第二章中枢神经系统用药 (Central Nervous System Drugs)

第一节 镇静催眠药 (sedative-hypnotics) 镇静药(sedatives)使中枢神经受到轻微抑制，使患者平静，安宁。催眠药（hypnotics）使患者思睡。二者无明显区别，这类药物小剂量时镇静；中剂量可引起催眠(hypnotic)；大剂量可产生麻醉，惊厥作用。

这类药物的结构类型很多，上世纪初的巴比妥类，60年代的苯二氮卓类，以及90年代的一些其它新结构。其中苯二氮卓类因成瘾性小，安全范围大，目前最为常用的一类。其他类型放在别的章节里讲述。

1. barbiturates 系丙二酰脲衍生物，其未取代型称为巴比吐酸(barbituric acid)。本身几乎无生理活性，当C—5位上的 两个氢原子被烃基取代后才呈现活性。

结构式的写法： 1 丙二酸+脲 （尿素）——丙二酰脲，即巴比妥酸。 2 掌握编号的要点，注意5位的取代基。

丙二酰脲即巴比妥酸 (Barbituric Acid)。 由于分子内存在Lactam-Lactim 互变而呈酸性(pKa 4.12)。是为数不多的典型的酸性药物。

不同的取代基决定巴比妥类药物的镇静催眠作用的程度、起效的快慢，与脂溶性及体内代谢 过程。 长效类 苯巴比妥(Phenobarbital) ，作用时间可维持6—8h。 中效类 异戊巴比妥(Amobarbital)(4-6h) 短效类 戊巴比妥(Pentobarbital)司可巴比妥(Secobarbital)(2～3h)， 超短效类 硫喷妥 (少于1h) Tab 1. 。

5位取代基的生物氧化是该类药物最重要的代谢途径，取代基为芳烃、烷烃较难以氧化，因此作用时间较长，当有 烯烃取代时，在体内易被氧化破坏，作用时间较短。 5位二取代的巴比妥类比巴比妥酸及单取代的巴比妥类的酸性弱，在生理pH7．4条件下，不易解离，以药物分子的形式通过细胞膜及血脑屏障，进入中枢神经系统，发挥作用。

巴比妥类药物亲脂性大小也影响镇静催眠作用。5位二取代基的碳原子总数在6～10 之间，使药物有适当脂溶性，利于药效的发挥。若在分子中引入亲脂基团，如以硫原子代替2位碳上的氧原子，即为硫代巴比妥类，不仅使分子的酸性降低，而且增大脂溶性，使药物更易透过血脑屏障进入中枢神经系统，这类药物起效快，持续时间短。

若在分子中的氮原子上引入甲基也同样降低解离度并增加脂溶性，使药物起效快，作用时间短，易代谢，属超短时间巴比妥类，若在二个氮原子都引入甲基，则产生惊厥作用。

苯巴比妥 Phenobarbital 化学名为5-乙基-5-苯基-2，4，6-(1H，3H，5H)嘧啶三酮(5-Ethyl-5- phenyl-2，4，6-(1H，3H，5H)-pyrimidinetrione)，又名鲁米那(Luminal)。

本品分子可互变异构为烯醇式而呈现一定酸性。本品溶于氢氧化钠或碳酸钠溶液，形成苯巴比妥钠。易溶于水。水溶液呈碱性，可作注射用药。苯巴比妥钠与酸性药物接触或吸收空气中的CO2，可析出苯巴比妥沉淀。因分子中具有酰脲结构，水溶液放置易水解，产生苯基丁酰脲沉淀而失去活性。苯巴比妥钠露置于空气中易吸潮发生同样的水解现象，加热还可进一步分解放出氨。

苯巴比妥部分在肝脏代谢为对羟基苯基乙基巴比妥排出体外，约占原药的11％- 25％，其余大部分以原药排出体外。 苯巴比妥具有催眠、镇静和抗惊厥作用，临床上除用作长时间的催眠药外，还用于治 疗癫痫大发作。

异戊巴比妥 Amobarbital 化学名为5-乙基-5 (3-甲基丁基) 2，4，6 (1H，3H，5H) 嘧啶三酮 5-Ethyl-5-(3-methylbutyl)-2，4，6-(1H，3H，5H)-pyrimidinetrione]。 是5位被乙基和异戊基取代的环丙二酰脲（巴比妥酸）的衍生物。本品味苦。在乙醇或乙醚中易溶，在水中极微溶解，在氢氧化钠或碳酸钠溶液中溶解。

