紫杉醇生产工艺 课件
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第6章紫杉醇生产工艺
第六章紫杉醇的生产工艺6.1 概述6.1.1 紫杉醇类药物1、紫杉醇紫杉醇（Paclitaxel，Taxol®）的化学名称为5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,13α-五羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-10-乙酰基-13-[(2′R,3′S) -N-苯甲酰基-3′-苯基异丝氨酸酯] ，英文化学名称为13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-benmethyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate。
紫杉醇具有复杂的化学结构，属三环二萜类化合物，整个分子由三个主环构成的二萜核和一个苯基异丝氨酸侧链组成（图6－1）。
分子中有11个手性中心和多个取代基团。
分子式为C47H51NO14，分子量为853.92，元素百分比为C：66.41，H：6.02，N：1.64，O：26.23。
紫杉醇难溶于水，易溶于甲醇、二氯甲烷和乙氰等有机溶剂。
图6－1 紫杉醇的化学结构2、多烯紫杉醇多烯紫杉醇（多西他赛，Docetaxel，Taxotere®，图6－2）是在开展紫杉醇半合成研究过程中发现的一种紫杉醇类似物，两者仅在母环10位和侧链上3'位上的取代基略有不同。
多烯紫杉醇的化学名称是5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,10β,13α-六羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-[(2′R,3′S) -N-叔丁氧羰基-3′-苯基异丝氨酸酯]·三水合物，英文化学名称为-13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-tertbutyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,10β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate 。
紫杉醇生产工艺
第六章 紫杉醇生产工艺
6.1 概述 6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
1
6.1 概 述
（一）紫杉醇简介 （二）紫杉醇的生产工艺路线
2
紫杉醇
简介
O
O O OH
苯 基 异 丝 氨 酸
10
*
7*
B *C
O NH O
A
*
* 13 1 * *
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
20（Leabharlann ）基础四元环的制备[2+2]型环加成反应：乙酰氧基乙酰氯在三乙 胺作用下脱HCl生成烯酮，烯酮与亚胺反应得 单一顺式异构体。
21
（3）基础四元环的制备
产物的立体构型取决于亚胺上取代基的类型。 取代基为芳基、芳杂环、共轭烯烃时，环加成 产物为顺式。
22
（4）氧化四元环的制备
cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮
乙氧乙氧基
28
（6）硅化四元环的制备
保护剂乙烯基乙醚与羟基的亲电加成机理
H
OC2H5 + H+
CC
H
H
H + OC2H5 HCC
HH
Ph NH
+
H HO
O
H C C OC2H5
HH
Ph NH
-H
HO
O
H C C OC2H5
HH
➢ 需保持反应体系的单一性，防止其他具有较强
3
紫杉醇
简介
HO O OH
O
O NH O
6.1 概述 6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
1
6.1 概 述
（一）紫杉醇简介 （二）紫杉醇的生产工艺路线
2
紫杉醇
简介
O
O O OH
苯 基 异 丝 氨 酸
10
*
7*
B *C
