手性药物（互为实物与镜像的对映异构体）
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更新时间：2023-05-19
手性药物
互为实物与镜像的对映异构体
手性药物（chiral drug），是指药物分子结构中引入手性中心后，得到的一对互为实物与镜像的对映异构体。这些对映异构体的理化性质基本相似，仅仅是旋光性有所差别，分别被命名为R-型（右旋）或S-型（左旋）、外消旋。
基本信息
| 中文名 | 手性药物 |
| 外文名 | chiral drug |
| 拼音 | shǒu xìng yào wù |
| 定义 | 一对互为实物与镜像的对映异构体 |
| 性质 | 是自然界的本质属性之一 |
简介
手性（Chirality）是自然界的本质属性之一。作为生命活动重要基础的生物大分子，如蛋白质、多糖、核酸和酶等，几乎全是手性的，这些小分子在体内往往具有重要生理功能。目前所用的药物多为低于50个 原子组成的 有机小分子，很大一部分也具有手性，他们的药理作用是通过与体内大分子之间严格手性匹配与 分子识别实现的。含手性因素的的化学药物的对映体在人体内的药理活性、代谢过程及毒性存在显着的差异。当前手性药物的研究已成为国际新药研究的主要方向之一。
绝大多数的药物由 手性分子构成，两种手性分子可能具有明显不同的生物活性。药物分子必须与 受体（起反应的物质）分子几何结构匹配，才能起到应有的药效，就如右手只能带右手套一样。因此，往往两种异构体中仅有一种是有效的，另一种无效甚至有害。
引言
手性制药是医药行业的前沿领域，2001年 诺贝尔化学奖就授予分子手性催化的主要贡献者。自然界里有很多 手性化合物，这些 手性化合物具有两个 对映异构体。对映异构体很像人的左右手，它们看起来非常相似，但是不完全相同。当一个手性化合物进入 生命体时，它的两个 对映异构体通常会表现出不同的生物活性。对于手 性药物，一个异构体可能是有效的，而另一个异构体可能是无效甚至是有害的。手性制药就是利用化合物的这种原理，开发出药效高、副作用小的药物。在临床治疗方面，服用 对映体纯的手 性药物不仅可以排除由于无效(不良)对映体所引起的毒副作用，还能减少药剂量和人体对无效对映体的代谢负担，对 药物动力学及剂量有更好的控制，提高药物的专一性。因而具有十分广阔的市场前景和巨大的经济价值。目前世界上使用的药物总数约为1900种手 性药物占50%以上，在临床常用的200种药物中，手性药物多达114种。全球2001年以单一 光学异构体形式出售的市场额达到1 472亿美元，相比于2000年的1 330亿美元增长了10%以上。预计手 性药物到2010年销售额将达到2 000亿美元。
制取方法
介绍
一般可通过从 天然产物中提取、外消旋体拆分法获取手 性药物，近年来，随着合成法的发展和先进分析技术的出现，越来越多的 手性化合物可通过化学合成法得到 不对称合成己成为获取手性物质的重要手段，与此同时，随着 生物技术的不断进步以及生物技术与 有机化学的交叉融合也使得 生物合成成为手性药物生产取得突破的关键技术。
从天然产物中提取
在某些生物体中含有具备生理活性的 天然产物，可用适当的方法提取而得到 手性化合物，某些手 性药物是从动植物中提取的 氨基酸、萜类化合物和生物碱。如：具有极强抗癌活性的紫彬醇最初是从紫彬树树皮中发现和提取的。
手性助剂法
手性试剂法
不对反应
双键不对称催化氧化在手 性药物生产中具有重要地位它包括不对称环氧化和不对称双羟基。1988年，Sharpless用手性 配体 金鸡纳碱与四氧化饿进行烯烃的不对称催化 羟基化反应，现己成功用于抗癌药物紫杉醇边链的 不对称合成。
催化环丙烷化反应
合成方法
从 天然产物中提取是获得手 性药物的最基本方法之一但天然的原料是有限的不能够获得大量的低价药物。
外消旋体拆分法的化学拆分需要选择适当的溶剂，更为关键的是找出一个很合适的拆分剂是这是十分困难的。对外消旋 底物进行不对称水解拆分制备 手性化合物缺点是必需先合成外消旋目标产物，拆分的最高收率不会超过50%。
酶催化剂 性药物合成与化学法相比，微生物酶 转化法的 立体选择性强，反应条件温和，操作简便，成本较低，污染少，且能完成一些在 化学反应中难以进行的反应。然而，有些 生物催化剂价格较高，对 底物的适用有一定的局限性。具有高区域和立体选择性、反应条件温和、环境友好的特点。
