抗癌药物多烯紫杉醇的合成
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紫杉醇合成
紫杉醇(Paclitaxel)是一种重要的抗肿瘤药物,常用于治疗乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌等多种恶性肿瘤。
以下是紫杉醇的合成过程:
1. 合成起始物:利用紫杉醇最主要的合成起始物为天然产物
10-脱乙酰二羟甲杉醇(10-DAB III)。
10-DAB III是一种通过纯天然合成提取的二萜化合物。
通过对其进行一系列的化学改性和化学反应来合成紫杉醇。
2. 发挥骨架的活性:通过对10-DAB III进行结构改造反应,
例如保护羰基氧化脱除反应(ozonolysis reaction)、酸催化等,将羟基保护基替换为更活性的取代基,形成活性骨架。
3. 反应活化:将活性骨架进行结构改造反应,如羟基取代、酸催化等反应,引入一些临时保护基,以保护紫杉醇分子的不同官能团。
4. 防护基处理:对于引入的临时保护基进行去保护反应(deprotection reaction),以恢复紫杉醇分子原有的官能团。
5. 结构改建:通过一系列化学反应,如环化反应、氧化反应、取代反应等,构建紫杉醇分子的特定官能团。
6. 叶酸酯法合成:最近研究还发现可以利用叶酸酯法,直接将叶酸与10-脱乙酰二羟甲杉醇反应,生成紫杉醇。
这种新的合
成方法简单、高效,并且不需要经过复杂的结构改造反应。
需要注意的是,紫杉醇的合成过程非常复杂,需要多步的化学反应和精确的反应控制,对于合成技术的要求很高。
因此,紫杉醇的生产往往需要专门的合成工艺和设备,在工业生产中产量较低,造成紫杉醇的价格较高。
紫杉醇的配制方法
紫杉醇(Paclitaxel)是一种广泛应用于癌症治疗的化学药物,主要用于治疗乳腺癌、卵巢癌等多种癌症。
紫杉醇的配制需要在合适的环境下、按照相关规范和标准进行,通常是由专业的药物制剂厂家完成。
以下是一般紫杉醇注射剂的简化制备方法,但请注意,这只是供了解,任何药物的制备都需要在受过专业训练的人员的监督下进行。
紫杉醇注射剂的简化制备方法:
材料:
紫杉醇(Paclitaxel)粉末
赋形剂(例如:无水乙醇、聚醚或其他合适的赋形剂)
溶剂(例如:聚氧乙烯甘油脂肪酸酯)
调节pH的溶液(例如:氢氧化钠或盐酸)
步骤:
将一定量的紫杉醇粉末称取到一个容器中。
添加适量的赋形剂,确保形成均匀的混合物。
赋形剂的选择和比例需要根据具体制剂的配方而定。
加入溶剂,使紫杉醇和赋形剂充分溶解。
这一步通常需要搅拌和混合。
调节pH值,以确保最终制剂的稳定性和适用性。
调节pH的过程需要小心进行,以避免影响药物的活性。
进行最终的过滤和灭菌步骤,以确保制剂的纯净度和无菌性。
将制备好的溶液灌装到注射剂瓶中,并密封保存。
请注意,上述步骤是一般性的制备方法,并不能完全取代专业药物制剂厂家的操作。
紫杉醇作为一种抗癌药物,其制备和使用都需要严格遵循法规和标准,以确保患者的安全和治疗效果。
任何涉及药物制备的操作都应由受过专业培训的人员进行,遵循相关法规和制药标准。
苏州大学研究生考试答卷封面考试科目: 有机合成考试得分院别: 材料与化学化工学部专业: 分析化学学生姓名: 饶海英学号: 20114209033授课教师:考试日期: 2012 年 1 月8 日天然抗癌药物紫杉醇的合成进展摘要:本文对多烯紫杉醇的合成的各种合成方法进行了综述。
