專利名稱：一種紫杉醇半合成新方法
紫杉醇(paclitaxel，商品名Taxol)是由紅豆杉屬植物樹皮或針葉分離提取的一種獨(dú)具抗癌活性的二萜類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜，作用機(jī)制獨(dú)特，活性強(qiáng)。作為廣譜抗癌新藥，紫杉醇現(xiàn)已在40多個(gè)國(guó)家獲準(zhǔn)臨床應(yīng)用，被認(rèn)為是迄今人類發(fā)現(xiàn)的療效最好的抗癌藥物之一。然而，紅豆杉屬植物中紫杉醇含量極低，約0.007％左右，實(shí)際生產(chǎn)1kg紫杉醇，需要大約30噸紅豆杉樹皮。因而，現(xiàn)行的紫杉醇生產(chǎn)方法勢(shì)必要?dú)У舸罅康募t豆杉。紅豆杉是冰川時(shí)期孑遺植物，世界各國(guó)資源有限。即使人工培植灌木品種的紅豆杉，提取成本也是很高的。因而，紫杉醇藥物一直短缺且價(jià)格居高不下。世界各國(guó)和我國(guó)都已立法并加大力度保護(hù)紅豆杉屬植物，因此靠剝樹皮提取紫杉醇已經(jīng)受到法律上的限制。為了擴(kuò)大紫杉醇原料藥來源，降低臨床用藥費(fèi)用，滿足腫瘤治療的需要，同時(shí)從根本上有效地保護(hù)紅豆杉不被滅絕，采用化學(xué)合成方法生產(chǎn)紫杉醇勢(shì)在必行。
紫杉醇分子是由母核四環(huán)雙萜和C-13活性側(cè)鏈兩部分構(gòu)成的。本發(fā)明涉及抗癌藥物紫杉醇的半合成新方法。其方法為采用氮雜環(huán)丁酮衍生物作為紫杉醇C-13側(cè)鏈前體，與10-脫乙酰巴卡亭III(10-deacetylbaccatin III，10-dab)的衍生物縮合制成紫杉醇。
從20世紀(jì)80年代后期開始，眾多的化學(xué)家致力于紫杉醇的全合成和半合成工作，但進(jìn)展緩慢，這很大程度是由于這一化合物復(fù)雜的結(jié)構(gòu)因素。尤其是全合成的步驟長(zhǎng)達(dá)40～60步，試劑原料難得，成本高，產(chǎn)率低，難以實(shí)際應(yīng)用。紫杉醇的化學(xué)合成對(duì)于保護(hù)紅豆杉植物物種及資源、擴(kuò)大腫瘤臨床的應(yīng)用，降低治療費(fèi)用等，都具有極為重要的意義和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明新穎性在于①10-dab可以來源于我國(guó)常見植物馬尾松、粗榧或由漿果紅豆杉，也可以應(yīng)用植物提取紫杉醇所產(chǎn)生的副產(chǎn)物或化學(xué)合成，來源廣泛，成本低廉。②不采用國(guó)外半合成所使用的紫杉醇C-13側(cè)鏈N-苯甲酰-(2R，3S)-3-苯基異絲氨酸 [N-benzoyl-(2R，3S)-3-phenylisoserine]，這種側(cè)鏈合成步驟冗長(zhǎng)，成本過高而且不能直接于10-dab縮合。本發(fā)明采用的是一種有機(jī)合成的紫杉醇C-13側(cè)鏈前體順-1-苯基-3-(1-乙氧乙氧基)-4-苯基氮雜環(huán)丁-2-酮[cis-1-benzoyl-3-(1-ethoxyethoxy)-4-phenylazetidin-2-one]，與10-dab衍生物縮合。合成方法簡(jiǎn)單，條件控制容易，只需4步即可制得紫杉醇。從而簡(jiǎn)化了合成步驟，提高了產(chǎn)率。