在碳酸钠溶液中加入过量的硝酸银，生成白色不溶的二银沉淀。 与吡啶-硫酸酮溶液作用，生成紫色络合物（硫喷妥显绿色）。 本品作用与苯巴比妥相似，因5位取代基CH2CH2CH(CH3)2在体内比-C6H5 代谢快，为中效类催眠药。临床上用于镇静、催眠、抗惊厥。 在碳酸钠溶液中加入过量的硝酸银，生成白色不溶的二银沉淀。 与吡啶-硫酸酮溶液作用，生成紫色络合物（硫喷妥显绿色）。

SAR (P 14-5): a. 5,5-双取代有效,且R1+R2=4-8，而大于8时则致惊厥。 b. 5-位可以是烷基、烯基或芳香基。 c SAR (P 14-5): a. 5,5-双取代有效,且R1+R2=4-8，而大于8时则致惊厥。 b. 5-位可以是烷基、烯基或芳香基。 c. C2上的氧被其电子等排体硫取代，脂溶性增加，起效快，但失效也快。

d. N1上可以引入一个甲基，使解离度降低，脂溶性增大，起效快，失效也快。

Metabolism 生物异源物质 (xenobiotics), 进入机体后，对机体产生药理作用，另一方面，机体对药物也发生吸收、分布、代谢和排泄。药物代谢是药物在机体中的化学转化，是机体的一种解毒保护机能。

代谢往往分为两方面，第I：生物转化: 官能团转化，包括氧化、还原、水解等。 第2：结合反应(conjugation), 与机体的内源性物质如葡萄糖醛酸，甘氨酸结合，生成极性更大的物质，便于排泄。

Barbiturates的代谢主要发生在肝脏中: 包括5-位氧化，N1-位氧化脱甲基，2-位氧化脱硫，及水解开环等。只要求掌握异戊巴比妥的代谢。

解离度对药效的影响 多数药物为弱酸或弱碱，在体内部分解离。离子型和非离子型（分子型）同时存在。药物常以分子型通过生物膜，在膜内的水介质中解离成离子型再起作用。离子型不易通过细胞膜。

弱酸或弱碱类药物在体液中解离后，离子与未解离分子的比率由解离指数pKa表示。 酸类：pKa=pH + lg[RCOOH]/[RCOO-] 碱类：pKa=pH + lg[RN+H3]/[RNH2] 弱酸性药物在酸性的胃液中几乎不解离，呈分子型，易在胃中吸收。弱碱性药物则相反。

脂水分配系数 药物转运扩散至血液或体液，需有一定的水溶性。通过脂质的生物膜转运，又需有一定的脂溶性。脂溶性和水溶性的相对大小以脂水分配系数表示。

即化合物在平衡时非水相中的浓度Co和水相中的浓度Cw之比值： P=Co/Cw 因P值效大，常用lgP。 非水相目前广泛采用正辛醇。因为溶剂性能近似生物膜、不吸收紫外光、可形成氢键及化学性质稳定。

作用于中枢神经系统的药物，需通过血脑屏障，需较大的脂水分配系数。全身麻醉药和镇静催眠药的活性与lgP值有关。但脂水分配系数也有一定限度，即化合物也需有一定的水溶性，才能便于转运，到达作用部位。

Syn of Amobarbital (P15) 用丙二酸二酯合成法，在乙醇钠的催化下，在2未碳上先上较大的异戊基，再上较小的乙基，最后与脲基关环缩合。

缺 点：成瘾性，常被成瘾性小，更安全的苯二氮卓类代替。

2. 苯二氮卓类 (Benzodiazepines and benzodiazepine-like drugs)

苯并氮杂草类是20世纪50年代后期发展起来的具有中枢抑制作用的药物，其中1， 4-苯二氮草类作用最强，因这类药物副作用较巴比妥类小，在临床应用上已成为镇静、 催眠、抗焦虑的首选药物，但久用也有成瘾性。

60s初1，4-苯二氮草类首先应用于临床治疗失眠，抗焦虑的是最先发现氯氮卓(chlordiazepoxid，利眠宁)，用于治疗紧张，焦虑，失眠。由于副作用小而被广泛重视。先后上市的大约有40种。

氯氮卓(chlordiazepoxid，利眠宁) 脒 氯氮卓(chlordiazepoxid，利眠宁)

后来发现氯氮卓分子中脒的结构及氮上的氧并不是生物活性所必需的，于是制得了 活性较强的地西泮(Diazepam，安定)

