( Sex Hormones and Adrenocorticoids ) 第十五章 性激素和肾上腺皮质激素 ( Sex Hormones and Adrenocorticoids )
第一节 甾类的化学和作用机理(Chemistry and Action Mechanism of Steroids) 一、化学结构和立体化学 纸平面上方或前方为β-面(其上取代基用实线表示); 纸平面下方或后方为α-面(其上基团用虚线表示)。
(一)5α-系和5β-系 甾核四个环的实际稠合方式主要表现为A/B顺式(cis)和反式(trans)两种,其特征是5-H的取向,即5α-H和5β-H。甾类化合物由此可分为5α-系和5β-系两大类。
5α-系 A B 反式 5α-系:甾类化合物中A/B为反式稠合,5-H为α型,该类甾类化合物称为5α-系。
5β-系 顺式 A B 5β-系:甾类化合物中,A/B为顺式稠合,5H为β型,称为5β-系。
(二)直立键(Axial)和平伏键(Equatorial) 与环平面垂直的键称为直立键或a键;与环平面平行的键称为平伏键或e键。
二、结构分类和命名 结构 特征 母核名 5α-孕甾烷 Pregnane 5α-雄甾烷 Androstane 5α-雌甾烷 Estrane + C17乙基 C10角甲基 C13角甲基 + -
孕甾-4-烯-3,20-二酮 17,21-dihydroxy-pregn- Pregn- 4-en-3, 20-dione 可的松(Cortisone) 黄体酮(Progesterone) R=H 17α,21-二羟基孕甾-4- 烯-3,11,20-三酮 17,21-dihydroxy-pregn- 4-en-3,11,20-trione R=CH3CO 17a,21-二羟基孕甾-4-烯- 3,11,20-三酮21-醋酸酯 17,21-dihydroxy-pregn-4- en-3,11,20-trione 21-acetate 孕甾-4-烯-3,20-二酮 Pregn- 4-en-3, 20-dione
estra-1,3,5(10)-trien-3,17-diol 睾酮(Testosterone) 雌二醇(Estradiol) 雌甾-1,3,5(10)-三烯-3,17β-二醇 17β-羟基-雄甾-4-烯-3-酮 17-hydroxy-androst- 4-en-3-one estra-1,3,5(10)-trien-3,17-diol
第二节 雄激素和同化激素 一、概述
睾酮、雌二醇和黄体酮的生物合成
二、合成雄激素和同化激素 (一)合成雄激素 (二)同化激素
(一)合成雄激素 1. 为增加睾酮的作用持续时间,将17β-羟基酯化,得到睾酮的长效衍生物。 2. 在17α-位增加一个甲基,不易代谢,可以口服。甲睾酮具有口服活性。
甲睾酮 (Methyltestosterone) 17β-羟基-17 α-甲基-雄甾-4-烯-3-酮 17β-hydroxy- 17α-methylandrost- 4-en-3-one
甲睾酮的合成
甲睾酮
(二)同化激素 1. 2位取代的甲睾酮 羟甲烯龙 同化作用是甲睾酮的3倍 雄激素作用其为1/2 2. 10位无甲基的雄激素苯丙酸诺龙 羟亚甲基 1. 2位取代的甲睾酮 羟甲烯龙 同化作用是甲睾酮的3倍 雄激素作用其为1/2 19-去甲基 2. 10位无甲基的雄激素苯丙酸诺龙 同化作用与母体相同 雄激素作用大为降低
三、构效关系 全反式甾类骨架; 3-酮和3α-OH的引入增强活性; 17β-OH对活性至关重要,其酯化物有长效作用; 17α-甲基引入使具口服作用。 2位引入如羟亚甲基等基团,增强同化活性,19-去甲雄激素能增加同化作用。
第三节 雌激素 不能口服
雌激素的结构特征 (1)雌激素的骨架特征是A环为芳香环,没有C10角甲基。
一、甾类雌激素 (一)雌二醇的酯 雌二醇的3和17β-都有羟基,通过成酯修饰,使成为长效肌肉注射药物。