关键词:多烯紫杉醇合成抗癌多烯紫杉醇(daxotere) 商品名为多西她赛(Docetaxel) , 化学名为[ 2aR-( 2aα, 4β, 4aβ, 6β,9α, ( aR3, βS3) , 11α, 12α, 12aα, 12bα) ] -β- [ [ (1, 1 2二甲基乙氧基)羰基]氨基] -α-羟基苯丙酸[ 12b-乙酰氧-12 -苯甲酰氧-2a, 3, 4, 4a, 5, 6, 9,10, 11, 12, 12a, 12b -十二氢-4, 6, 11-三羟基-4a, 8,13, 13 -四甲基-5-氧代-7, 11-亚甲基-1H-环癸五烯并-[ 3, 4 ]苯并[ 1, 2-b ]氧杂丁环-9-基]酯,就是法国罗纳普朗克·乐安公司开发的半合成紫杉醇的衍生物,它对晚期乳腺癌、非小细胞肺癌、卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肝癌、头颈部癌、胃癌等均有效。
其作用机制就是通过与肿瘤细胞微管蛋白结合, 加强微管蛋白的聚合、抑制微管解聚,最终形成稳定的非功能性微管束, 从而抑制肿瘤细胞的有丝分裂与增殖[1-3] 。
商业化生产的紫杉醇类抗癌药物大多采用半合成方法,这就是现阶段最具经济性与可操作性的合成方法。
多烯紫杉醇的半合成方法就是利用从红豆杉属植物的针叶中提取的10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ (10-DAB ) ,通过选择性保护部分羟基, 然后在10-DAB C13位的羟基上连接合成的手性侧链, 再去掉保护基团得到。
其中以多烯紫杉醇C13位侧链的合成以及该侧链与选择性保护的母核10-DAB进行酯化反应最为重要[4-5] 。
紫杉醇的构效关系已经被众多学者所研究与总结。
多烯紫杉醇的半合成方法
多烯紫杉醇是一种抗癌药物,其全合成非常复杂且成本高昂。
为了降低成本,研究人员开发了多烯紫杉醇的半合成方法。
以下是一种常用的半合成方法:
1. 从天然来源中提取紫杉醇:紫杉树是紫杉醇的天然来源,可以从其树皮和树叶中提取紫杉醇。
2. 紫杉醇的结构修饰:提取得到的紫杉醇需要进行结构修饰,以合成多烯紫杉醇。
结构修饰包括化学反应、酶催化等方法。
3. 多烯链的引入:在紫杉醇的结构修饰过程中,需要引入多烯链。
常用的方法是通过化学反应在紫杉醇分子中引入多烯链。
4. 合成多烯紫杉醇:经过上述步骤后,可以得到多烯紫杉醇。
半合成方法相对于全合成方法来说,更加经济实用且成本较低。
然而,半合成方法仍然具有一定的复杂性和技术要求,需要在合成过程中解决一系列的问题,如选择性修饰、纯度控制等。
因此,多烯紫杉醇的半合成仍然是一个具有挑战性的研究领域。
紫杉醇半合成路线
紫杉醇半合成路线通常包括以下步骤:
1.选择性脱去13-乙酰基-9-二氢巴卡丁Ⅲ的C-13乙酰基,得到化合物IM1。
2.用保护基保护化合物IM1的C-7羟基,得到化合物IM2。
3.将化合物IM2分别与化合物S1、S2进行缩合反应,
得到化合物IM3和IM5。
4.用氧化剂将化合物IM3、IM5的C-9羟基氧化,分别
得到化合物IM4和IM6。
5.脱去化合物IM4的C-7保护基团和R3保护基,得到
紫杉醇。
6.脱去化合物IM6的C-7保护基、R3保护基和乙酰基,得到多西紫杉醇。
以上步骤完成后,就可以得到紫杉醇。
紫杉醇是一种具有抗癌活性的天然产物,广泛用于治疗乳腺癌、肺癌、卵巢癌等多种癌症。
半合成紫杉醇的方法具有产品得率高、成本低、容易实现等优点,为解决紫杉醇的自然来源有限的问题提供了有效途径。
请注意,紫杉醇及其合成方法属于专业领域,以上内容仅供参考。
如需更多信息,建议咨询药学专家或查阅相关文献资料。
抗癌药物紫杉醇的全合成Holton合成紫杉醇路线的剖析一、本文概述本文旨在全面剖析紫杉醇全合成的Holton合成路线,这是一种被广泛研究和应用于抗癌药物紫杉醇生产的重要方法。
紫杉醇,作为一种具有显著疗效的天然抗癌药物,自被发现以来,其合成路线的研究一直备受关注。
Holton合成路线,作为其中的一种,凭借其高效、稳定和可持续的特点,在紫杉醇的工业生产中占据了重要地位。
本文将从紫杉醇的化学结构出发,详细阐述Holton合成路线的原理、步骤和关键反应。
