Введение. Источники сырья для лекарственных веществ и препаратов. Понятие органический синтез. Полный органический синтез

1. Введение в дисциплину. Источники сырья для лекарственных веществ и препаратов. Понятие органический синтез. Полный органический

ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ. ИСТОЧНИКИ
СЫРЬЯ ДЛЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ И
ПРЕПАРАТОВ. ПОНЯТИЕ ОРГАНИЧЕСКИЙ
СИНТЕЗ. ПОЛНЫЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ.
ТОНКИЙ ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ. ПОНЯТИЕ О
СТАДИЯХ ПРОИЗВОДСТВА. ВЫХОД ПРОДУКТА.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ СИНТЕЗА
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ.

2. Органический синтез увлекателен, полон приключений и опасностей, он часто требует высокого искусства

ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ
УВЛЕКАТЕЛЕН, ПОЛОН
ПРИКЛЮЧЕНИЙ И ОПАСНОСТЕЙ,
ОН ЧАСТО ТРЕБУЕТ ВЫСОКОГО
ИСКУССТВА

3. Лекарственные вещества применяются человеком с глубокой древности. С первых дней существования для облегчения боли и страдания

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ
ВЕЩЕСТВА ПРИМЕНЯЮТСЯ ЧЕЛОВЕКОМ С ГЛУБОКОЙ ДРЕВНОСТИ.
С
ПЕРВЫХ ДНЕЙ СУЩЕСТВОВАНИЯ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ БОЛИ И СТРАДАНИЯ ЧЕЛОВЕК
ИЗЫСКИВАЛ И НАХОДИЛ ОКРУЖАЮЩИЕ ЕГО ПРИРОДНЫЕ ПРОДУКТЫ РАСТИТЕЛЬНОГО,
ЖИВОТНОГО И МИНЕРАЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ; ПО МЕРЕ НАКОПЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
НАБЛЮДЕНИЯ И ОБОБЩЕНИЯ ОПЫТА УСТАНАВЛИВАЛ ИХ ПРАКТИЧЕСКУЮ ЦЕННОСТЬ.
ИСТОКИ
СОВРЕМЕННОЙ МЕДИЦИНСКОЙ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ НАУКИ ВОСХОДЯТ К
МНОГОВЕКОВОМУ ОПЫТУ НАРОДНОЙ МЕДИЦИНЫ, ХАРАКТЕР И УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ
КОТОРОЙ
СВЯЗАНЫ
СОХРАНИВШИЕСЯ
С
ОБЩЕИСТОРИЧЕСКИМИ
ПРОЦЕССАМИ.
С ДАВНИХ ВРЕМЕН ОТРЫВОЧНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИГОТОВЛЕНИИ И
ПРИМЕНЕНИИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ПОКАЗЫВАЮТ, КАК НА ОСНОВЕ ПРОВЕРКИ И
ОБОБЩЕНИЯ НАКОПЛЕННЫХ ДАННЫХ В ОБЛАСТИ ЛЕКАРСТВОВЕДЕНИЯ СЛОЖИЛАСЬ
НАУКА О ЛЕКАРСТВАХ, КАК ЭТА ДРЕВНЕЙШАЯ ОТРАСЛЬ ФАРМАЦИИ РАЗВИВАЛАСЬ.
ФАРМАЦИЯ
МЕДИЦИНЫ,
И МЕДИЦИНА РАЗВИВАЛИСЬ В НЕРАЗРЫВНОЙ СВЯЗИ.
ХИМИЧЕСКОЙ
НАУКИ
—
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА
И
ТЕХНИКИ
ИЗМЕНЯЛИСЬ
ПО
МЕРЕ РАЗВИТИЯ
И
ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ОТ ПРОСТЫХ К БОЛЕЕ СЛОЖНЫМ (РАСТЕНИЯ, ОРГАНЫ
ЖИВОТНЫХ, МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, НАСТОЙКИ, ЭКСТРАКТЫ, ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ
ВЕЩЕСТВА,
ВЫДЕЛЯЕМЫЕ
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЕЩЕСТВА,
ИЗ
РАСТЕНИЙ,
АНТИБИОТИКИ,
АЛКАЛОИДЫ,
ВИТАМИНЫ,
СИНТЕТИЧЕСКИЕ
ФЕРМЕНТЫ
И
ДР.).
ДЕЙСТВИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОРГАНИЗМ
ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА СПОСОБСТВОВАЛИ СОЗДАНИЮ РЯДА ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ
ОРГАНИЧЕСКИХ
ПРЕПАРАТОВ.
ВЕЩЕСТВ
Т.О.
ЗАРОДИЛОСЬ
МОЖНО
ОЧЕНЬ
СКАЗАТЬ,
ДАВНО,
НО
ЧТО
ПРОИЗВОДСТВО
ПЕРВОНАЧАЛЬНО
БАЗИРОВАЛОСЬ НА ПЕРЕРАБОТКЕ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ
–
ОНО
ВЫДЕЛЕНИИ
ЦЕННЫХ ВЕЩЕСТВ (САХАР, МАСЛА) ИЛИ ИХ РАСЩЕПЛЕНИИ (МЫЛА, СПИРТ И ДР).