地西泮

通过对该类药物的构效关系研究，发现苯环上7位和2位取代基与生物活性有关，如硝西泮(Nitrazepam)、氯硝西泮 (Clonazepam)、氟西泮(Flurazepam)等在7位和2位具有吸电子取代的化合物 活性增强。

diazepam 的水解 （Hydrolysis） 1, 2-amide 和 4, 5-imine容易水解开环，生成二苯酮和甘氨酸。 4, 5位在酸性（胃酸）条件下开环，在碱性条件下（肠道）闭环，不影响生物利用度。

1，2位的开环

Metabolism of diazepam 主要在肝脏中代谢：1-位氮去甲基(N-CH3)成去甲地西泮，3-位羟基化，成奥沙西泮，位活性代谢物。形成的羟基代谢物与葡萄糖醛酸结合，排出体外。 本品临床用于治疗失眠，尤其对焦虑性失眠疗效极佳；也用于抗癫痫和抗惊厥。

发展及结构改造： 可供改造的部位主要有：1,2,3,5,7-位。如: 硝基安定剂量小，无成瘾性，有抗癫痫活性。 发展及结构改造： 可供改造的部位主要有：1,2,3,5,7-位。如: 硝基安定剂量小，无成瘾性，有抗癫痫活性。

4,5-位骈入四氢恶唑环，如:美沙唑仑。这是一类前药（Pro-drug）。含氧恶唑环在代谢过程中除去后发挥药效。是一作用较强的安定药。

1,2-位骈入咪唑环（或称为三唑环），受体的亲和力及代谢的稳定性增强，如:三唑仑，阿普唑仑，艾司唑仑，等。

艾司唑仑 EStazolam ,又名舒乐安定。 本品的化学结构为两个苯环，一个七元二氮杂环和一个五元杂环构成，母核为1， 4-苯并二氮杂草，在1，2位并入三唑环，增强了药物与受体的亲和力和代谢稳定性，因 此增强了药物的生理活性，C-7位吸电子的C1也使受体亲和力大为增加。

阿普唑仑 Alprazolam 。味微苦。在水 或乙醚中几乎不溶。阿普唑仑的分子结构与艾司唑仑相似，由两个苯环，一个七元二氮杂环和一个五元杂 环构成。母核为1，4-苯并二氮杂草，在1，2位并入三唑环，增强了药物与受体的亲和 力和代谢稳定性，因此增强了药物的生理活性。

本品主要代谢产物为。4-羟基阿普唑仑和二苯甲酮，前者的生物活性约为原药的1／2， 后者无活性。 阿普唑仑为新的苯并二氮草类药物，具有与地西泮相似的药理作用，有抗焦虑、抗惊 厥、抗抑郁、镇静、催眠及肌肉松弛等作用，其抗焦虑作用比地西泮强10倍。

代谢型的药物 奥沙西泮（oxazepam）(去甲羟安定，又名舒宁)，替马西泮（temazepam）为地西泮的活性代谢产物，保持了地西泮的母核结构。作用略弱，且无明显副作用，更为广泛应用。

构效关系： 1 七元亚胺内酰胺环为活性必须。 2 4，5位双键被饱和并拼入四氢恶唑环增加镇静和抗抑郁作用。 3 苯环取代基引入吸电子基团明显增加活性（7位，2·位）。 N-1位长链烃基取代可延长作用。 代谢产物也可作为临床用药。右旋强于左旋。

3. 其它类 唑吡坦(Zolpidem)：第一个上市的咪唑并吡啶类镇静催眠药，镇静催眠药作用非常强。其他副作用很小。极少产生耐药性和成瘾性，在欧美广泛应用。

在肝脏以氧化为主，氧化成苯甲酸和酚羟基化。

在结构改造中以Cl置换芳（杂）环，以二丙胺置换二甲胺成阿吡坦（alpidem）。（P21）

此外一些具有内酰胺结构的杂环，也是很好的安眠镇静药。甲喹酮，（安眠酮，methaqualone）。苯环2-甲基被Cl取代成甲氯喹酮（mecloualone）。

氨基甲酸酯类 在研究丙二醇的氨基甲酸酯衍生物中，1951年发现了甲丙氨酯(Meprobamate)，主要用于治疗神经官能症的焦虑、紧张和失眠。本品属于氨基甲酸酯类抗焦虑药，为弱安定药。具有中枢性肌肉松弛作用和安定作 用。临床上主要用于神经官能症的紧张、焦虑、失眠。本品较安全，但久用可能产生一定 成瘾性和耐受性。

甲丙氨酯 Meprobamate又名眠尔通。化学名为2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇二氨基甲酸酯(2-Methyl—2-propyl-1，3-propanedioldicarbamate)，本品性质不稳定，在稀酸或稀碱中加热时易水解，分别产生二氧化碳或氨及油状的 2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