化学合成的前三类方法都要使用 化学计量的手性物质。虽然在某些情况他们可以回收重新使用。但试剂价格昂贵不宜使用于生产中等价格的大众化手 性药物。不对称催化法，它具有手性增殖、高对映选择性、经济，易于实现工收化的优点，是最有希望、最有前途的合成手性 性药物的方法。不对称催化最强有力而独特的优势是手性增殖，通过 催化反应量级的手性原始物质来 立体选择性地生产大量目标手性产物，不需要像化学计量 不对称合成那样消耗大量的手性试剂。但昂贵的过渡金属以及有时比过渡金属还贵的手性配体却限制了这一方法的应用。所以需要探索出简单易行的合成手性配体的新方法筛选出高活性、高立体性的 催化剂以拓展其应用范围。
目前，工业上一般采用化学—酶合成法，在某些合成的关键性步骤，采用纯酶或微生物催化合成反应，一般的合成步骤则采用化学合成法，以实现优势互补。而随着化学生物等多学科的交叉融合，化学— 生物合成法的运用以及质优价廉的手性催化剂将是以后制备手 性药物的研究方向。
结语
目前，国际上手性和手 性药物的研究正处于方兴未艾的阶段，过去30年中手性科学取得的巨大进展更将推动这一研究领域的蓬勃发展，也为我国将在手性科学的发展、实现手性药物的工业化等手性技术的突破方面提供了难得的机遇。相信我国科学工作者在其不懈努力下也将在 手性制药方面取得巨大成就。
国内市场
手性与手 性药物研究中的若干问题研究取得了以下几方面的重要进展：发展了构筑手性季碳中心及合成砌块的新方法并用于合成了一系列具有药用价值的天然产物及类似物，如Crinane、Mesembrine、Lycoramine、Lyco-rane、Conessine、CP一99、L一733，060及其对映体、常山碱与异常山碱、Haliclorensin、Se-facviptine及类似物deoxocassine和一种HIV 蛋白酶抑制剂等。设计合成了硫代瞵酰胺类手性配体和含有酚羟基的手性瞵化合物，在 Michael加成反应和Aza-Baylis-Hillman反应中取得了很好的结果，并对反应机理进行了详细的研究，为前列腺素和头孢类药物基本骨架的合成提供了新方法。
在含有生氮 基团负离子对亚胺加成反应中实现了高 立体选择性，发展了合成光学活性的a一羟基一b- 氨基酸的机关报方法；发展了双功能手性 催化剂，这些催化剂在硅腈化反应中有良好的 催化活性和 对映选择性。
在有机小分子 催化中发现L．脯氨酰胺能够催化不对称直接 Aldol反应，实现了 非对称酮的不对称趋势的 区域选择性和 对映选择性控制，结合反应机理研究；抗艾滋病的手 性药物合成方法学的研究取得了重要进展完成了具有 自主知识产权的抗HIV新药的临床前研究．
找到了羟腈化酶、糖苷化酶、腈水合冀和酰胺水解酶的新酶源，并对羟腈化酶和腑 水合酶分离、纯化和 酶结构进行了研究．同时建立了羟腈化酶微 水相反应体系；脂酶催化的去对称化反应消旋环氧的水介酶促拆分反成委碳 丝氨酸和 异丝氨酸反应进行了研究，将生物催化方法应用到一些重要药物分子及重要生理活性分子的组成部分的合成。
建立了几种手性配体及金属催化剂的负载化新方法以及“均相催化一液/液两相分离”催化剂分离回收新方法，发展了以水和聚乙二醇为反应介质的环境友好的不对称反应，将负载手性催化剂应用于羰基还原反庆及抗抑郁症的手 性药物的合成。
对苯环壬酯和戊乙奎醚 光学异构体的合成进行了较系统的研究，建立了M受体各亚型特异性评价和筛选模型，研究了各个光学异构体的药理活性和毒性。发现了两个目标药物的活性异构体，为进一步开发这类药物打下了基础。
据悉，该项目两年来共发表SCI论文241篇，其中在重要国际学术刊物上发遭受论文84篇，授权专利5项。
多数治疗药物种类将为手性化学品提供有利的增长机会。实际上，专利药品生产厂家将越来越多地转到 旋光纯化合物，预计在以后的5年期间，市场上超过半数的新药将会含有旋光纯活性成分。而且，药品生产厂家将会扩大手性化学品的使用，对现有的产品加强专利保护，开发具有安全、有效和方便优势的新治疗剂。如此一来，5年后，手性化学品占总药物化学品需求的比例将从61%上升到70%左右。
恒瑞医药公司采用单一 对映体的手 性药物——左亚叶酸钙(Calcium levofolinate)替代了原有的 消旋体亚叶酸钙。
恒瑞医药2004年亚叶酸钙的销售收入达到了1．2亿元。因此，左亚叶酸钙对亚叶酸钙的市场替代规模也是明确而庞大的。
可以预计，左西替利嗪对西替利嗪的市场替代规模至少在2亿以上。
