药物结构与化学分类
药物结构和化学分类根据治疗剂的组成和分子构建方式对其进行组织。药物不仅按其临床用途分类，还按其化学性质——小分子合成药物、天然产物衍生物和大型生物生产蛋白质——以及控制其行为的结构特征（官能团、盐和前药修饰）进行分类。这种化学视角是药物化学家命名、比较和设计药物的基础。
Definition
药物的化学分类是根据分子组成、大小、来源和结构特征对治疗物质进行系统分组——例如，区分小分子合成药物和生物来源的大分子，并表征影响化合物性质的官能团、盐形式和前药修饰。
Scope
本领域旨在向读者介绍药物的主要结构类别以及用于对其进行化学分类的原则。它涵盖了小分子药物、天然产物衍生药物、生物制药和重组蛋白、官能团在反应性和识别中的作用，以及活性物质的盐和前药形式。它是一个关于化学分类的参考和教育性概述，而非选择或管理任何药物的指南。
Sub-topics
Core questions
- 哪些结构和组成标准区分了主要的药物类别？
- 分子的来源——合成、天然或生物——与其大小和结构复杂性有何关系？
- 哪些官能团在药物分子中反复出现，它们如何影响识别和反应性？
- 为什么许多活性物质被配制成盐或作为前药给药？
Key concepts
- 小分子药物与大分子药物
- 天然产物衍生骨架
- 生物制药和重组蛋白
- 官能团和药效团
- 五规则和药物相似性
- 盐形式和抗衡离子
- 前药和生物活化
Mechanisms
化学分类基于几个组织轴。分子大小和生产方式将小分子（通常是合成的，常可口服）与在生命系统中表达且通常注射的大型生物制药蛋白区分开来。来源区分了完全合成的化合物与天然产物及其半合成衍生物。在任何结构中，官能团决定了氢键、电离、代谢不稳定性以及分子被其靶点识别的方式。最后，相同的活性部分可以以不同形式存在：作为盐，以改变溶解度和稳定性；或作为前药，一种在体内转化为活性物质的非活性前体。这些轴共同使化学家能够描述、比较和设计治疗分子。
Clinical relevance
了解药物如何进行化学分类有助于临床医生和科学家解释为什么药物在吸收、给药途径和处理方式上存在差异——例如，为什么生物制剂需要输注，而相关的小分子药物可以口服。本领域描述了药物如何分类和表征；它是评估证据的背景知识，而不是个体处方或治疗决策的基础。
Evidence & guidelines
化学分类以药物化学参考著作和广泛引用的药物相似性和药物来源分析为基础，例如利平斯基的小分子“五规则”框架以及纽曼和克拉格对天然产物对已批准药物贡献的调查。药典和监管命名系统为物质及其盐形式的命名提供了实用的词汇。
History
药物分类始于植物学和基于用途的分类，并在19世纪和20世纪因纯天然产物的分离和合成有机化学的兴起而发生转变。重组DNA时代在传统小分子之外增加了一个新的结构类别——蛋白质生物制药。20世纪后期关于药物相似性的研究，包括利平斯基的五规则，正式确定了至今仍指导分子分类和优先排序的结构标准。
Key figures
- Christopher Lipinski
- David Newman
- Gordon Cragg
- Camille Wermuth
Related topics
Seminal works
- lipinski-2001
- newman-cragg-2016
- leader-2008
Frequently asked questions
- 药物如何进行化学分类而非按用途分类？
- 化学分类根据药物的分子组成和结构——其大小和来源（小分子合成药物、天然产物衍生物或生物生产蛋白质）以及它们所携带的官能团、盐形式和前药修饰——而非根据治疗适应症对其进行分组。
- 小分子药物和生物制药有什么区别？
- 小分子药物是低分子量化合物，通常通过化学合成，常可口服；而生物制药是在活细胞中生产的大型蛋白质或其他大分子，通常通过注射给药。