學習重點 掌握苯乙胺骨架:芳香環與氮之間以兩個碳相隔,並分清靠氮的 α 碳與靠苯環的 β 碳。 比較N-取代、α-甲基、α-乙基與 β-羥基對受體選擇性、代謝及中樞作用的影響。 辨認兒茶酚、間苯二酚、單酚及無酚基,據此判斷 COMT 代謝與結構特性。 記熟COMT 的酚氧甲基化與MAO 的氧化脫胺,以及 dobutamine、terbutaline 的代謝差異。 連結dipivefrin-epinephrine、bitolterol-colterol的前驅藥關係,掌握 epinephrine 製劑性質。 核心觀念 一、苯乙胺骨架與胺基取代 基本骨架為苯環-CH2-CH2-N。靠近氮的碳為 α 碳,靠近苯環的碳為 β 碳。在此類藥物的基本構效比較中,芳香環與氮之間隔兩個碳具有最佳活性;一級胺、二級胺的致效活性通常優於三級胺、四級銨。 N 上取代基增大,通常使作用由 α 偏向 β;但實際選擇性仍須合併苯環與側鏈結構判斷,不能只看取代基大小。 N 上取代代表藥受體作用重點 未加烷基,為一級胺Norepinephrineα、β1 作用明顯,β2 弱 甲基Epinephrine兼具 α、β 作用 異丙基Isoproterenol以 β1、β2 作用為主 第三丁基Terbutaline、albuterol有利於 β2 選擇性 二、α 碳與 β 碳的修飾 α-甲基可增加立體障礙,使藥物較不易受 MAO 代謝,通常延長作用,並增加間接促進 norepinephrine 釋放的作用傾向。代表有 amphetamine、ephedrine、phenylpropanolamine。 α-乙基使 α 活性降低的程度大於 β 活性,判斷為β>α,不能解讀為完全沒有 α 作用。Isoetharine 同時具有 α-乙基、N-異丙基及兒茶酚結構。 β-OH是側鏈上的醇基,通常有利直接受體作用,也增加極性、降低進入中樞的能力。 Epinephrine、norepinephrine、ephedrine、phenylephrine、terbutaline 具有 β-OH;dobutamine、dopamine、amphetamine 不具 β-OH。 三、醇基、酚基與苯環取代 OH 直接接在芳香環上稱酚基;接在飽和碳上則屬醇基。Dobutamine 雖有多個酚 OH,卻沒有醇基。Phenylephrine 同時具有苯環酚基與側鏈 β-醇基;ephedrine、phenylpropanolamine 有醇基而無酚基。 苯環型態代表藥物辨識與代謝重點 兒茶酚:相鄰的 3、4 位 OHEpinephrine、norepinephrine、isoproterenol、dobutamine、isoetharine可受 COMT 代謝,酚基易氧化 間苯二酚:3、5 位 OHTerbutaline不是兒茶酚,不受 COMT 代謝 水楊醇型:酚 OH 加鄰位羥甲基Albuterol、salmeterol羥甲基為 CH2OH,不等於酚 OH;不是兒茶酚 酚 OH 與甲醯胺基Formoterol不是兒茶酚,不易受 COMT 代謝 單酚Phenylephrine具酚基,但沒有相鄰雙酚 OH 無酚基Amphetamine、ephedrine、phenylpropanolamine須再看側鏈,才能判斷是否具有醇基 四、Amphetamine 與中樞作用 Amphetamine 結構為苯環-CH2-CH(CH3)-NH2:苯環無 OH、β 碳無 OH、α 碳帶甲基,氮為一級胺。 比較相近的苯乙胺結構時,減少苯環 OH 與 β-OH,通常降低極性、增加進入中樞的能力。因此在具有相同 α-甲基、但 OH 數目不同的結構中,苯環與側鏈均無 OH 的 amphetamine 中樞作用最強。加入 β-OH 的 phenylpropanolamine,或再加入酚 OH,通常會降低中樞作用。 五、COMT 與 MAO 的代謝判斷 COMT 為兒茶酚氧位甲基轉移酶,辨識重點是相鄰雙酚 OH。Norepinephrine 的典型反應為相對側鏈的間位,即 3 位酚 OH,發生 O-甲基化,生成 normetanephrine;不是把甲基加到 β-醇基、氮或苯環碳上。 Dobutamine 的主要代謝酵素為 COMT。Isoproterenol、norepinephrine、isoetharine 也可受 COMT 代謝。 比較 albuterol、formoterol、isoetharine、terbutaline 時,只有isoetharine 具有兒茶酚結構,最容易辨認為 COMT 受質。 Terbutaline 具有間苯二酚與 N-第三丁基,不受 COMT 代謝,也不以 MAO 為主要代謝途徑,主要經硫酸結合;具有 β2 選擇性,且可口服。 MAO 進行氧化脫胺。Epinephrine 經此反應所形成的含碳代謝產物屬醛類,之後可再氧化為酸或還原為醇。α-甲基與較大的 N-取代基通常可降低 MAO 代謝,但不能因此推論藥物也能抵抗 COMT。 六、Salmeterol 與 formoterol 兩者均為長效 β2 致效劑,且均非兒茶酚。Salmeterol 具有水楊醇型苯環與長的親脂性側鏈,不易受 COMT 代謝,起效比 formoterol 慢。Salmeterol 可用於氣喘維持治療,治療氣喘時須搭配吸入型類固醇,不用於急性症狀緩解。 七、Epinephrine 的安定性與前驅藥 Epinephrine 的兒茶酚容易氧化,遇光、空氣及鹼性環境較不安定,故酸性溶液較有利保存。製劑可使用 sodium bisulfite(亞硫酸氫鈉)或 sodium metabisulfite(焦亞硫酸鈉)抗氧化;sodium sulfate(硫酸鈉)不是此處的抗氧化劑。其 bitartrate(重酒石酸)鹽適合眼科製劑;口服因代謝迅速,生體可用率低,不能描述為口服吸收良好。 前驅藥活性母藥酯化設計與目的 DipivefrinEpinephrine兩個酚 OH 與 pivalic acid 形成雙酯,增加脂溶性及角膜穿透,經酯酶水解釋出母藥 BitolterolColterol兩個酚 OH 形成對甲基苯甲酸酯,水解後釋出具 β2 作用的 colterol 共同原理是暫時遮蔽酚 OH,改變脂溶性與藥物傳遞性質;前驅藥與釋出的活性母藥必須分清。 常考陷阱 「N 上取代基愈大,α 致效活性愈強」錯誤:基本趨勢是偏向 β;α-乙基也應判斷為 β>α。 兩個 OH 不一定是兒茶酚:須看是否均直接接在苯環上且彼此相鄰。Terbutaline 的 3、5 位 OH 與 salmeterol 的酚 OH、CH2OH 均不符合。 「Dobutamine 有 OH,所以有醇基」錯誤:其 OH 屬酚基;主要代謝選 COMT。 「Terbutaline 經 MAO 代謝」錯誤:可口服、β2 選擇性及間苯二酚結構均為正確特徵。 COMT 是酚氧甲基化;MAO 是氧化脫胺。Epinephrine 經 MAO 形成的產物屬醛,不是醯胺、酮或肟。 Dipivefrin 配 epinephrine;bitolterol 配 colterol,勿因名稱相似誤配 albuterol 或 pirbuterol。 去鼻充血的基本原理為 α 受體致效造成鼻黏膜血管收縮;辨識結構時不能只憑「擬交感神經藥」就推定適用。 記憶口訣 「N 大偏 β,α 甲擋 MAO,α 乙 β 較強。」 「兒茶酚找相鄰,COMT 加甲基;MAO 脫胺,Epi 變成醛。」 「Dipi 接 Epi,Bitol 接 Colterol。」 「Epi 怕鹼易氧化,bisulfite 保護它。」