O NH O
A
*
* 13 1 * *
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
20（Leabharlann ）基础四元环的制备[2+2]型环加成反应：乙酰氧基乙酰氯在三乙 胺作用下脱HCl生成烯酮，烯酮与亚胺反应得 单一顺式异构体。
21
（3）基础四元环的制备
产物的立体构型取决于亚胺上取代基的类型。 取代基为芳基、芳杂环、共轭烯烃时，环加成 产物为顺式。
22
（4）氧化四元环的制备
cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮
乙氧乙氧基
28
（6）硅化四元环的制备
保护剂乙烯基乙醚与羟基的亲电加成机理
H
OC2H5 + H+
CC
H
H
H + OC2H5 HCC
HH
Ph NH
+
H HO
O
H C C OC2H5
HH
Ph NH
-H
HO
O
H C C OC2H5
HH
➢ 需保持反应体系的单一性，防止其他具有较强
3
紫杉醇
简介
HO O OH
O
O NH O
《紫杉醇的生物合成》课件
02
紫杉醇生物合成途径
前体物质的合成
葡萄糖磷酸化
葡萄糖在己糖激酶的催化下磷酸化生成6-磷酸葡萄糖。
磷酸戊糖途径
6-磷酸葡萄糖在磷酸戊糖异构酶的作用下生成5-磷酸核酮糖，再经过一系列反 应生成5-磷酸木酮糖和5-磷酸核糖。
紫杉二烯的合成
甲羟戊酸途径：5-磷酸木酮糖在酮糖 基转移酶的催化下生成4-丙二醇焦磷 酸，再经过一系列反应生成法呢烯焦 磷酸，最后生成牻牛儿基牻牛儿酯。
紫杉二烯合成酶
负责将前体物质转化为紫杉二烯，是紫杉醇生物合成的关键酶之一。
基因克隆与鉴定
通过基因克隆和鉴定，了解紫杉二烯合成酶的结构和功能，为人工合成紫杉醇提 供理论依据。
紫杉醇合成酶与基因
紫杉醇合成酶
负责将紫杉二烯进一步转化为紫杉醇，是紫杉醇生物合成的最后一步。
酶活性调节
研究紫杉醇合成酶的活性调节机制，探索如何提高紫杉醇的产量。
牻牛儿基牻牛儿酯在细胞色素P450酶 系的作用下生成紫杉二烯。
紫杉醇的合成
01
紫杉二烯在细胞色素P450酶系的 作用下生成5α-柯巴基焦磷酸，再 经过一系列反应生成巴卡亭Ⅲ。
02
巴卡亭Ⅲ在巴卡亭酶的作用下生 成巴卡亭Ⅳ，再经过一系列反应 生成紫杉醇。
紫杉醇的修饰与转运
紫杉醇在细胞色素P450酶系的作用下经过氧化、还原、水解等反应生成多种具有抗癌活性的代谢产 物。
代谢工程
对微生物的代谢网络进行改造，优化紫杉醇的合成途径。
利用合成生物学技术构建紫杉醇生产菌株
构建基因编辑工具
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，实现对紫杉醇生产菌株的精 准编辑。
构建高产菌株
通过基因工程技术，将紫杉醇合成相关基因导入到高产菌株中，构 建出具有高生产能力的紫杉醇生产菌株。
紫杉醇及其衍生物的研究ppt课件
紫杉醇的改造及其衍生物
对紫杉醇Cl3侧链的修饰。C13-ɑ酯基侧链上的C3’酰胺基中的苯甲酰 基可以被其他酰基取代而不丧失活性。但是如果苯基被甲基取代后则活 性大大降低。这说明苯基的存在很重要。C2’羟基的游离形式也有影响， 将其乙酰化后仍具有活性，而酯化后则活性显著下降[13]。可能是由于 乙酰化物易于水解成紫杉醇。同时这一构效关系也给人们以启发。如C2’ 羟基用P氨基丙酸或琥珀酸酰化。虽然其活性受到影响，但其水溶性增加， 很可能成为有效的前体药物。对于C3’氮原子的修饰较成功的是Poitier 研究小组[14]利用结构修饰获得了水溶性与疗效比紫杉醇更好的化合物 taxotere，并且利用10-deacetylbaccatinⅢ进行半合成该化合物也取得了 成功。
红豆杉 介绍
紫杉醇的理化性质
【化学名称】 5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4， 10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2’R，3’S）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯] 【分 子 量】 853.92 【物理性质】白色结晶体粉末。无臭，无味。不溶于水（77uM/L），易溶于氯仿、 丙酮等有机溶剂。 【结构式】
