解析藥物化學名中“三氫”的命名方法*

應顯力，奉 強

(成都師范學院化學與生命科學學院，四川 成都 611130)

人類學會使用藥物已經有幾千年歷史，自此人類發展發生了根本性變化。人們(如中國古代神農氏)通過品嘗天然存在于自然環境中的植物，發現并利用了各種用途的天然藥物。僅自1769年從釀酒酒石中生產出酒石酸起至今短短的250年間，人類就已經分離出難以計數的天然化合物并從中尋找到大量具有藥用價值的小分子有機化合物，僅我國就有上萬種天然化合物入藥。

藥物作為一類特殊的化合物，它的化學結構對其生理功能和生理效應起著決定性作用，反映其藥學性質的本質。因此，藥物化學名的命名必須系統、規范以準確反映其化學結構[1-4]。藥物化學名的命名包括英文化學名和中文化學名，前者的命名主要依據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)制定的規則執行，后者的命名主要依據《有機化學物質的系統命名原則》(中國化學會，2017年修訂)制定的規則執行。目前，藥物中文名成為了《中國藥典》的收載名，也是藥物研發與應用、文獻查閱與成果撰寫、新藥申報與審批、藥物生產與銷售中的規范名稱。因此，對于藥物化學課程學習者以及從事藥物研究相關領域的專業人員，掌握藥物化學名規則以正確地命名藥物就十分必要。

本文作者在《藥物化學》課程學習中發現，雖然大學本科生學習藥物化學時已經學習過基礎有機化學，對基本的命名方法已經掌握，但是并沒有涉及到更為復雜化合物的命名，尤其是藥物化學名的命名。由于目前大多數高校中藥物化學課程內容多、教學學時少、藥物化學名的命名教學環節弱化，因此教學中常出現學生自學藥物化學名的命名。作者通過實際調查以及與相關專業老師及同學交流發現，由于藥物的結構復雜，母核多樣，初學者感覺無規律可循，常常無從下手。雖然現有文獻也對有機化合物命名進行了分析[5-10]，但對藥物化學名的命名解釋得還不透徹，尤其對藥物中的“三氫”--定位氫、添加氫和飽和氫三者的區別比較模糊，命名混亂。為了解決上述問題，筆者結合典型藥物地西泮和吲哚等實例，通過逐步簡化母環結構的命名方法，詳細解析了藥物化學名命名中“三氫”的定義及其正確命名，并通過舉例命名了其它藥物驗證該法的普適性。作者希望通過“三氫”的正確命名能夠為藥物命名的自主學習有所幫助，也為進一步學習藥物化學和相關專業的其他課程起著參考作用。

1 定位氫的定義及表達

定位氫又名額外氫或指示氫，用以確定環上飽和元素的位置，指示主要功能基。通常情況下，當環狀化合物含非累積雙鍵達到最高限度后，如果仍有一個成環原子(一般是非VIA原子)處于飽和狀態，則往往由于該飽和原子的位置不同而產生異構現象。為了區分該類異構體，這時可以標出成環飽和原子在環中所處位次，并在該位次數后面加一H表示，置于環系名稱之前。這種標明位次的H符號稱為“定位氫”。利用“定位氫”即可區別因上述原因產生的異構體。

例如在吲哚分子1中，有一飽和N環系原子，因其位次變化產生多種C飽和異構體(2～9)，我們就可以通過定位氫命名方法將其全部準確區分。

2 添加氫的定義及表達

添加氫是指在分子環系上為了提供結構特征而添加的兩個氫之一。所謂添加氫，實際上是在原母核上增加一對氫，即減少一個雙鍵(此時可以是鄰位加成，也可以是共軛加成)。表示方法是結構特征位置的鄰位飽和位號或共軛飽和位號加上H，并加上括弧表示。