4. Источники сырья лекарственных веществ

ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ
ВЕЩЕСТВ
минеральное сырье: горные породы, руда, газы, вода
озер и морей.
Парафины (от метана до углеводородов С15
Каменный уголь
– С40)
олефины (С2Н4, С3Н6, С4Н8, С5Н10)
Нефть
Аром. углеводороды (бензол, толуол,
ксилолы, нафталин)
Природный газ
Ацетилен
Полезные ископаемые Оксид углерода и синтез-газ (смесь СО и Н2)
Дерево
ЛРС
Сырье животного происхождения
Гидробионты

5.

ОСНОВНОЙ
( ПОЛНЫЙ)
ОРГАНИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ
ТОНКИЙ
СИНТЕЗ
ОРГАНИЧЕСКИЙ

6. Химическая технология - наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах химической переработки сырых природных

ХИМИЧЕСКАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ - НАУКА О
НАИБОЛЕЕ ЭКОНОМИЧНЫХ И
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБОСНОВАННЫХ
МЕТОДАХ ХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
СЫРЫХ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ В
ПРОДУКТЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ И
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ В РАЗЛИЧНЫХ
ОТРАСЛЯХ МАТЕРИАЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА.

7. Процессы химической технологии

ПРОЦЕССЫ
ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
механические
измельчение,
грохочение,
гранулирование, таблетирование, транспортирование
твердых материалов, упаковка и др.;
гидродинамические - перемещение жидкостей и газов по
трубопроводам и аппаратам, пневматический транспорт,
фильтрование,
флотация,
центрифугирование,
перемешивание, псевдоожижение и др.; скорость этих
процессов
определяется
законами
механики
и
гидродинамики;
тепловые - испарение, конденсация, нагревание,
охлаждение, выпаривание и др.; скорость этих процессов
определяется законами теплопередачи;
диффузионные, или массообменные, - связанные с
переносом вещества в различных агрегатных состояниях
из одной фазы в другую - абсорбция, адсорбция,
дистилляция, ректификация, сушка, кристаллизация,
экстракция, ионный обмен и др.;
химические.

8.

Факторы, определяющие технологичность процесса:
- число и продолжительность стадий;
- селективность и постадийные выходы
промежуточных и целевого продуктов;
- качество и стабильность при хранении
промежуточных и целевого продуктов;
- возможность полного химического и технического
контроля;
- сложность используемого оборудования;
- температурный режим и энергоемкость процессов;
- количество и возможность переработки отходов;
- возможность механизации и автоматизации
процессов;
- возможность регенерации растворителей и
других видов сырья.

9.

Экономические факторы:
- доступность и стоимость сырья и материалов;
- материальный индекс производства;
- трудоемкость процессов;
- возможная стоимость оборудования и
эксплуатационные затраты;
- возможность реализации продукции на рынке;
- патентная чистота;
- возможность патентной защиты и продажи
лицензий;
- возможность экспорта продукции;
- возможный масштаб производства;
- источники сырья и вспомогательных материалов;
- гарантированный спрос на продукцию;
- место строительства.

10.

Факторы, определяющие безопасность ( в т.ч.
экологическую):
- токсичность, взрыво- и пожароопасность
используемых веществ, вопросы охраны труда;
- состав сточных вод и выбросов в атмосферу,
вопросы охраны окружающей среды;
- устойчивость и управляемость процессов;
- надежность средств регулирования и механизации
процессов;
- сложность обеспечения безопасности.

11. Основные реакции химического синтеза ЛВ

ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ ХИМИЧЕСКОГО
СИНТЕЗА ЛВ
Реакции замещения (сульфирования и
сульфохлорирования, нитрования,
галогенирования, конденсации и нейтрализации)
Реакции превращения заместителей
(присоединения и элиминирования, реакции
оксилирования и аминирования; реакции
нитрозирования, диазирования и превращений
диазосоединений; реакции ацилирования и
алкилирования)
Реакции
оксиления-восстановления

12.