感谢下 载
6、肝脏毒性：为ALT，AST和AKP升高。
7、脱发：发生率为80%。
8、局部反应：输注药物的静脉和药物外渗局部的炎症。
总之，用紫杉醇治疗的有些病人出现严重急性过敏反应，使必要的治疗 受到干扰或停止治疗。在临床试验中，用紫杉醇治疗的少量病人出现明 显的心血管不良反应；包括心肌梗塞、房倾、轻度充血性心衰、室性和
紫杉醇的毒副作用
1、过敏反应：发生率为39%，其中严重过敏反应发生率为2%。多数为1 型变态反应，表现为支气管痉挛性呼吸困难，荨麻疹和低血压。几乎所 有的反应发生在用药后最初的10分钟。
红豆杉细胞培养与紫杉醇生产(一)_PPT幻灯片
光对细胞培养物影响研究较多，普遍认为，黑 暗条件对细胞的生长与紫杉醇合成都较有利， 生长量与含量均能比光培养条件下提高3倍左 右。
单独使用某些氨基酸可以起到特殊效果，而某 些氨基酸与激素一起使用效果却不佳.例如：用 5mg/L IAA-苯丙氨酸可使紫杉醇的含量提高到 0.05%，IAA-甘氨酸也可提高培养物中紫杉醇 的浓度，但同时在培养基中加入2,4-D与IAA-苯 丙氨酸，却没有效果。有机添加物如椰子汁、
水解酪蛋白和水解乳蛋白等可提高紫杉醇含量， 但仅有椰子汁和水解酪蛋白可促进细胞的生长。
对于红豆杉细胞培养中常遇的褐变现象，在培 养基中加入具有抗氧化和抑制多酚氧化酶活性 的植酸，可控制细胞褐变，延缓细胞衰老，促 进细胞生长，效果较好。
除此之外，培养基中加入某些前体物质，使用 条件培养液，以及某些激素与条件培养液的协 同作用，均使紫杉醇的产量有显著提高。
其他条件
培养温度对红豆杉细胞生长及紫杉醇的合成， 发现在24℃培养一段时间后，升高温度到29℃， 14~21 d后，紫杉醇含量可达137mg/L的最大 值，如果21d后仍持续保持29℃，紫杉醇含量 可在这一峰值保持42d。由此可见，温度与紫 杉醇合成途径之间有明显的相关性
(l)能够确保产物无限、连续、均匀地生产，不 易遭受病虫害、季节等因素的影响。
(2)可以在生物反应器中进行大规模培养，并且 通过控制环境条件提高紫杉醇产量。
(3)所得产物比从植物体内直接提取简单，可以 大大简化分离和纯化步骤。
(4)除提供紫杉醇外，还可以生产出前体及其他 有抗癌活性而原植物所不含的化合物。
称为悬浮培养。
紫杉醇的介绍
紫杉醇是70年代首次从短叶红豆杉树皮中分离 到的具有抗癌活性的二枯烯类化合物。后证实， 紫杉醇具有特殊的抗癌机理，它能与微管蛋白 结合，并促进其聚合、抑制癌细胞有丝分裂， 阻止癌细胞的增殖。作为新型的抗癌药物，紫 杉醇不仅对卵巢癌、乳腺癌、肺癌有较好的作 用，近年来，临床研究表明紫杉醇对其他疾病 治疗也有一定潜力，如类风湿性关节炎、早老 性痴呆和先天性多囊肾病等，因此紫杉醇日益 成为许多国家研究的热点。
单独使用某些氨基酸可以起到特殊效果，而某 些氨基酸与激素一起使用效果却不佳.例如：用 5mg/L IAA-苯丙氨酸可使紫杉醇的含量提高到 0.05%，IAA-甘氨酸也可提高培养物中紫杉醇 的浓度，但同时在培养基中加入2,4-D与IAA-苯 丙氨酸，却没有效果。有机添加物如椰子汁、
水解酪蛋白和水解乳蛋白等可提高紫杉醇含量， 但仅有椰子汁和水解酪蛋白可促进细胞的生长。
对于红豆杉细胞培养中常遇的褐变现象，在培 养基中加入具有抗氧化和抑制多酚氧化酶活性 的植酸，可控制细胞褐变，延缓细胞衰老，促 进细胞生长，效果较好。
除此之外，培养基中加入某些前体物质，使用 条件培养液，以及某些激素与条件培养液的协 同作用，均使紫杉醇的产量有显著提高。
其他条件
培养温度对红豆杉细胞生长及紫杉醇的合成， 发现在24℃培养一段时间后，升高温度到29℃， 14~21 d后，紫杉醇含量可达137mg/L的最大 值，如果21d后仍持续保持29℃，紫杉醇含量 可在这一峰值保持42d。由此可见，温度与紫 杉醇合成途径之间有明显的相关性
(l)能够确保产物无限、连续、均匀地生产，不 易遭受病虫害、季节等因素的影响。
(2)可以在生物反应器中进行大规模培养，并且 通过控制环境条件提高紫杉醇产量。
(3)所得产物比从植物体内直接提取简单，可以 大大简化分离和纯化步骤。
(4)除提供紫杉醇外，还可以生产出前体及其他 有抗癌活性而原植物所不含的化合物。
