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        方劑:新型多組分反應(yīng)(MCR)研究及其藥物發(fā)現(xiàn)的新途徑

        2010-04-13 06:27:20馮前進(jìn)
        關(guān)鍵詞:化學(xué)物質(zhì)方劑藥理學(xué)

        方劑,顧名思義,其意包括了方和劑兩個方面。從字義論,方,象形字,“下從舟省,而上有竝頭之象”,其本義為 “拼船也”(《說文》)。 古文獻(xiàn)中“大夫方舟”(《爾雅》)、“方舟而濟(jì)于河”(《莊子·山木》)、“不足方”(《儀禮·鄉(xiāng)射禮》)、“方舟設(shè)泭”(《國語·齊語》)、“江之永矣,不可方思”(《詩·周南·漢廣》)以及“蜀漢之粟,方船而下”(《史記·酈食其列傳》)等都是這個意思。因故,在方劑中方就是按照一定規(guī)則將不同的藥物拼并于一起。劑,會意字,從刀,“剪齊也”(《爾雅》)。因故,在方劑中,劑就是將方用特定的方法處理,使之“剪”而“齊”。所以,在中醫(yī)學(xué)的方劑中,不僅有不同的中藥配方,而且在每一首方之后,大約都有“散、丸、湯、膏、丹”等不同劑型以及不同煎藥方法的規(guī)定。所以,研究方劑,對方和劑這兩面都不可忽視,也需要有“剪”而“齊”的研究方法,如此方可揭示方劑之中原本包涵的所有東西。

        關(guān)于方劑,至今已有大量的現(xiàn)代研究,概括起來,這些研究大至包括不同角度的方劑化學(xué)和方劑藥理學(xué)兩個方面。一個角度是對一個方劑整體進(jìn)行的化學(xué)和藥理學(xué)研究,另一個角度則是對經(jīng)方藥味/藥量配伍作用的化學(xué)和藥理學(xué)研究。雖然后者的研究比較少,但已有的研究卻揭示出經(jīng)方結(jié)構(gòu)及其藥理活性是具有某種唯一規(guī)定性的,就像一個化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和活性所具有的唯一規(guī)定性一樣。 對此,我們需要采用一些新的方法,以便揭示這些反應(yīng)的規(guī)律和闡明這些物質(zhì)的本性??捎糜诖四康牡难芯糠椒ê芏?,但基于多組分反應(yīng)(Multicomponent Reactions,MCR)的方劑化學(xué)研究將有可能是一個新的方法和研究方向,并為此做出貢獻(xiàn)。

        化學(xué)中的多組分反應(yīng)(MCR)可以形象地定義為“一鍋”過程,即三種或三種以上反應(yīng)組分之間連續(xù)反應(yīng)的過程。MCR具有許多優(yōu)點(diǎn),例如,能滿足組合化學(xué)通過設(shè)計、實(shí)驗的方法尋找取代基團(tuán)可能的組合方式以形成具有某種預(yù)期性能的化學(xué)物質(zhì)的要求,可以預(yù)測新反應(yīng)過程和相關(guān)化合物的特性,并能使反應(yīng)產(chǎn)物在合成、分析和物化或生物性質(zhì)的評價方面自動化。MCR的研究和應(yīng)用雖然已經(jīng)有了很長的歷史,但MCR的一些基本原理和巨大開發(fā)潛力卻是在20世紀(jì)末和21世紀(jì)初才逐步引起化學(xué)家和工業(yè)界,特別是醫(yī)藥工業(yè)界的高度重視的[1-9]。

        在化學(xué),特別是有機(jī)化學(xué)中,MCR常常被用于液相或固相高效合成新的物質(zhì)或組合化合物庫,并被認(rèn)為在今后的發(fā)展中將對目標(biāo)導(dǎo)向合成和多樣性導(dǎo)向合成日益產(chǎn)生強(qiáng)大的影響。目前,化學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)或設(shè)計了許多MCR[10],例如,不對稱異氰基多組分反應(yīng)、Passerini反應(yīng)和Ugi反應(yīng)的后縮合修飾、Biginelli反應(yīng)、自由基促進(jìn)的多組分偶聯(lián)反應(yīng)等。在藥物化學(xué)領(lǐng)域,從先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化到生產(chǎn),MCR都可發(fā)揮重要作用[10],這方面的兩個經(jīng)典實(shí)例分別是通過Hantsch反應(yīng)一步合成硝苯地平和通過Ugi-4CR合成HIV蛋白酶抑制劑Crixivan的核心結(jié)構(gòu)[11-12]。

        MCR在天然產(chǎn)物合成中也是一個重要的合成策略和方法[10]。許多含環(huán)戊烷的天然產(chǎn)物(例如前列腺素)、萜類、多烯與多炔、氧雜環(huán)天然產(chǎn)物(例如環(huán)醚、內(nèi)酯等)、多元醇和多糖、木脂素、生物堿(包括吲哚類、哌啶類、吡啶類和胍類生物堿)、肽等都可以采用MCR加以合成。

        新型MCR的發(fā)現(xiàn)通常通過三個途徑,一是在研究中偶然發(fā)現(xiàn),例如通過合成過程中非預(yù)期產(chǎn)物的出現(xiàn),二是利用組合反應(yīng)原理合理設(shè)計[13],三是基于計算的方法,目前,化學(xué)家們已經(jīng)建立起了化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)庫[14],利用這樣的數(shù)據(jù)庫,原則上可以自動檢索MCR的構(gòu)建方法。在另外一方面,化學(xué)分析技術(shù)的巨大進(jìn)步和高速發(fā)展也為MCR的研究提供了基礎(chǔ)。

        通過以上對MCR的概略論述以及和中醫(yī)學(xué)方劑理論及使用特征的比較性研究,我們可以提出如下的推論:

        方劑是一個藥物化學(xué)的MCR體系,會發(fā)生許多化學(xué)中已有的或新的MCR并生成許多新的化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)群或組合化合物庫,這種反應(yīng)可以發(fā)生在不同的藥物制備過程中(例如加熱煎煮),也可以發(fā)生在進(jìn)入體后的藥代動力學(xué)過程中。利用MCR技術(shù)及方法分析、分離特定方劑的MCR以及由此生成的化學(xué)物質(zhì)、化學(xué)物質(zhì)群或組合化合物庫,不僅有利于闡明方劑的組方原理及其化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)本質(zhì),而且也是現(xiàn)在和未來藥物科學(xué)發(fā)現(xiàn)新型藥物的一個有效的技術(shù)途徑?;诜絼┰恚覀冞€有可能創(chuàng)造出“一鍋”(one-pot method)反應(yīng)制備新型組合藥物的新方法,其研究和應(yīng)用前景十分廣闊而誘人!

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