氧雜環(huán)是藥物、天然產(chǎn)物中最常見(jiàn)的雜環(huán)之一。截止2017年底,美國FDA批準的藥物中有311個(gè)藥物分子至少含有一個(gè)氧雜環(huán),其中最普遍的是吡喃環(huán),呋喃環(huán),大環(huán)內酯,嗎啉和二氧六環(huán)。這311個(gè)藥物分子共含有389個(gè)從三元環(huán)至七元環(huán)不等的氧雜環(huán),其詳細統計數據如圖1所示:
圖1藥物分子中的氧雜環(huán)統計數據
1.按照環(huán)大小進(jìn)行統計,五元和六元環(huán)分別占46%和38%,三元,七元和四元環(huán)分別占3%,2%和1%。
2.按照芳香性統計,非芳香性環(huán)占絕大部分(89%),而芳香環(huán)中有95%是五元環(huán)。
3.按照環(huán)數量統計,有71%的藥物分子含有一個(gè)氧雜環(huán),13%和6%的藥物分子分別含兩個(gè)和三個(gè)氧雜環(huán),3%的藥物含有超過(guò)八個(gè)氧雜環(huán)。
4.按環(huán)的原子組成統計,有64%的氧雜環(huán)由多個(gè)碳原子和一個(gè)氧原子組成,26%的氧雜環(huán)中同時(shí)含有氮,硫,硼,甚至是金屬原子。
5.按手性統計,大多數(75%)氧雜環(huán)是手性的。
本文筆者主要介紹含三元環(huán)和四元環(huán)的藥物,包括其作用機制、適應癥、狀態(tài)及結構。
1 含環(huán)氧乙烷(三元環(huán))的藥物
目前,FDA批準的含有環(huán)氧乙烷結構的藥物有13個(gè)(表1)。其中,含三取代還氧乙烷的有Eplerenone,trilostane和picrotoxin。二取代的環(huán)氧乙烷可以進(jìn)一步分為三類(lèi):1,1-二取代(Carfilzomib和troleandomycin),1,2-反式二取代(natamycin和mupirocin)和1,2-順式二取代(scopolamine,methyl scopolamine,tiotr**,cerulenin 和fosfomycin)。這些藥物大部分源于天然產(chǎn)物,其中Troleandomycin,natamycin,mupirocin,scopolamine和picrotoxin本身就是天然產(chǎn)物,而eplerenone,trilostane,tiotr**和methyl scopolamine屬于天然產(chǎn)物衍生物。
2 四元氧雜環(huán)藥物
氧雜環(huán)丁烷具有高極性,同時(shí)也是氫鍵的良好受體,這有助于其主體分子的代謝和化學(xué)穩定性。近年來(lái),氧雜環(huán)丁烷已被證明是偕二甲基和羰基的生物電子等排體。美國FDA批準的藥物中有四種含有氧雜環(huán)丁烷:orlistat(奧利司他),Paclitaxel(紫杉醇)以及其兩種衍生物docetaxel(多西他賽)和cabazitaxel(卡巴他賽)。
奧利司他是天然產(chǎn)物lipstatin的半合成衍生物,其結構中含有β-內酯環(huán),是一種胰脂肪酶的不可逆抑制劑,胰脂肪酶是一種分解腸道脂肪的酶。如果沒(méi)有這種酶,飲食中的脂肪會(huì )被排泄,不會(huì )被人體吸收,因此該藥可減少脂肪酸從胃腸道吸收,主要用于治療肥胖癥,該藥于1998年批準上市。
紫杉醇是一種用于癌癥化療的有絲分裂抑制劑。1967年,Monroe E. Wall和Mansukh C. Wani從太平洋紫杉樹(shù)(Taxus brevifolia)的樹(shù)皮中分離到該化合物并將其命名為taxol。后來(lái)發(fā)現樹(shù)皮內生真菌合成了紫杉醇。紫杉醇類(lèi)藥物已被證明可用于治療乳腺癌,肺癌和卵巢癌等癌癥。該藥物家族的構效關(guān)系表明,氧雜環(huán)丁烷是藥物活性的必要結構。
Docetaxel(多西他賽)于1998年批準上市,作用與紫杉醇相同,為M期周期特異性藥物,促進(jìn)小管聚合成穩定的微管并抑制其聚解,從而使小管的數量顯著(zhù)減少,并可破壞微管網(wǎng)狀結構。主要用于治療胃癌, 轉移性非小細胞肺癌, 子宮內膜癌癥, 食道癌, 乳腺癌, 晚期轉移性乳腺癌等癌癥。
cabazitaxel(卡巴他賽),由Sanofi-aventis公司研發(fā),于2010年批準上市。Cabazitaxel的抗癌作用機制和特點(diǎn)與多西他賽相似,屬于抗微管類(lèi)藥物,目前主要作為治療前列腺癌, 激素難治性前列腺癌的二線(xiàn)藥物。
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