我们将分析该路线的化学选择性、反应条件和反应机理,以揭示其高效合成紫杉醇的科学依据。
我们还将对Holton合成路线的优缺点进行评估,探讨其在实际工业生产中的应用前景和改进方向。
通过本文的剖析,我们期望能为读者提供一个清晰、全面的紫杉醇全合成Holton合成路线的理解,为相关领域的研究和开发提供有益的参考。
我们也希望借此机会推动紫杉醇合成路线的不断创新和优化,以更好地服务于抗癌药物的研发和生产。
二、Holton合成紫杉醇路线概述Holton合成路线是一种全合成紫杉醇的方法,由Robert A. Holton等人在1994年首次报道。
该路线从易得的原料出发,通过多步骤的化学转化,最终得到紫杉醇。
这一路线的成功,不仅为紫杉醇的大规模生产提供了可能,而且也为其他复杂天然产物的全合成提供了新的思路和方法。
Holton合成路线主要包括以下几个关键步骤:从简单易得的起始原料出发,通过一系列的化学反应,构建紫杉醇的基本骨架。
这些反应包括加成、消去、取代、氧化等,每一步都需要精确控制反应条件和选择适当的催化剂。
接下来,通过引入关键的侧链和官能团,进一步修饰紫杉醇的基本骨架。
这些侧链和官能团是紫杉醇具有抗癌活性的关键所在,因此它们的引入是整个合成路线的重中之重。
在这一步中,需要利用特定的化学反应,如酯化、酰胺化等,将侧链和官能团准确地连接到紫杉醇的基本骨架上。
通过一系列的纯化和结晶步骤,从反应混合物中分离出纯度较高的紫杉醇。
紫杉醇全合成紫杉醇是一种用于治疗肿瘤的药物,其原料来自于太平洋紫杉树。
但是由于太平洋紫杉树生长缓慢,净化成本高,所以大规模生产紫杉醇是一项巨大的难题。
为此,科学家们开始探索紫杉醇的全合成方法,即通过化学合成方式生产紫杉醇。
紫杉醇的全合成分为5个步骤:第一步:合成环氧局部结构在这个步骤中,将苯乙烯和氢氧化钠加入二氯甲烷中,制备出一个含有羟基的物质。
接着,通过邻二甲基苯基酚的合成,将羟基改为酚环,得到紫杉醇所必需的环氧局部结构。
第二步:引入侧链在这个步骤中,需要利用脂肪酸的结构来构建紫杉醇的侧链。
将乙烯基叔丁基基乙烯酸叔丁酯与一系列的化学品反应,可以制备出紫杉醇侧链的前体,即乙撑二酸酐。
第三步:连接环氧和侧链在这个步骤中,需要将侧链与环氧局部结构连接起来。
将环氧与乙撑二酸酐进行反应,得到含有侧链和环氧的物质。
第四步:制备紫杉醇的骨架在这个步骤中,需要将紫杉醇骨架的各个部分连接起来。
将含有侧链和环氧的物质与一系列的化学品反应,最终得到紫杉醇骨架,这个骨架就是紫杉醇的主要结构。
第五步:去保护基在这个步骤中,需要将合成过程中保护羟基的化学品去掉,使得紫杉醇的羟基暴露出来。
通过一系列化学反应,去掉羟基保护基,得到最终成品——紫杉醇。
总的来说,紫杉醇的全合成方法需要借助高级有机合成技术,包括羟基的保护和去保护、各种侧链的引入等。
虽然整个合成过程比较复杂,并且需要很多的前体物质,但相比于从太平洋紫杉树中提取的成本,这种化学合成方法仍然具有很大的优势,可以为大规模生产紫杉醇提供技术支持。
抗癌药物紫杉醇化学合成进展杨晨1,张文成2(1.合肥工业大学化学与化工学院,安徽合肥230009;2.合肥工业大学化学与化工学院,安徽合肥230009)摘要: 紫杉醇最初是从红豆杉属植物紫杉的树干、树皮中提取的一种天然抗肿瘤药物。
自1967年被发现以来,随着研究的不断深入,人们对紫杉醇的理化性质认识越来越深刻,并进行了化学合成。
目前它已被广泛应用于各种癌症的临床治疗。
关键词: 紫杉醇;红豆杉;癌症治疗;化学合成英文标题,摘要,关键词0 引言紫杉醇( Paclitaxel,Taxol) 最初是从红豆杉属多种植物的树干、树皮中均可提取到的一种天然抗肿瘤药物,研究发现它对许多癌症有明显的疗效[1]。
因此,自其被发现并逐步被应用于肿瘤治疗以来,一直受到人们的青睐。