称为悬浮培养。
紫杉醇的介绍
紫杉醇是70年代首次从短叶红豆杉树皮中分离 到的具有抗癌活性的二枯烯类化合物。后证实， 紫杉醇具有特殊的抗癌机理，它能与微管蛋白 结合，并促进其聚合、抑制癌细胞有丝分裂， 阻止癌细胞的增殖。作为新型的抗癌药物，紫 杉醇不仅对卵巢癌、乳腺癌、肺癌有较好的作 用，近年来，临床研究表明紫杉醇对其他疾病 治疗也有一定潜力，如类风湿性关节炎、早老 性痴呆和先天性多囊肾病等，因此紫杉醇日益 成为许多国家研究的热点。
紫杉醇有机全合成PPT课件
美国加利福尼亚大学圣迭戈分校Kyfiacos Costa Nicolaou教授领导的研究小组1994年1O月报了一 条紫杉醇全合成的路线-1 "J。Nicolaou法采非常简 明的会聚式合成战略，先分别得到含六元的A环化 合物和c环化合物，然后通过反应将A环与C环连接 起来并形成在其中间的含有8元环的B环，这样就 得到了含有ABC环的化合物，最后完成D环的构建 并连接上侧链。
❖ ② 完成了紫杉烷骨架的构建； ❖ ③ 首次合成紫杉烷类化台物taxtusin； ❖ ④成功地半合成紫杉醇，并用于工业化生产； ❖ ⑤发展了可定量转化的环氧醇裂解反应，用于合成
种种含双环[5、3、1]骨架的有机分子 D]；@完善 并丰富了Chart重排反应和Dieckmann环化反应。
25
二、Nicolaou全合成路线(1994)
33
verhenon
34
五、 Kuwajima全合成路线(1998)
日本东京科技研究院Isao Kuwajima教授领导 的紫杉醇全合成研究小组采用了A+c—Ac—ABc —ABcD的会聚法合成路线 ∞ ，其类似于Nico— laou法和Danishefsky法。由
35
由炔丙醇(propargyl alco—ho1)为起始物经过 16步反应制备了含A环体系的化合物39，再与含 c环结构的化合物4O偶合得到含AC环的化合物4l、 42，化合物42通过一个新颖的环化反应完成八元 B环的构建从而得到含ABC环骨架的化合物43， 进一步反应可得到化合物44、45，通过环丙烷中 问体在化合物45中引人C一8位甲基得到化合物 46，在通过一系列引人保护基团完成c一1O位乙 酰化得到化合物47，再通过臭氧化等反应完成含 氧D环的合成。最终制备出baccatin III(2)和紫杉 醇(1)(图8)。
❖ ② 完成了紫杉烷骨架的构建； ❖ ③ 首次合成紫杉烷类化台物taxtusin； ❖ ④成功地半合成紫杉醇，并用于工业化生产； ❖ ⑤发展了可定量转化的环氧醇裂解反应，用于合成
种种含双环[5、3、1]骨架的有机分子 D]；@完善 并丰富了Chart重排反应和Dieckmann环化反应。
25
二、Nicolaou全合成路线(1994)
33
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五、 Kuwajima全合成路线(1998)
日本东京科技研究院Isao Kuwajima教授领导 的紫杉醇全合成研究小组采用了A+c—Ac—ABc —ABcD的会聚法合成路线 ∞ ，其类似于Nico— laou法和Danishefsky法。由
35
由炔丙醇(propargyl alco—ho1)为起始物经过 16步反应制备了含A环体系的化合物39，再与含 c环结构的化合物4O偶合得到含AC环的化合物4l、 42，化合物42通过一个新颖的环化反应完成八元 B环的构建从而得到含ABC环骨架的化合物43， 进一步反应可得到化合物44、45，通过环丙烷中 问体在化合物45中引人C一8位甲基得到化合物 46，在通过一系列引人保护基团完成c一1O位乙 酰化得到化合物47，再通过臭氧化等反应完成含 氧D环的合成。最终制备出baccatin III(2)和紫杉 醇(1)(图8)。
制药工艺学：紫杉醇生产工艺ppt课件
verhenon
ppt精选版
32
五、 Kuwajima全合成路线 (1998)
脂酮类化合物，故也被称为环脂酮类合 成法。）
D环的合成
ppt精选版
20
Holton法以氧化绿叶烯4 做为其全合成的 起始物，（由绿叶烯或藿香醇或龙脑得到）， 其含有构建紫杉醇母核骨架20个碳原子中的 15个。
