当前课程知识点：大学化学 > 第十一章 元素与生命化学概论 > 生命化学概论-药物 > Video
同学们好
今天我们一起学习药物
药物包括
有机药物和
金属药物两种
金属药物指的是
含有金属的配合物
首先我们了解一下
有机药物
有机药物
比如说
阿司匹林
就是一种有机药物
已经被广泛使用
而很多的有机药物
都是没有手性的
而一些药物
是有手性的
而手性
在自然界广泛存在
比如说我们前面提到的
氨基酸
在组成生命体的
20种氨基酸中
除了甘酸以外
其他的19种
都是手性的氨基酸
如图所示
而螺旋结构
容易形成手性
比如说DNA
是一个单一的
右手螺旋结构
它也是手性的
而手性在自然界中
也是广泛存在
比如说这个贝壳当中
有两种不同的
螺旋方式
而主要的都是右旋
而左旋呢
也是可以观察到的
比如说植物
自己的缠绕现象
也是单一方向的螺旋结构
这样螺旋结构
会导致手性的出现
而对于手性药物来说
值得一提的是
反应停事件
反应停是一个药物
它的名字又叫
沙利度胺
它实际上是由这么两种
不同的异构体组成的
这种药物
被早期用来治疗
孕妇的妊娠过程中
的身体不适
而使用了这个药物之后
孕妇的妊娠不良反应
得到了缓解
但是不幸的是
导致了胎儿的畸形
这是早期使用了
反应停这个药物之后
所出生的畸形儿
人们详细研究发现
这个药物之所以产生
这种婴儿的畸形
是由于使用了这种
两种混合的
对应体药物所导致的
在这个对应体中
R型对于孕妇的
身体不适
是有缓解效果的
而S型是对孕妇有
不良的效果
是导致胎儿产生
畸形的一个元凶
在这个药物当中
我们可以看到
他的手性来源
是来源于这个C原子
这个C原子的周围
有四个不同的基团
因此这个化合物
是有手性的
从这个意义上说
手性药物的
两种异构体拆分
是非常重要的
为什么不同的
手性异构体
会有不同的治病效果
我们从这个图
可以看出这一点
上边所示的是
两种异构体
对于右边的这个
异构体来说
三个基团XYZ可以和
生物体内的
酶上的相应位置
进行相互作用
它的位置是匹配的
与之对应的X'Y'Z'
很好地结合
而对于这边这个图中
我们可以看到
如果Y和Y'匹配
Z和Z'
来进行匹配的话
那么X位置
就无法与酶中的X'
进行作用
所以这个手性异构体中
一个有作用
而另外一个呢
就没有相应的效果
这就是手性药物
需要拆分的一个原因
那么对于金属药物来说
它的使用主要有
三个原因
第一个是
补充体内所缺乏的
无机金属元素
如果某一种元素缺乏了
我们可以通过
加入这种金属的盐
或者金属的配合物
来达到补充的目的
比如说
如果人体缺钙
我们可以通过补充
Ca的配合物
EDTACa
来实现补充钙的目的
第二个目的是
排除金属中毒
如果我们体内
金属中毒了
可以通过金属配合物
药物的加入来使得
有毒金属形成
新的配合物
从而达到
排除金属中毒的目的
第三个目的是
作为药物或探针
比如说顺铂
这个药物可以作为
治疗癌症的一个
特效药来进行使用
下面我们分别举例说明
这三个用途
首先是补充缺乏元素
比如说
Ca作为人体的宏量元素
它广泛的存在于
骨骼牙齿当中
主要存在的形式呢
是羟基磷灰石
如果人体钙缺乏
会导致骨质疏松
而Ca的缺乏可以通过
Ca的配合物的引入
来实现
当然也可以通过
补充奶制品
来达到补钙的目的
而铁在人体之中
是属于微量元素
它存在于人体的血液中
如果铁缺乏
会导致贫血的现象
那么铁的缺乏可通过
补充铁盐
以及Fe的配合物
比如说
抗坏血酸铁来实现
缺锌会导致智力问题
所以说这种微量元素的补充
可以通过Zn的配合物的
引入来实现
比如说通过
服用葡萄糖酸锌
来达到补锌的目的
而Se是一种痕量元素
它人体需要的量很少
但是如果缺硒
也会导致
一系列的身体疾病
比如说克山病
以及癌症等等
而Se的补充可以通过
引入Se的化合物
比如说亚硒酸钠
维生素C片
但需要注意的是
Se是人体的衡量元素
因此
补充的量不能过多
如果过多
会导致人体中毒
而排出金属中毒
使用的基本的思路
是配比化学方法
比如说
Pb、Cd、Hg、Cu等金属离子
它们可以使人体中毒
它们中毒的原因是
由于它和人体内部
蛋白质的R取代基
形成的配合物
比如说锌指蛋白
就是一个
蛋白链上
螯合的一个Zn2+的
这么一个金属蛋白
在这个结构中
我们可以看到
Zn2+和
蛋白质上R基团的
咪唑基以及巯基
配位形成了一个
四配位的一个结构
如果人体引入了Pb2+
Pb2+就会取代
Zn2+的位置
形成咪唑巯基配位的Pb的
蛋白结构
这样使得锌指蛋白
失去活性
去除的方法
我们可以通过
引入配合物
比如说EDTA
EDTA对很多的金属离子
都有非常好的
配位效果
因为它可以形成
这种稳定的
六配位的八面体的配合物
和Ca可以形成这种配合物
同样和Pb也可以形成
类似结构的化合物
