различных бактериальных заболеваний, сыпного тифа и др.

5.4 Антибиотики ароматического строения

К антибиотикам ароматического строения относится большое число антибиотических веществ, являющихся производными бензола, но практическое значение приобрел только левомицетин.

Левомицетин

С11H12O5N2Cl2

Впервые обнаружен в 1947 г. Биологическая активность данного антибиотика находится в зависимости от пространственной конфигурации молекулы, поскольку все три другие теоретически возможные стереоизомеры почти лишены антибиотических свойств, антибиотик оказался одним из немногих, получаемых синтетическим путем.

Левомцетин – белый или белый с желтовато-зеленоватым оттенком кристаллический порошок горького вкуса, мало растворим в воде, легко в спирте, этилацетате, не растворим в хлороформе.

Применяют для лечения брюшного тифа, бруцеллеза, пневмонии и др.

6. Заключение

В настоящее время, когда с развитием органической химии выявляются многочисленные новые химические реакции, а микробиологами выделены разнообразные антибиотики, для химиков открываются безграничные возможности для синтеза новых лекарственных препаратов. Этим и объясняется, что ежегодно в литературе описываются тысячи соединений, которые подвергаются всестороннему исследованию с целью использования их в качестве лекарственных средств.