如果不计引入侧链反应而从起始物计，此 路线经历37步，产率约为0．1％。在此全合 成路线中，Chan重排反应是最关键的反应 (图4)。
中间体9。9用Po~er—Danishefsky法建
立D环时，最难的是引入4 乙酰基和除去
13一OTBS保护基。
ppt精选版
17
樟脑
中间体
环氧醇裂解
AB环
羟醛缩合
Dieck—m arL|l环化
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18
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19
关键反应
环氧醇裂解反应
Chan重排 Dicckmann环化反应 （Dieekmann反应常用于合成五～ 七元环
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5
紫杉醇生产工艺
概述
6. 1.1 紫杉醇类药物
临床应用
1) 晚期乳腺癌有效率为60%，优于其它单种药的治
2)
疗效果（25%-30%）
2) 晚期非小细胞肺癌有效率达31%
3) 对晚期卵巢癌有效率达30%
4) 胰腺癌好转率为29%、头颈癌44%、胃癌24%。
ppt精选版
6
紫杉醇生产工艺
概述
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21
氧化绿叶烯 重排、环氧化
Dieckma nn缩合反 应
Chan重排
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22
Holton研究组还出色地完成了下列具有挑战性的工作
植物组织细胞培养生产紫杉醇的研究进展PPT课件
27
2021
21
2021
筛选出高产的细胞株系
• • •
紫杉醇含量 高的外植体
诱导
•
愈伤组织
变异
高产细胞 • 植株
细胞克隆技术筛选
• 目前，主要运用现代生物基因工程的方法来获得高产 细胞系
22
2021
问题与前景
①红豆杉属植物组织细胞培养中的褐化现像，尚无 良好的解决办法【8】
②紫杉醇本身是一种细胞生长的毒性物质,其量的 积累愈多,对细胞增殖的抑制越强.,即使添加真菌 诱导子及生物合成前体,组织细胞培养生产紫杉醇 也难以达到产业化应用水平【10】,
学,Journal of Anhui Agri.Sci.2006,34(2):257-258 • [5]邢建民,查丽杭,李佐虎,刘大陆.植物细胞培养生产紫杉醇的研究进展.植物学通报,1997,14(3):22～
29 • [6]Fett-Neto A.G.et al.1994a Biotechnol.Bioeng.44P205～210 • [7]胡凯,何颖,祝顺琴,谈锋,唐克轩.红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇的研究进展.《天然产物研究与开
taxoids production: a literature survey.Plant Cell Tuiss. Org.Cult.,1996;46:59-75 • [11]周忠强,梅兴国.红豆杉细胞培养生产紫杉醇的研究进展.中南民族大学学报(自然科学
版)Journal of South-Central University for Nationalities(Nat.Sci.Edition).第23卷第1期2004年3月 • [12] Wickerenesinhe E.R.M.andR.N.Artac.1994.J.Plant physil.144:183~193 • [13]李丽琴,余龙江,高产红豆杉细胞系的建立与评价
第3章 紫杉醇生产工艺
➢ 乙酰化反应： 投料比（摩尔比）7-三乙基硅-10-DAB:乙酰氯为 1:1.5；0℃反应5h，收率达90%；
➢ 乙酰化反应需严格控制温度，以防13-OH乙酰化。
37
3.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的合成与质
量控制 （三）母环的保护反应与质量控制 （四）紫杉醇的合成与质量控制
A
* 13
1*
B*
* *
C
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
4
（一）紫杉醇类药物