迄今为止,紫杉醇及其半合成类似物多烯紫杉醇已成为历史上销量最大的抗癌药物[2],并被广泛应用于包括卵巢癌、乳腺癌、肺癌以及Kaposi’s肉瘤的治疗。
目前,紫杉醇已在60 多个国家获得临床应用批准,被认为是最有效的抗癌药物之一[3]。
1 化学全合成伴随着地球环境的恶化,各种癌症威胁着人类健康,作为有效抗癌药物的紫杉醇需求量日益增多,而天然红杉和人工红杉紫杉醇的产量极低,这就造成了尖锐的供需矛盾。
为了满足供不应求的局面,进一步解决人类的健康,人们在紫杉醇的化学全合成、化学半合成、细胞培养以及内生真菌等方面进行了广泛的探索,均取得了一定进展。
鉴于高度官能团化的[6+8+6]骨架结构,以及11个手性中心(其中母核占9个,侧链2个),使得紫杉醇的化学合成极为复杂,但紫杉醇合成研究却并未因此而停滞。
目前已报道的有5条路线,即1994年初由Holton等[4]和Nicolaou等[5]研究组几乎同时完成的两条路线,1995年Danishefsky 等[6]研究路线及1997年Wender研究组和Mukaiyama研究组的两条路线。
1.1 Holton路线Holton路线的起始物为倍半萜化合物pachioulene oxide,它具有与天然紫杉烷一致的C3和Me-19(19位甲基)的构型。
收稿日期:2006-05-30基金项目:国家自然科学基金项目(50372084)作者简介:景临林(1982-),男(汉族),山西临汾人,硕士研究生;孙晓莉(1957-),女(汉族),吉林长春人,教授,博士生导师,主要从事不对称催化的合成研究,Tel :(029)83374470,E -mail :lisy dcn @yahoo .com .cn 。
文章编号:1005-0108(2006)05-0292-04抗癌药物多烯紫杉醇的合成景临林,金瑛,张生勇,孙晓莉(第四军医大学药学系化学教研室,陕西西安710032)摘 要:目的建立一种简便、经济的合成多烯紫杉醇的方法。
方法以反式-肉桂酸乙酯为原料,经不对称双羟化、环氧化、重氮化及氢化4步反应得到多烯紫杉醇手性C 13侧链,再与保护的10-去乙酰巴卡亭Ⅲ对接、去保护得到多烯紫杉醇。
结果多烯紫杉醇手性C 13侧链的4步反应总收率为76%,光学产率为99%,对接及去保护3步反应总收率为64%。
结论在多烯紫杉醇手性C 13侧链的合成过程中,对价格昂贵的金鸡纳生物碱衍生物配体进行了回收和再利用,大大降低了反应成本。
同时还优化了反应过程,避免了柱色谱分离,有利于多烯紫杉醇的工业化生产。
关键词:药物化学;药物制备;化学合成;可回收配体;多烯紫杉醇C 13侧链;多烯紫杉醇中图分类号:R914 文献标识码:ASynthesis of anticancer drug docetaxelJING Lin -lin ,JIN Ying ,ZHANG Sheng -yong ,SUN Xiao -li(The Fourth Military Medical U niversity ,Department of Chem istry ,Xi ′an 710032,China )A bstract :Aim To develop a simple and eco nomical method to sy nthesize docetaxel .Methods With trans -ethyl cinnamate as starting m aterial ,chiral docetaxel C 13side chain w as synthesized through asymmetric di -hydroxy lation (AD ),epoxidation ,diazotization and hydrogeneration .Then it w as coupled w ith pro tected bac -catin Ⅲ,follow ed