金屬配合物藥物 金屬離子與疾病 學院：化學與化工學校 班級：應化09 學號：1080409014010 姓名：李環金屬配合物藥物 金屬離子與疾病摘要：配位化合物（coordination compound）簡稱配合物，為一類具有特征化學結構的化合物，由中心原子或離子（統稱中心原子）和圍繞它的稱為配位體（簡稱配體）的分子或離子，完全或部分由配位鍵結合形成?，F代配位化學的研究領域已經遠遠超出了純無機化學的范圍，它涉及有機化學、催化機理、物質結構、化學鍵理論以及生命現象中一系列與金屬離子有關的重要問題，形成了金屬有機化學、配位催化、配位場理論以及生物無機化學等新的、充滿活力的邊緣學科。同時配位化學還在抗癌、殺菌、抗風濕、治療心血管等重要藥物胭脂以及其他國民經濟的許多重要領域中，得到了廣泛的應用。關鍵詞：配合物 藥物 應用 抗癌藥物人類每天除了需要攝入大量的空氣、水、糖類、蛋白質及脂肪等物質以外，還需要一定的“生命金屬”，它們是構成酶和蛋白的活性中心的重要組成部分。當“生命金屬”過量或缺少，或污染金屬元素在人體大量積累，均會引起生理功能的紊亂而致病，甚至導致死亡。因此配位化學在醫藥方面，越來越越顯示出其重要作用。有些具有治療作用的金屬離子因其毒性大、刺激性強、吸收性差等缺點而不能直接在臨床上應用。但若把他們變成配合物就能降低獨行和刺激性、利于吸收。例如檸檬酸鐵配合物可以治療缺鐵性貧血；酒石酸銻鉀不僅可以治療糖尿病，而且和微生物B12等鈷螯合物一樣可用于治療血吸蟲并；博來霉素自身并無明顯的親腫瘤性，在與鈷離子配合后其活性增強；8-羥基喹啉和銅、鐵各自都無抗菌活性，他們見的配合物卻呈明顯的抗菌作用；在抗風濕炎癥方面，抗風濕藥物與同配合后療效大增。目前研究的能與金屬離子作用的一些藥物主要有以下六種。1、維生素類 維生素是維持人體正常代謝所必須的物質。多數維生素是輔酶的組成成分，在體內能是氧化性谷胱甘肽轉變為還原性谷胱甘肽，使沒分子中的秋季維持之還原狀態，從而保護含秋季的沒。對于有機、無機毒物有解毒作用，可用于鉛、汞、砷、苯等慢性中毒和放射病的防治。維生素C有助于鐵的吸收，對血紅蛋白的合成和紅細胞的成熟有一定的促進作用，用于治療巨紅細胞性和缺鐵性貧血。過量的維生素D可引起高血鈣、軟組織鈣化，而過量的維生素C可增加尿中草酸鹽的排泄，有可能形成結石，因此服用過量的維生素也是有害的。2、強心類 毛地黃和許多相近的藥物對心臟具有特殊和有效作用。毛地黃是毛地黃植株的干葉，它的有效成分是糖苷類，毛地黃可引起心肌收縮力量增強，同時能使衰弱心臟的 快速、不規律和無效的波動的心率變慢。 肌肉收縮是由于肌肉細胞中鈣離子的存在，神經系統受到刺激放出一種乙酰膽堿，神經刺激就開始傳送下去。乙酰膽堿分子帶正電，當他穿過細胞膜時，就把那里的鈣離子寄到細胞里面去。放出的鈣離子馬上在肌球蛋白與肌動蛋白之間大橋，而把他們拉在一起，因此肌纖維收縮。3、利尿類汞利尿劑 利尿劑是促進尿液形成的藥物，汞利尿劑是研究的最清楚有效的，他們都是丙酵汞的衍生物。汞制劑限定只用于肌肉注射，因為用于靜脈注射是劇毒的。在腎臟中，有機汞利尿劑全部解離產生汞離子，這種汞離子可能是有效的藥物。4、凝血類 防止血液凝固的藥物對于血栓的形成等血凝類疾病是非常重要的。一種方法是除去鈣，在生物體外可以使鈣成為一中難容嚴沉淀下來從而達到除去鈣的目的，但是在生物體內是做不到的，試用EDTA和檸檬酸鈉可以除去鈣?？股仡愃幬铮ㄋ沫h素）的濃度非常高是也能影響血液凝固，因為抗菌類藥物對鈣有很高的親和力。5、抗菌類 從四環素對血凝過程的影響來看，一些抗生素類藥物的校歷依賴于對金屬離子的配合作用。