المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24
من آداب التلاوة
2024-11-24
مواعيد زراعة الفجل
2024-11-24
أقسام الغنيمة
2024-11-24
سبب نزول قوله تعالى قل للذين كفروا ستغلبون وتحشرون الى جهنم
2024-11-24


Case Study—Racemic and Non-Racemic Drugs  
  
2834   01:43 مساءاً   date: 23-6-2016
Author : ADAM RENSLO
Book or Source : the organic chemistry of medicinal agent
Page and Part : p 175

Case Study—Racemic and Non-Racemic Drugs

Currently, about 80% of the new drug molecules approved for clinical use are chiral, and of these, the vast majority are developed and marketed as single enantiomers. This was not always the case however, and prior to the 1990s most chiral drug substances were manufactured and used as racemic mixtures (equal mixtures of R and S enantiomers). This might seem surprising since we have already noted that the chiral macromolecules of living organisms can usually distinguish between the enantiomeric forms of drug species. It turns out however that the separation of drug enantiomers is not a trivial task, especially when it comes to manufacturing many tons of a drug. Thus, the current availability of single enantiomer drugs is a result of the development in recent decades of synthetic methods and separation technologies that enable the large-scale manufacture of single-enantiomer drugs. In this case study, we will discuss racemic and non-racemic drug substances by focusing on the specific examples of omeprazole, ibuprofen, ketoprofen, and naproxen.

Omeprazole and Esomeprazole

It can generally be assumed that one enantiomeric form of a drug substance will be more active at a given biological target than the other. In fact, the terms eutomer and distomer are sometimes used to describe, respectively, the “active” and “inactive” enantiomer of a racemic drug substance. Sometimes however, the situation is more complicated, as is the case with the proton pump inhibitor omeprazole. Omeprazole (marketed as Prilosec®) was the first member of a new class of drugs intended to treat gastroesophageal reflux disease by directly inhibiting the proton pump (a H+/K+ ATPase) responsible for secreting protons (H+) into the stomach. As we noted in Section 3.10, omeprazole contains a chirality center at the tetrahedral sulfur atom and thus can exist in two enantiomeric forms (R and S). Omeprazole was originally developed and marketed as a racemic mixture and became a hugely successful product, with annual sales exceeding US$6 billion in the year 2000.

Interestingly, the R and S forms of omeprazole have equivalent inhibitory activity against the H+/K+ ATPase. This is because omeprazole itself is not the chemical species directly responsible for inhibition of the proton pump. As illustrated below (Figure 1.1), omeprazole first undergoes an acid promoted rearrangement to afford a reactive sulphenamide intermediate (some steps are omitted in the reaction scheme below). The sulphenamide intermediate next reacts with a thiol (–SH) group on the ATPase, forming a covalent disulfide bond and thereby inhibiting the enzyme (Figure 1.1).

Figure 1.1 The chiral proton pump inhibitor omeprazole is converted in the parietal cells of the stomach into an achiral sulphenamide intermediate. The sulphenamide is electrophilic and reacts with a thiol (–SH) function on the proton pump (a H+/K+ ATPase) to form a disulfide bond, thereby inhibiting the pump and slowing the secretion of protons into the stomach.

You may have noted that the sulfur atom in the active sulphenamide intermediate is no longer attached to four different substituents and is therefore no longer a chirality center. Indeed, whereas omeprazole is chiral, the active sulphenamide intermediate is not, and this explains why the R and S forms of omeprazole have equivalent activity against the ATPase (both forms are converted to the same active intermediate). One might therefore expect little or no therapeutic benefit from a single-enantiomer form of omeprazole. However, in ~3% of Caucasians and 10–15% of Asians the R and S forms of omeprazole are metabolized differently in the liver. Subsequent clinical studies comparing the R and S forms of omeprazole with the racemic mixture showed that administration of (S)-omeprazole resulted in superior drug exposure in these “slow metabolizing” individuals. Thus, while the benefit is associated with a relatively small percentage of the population, it does constitute a therapeutic benefit and esomeprazole (marketed as Nexium®) received approval from the FDA in 2001.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .