药物降解的有机化学——脱羧反应

一般来说，含有羧基的化合物若非 β 位含有活化基团 ，不会轻易发生脱羧反应，除非在较为苛刻的条件下。在脱羧反应的过渡态形成过程中，羧酸 α 位开始产生负电荷，而羧基的氢开始产生正电荷。若要使得脱羧反应过程能够继续进行， α 位的负电荷需要 被 β 位的活化基团中和或解除，同时，产生的正电荷需要被捕获，从而使得过渡态能够稳定。这就解释了 β 位为双键的羧基化合物容易发生脱羧 的原因。因为此时 双键导致了稳定的六元环状过渡态 。

许多非甾体类抗炎药都含有羧基，例如4-氨基水杨酸，可互变为 β -酮式，后者很容易 通过协同机理发生脱羧 反应。

2-氟尼柳含有类似结构，也容易 经异构化而发生脱羧 反应。

5-氨基水杨酸虽然与4-氨基水杨酸结构相关却不容易发生脱羧反应，该分子主要发生氧化降解。 5-氨基水杨 酸 含有 对氨基苯酚 结构，可自氧化生成带取代基的 1,4-醌亚胺 。此中间体至少有两种进一步降解的途径：1） 亚胺水解生成龙胆酸 ；2）与另一个API分子发生 Michael加成反应生成二聚体 ，而二聚体可继续和1,4-醌亚胺中间体发生反应生成低聚物。

β 位 为 双键的羧基化合物容易发生脱羧，其他一些结 构处于 β 位，例如 β 位 的环氧基团或 β 位有易离去基团 ，也同样 能起到稳定环状过渡态的作用 。因此，若某个含羧基的药物分子初步降解产生了此类结构后，则可能导致药物的脱羧成为该药物的降解途径之一。例如，吲哚美辛的氧化降解表明该药物经历了初始吲哚环的2,3-双键的环氧化，随后环氧化中间体发生了脱羧反应。

依托度酸同样含有吲哚环，在其 羧基的 β 位有一 个醚键 。该药物在中性和酸性强降解条件下容易发生脱羧反应。下图路径a中，脱羧之前的关键中间体可能是一个处于吲哚环 α 位，羧基 β 位的碳正离子，后者由于醚键的质子化以及随后形成的羟基的离去而形成。

由于 吲哚环的稳定 化作用 ，碳正离子一旦形成，脱羧反应就很容易发生而形成脱羧产物。此外脱羧和醚键断裂（以羟基形式离去）同时进行的 协同作用机理 ，即路径b也可能存在。

还有可能存在第三种降解路径（路径c），此机理中，脱羧应经历 稳定化的六元环状过渡态而形成1,3-偶极中间体 。中性条件下，降解总量低于10%时， 2A 是最主要的降解产物。酸 性条件下，降解总量低于10%时， 3 是最主要的降解产物。此时，则 会优先发生 1,3-质子迁移 。另一种可能是酸性条件下碳负离子被邻近的质子快速淬灭，而氧原子上的质子也会释放出来，这个过程等同于一个1,3-质子迁移。

许多含羧基的甾体类抗炎药还能发生 光催化的脱羧反应 ，此种光化学脱羧的机理将在光化学降解中讨论。