这样加入了EDTACa之后
Pb2+就和
CaEDTA配离子反应
那么形成
Pb的EDTA配合物
这样达到了除去
有毒金属Pb2+的目的
而作为药物
或者探针
抗癌药物
著名的药物就是顺铂
顺铂实际上就是
二氯·二氨合铂
二氯·二氨合铂
有两种异构体
一种是顺式的
二氯·二氨合铂
一种是反式的
二氯·二氨合铂
而具有抗癌效果的是
顺式的二·氯二氨合铂
为什么
顺式的二氯·二氨合铂
能够有抗癌效果呢
这是因为这个化合物
加入到人体内之后
它可以和体内的
DNA上的碱基
形成这种顺式的配位
形成了一个DNA
铂的一个化合物
这样的话使得DNA
失去活性
从而达到了
治疗癌症的目的
而对于反式二氯·二氨合铂
两个Cl可以被
碱基取代的Cl-
处于反式的位置上
因此不能和DNA
生成稳定的
这种顺式的
类似于螯合的
这种结构
所以稳定性较差
抗癌效果不好
而对于目前广泛使用的
顺铂抗癌药物来说
它有存在的缺点
它的缺点是水溶性较差
而且毒性比较大
因此开发
具有良好抗癌效果
以及毒性小的
新型抗癌药物
是现在的一个研究热点
人们根据顺铂的结构
开发了新的
结构类似的抗癌药物
比如说这个碳铂
从这个结构可以看出来
顺铂的两个Cl-
被一个二羧酸所取代
而这个结构维持了
和顺铂类似的结构
仍然是顺位的
二氨二羧酸的结构
而这个化合物
除了具有类似的这种
抗癌效果之外
它的毒性要比顺铂
要小的多
所以是一类
比较有前景的
抗癌药物
那么哪些金属离子
具有毒性呢
有毒金属元素指的是
在生命体内
能够影响人体的
正常的代谢
和生理功能的这些
金属元素
比如说Cd、Hg、Pb、Tl等等
当然还要包括一些个
非金属元素
比如说As以及Se等等
从元素周期表中
我们可以看到
有毒的金属元素
它的分布情况
大部分都是一些个
重金属元素
为什么重金属元素
具有毒性呢
这是由于这些重金属
可以在体内
与生命体内的蛋白质上的
Ｒ基团 取代基
发生配位反应
从而使得
蛋白质的活性丧失
除此之外DNA
也有类似的配位现象
比如说DNA与
顺铂的结合
与其他的金属离子
也可以结合形成类似的
这种配位结构
这种配位主要是DNA上的
碱基与金属的配位
那么对于蛋白质来说
我们知道蛋白质
它有不同的肽链组成
而肽链是由不同氨基酸
缩合而成的
这些个氨基酸
带有不同的R取代基团
前面我们提到
有的氨基酸含有硫基
比如说这个半胱氨酸
有的取代基含有羧基
比如说这个天冬氨酸
这些取代基
它都可以和金属离子配位
形成配位键
因此会使得这个蛋白质
失去活性
而解毒的方法
主要有两种方法
一种是这个
超分子的方法
我们通过这个
铊中毒的解毒来说明
Tl是一种剧毒金属
Tl的解毒
可以用普鲁士蓝
作为解毒剂来实现
而普鲁士蓝我们知道
它是Fe的混合价的配合物
普鲁士蓝有多种
具有解毒效果的是
KFe[Fe(CN)6]
这种普鲁士蓝配合物
它是由[Fe(CN)6]3+
与Fe2+反应
所得到的一个
KFe[Fe(CN)6]的
一个配合物
这个配合物中
这个Fe是+3价的
而这个Fe是+2价的
它的结构
如图所示
CN- C和N连接
Fe2+和Fe3+
形成了一个
三维的网络结构
而K+填充在
所形成的这个
立方体的空腔中
为什么普鲁士蓝
可以能够解除
Tl的毒性呢
是由于Tl和普鲁士蓝
形成了一个新的化合物
发生了这个反应
也就是Tl+
取代了K+的位置
形成了TlFe[Fe(CN)6]的
这么一个新的化合物
从而把Tl除去
具体的反应
可以通过这个图来说明
Tl+进攻
空腔里的K+
形成了一个
Tl的一个新型配合物
之所以Tl+
能够取代K+是由于
Tl+半径
和K+的半径
非常接近
而且电荷相等
这样就可以取代K+
形成这个新的化合物
从这个图中可以看出来
Tl+
是存在一个空腔中的
Tl是以平衡电荷的形式
存在于体系当中
因此
我们把这种解毒方法
叫做超分子的方法
除了超分子方法以外
还可以使用
配位化学方法
同样是Tl+解毒
我们也可以通过
使用化合物
2，3-二巯基
丙磺酸钠
来作为解毒剂实现
这是它的结构示意图
在这里边我们可以看到
这个配体当中
含有两个硫基
还一个磺酸基
那么硫基上的S原子
和磺酸上的O原子
可以和金属离子配位
比如说和Tl+
可以形成这种
螯合似的配位构形
形成稳定的
新的配合物之后
Tl+的毒性
就可以解除
这是利用了
配位化学的方法
形成稳定配合物
来解毒的一个方法
由此可见
这个解毒剂
除了能够解除
Tl的毒性以外
对于其他的一些个
金属离子的毒性
也可以解除
比如说
Cu2+
Cd2+
Hg2+、Pb2+、Sn2+等等
它们可以和
同一个配体
形成类似的这种
配位结构
从而达到排除
金属离子的目的
今天的课程
我们就到这里
-1.1 不一样的大学化学
--Video
-1.2 化学体系的建立
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-1.3 应该了解的化学
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-1.4 课程学习的必要准备
--Video
-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液晶
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
--Video
-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
--Video
-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
--Video
-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
--Video
-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
--Video
-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
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-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
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-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
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-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
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-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
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-4.2 共价键理论—现代价键理论
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-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
--Video
-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
--Video
-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
--Video
-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
--Video
-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
--Video
-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
--Video
-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
--Video
-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
--Video
-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
--Video
-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
--Video
-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
--Video
-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
--Video
-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
--Video
-化学与材料-相变材料（二）
--Video
-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