(二)炔雌醇及其醚 解决雌二醇口服问题的成功方法是在17α-位引入乙炔基来稳定17β-羟基。
炔雌醇 (Ethinylestradiol) 19-去甲-17α-孕甾-1,3,5(10)-三烯-20-炔-3,17-二醇。 17α-norpregna-1,3,5(10)-trien-20-yne-3,17-diol 炔雌醇比雌二醇在17位增加了乙炔基,此时,17位羟基由仲醇变成叔醇,增加了C17-OH的空间位阻,使叔醇较难氧化和进行轭合反应,增加了稳定性,延长了时效,所以口服有效。
二、非甾雌激素
三、构效关系 甾类雌激素基本结构特征是A环芳构化和3-OH。甾类有三个基本要求:17β-OH; 3-OH与17β-OH之间保持一定距离;是一个平面的疏水分子。雌二醇成酯,长效;17 α-乙炔基,口服。甾核不是雌激素必需的。
第四节 孕激素 (Progestins) 一、合成的孕激素 不能口服
(一)黄体酮的衍生物 增强活性 增强活性,可口服
(二)17-去侧链的孕激素 活性增强 1944年,口服孕激素
炔诺酮的合成
炔诺孕酮 (18-甲基炔诺酮) 活性是炔诺酮5~8倍 去氧孕烯 口服,活性是炔诺酮18倍 孕二烯酮 活性是左炔诺孕酮2倍
(二)构效关系 黄体酮引入17α-OH并酯化,作用时间长;分子中引入Δ6、6-CH3、6-Cl能增强活性,可口服。 妊娠素移去C19位甲基,活性增强;18位增加一个甲基,活性又可大幅提高;在11位引入亚甲基可使活性进一步提高;在B环和D环引入双键也能增强孕激素活性。
四、孕激素拮抗剂 米非司酮
第五节 肾上腺皮质激素 一、概述 肾上腺位于肾的上内侧,其髓质分泌儿茶酚胺,而皮质合成肾上腺皮质激素。
糖皮质激素 同时具有17α-羟基和11β-羟基,或11-羰基 可的松 氢化可的松 同时具有17α-羟基和11β-羟基,或11-羰基 氢化可的松和可的松调节糖、脂肪和蛋白质的生物合成及代谢,有抗炎活性,由于糖代谢发现较早,称为糖皮质激素(Glucocorticoids)。
盐皮质激素 有的17α-羟基,有的仅有11位 含氧基团,有的两者都没有 盐皮质激素留钠排钾作用, 具有影响体内盐水平衡 去氢皮质酮 皮质酮 去氧皮质酮 17α-OH-去氧皮质酮 盐皮质激素留钠排钾作用, 具有影响体内盐水平衡 醛固酮
激素基本结构特征 皮质激素基本结构特征:C3羰基、Δ4和17β-酮醇侧链。 糖皮质激素必须同时具有17α-羟基和11β-羟基,或11-羰基。 盐皮质激素有的17α-羟基,有的仅有11位含氧基团,有的两者都没有。
二、糖皮质激素的发展 氢化可的松21-OH酯化,得前药,更稳定。如醋酸氢化可的松,注射后长效。
9α-卤素,活性与卤素大小成反比。如氟氢化可的松及其醋酸酯。 氟氢化可的松活性增加11倍, 盐皮质激素副作用增加300~800倍
Δ1-衍生物,活性强,副作用较低,如泼尼松、氢化泼尼松。 构型由椅式变为船式
16α-OH引入使盐皮质激素副作用降低
为稳定17β-酮醇侧链,引入16-甲基,增强活性,显著降低钠潴留副作用,如地塞米松。
6α-引入甲基或氟,增强活性
地塞米松 地塞米松具有最强抗炎作用的肾上腺皮质激素。
三、构效关系 (一)整体分子的构效关系 全反式的主链对于活性是必要的。 在分子的β-面引入大的取代基,分子失去糖原活性;在分子的α-面则没有这种影响。
(二)取代基对活性的影响 Δ4-3-酮和17β-酮醇侧链是皮质激素的基本结构。11β-OH(或11-羰基)和17a-OH是糖皮质激素的特征基团。 Δ1能增强糖皮质激素活性; 9a-F能增强活性(通过诱导作用和防止11β-OH氧化); 16a-OH,17a-OH,16-CH3和17a-CH3能减弱钠的潴留; 6位取代和2-CH3能增强皮质激素活性。
五、肾上腺皮质激素拮抗剂 (一)抗盐皮质激素 螺内酯
(二)抗糖皮质激素 米非司酮