Электрофильное
замещение
основано
на
взаимодействии
органического
вещества
с
электрофильными или положительно заряженными
ионами
(─NO2+,
─SO3Н+
,NO+
и
др.)
и
поляризованными молекулами.
RH + X+→RX + H+
Нуклеофильное
замещение
(радикальное)
основано на взаимодействии радикала с молекулами
(ионами), которые склонны к отдаче электронов. К их
числу относят многие соединения, содержащие атомы
азота, серы, кислорода, отрицательно заряженные
ионы и др. , а также ароматические и этиленовые
углеводороды.
RH + Y−→RY + H−
ArCH3 + Cl− → ArCH2− + HCl
ArCH2− + Cl2→ ArCH2Cl + Cl−

13. Реакции сульфирования и сульфохлорирования Сульфированием в широком смысле этого понятия называют процессы, приводящие к

РЕАКЦИИ
СУЛЬФИРОВАНИЯ
И
СУЛЬФОХЛОРИРОВАНИЯ
СУЛЬФИРОВАНИЕМ В ШИРОКОМ СМЫСЛЕ ЭТОГО ПОНЯТИЯ
НАЗЫВАЮТ ПРОЦЕССЫ, ПРИВОДЯЩИЕ К ВХОЖДЕНИЮ В
МОЛЕКУЛУ ОРГАНИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ СУЛЬФОГРУППЫ ─SO3H. В БОЛЕЕ УЗКОМ СМЫСЛЕ ЭТОГО СЛОВА ПОД
СУЛЬФИРОВАНИЕМ ПОНИМАЮТ ПРОЦЕСС ЗАМЕЩЕНИЯ АТОМА
ВОДОРОДА В ОРГАНИЧЕСКОМ СОЕДИНЕНИИ СУЛЬФОГРУППОЙ,
ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЙ ПУТЕМ ОБРАБОТКИ ВЕЩЕСТВ РАЗЛИЧНЫМИ
СУЛЬФИРУЮЩИМИ АГЕНТАМИ.
O
R S OH
O
+ SO3
SO3
H
SO3
+
SO3H

14.

РЕАКЦИЯ НИТРОВАНИЯ - это процесс замещения
атома водорода в органическом соединении группой –
NO2, осуществляемый путем обработки нитруемых
веществ различными нитрующими агентами. Как
правило, на нитрогруппу замещают атом водорода,
расположенный при углероде (С-нитрование).
Установлено, что при нитровании концентрированной
азотной кислотой и ее смесями с другими кислотами
активным реагентом является нитроний-катион
NO2 , образующийся по схеме:
3 HNO3
NO2 + 2 NO3 + H3O
HNO3 + 2 H2SO4
HNO3
H
NO2 + 2 HSO4 + H3O
или в общем виде:
(HO)2NO
NO 2 + H2O

15.

В случае нитрования ароматических соединений
реакция протекает по обычной схеме:
H
NO2
NO2
NO2
+
-H
NO2

16.

HNO2 + 2 HNO3
OH
H3O + 2 NO3 + NO
OH
NO
+
H
OH
HNO3
NO3
NO
OH
NO
+ HNO2
NO2

17.

Ряд реакционноспособных ароматических
соединений нитруется даже разбавленной
азотной кислотой, несмотря на
практически полное отсутствие в ней
ионов нитрония. Исследования
(А.И.Титов, К.Ингольд) показали, что в
этих случаях реакция идет через стадию
нитрозирования и последующего
окисления нитрозосоединений
HNO2 + 2 HNO3
OH
H 3O + 2 NO3 + NO
OH
NO
+
H
OH
HNO3
NO3
NO
OH
NO
+ HNO2
NO2

18.

Hal2, катализатор
ArH
(FeCl3, H2SO4, I2 и др.)
R2C CR2
Hal2
ArHal
H3O
R2C CR2
ClI
HOCl
R CH CH2
ArI
R2CO
Hal2, hv
RH
Hal2, hv
ArI
I2, [O]
ArH
Hal2
R CH CH2
HalOH
ArH
PCl5
AHal, hv
CoF3
RH
D
R2CO
SF4
RCOOH
ROH
R CH(Hal) CH3
R2C(Hal) C(Hal)R2
R CH(OH) CH2Cl
R2CCl2
RHal
Hal2
R CH2CHO
RH
R CH2 CH2Br
ArCl (ArBr)
H2O, CH3COOH
ArH
R2C(Hal) C(Hal)R2
HBr, hv
R CH CH2
Cl2 (Br2)
ArH
ArHal
RHal
CH3CH2COOH
PCl3
R CH(Hal)CHO
CH3CH2COCl
RF
ROH
R2CF2
SF4
Hal
CH3 CH2COOH
SOCl2
Cl2, H
RCl
CH3CH(Cl)COOH
RCF3
RHal
CH3CH2COOH
Cl2, hv
CH2(Cl)CH2COOH

19.

Галогенирование аренов обычно протекает как
реакция электрофильного замещения
Fe + Cl2
FeCl3 + Cl2
FeCl3
Cl + FeCl 4
Cl
Cl
Cl
+
Cl
H
-H
Образование галогеналканов из спиртов и
галогенводородов может протекать по
следующим схемам
R-OH + H
R-OH2
R + Hal
Hal + R-OH2
R-OH2
R + H2O
RHal
dd+
[Hal...R...OH 2]
SN1 механизм для
вторичных и третичных
спиртов
SN2 механизм для
RHal + H2O первичных спиртов