➢ 是随机筛选药物成功的范例。 ➢ 作用机制
与β微管蛋白结合，促进 微管蛋白的聚合并抑制微管 解聚，将细胞周期阻断于 G2/M期，抑制细胞有丝分裂， 导致癌细胞死亡。
-2-吖叮啶酮
(t-BuOCO)2O
DMAP：二甲基氨基吡啶
与二碳酸二叔丁酯反 应制得多烯紫杉醇， N-叔丁氧羰基。
N-CO-t-BuO
多烯紫杉醇
30
（7）对接四元环的制备
➢ 投料比硅化四元环∶苯甲酰氯∶三乙胺为 2g∶1mL∶2mL；
➢ 室温下反应 8～12h，收率大于90%； ➢ 加入三乙胺以除去反应中生成的HCl，防止其
然升温至0℃，继续反应至完全，收率大于90%。 ➢ 正丁基锂的用量很关键：量过大破坏四元环和
巴卡亭III母环。
40
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
➢ 反应对水和氧极其敏感： 需严格处理反应试剂和控制反应条件。反应在 惰性气体保护下进行，严格无水无氧操作。
➢ 乙酰化反应需严格控制温度，以防13-OH乙酰化。
37
3.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的合成与质
量控制 （三）母环的保护反应与质量控制 （四）紫杉醇的合成与质量控制
A
* 13
1*
B*
* *
C
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
4
（一）紫杉醇类药物
➢ 是随机筛选药物成功的范例。 ➢ 作用机制
与β微管蛋白结合，促进 微管蛋白的聚合并抑制微管 解聚，将细胞周期阻断于 G2/M期，抑制细胞有丝分裂， 导致癌细胞死亡。
-2-吖叮啶酮
(t-BuOCO)2O
DMAP：二甲基氨基吡啶
与二碳酸二叔丁酯反 应制得多烯紫杉醇， N-叔丁氧羰基。
N-CO-t-BuO
多烯紫杉醇
30
（7）对接四元环的制备
➢ 投料比硅化四元环∶苯甲酰氯∶三乙胺为 2g∶1mL∶2mL；
➢ 室温下反应 8～12h，收率大于90%； ➢ 加入三乙胺以除去反应中生成的HCl，防止其
然升温至0℃，继续反应至完全，收率大于90%。 ➢ 正丁基锂的用量很关键：量过大破坏四元环和
巴卡亭III母环。
40
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
➢ 反应对水和氧极其敏感： 需严格处理反应试剂和控制反应条件。反应在 惰性气体保护下进行，严格无水无氧操作。
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ppt课件
12
紫杉醇生产工艺
生产工艺
2、 手性侧链
? 原料: 2R,3S-苯基异丝氨酸衍生物
? 方法: 有双键不对称氧化法和醛醇反应法
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13
紫杉醇生产工艺
生产工艺
双键不对称氧化法合成手性紫杉醇侧链的路线
ppt课件
14
紫杉醇生产工艺
生产工艺
醛醇反应法合成手性紫杉醇侧链的路线
ppt课件
15
36
紫杉醇生产工艺
生产工艺
3、 侧链前体物
原料: 环状侧链前体有 ? －内酰胺型 噁唑烷 羧酸型、噁唑啉羧酸型和噁嗪酮型
ppt课件
16
紫杉醇生产工艺
生产工艺
β-内酰胺型紫杉醇侧链前体物的合成路线
PMP-对甲氧基苄基；CAN-硝酸铈铵；LDA- 二异丙基亚胺锂
ppt课件
17
紫杉醇生产工艺
半合成工艺
6.3 紫杉醇半合成工艺过程
紫杉醇与多烯紫杉醇理化性质
(CH3)3O
18
CH 3COO OH
C6H 5CONH O
2'
C6H5 3'
1' O
12 13 15
11 10
17
O
9
19 OH
OH
分子式C47H51NO14 分子量853.92 11个手性中心
16
8
14
1
2
3
HO
4
C 6H 5COO CH 3COO
7 6
5
O
20
难溶于水，溶于 甲醇、二氯甲烷 和乙腈。
ppt课件
22
紫杉醇生产工艺
工艺质控
水解四元环(cis-3-羟基-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成
O CH3CO
O
Ph
HO
NaHCO 3(sat.)