我們在命名藥物母體化合物10、11時，首先找到他的母環，結構為喹啉(12)，化合物10、11即由母環化合物12環上接入結構特征官能團羰基所得。由于化合物12中非累積雙鍵達到最高限度后再也沒有飽和原子，因而沒有定位氫。那么，怎么表示10、11中母環上結構特征的羰基呢？為了能引入該羰基，我們假定在12的結構中，在環2-和4-碳原子上分別增加一個氫原子，使之得到CH2原子團，該原子團上的兩個氫原子再被氧原子取代得到羰基(C=O)，在2-和4-碳原子上增加氫原子的同時，也需要在其相鄰或共軛環系原子上添加一個氫原子達到價鍵平衡。像上述2-和4-碳原子的相鄰或共軛環系原子上添加的這類氫原子，稱為添加氫，表示時以該氫相連的原子在環上所處位次數加上H，并加括號表示。故10和11的名稱分別為喹啉-2(1H)-酮和喹啉-4(1H)-酮。

3 飽和氫的定義及表達

飽和氫是指在環系分子環上形成最大程度的非累積雙鍵的基礎上，飽和部分的雙鍵所添加的氫。怎么命名化合物13、14呢？我們可以看著13、14是化合物15、16的部分加氫物，故在15、16名稱中加入飽和氫即可命名13、14?；衔?5、16的命名建立在化合物2、3基礎上，為此命名順序如下：(1)如前所述，指明定位氫，化合物2、3易命名為2H-吲哚、3H-吲哚；(2)指明官能團位置，化合物15、16分別命名為2H-吲哚-2-酮、3H-吲哚-3-酮；(3)分別在化合物15、16分子中1,3-和1,2-位置飽和(1,2-加成或1,4-共軛加成)加氫得13、14。故化合物13、14分別命名為1,3-二氫-2H-吲哚-2-酮、1,2-二氫-3H-吲哚-3-酮。像化合物13、14中的1,3-二氫-和1,2-二氫-即為飽和氫。

4 “三氫”命名實例

遵循添加氫規則，苯巴比妥藥物命名分析圖示如下：

化合物17通過去取代基轉化為18、18通過去結構特征官能團羰基轉化為19、19通過最大限度添加非累積雙鍵，得到其母環化合物20。在化合物20命名為嘧啶基礎上，通過添加氫命名規則將化合物18命名為嘧啶-2,4,6(1H,3H,5H)三酮，加上環上取代基，化合物17命名為5-乙基-5-苯基-嘧啶-2,4,6(1H,3H,5H)三酮。

遵循定位氫規則，地西泮藥物命名分析圖示如下：

抗腫瘤藥物25命名分析圖示如下：

嘧啶20通過添加氫引入環上的特征官能團羰基，通過引入取代基氟原子得化合物25，通過以上命名方法，抗腫瘤藥物25命名為5-氟嘧啶-2,4(1H,3H)-二酮。

咖啡因27命名分析圖示如下：

通過對咖啡因27去取代基、去結構特征官能團羰基、最大限度添加非共軛雙鍵，得到母環化合物29。遵循定位氫命名方法，化合物29命名為1H-嘌呤；通過添加氫以及引入環上主要官能團羰基，28命名為1H-嘌呤-2,6(3H,7H)二酮；加上取代基，故27命名為1,3,7-三甲基-1H-嘌呤-2,6(3H,7H)二酮。

5 結 語

結構中含有“三氫”的化合物十分常見，廣泛存在天然產物、天然藥物以及人工合成藥物中，且占有較高的比例，因此正確掌握含有“三氫”的藥物分子的命名對于順利學習藥物化學課程是非常重要的。同樣，掌握正確命名規則對于以后從事相關工作的工作者也是大有裨益的。通過上述的例舉說明對照分析，詳細講解命名中容易出錯或是結構類似的化合物正確命名，藥物化學學習者在正確理解“三氫”定義基礎上，自主訓練，舉一反三，結合適當的實例練習，定能正確命名含“三氫”藥物。