藥物與金屬離子配位后，有可能比原藥的脂溶性增加而有助于運輸藥通過細胞膜。此外，金屬離子本身可能具有毒性，而配位的抗生素類藥物的作用是作為金屬例子通過細胞膜的載體。四環素類抗生素的作用機理主要是藥物作用于菌體的核蛋白體，一直均體內蛋白質的合成，并通過改變細菌包漿膜通透性使藥物易于在菌體內積聚。四環素類可與細菌包漿膜上的鎂離子螯合，形成一種組織藥物流出的通透性屏障，而藥物的流出不受影響，由于均體內藥物的幾句干擾了蛋白質的合成而產生抑菌作用。6、抗癌藥物 癌癥成為20世紀以來人類健康的主要殺手，是僅次于心血管疾病的第二大死因。世界衛生組織調查表明癌癥患者數量正在逐年增加，對癌癥的治療閑的尤其緊迫，但是無論是內科治療還是維克手術都無法耿直癌癥。聯合治療時代的額到來主要體現在內科治療顯示其越來越重要的地位，盡管目前已有數十種化療或者輔助抗癌藥物運用于臨床，而且對其中的一些中國流已經取得了相當高的治愈率，但大多數藥物只能是緩解病情。因而各國都在 抗癌藥物的研究與發展商投入了大量的人力、物力和財力，希望在不僅的將來能有所突破。目前比較成熟度額抗癌藥物均為金屬的配合物，可分為鉑類抗癌藥物、釕配合物、有機鍺配合物、茂類配合物、有機錫配合物和鈀配合物。目前，廣泛被應用的主要有以下幾類。鉑類配合物作為抗癌藥物的應用 20世紀70年代以來，鉑配合物抗癌功能的研究在國內外引起了極大地重視。鉑配合物的抗癌活性是基于其對癌細胞的毒性?，F已確定具有順式結構的PtA2X2（A為胺類，X為酸根）均顯示抑瘤活性，其中順式二氯、二胺合鉑抗癌活性最高。它不僅能強烈抑制實驗動物腫瘤，而且對人體生殖泌尿系統、頭頸部及其他軟組織的惡性腫瘤有顯著療效，和其他抗癌藥聯合使用時具有明顯的協同作用。由于“順鉑”尚有緩解期短、毒性較大、水溶性較小等缺點，經過化學家們的不懈努力，現已制出了與順鉑抗癌活性相近而毒副作用較小的第二代、第三代抗癌金屬配合物藥物。除鉑外，其它金屬如Ti、Rh、Pd、Ir、Cu、NI、Fe等地某些配合物亦有大小不同的抗癌活性。金配合物 金作為藥物加以研究是從19世紀末期關于氰化金、硫代硫酸金鈉、硫代葡萄糖金等地藥效研究開始的，但真正應用于臨床卻還是近幾十年的事。目前，應用最廣泛的是金的硫醇類化合物和含磷的金的口服藥物用于治療風濕性關節炎，它還可望作為潛在的殺菌劑被用于治療牛皮鮮和支氣管炎。同時也在開發雙磷金（I）類和金（III）新藥，前者的抗癌機理是以能破壞線粒體的膜電位為靶體的，這與順鉑的抗癌機理不同，而金（III）配合物與Pt(II)的配合物是等電子體，分子構型相似，易與DNA成鍵，抗癌活性與順鉑相當，交叉抗藥性較強。而目前對于金藥物的詳細作用機理還不十分清楚，普遍認為金在體內分布較分散，體內缺乏與金親和力很強大的作用靶點。也有學者認為金配合物抗關節炎的機理是金的硫代蘋果酸鈉抑制關節炎液中蛋白質的變性，降低溶酶體酶的活性，穩定溶酶體酶，防止酶的漏出。銀配合物 銀是僅次于汞的殺菌金屬，銀及其化合物作為抗菌劑已有很長的歷史。在低濃度下銀有很強的活性，并且具有低毒的功能。1965年Moyer研究發現硝酸銀溶液對葡萄球菌、鏈狀球菌、假單細胞等有抗菌活性。1894年用1%硝酸銀溶液滴洗剛出生的嬰兒的眼睛以預防新生兒視覺缺失，但有副作用。而銀化合物在藥物上應用的一個突破是磺胺嘧啶銀的開發，它作為一種抗菌劑被廣泛用于嚴重燒傷時的抗菌消毒以防止細菌感染，有廣譜活性，除能導致白細胞外，幾乎無副作用?；前粪奏ゃy的有效性表現在它可以不斷地與血漿和其他含NaCl的體液反應而不斷地在傷口上緩慢釋放出銀離子，銀為活性組分。