MeOH NH
O
Ph NH
水解反应：投料比为氧化四元环 : 硝酸铈铵为1:3 （摩尔比），溶 剂为饱和碳酸氢钠-甲醇溶液。室温下反应。
ppt课件
23
紫杉醇生产工艺
反应所需的各种试剂都要经过严格的处理，除去其中所含
水分和醇类，只有这样才ppt课能件保证较高的收率。
25
紫杉醇生产工艺
工艺质控
6、对接四元环的制备
对接四元环 的合成 (cis-1-苯甲酰基-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮)
TESO
Ph
TESO
Ph
+
PhCOCl
Et3N, DMAP
NH
CH2Cl2
? 取代基为芳基、芳杂环、共ppt轭课件烯烃时，环加成产物为顺式21 。
4、氧化四元环与水解四元环的制备 氧化四元环(cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成
O CH3CO
O
Ph (NH4 )2CeNO 3
N
CH3CN/H2O
C6H4OCH3
O CH3CO
O
Ph NH
氧化反应：投料比为基础四元环:硝酸铈铵为1:5（质量比）。
收率：72%
29
紫杉醇合成——对接反应
TESO
Ph
AcO
O OTES
HO
N Ph O
HO OO
O O
O
O
Ph
C H3
? 选择碱；
? 碱的用量：核 :侧链:碱=1: 5 : 2.5 ；
? 严格无水无氧；
? 反应温度：－40℃。
ppt课件
30
紫杉醇生产工艺
工艺质控
6.3.4 紫杉醇的制备的质量控制
2′-乙氧乙基 -7-三乙基硅-紫杉醇的制备：
? 巴卡亭III与三乙基氯硅烷的摩尔比为 1:40
ppt课件
27
紫杉醇生产工艺
工艺质控
母环原料保护的质量控制
? 巴卡亭III 的保护：选择性保护母环 7-OH 、10-OH ， 使侧链与 13-OH 反应，合成过程关键步骤。
? 三乙基氯硅烷为保护剂，得到单一的反应产物。
? 投料配比及反应时间有很大的影响：巴卡亭 III 与 三乙基氯硅烷为 1:20，24 h 以内无产物。投料比 为1:30，24 h，得到产物，但仍有大部分巴卡亭 III 未反应。投料配比为 1:40 ，反应时间 60 h ，巴 卡亭III 完全转化为产物 7-三乙基硅巴卡亭 III 。
4) 半合成紫杉醇
? 母核：红豆杉针叶中提取的巴卡亭 3（R=Ac）和10去乙酰基巴卡亭 3（10-DAB，R=H）
? 侧链：化学合成；
C6H5CONH O
2
C6H5 3
1 OH
OH
侧链： (2R,3S)-3- N-
-苯甲酰苯异丝氨酸
18
RO
11
O
12
10
17
9 19 OH
HO 13 15
16
14
1
? 该反应对水和氧极其敏感，在惰性气体保护下进 行，严格无水无氧操作。
? 反应原料和溶剂要经严格的无水处理。四氢呋喃 容易吸水，四元环溶于四氢呋喃时也必须在惰性 气体保护下进行操作。
? 正丁基锂用量很关键。近 3倍量时破坏四元环。
? 温度控制很关键，低于 -45℃不能反应。但亦不能
过高，温度高于 -20℃时母环降解。
1) 晚期乳腺癌有效率为 60%，优于其它单种药的治 疗效果25%-30% ，1994
2) 晚期非小细胞肺癌有效率达 31%,1998 3) 对晚期卵巢癌有效率达 30%,1992.12, 美FDA 4) 胰腺癌好转率为 29%、头颈癌 44%、胃癌24%
ppt课件
4
紫杉醇生产工艺
概述
6.1.1 紫杉醇类药物
ppt课件
概述
8
紫杉醇生产工艺
概述
3)化学全合成
（1）Holton 路线 -线性合成途径 该路线的策略是 A→AB→ABC 。
