Использование достижений органической химии в медицине профессор СПбГУ, доктор химических наук Карцова Анна АлексеевнаСанкт-Петербург2010

Теофраст Парацельс Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм 1493 г г. лат. Paracelsus означает « Превзошедший Цельса » или « Сверхблагородный ». «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным» «Настоящая цель химии заключается не в изготовлении золота, а в приготовлении лекарств!» «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным» 2

3

Из истории открытия анилина 1826 г. Отто Унфердорбен « Кристаллин» 1833 г г. Фридлиб Фердинанд Рунге «Кианол» 1841 г г. Карл Юлиус Фрицше «Анилин» NaOH C 6 H 5 NH 2 Каменный уголь кокс каменноугольная смола надсмольная жидкость коксовый газ 4

1842 г. « бензидам » 1842 г. Н.Н. Зинин. « бензидам » Н.Н. Зинин (1812 – 1880) 1845 г. – Гофман доказал идентичность кристаллина, кианола, бензидама и анилина Август Вильгельм Гофман (1818 – 1892) Реакция Зинина 5

Проблема красителей лет до н. э - конец Древнего царства в Египте, появление растительных красителей для тканей – желтого, голубого, коричневого 6

Индиго Индигофера красильная Ализарин 7

«Тирский пурпур» 8

1856 г. – получил мовеин при попытке синтеза хинина 1856 г. – получил мовеин при попытке синтеза хинина Уильям Генри П е р к и н ( ) 1874 г. лаборатория в Садбери Сиреневое десятилетие Попытка синтезировать хинин 9

Анилин в синтезах лекарственных веществ Лекарственные вещества Cтрептоцид Норсульфазол Фталазол Парацетамол ПАБК Сульфаниловая кислота HN N N N H 2 N N OH CH 2 C O NH CH COOH CH 2 CH 2 COOH Фолевая кислота Остаток ПАБК Остаток гуминовой кислоты Производное птеридина 10

Сульфаниламидные препараты Р. Кох г. Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытие и выделение возбудителя туберкулеза. 11

Хинин 1820 г. Жозеф Каванту и Пьер Пеллетье выделили хинин 1838 г. Юстус Либих и А. Реньо предложили 2 формулы, отражающие состав хинина 1854 г. А. Штреккер установил состав хинина C 20 H 24 N 22 Хи́нное дерево,цинхона 12

1944 г. Роберт Вудворд синтезировал хинин Роберт Бернс Вудворд ( ) 13

Роберт Вудворд Роберт Бернс Вудворд ( ) 1965 г. Нобелевская премия «за выдающийся вклад в искусство органического синтеза» Синтезы Вудворда 1944 – хинин 1949 – семпервирин 1950 – потулин 1951 – холестерин, котизон 1954 – ланостерин, лизергиновая кислота, стрихнин 1956 – резерпин 1960 – хлорофиллы 1962 – тетрациклин 1963 – колхицин 1965 – цефалоспорин С 1972 – цианкобаламин (В12) 14

Витамин B г. - Нобелевская премия по химии Дороти Ходжкин M r =

Молекулы XXI века 16

Дициклопентадиенилжелезо Ферроцен используют для получения ферроцерона – лекарственный препарат при лечении заболеваний, вызванных дефицитом железа в организме. Ферроцен 17

Краун-эфиры («crown» - «корона») Ч. Педерсен Жан-Мари ЛенД. Крам 1987 г. – Нобелевская премия по химии 18

КатионДиаметр, Å Краун-эфирДиаметр полости, Å Li + 1,3612-краун-41,2 - 1,5 Na + 1,9015-краун-51,7 – 2,2 K+K+ 2,6618-краун-62,6 – 3,2 NH 4 + 2,8618-краун-62,6 – 3,2 Rb + 2,9418-краун-62,6 – 3,2 Cs + 3,3821-краун-73,4 – 4,3 Соответствие размеров полости краун-эфиров и катионов 19

Э. Фишер ( ) - немецкий химик лауреат Нобелевской премии по химии за 1902 г. Фермент к субстрату - как «ключ к замку» Стерическое соответствие Геометрическая комплементарность 1 Распознавание – Фиксация – Транспорт 20

Фуллерен Г. Крото (Великобритания) Р. Керл (США) Р. Смолли (США) 1985 г. – открытие С г. – обнаружены в природе 1996 г. – Нобелевская премия по химии за открытие фуллеренов за открытие фуллеренов 21

0,143нм0,139нм ρ =1.65 г/см3 d ~ 0.7 нм Выдерживает: 20ГПа С 20ГПа С 22 Химики назвали новую молекулу « букминстерфуллерен », которое очень скоро превратилось в «букибол» г. – патент Букминстер Фуллер конструкция геодезического купола.