by depro tection to afford docetaxel .Results Chiral docetaxel C 13side chain w as sy nthe -sized in 76%yield and 99%ee .The to tal y ield of coupling and deprotecting reaction w as 64%.Conclusion In the sy nthetic procedure to chiral docetaxel C 13side chain ,the expensive cinchona alkaloid derivatives can be recycled ,w hich dramatically decreased the reaction cost .Meanwhile ,the sy nthetic route is simplified by avoiding chromatograph and might be benefit for industrialization .Key words :medicinal chemistry ;drug preparation ;chemical synthesis ;recoverable chiral ligand ;docetaxel C 13side chain ;docetaxel 多烯紫杉醇(docetaxel )被认为是迄今疗效最显著的抗癌药物之一,具有广谱的抗白血病和抗实体肿瘤活性[1],其抗癌活性是紫杉醇的1.3~12倍[2]。
1996年经美国FDA 批准用于肺癌、乳腺癌、结肠癌等的治疗[3]。
多烯紫杉醇是在紫杉醇(paclitael )的基础上进行结构改造而得到的,其结构复杂,受多官能团和多手性中心等因素的制约,全合成难度极大。
半合成法是生产多烯紫杉醇最有效的化学方法。
目前合成多烯紫杉醇及其衍生物侧链的方法很多,但往往存在反应成本高、步骤多、收率低和需要柱色谱纯化等不足[4,6],不利于工业化生产。
欧洲红豆杉(Taxus baccata )的针叶中富含10-去乙酰基浆果赤霉素(10-去乙酰巴卡亭Ⅲ,简称10-DAB Ⅲ),其结构与紫杉醇大环结构相似,但是10-去乙酰巴卡亭Ⅲ的活性仅是紫杉醇的1/1000,当在其分子的C 13位引入第16卷 第5期2006年10月 总73期中国药物化学杂志Chinese Journal o f M edicinal ChemistryVol .16 No .5 p .292Oct .2006Sum 73N -叔丁氧羰基-(2R ,3S )-3-苯基异丝氨酸侧链(C 13侧链)就能使其具有很高的抗癌活性。
因此,合成手性C 13侧链就可以有效地利用10-去乙酰巴卡亭Ⅲ这一资源,合成抗癌药物多烯紫杉醇。
1 合成路线设计本研究以反式-肉桂酸乙酯为原料,经不对称双羟化(AD )、环氧化、重氮化及氢化4步反应得到多烯紫杉醇手性C 13侧链(4),然后用苯甲醛将其保护后与保护的10-去乙酰巴卡亭Ⅲ(6)对接,最后去保护得到多烯紫杉醇。
该合成路线具有反应条件温和,操作简便,收率较高等优点,是一条经济的、适合进行工业化生产的路线。
具体合成路线见图1。
Fig ure 1 The synthetic route of docetaxel2 实验部分熔点用XRC -1型显微熔点仪测定(温度未经校正)。
旋光度用Perkin -Elmr 343型自动旋光仪测定。
核磁共振谱由Avancf -300型核磁共振波谱仪测定,TM S 为内标。
质谱由Micromass Quattro Premier 质谱仪测定。
配体(QN )2PHAL 按照文献[7]的方法合成;保护的10-DAB Ⅲ由重庆美联公司提供;其他试剂均为国产分析纯或化学纯。