（2）Nicoloau 路线 -会聚式 A环和C环→ 八元B环，得到 ABC三环化合物。
（3）Danishefsky 路线-会聚式 D环， 与A和C、D环片段连接，合成八元 B环。
2
87
3
6
HO
45
C6H5COO
O
CH3COO 20
避免了合成紫杉醇复杂的母环部分
ppt课件
10
紫杉醇生产工艺
生产工艺
6.2 紫杉醇侧链原料制备工艺
1、非手性侧链 2、手性侧链 3、侧链前体物
ppt课件
11
紫杉醇生产工艺
1、非手性侧链 ? 原料: 反式肉桂酸 ? 缺点: 活性侧链选择性较差
生产工艺
第六章 紫杉醇生产工艺
6.1 紫杉醇概述 6.2 紫杉醇半合成制备原理 6.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
ppt课件
1
紫杉醇生产工艺
抗癌药物需求 :
全球每年 : 因癌症死亡的有 600余万 另有新诊断的癌症患者约 1000余万 估计现有癌症患者约 4000万
中国每年： 年死亡 130 万人 新诊癌症患者约 160万人 现存癌症患者总数 600万人以上
ppt课件
24
5、硅化四元环的制备
硅化四元环(cis-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成
HO
Ph
TESO
Ph
+ TESCl Pyridine
NH O
TES = Et3Si
NH O
投料比：水解四元环 :三乙基氯硅烷为 180:250，室温下反 应8－12 h。
保持反应体系的单一性，防止其它具有较强酸性或亲电性 试剂的介入。
ppt课件
28
10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB) 的保护
(2)AcCl
HO
(1) Et3SiCl
18
11
O
12
10
17
9 19 OH
HO 13 15
16 14 1
2
87
3
6
HO
45
C6H5COO
O
OCOCH3 20
ppt课件
硅化反应： ClSi(C2H5)3:10－DAB = 40 :1 惰性气体保护下反应 10小时。 乙酰化反应 反应温度0℃。
三环二萜类化合物：三个主环的 二萜ppt核课件和一个苯基异丝氨酸侧5链
紫杉醇生产工艺
6.1.2 紫杉醇的生产工艺路线研究 ？
? 天然提取工艺路线 ? 生物合成工艺 ? 化学全合成工艺路线 ? 半合成工艺路线
ppt课件
概述
6
红豆杉与紫杉醇-原料来源问题
1)天然提取工艺路线
ppt课件
7
紫杉醇生产工艺
? 用柱层析和重结晶方法进行纯化。柱层析中常用 硅胶做层析材料，用二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、 石油醚等溶剂组成洗脱液进行梯度洗脱。
? 二次柱层析，或用重结晶方法进一步提高产品纯 度，直至达到药用标准。
ppt课件
33
总流程图
羟基乙酸 乙酰氯 二氯亚砜 对氨基苯甲醚 苯甲醛
乙酰氧基乙酰氯
亚胺
基础四元环
ppt课件
概述
2
紫杉醇生产工艺
概述
紫杉醇作用机理明确:
具有独特的抗癌机制，作用位点为有丝分裂和 细胞周期中至关重要的微管蛋白。紫杉醇能促 进微管蛋白聚合而形成稳定的微管，并抑制微 管的解聚，从而抑制了细胞的有丝分裂，最终 导致癌细胞的死亡。
ppt课件
3
紫杉醇生产工艺
概述
6.1.1 紫杉醇类药物
临床应用
2)生物工程方法生产紫杉醇
Phyton 克服细胞培养过程的各 种技术障碍，突破细胞培养生产紫 杉醇技术，生产过程得到 FDA认证；