1985г. 1991г. Роберт Ф.Кёрл Ричард И.Смолли Гарольд Крото С.Иджима Нанотрубки Фуллерен С 70 23

Наличие внутренней полости Направленная доставка лекарственных средств в различные органы и ткани Сенсор газов Рентгеноконтрастные вещества 24

Дендримеры Синтез дендримера Комплексы «гость- хозяин» Изготовление люминофорных плёночных материалов Как компоненты смазочных материалов Создание новых типов катализаторов Диагностика заболеваний Определение биологически активных веществ как синтетических аналогов биополимеров Применение дендримеров 25

проявляет седативный эффект Тератогенен (греч. teratos - урод) Проблема талидомида 26

Хиральность Хиральными называют любые объекты, которые не совместимы со своим зеркальным отображением. Каждый из таких парных объектов называют энантиомером. («хирург», «хиромантия»– от греч. «хейр» - рука) 27

Лимонен Апельсиновый Л имонный HO 2 CN H Ph O H H 2 NH CO 2 Me CO 2 HN H Ph O H NH 2 H MeO 2 C СладкийГорький Аспартам – заменитель сахара Примеры энантиомеров 28

ХРОМАТОГРАФИЯ ЭКОЛОГИЯМЕДИЦИНА КРИМИНАЛИСТИКА БИОЛОГИЯ ХИМИЯ 29

CaCO 3 «О новой категории адсорбционных явлений» М.С. Цвет Спиртовой экстракт листьев 1903 г г. Нобелевская премия по химии Мартин и Синг Подвижная Фаза 30

1 2 3 tr 1 tr 2 Хроматограмма 31

Н.А. Измайлов, М.А. Шрайбер ТСХ (хроматография в тонком слое) 1938 г. Н.А. Измайлов, М.С. Шрайбер ТСХ (хроматография в тонком слое) фронт старт b a R f = a/b 1938 г. 32

Моча Кровь Структуры мозга Цереброспинальная жидкость Слезная жидкость Слюна БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ Электрофоретический профиль мочи Хроматографический профиль сыворотки крови Электрофоретический профиль слезной жидкости МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ СЛОЖНЫЙ ПРОФИЛЬ 33

Типы макроциклических агентов макроциклические антибиотики K+ краун-эфиры: и бицикламы открытоцепные аналоги краунэфиров цикламы каликсарены циклодекстрины 34

Влияние 18-краун-6 на разделение биогенных аминов дофамин серотонин норадреналин норметанефрин адреналин метанефрин 18-краун-6 35

Электрофореграмма модельной смеси стероидных гормонов Прибор: «Капель 103», λ = 254 нм, ввод пробы: 30 мбар, 5 с 36

4,7 – 5,2 Ǻ 6,0 - 6,6 Ǻ 7,5 – 8,4 Ǻ α β γ Влияние размера циклодекстрина на процесс комплексообразования аналитыаналиты Аминокислоты небольшого размера (фенилаланин, триптофан, тирозин) Анестетики (мепивакаин, прилокаин), нестероидные противовоспалительные препараты (флобуфен, ибупрофен) Производные аминокислот, варфарин, стероиды (кортикостерон) 37

Хиральные стационарные фазы (СФ) на основе макроциклических агентов СФ, содержащие макроциклические антибиотики (тейкопланин, ванкомицин, Hepta-Tyr) СФ, содержащие полисахариды [Chiralcel OD – целлюлоза трис(3,5- диметилфенилкарбамат), целлюлоза триацетат] [Chiralcel OD – целлюлоза трис(3,5- диметилфенилкарбамат), целлюлоза триацетат] Хиральные краун-эфиры ЦД + краун-эфир ЦД (ChiraDex–β- циклодекстрин) циклодекстрин) СФ, содержащие циклодекстрин 38

Нейромедиатор патология Aдреналин, Норадреналин, Дофамин γ-Аминомасляная кислота, Глутаминовая кислота, Аспарагиновая кислота Ванилилминдальная кислота, Гомованилиновая кислота Триптофан, Кинуренин, 3-гидроксикинуренин Нервная система Проблемы памяти Сердечно-сосудистая система Опухолевые процессы Шизофрения эпилепсия болезнь Паркинсона стресс Гипертензия Феохромоцитома ганглиома нейробластома Почечная недостаточность 39

Спасибо за внимание!