目前Bemers和Price等人報道了關于銀抗癌藥物大的研究工作。金屬配合物作為其它藥物的應用除了上面提到的鉑類配合物作為抗癌藥物外，實際上金屬配合物還有在殺菌、消炎、抗病毒等方面得到了廣泛的應用。在抗風濕炎癥方面，抗風濕藥物如阿司匹林及水楊酸衍生物等與銅配合后療效大增。某些配合物有抗病毒的活性。如鐵配合物Fe(3、4、7、8-四甲基鄰二氨菲)2+及Cu2+、Zn2+、Ag2+等離子與4、7-二甲基-1、10菲咯啉二磺酸鈉形成的配合物。配位體作為金屬解毒劑的作用由于環境污染、職業性中毒以及金屬代謝障礙均能造成體內Hg、Pb、Cd、As、Be等有害元素的累積以及Fe、Ca、Cu等必需元素的過量而引起金屬中毒。為使有害或過量金屬元素從體內排除，常運用一些藥物，這些藥物能有選擇地與有毒金屬離子（如As、Hg）形成水溶性大，穩定性強而無毒的螯合配合物，經腎臟排除而解毒。這種藥物稱為金屬解毒劑。1、2-二硫基丙醇，簡稱BAI，它和As、Hg、Pb等的螯合配位能力比蛋白質和這些金屬的強，所以，它是一種常用來治療腎中毒和汞中毒的金屬解毒劑。毒性較低的二硫基丁酸（DMSA），它具有良好的耐受性，副作用緩和，對血鉛和尿鉛等有明顯的減低作用，被廣泛用于治療Pb、Hg和As中毒。黃芩苷金屬離子配合物藥效學作用黃芩，為唇形科，植物黃芩的干燥根，是在祖國醫學的傳統藥用植物中應用最廣泛的一種。黃芩味苦，性寒。歸肝、肺、膽、大腸、小腸經。功能清熱燥濕，瀉火解毒，止血安胎。臨床上用于肺炎、腎炎、肝炎、慢性支氣管炎、高血壓、急性痢疾、化膿性感染等。黃芩中含有的成分主要有黃酮類、甾醇類（如菜油甾醇）、氨基酸和糖類，迄今已分離出約40中黃酮。據藥理學研究報道，黃芩苷具有抗菌抗炎、清熱解毒、螯合金屬離子、鎮靜、降壓、精神保護作用、抗變態反應和清除超氧陰離子等藥理作用。臨床用于感染、肺炎、肝炎、高血壓和先兆流產等疾病。近些年的國內外研究主要集中在其抗微生物、抗變態反應、降壓和鎮靜、利膽、保肝和解痙等作用上開展，但對于黃芩苷螯合金屬離子的藥效學研究相對較少。稀土及其配合物在生物醫藥上的研究進展稀土，在自然界中廣泛分布,其中中國的儲量就占世界儲量的80%左右，隨著稀土分離技術得迅速發展以及對其生物活性的不斷深入研究，稀土在生物醫藥領域發面的作用是一個被廣泛涉獵的重要研究課題。隨著配位化學的發展，稀土配合物不斷被合成，其活性研究也成為人們的研究重點。大量實驗結果表明，稀土配合物可以在很大程度上改變、修飾和增強稀土的生物活性，但是確屬于毒性較低的物質，比許多有機合成物或過渡金屬配合物的毒性低。如何有效地利用稀土及其配合物對生物細胞和病毒的作用，并應用到生物醫學領域中，是人們研究的主要目標之一。綜上所述，配位化學已經在醫學界得到了廣泛應用，配合物藥物的進一步有效地設計、合成與開發其與細胞、蛋白質、酶及DNA之間相互作用的機理研究，將在人類控制與戰勝疾病中，愈來愈顯示其重要性。稀土及其配合物因具有獨特的理化性質，應用前景確實很廣泛。雖然作為藥物已取得了很多可喜的成果，但在動植物體內的作用機理還不明確。由于它們的“雙刃”作用，有涉及到高劑量和長時間的毒力作用的影響，所以問題比較復雜。希望通過長期的研究，能為稀土在生物醫藥領域的應用提供科學依據，使之成為中國的優勢領域。參考文獻：【1】王曉勇,郭子健.金屬抗癌藥物設計的新策略和趨勢.化學進展2009年第5期【2】韋捷敏,田華,王麟生.抗癌金屬配合物的研究新進展.化學世界 2003年11期【3】張欣榮,楊峰,李武宏.稀土在醫藥領域的研究概況.醫學實踐雜志 2007年第1期【4】董冰