2.1 (2R ,3S )-2,3-二羟基-3-苯基丙酸乙酯(1)的合成在圆底烧瓶中加入丙酮-水100mL (体积比9∶1)、100mg ·mL -1OsO 451μL (0.02mmol )和配体(QN )2PHAL 77mg (0.01mmol ),搅拌10min ,加入N -甲基-N -氧吗啉1.76g (15mmol )、反式-肉桂酸乙酯1.76g (10mmol ),0℃搅拌反应24h 。
减压蒸去丙酮,水层用乙醚萃取(50mL ×2),合并乙醚层,无水硫酸镁干燥,过夜。
抽滤,减压蒸去乙醚得到粗品,用溶剂洗去杂质,得纯品2.00g 。
收率为95%,e e 值为99%。
[α]20D =+6.6°(c =1.0,EtOH )[文献[8][α]20D =+6.3°(c =0.95,EtOH ),ee >99%]。
水层补加90mL 丙酮、1.0mL 水、100m g ·mL -1OsO 450μL (0.02mmol )、N -甲基-N -氧吗啉1.76g (15mmol )、反式-肉桂酸乙酯(1.76g ,10mmol ),按照上述操作过程及用量,进行5次重复实验,实验过程中不需补加配体。
配体进行5次重复使用实验,化学收率和光学产率均没有明显改变。
2.2 (2R ,3R )-3-苯基-2,3-环氧丙酸乙酯(2)的合成在圆底烧瓶中加入2.10g (10mmol )化合物1、15mL CH 2Cl 2、20mg 吡啶对甲苯磺酸盐(PPTS )和1.5mL 原甲酸三乙酯,室温搅拌20min 。
蒸去溶剂,残余物用CH 2Cl 2溶解,搅拌下滴加乙酰溴90μL ,室温继续搅拌30min 。
蒸去溶剂,剩余的黄色油状物用35mL MeOH 溶解,加入1.8g 无水K 2CO 3,室温搅拌1.5h 。
直接将反应液倒入70mL 饱和的NH 4Cl 溶液中,然后用CH 2Cl 2萃取(50mL ×3),合并萃取液,蒸去溶剂,得黄色油状物1.63g ,收率85%。
293第5期景临林等:抗癌药物多烯紫杉醇的合成 2.3 (2R,3S)-2-羟基-3-叠氮基-3-苯基丙酸乙酯(3)的合成在圆底烧瓶中加入1.92g(10mmol)化合物2、3.23g NaN3、8mL甲酸乙酯和45mL甲醇-水(体积比8∶1)溶液,50℃反应40h。
减压蒸去甲醇,水层用二氯甲烷萃取(50mL×3),合并萃取液,无水硫酸镁干燥,蒸干溶剂,得淡黄色油状物2.23g,收率为95%。
2.4 (2R,3S)-2-羟基-3-(N-叔丁氧羰基)胺基-3-苯基丙酸乙酯(4)的合成219mg质量分数为10%的Pd-C溶于4.4mL 的乙酸乙酯中,再将溶于16mL乙酸乙酯中的2.35g(10mmol)化合物3和2.62g(12mmol)二叔丁基二碳酸酯在H2保护下加入反应器中,在H2氛围下室温反应48h。
过滤,减压蒸去溶剂,得白色固体,重结晶得白色针状晶体2.87g,收率90%。
mp128.0~129.0℃,[α]20D=+6.9°(c=1.0,CHCl3)[文献[5]mp124℃,[α]28D= +6.3°(c=1.0,CHCl3)]。
1H-NMR(300MHz, CDCl3)δ:1.32(t,3H),1.40(s,9H),3.15(s, 1H),3.82(s,1H),4.30(q,2H),4.42(s,1H), 5.22(d,1H,J=9.0H z),5.39(d,1H,J= 8.5Hz),7.28~7.37(m,5H)。
2.5 (4S,5R)-N-叔丁氧羰基-2-(4′-2-甲氧基)苯基-4-苯基-1,3-氧氮杂戊环-5-甲酸(5)的合成在三口瓶中加入3.09g(10mmol)4及23mg (0.10mmol)PPTS,溶于10mL甲苯中,搅拌下升温至80℃,N2保护下滴加对甲氧基苯甲醛4.74g(100mmol)与40m L甲苯的混合液,滴毕,继续反应1h,T LC监测反应完全。