本發(fā)明方法適合工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明采用的起始原料為10-dab，該化合物中的7，10，13位羥基活性不同，先用氯化三乙基硅烷保護(hù)7位羥基，得到7-三乙基硅烷-10-脫乙酰巴卡亭III(3)，再乙?；?0位羥基，得到7-三乙基硅烷巴卡亭III(4)。然后用側(cè)鏈前體(2)與側(cè)鏈前體縮合，制得紫杉醇(1)。經(jīng)波譜鑒定證實(shí)，該化合物與天然產(chǎn)物，即由紅豆杉提取純化的紫杉醇結(jié)構(gòu)完全一致。
紫杉醇半合成路線如下 紫杉醇半合成路線實(shí)施例7-三乙基硅烷10-脫乙酰巴卡亭III(3)取10-脫乙酰巴卡亭III 10g(1.8mmol)溶于無水吡啶1000ml，通氮?dú)?，攪拌，緩慢滴加三乙基氯硅?7ml(67g，40mmol)，將黃色反應(yīng)液在0℃下攪拌24h，加乙酸乙酯和水各2000ml，攪拌后靜置分層，有機(jī)層經(jīng)飽和硫酸銅溶液洗滌(300ml×3)，直至將過量的吡啶全部除去，再用水及飽和氯化鈉1000ml洗滌。然后通過無水硫酸鈉干燥，過濾后減壓除去溶劑，濃縮物經(jīng)230～400目硅膠-60(Merck)色譜柱純化，用二氯甲烷-甲醇(v∶v＝99∶1)洗脫，得化合物3 11.2g，收率79％。mp256～257℃(二氯甲烷-戊烷)，[α]D23-23.6o(c＝0.41，甲醇)。1H NMR δ0.48～0.70(m，6H)，0.94(t，J＝8Hz，9H)，1.08(s，6H)，1.57(s，1H)，1.74(s，3H)，1.86～1.95(m，1H)，2.02(d，J＝5Hz，1H)，2.09(d，J＝1.1Hz，3H)，2.25～2.35(m，2H)，2.28(s，3H)，2.42～2.52(m，1H)，3.95(d，J＝7Hz，1H)，4.24(Abq，JAB＝8.4Hz，δAδB＝42，2H)，4.31(d，J＝2Hz，1H)，4.41(dd，J＝6.6和10.6Hz，1H)，4.85～4.90(m，1H)，4.95(dd，J＝1.9和9.6Hz，1H)，5.17(d，J＝2Hz，1H)，5.60(d，J＝7Hz，1H)，7.44～7.50(m，2H)，7.57～7.62(m，1H)，8.08～8.11(m，2H)。
7-三乙基硅烷巴卡亭III(4)將化合物3 10g(1.5mmol)溶于無水吡啶430ml，再滴加乙酰氯6ml，在0℃下繼續(xù)攪拌20h，加乙酸乙酯和水各500ml，攪拌，靜置分層后，用乙酸乙酯(300ml×2)提取水相。合并有機(jī)相，用飽和硫酸銅溶液洗滌至吡啶完全除去。然后依次用水及飽和氯化鈉溶液洗滌，通過無水硫酸鈉干燥，過濾后減壓濃縮，濃縮物上230～400目硅膠(Merck)色譜柱，用二氯甲烷-甲醇(v∶v＝99∶1)洗脫，得化合物410.3g，收率86％。mp253～254℃(二氯甲烷-戊烷)，[α]D23-49°(c＝0.4甲醇)。1H NMRδ0.52～0.65(m，6H)，0.93(t，J＝8Hz，9H)，1.04(s，3H)，1.20(s，3H)，1.61(s，1H)，1.68(s，3H)，1.83～1.92(m，1H)，2.01(d，J＝5Hz，9H)，2.17(s，3H)，2.19(d，J＝1.1Hz，3H)，2.24～2.28(m，2H)，2.29(s，3H)，2.41～2.58(m，1H)，3.88(d，J＝7Hz，1H)，4.24(Abq，JAB＝8.1Hz，δA-δB＝45，2H)，4.49(dd，J＝6.6和10.5Hz，1H)，4.84(m，1H)，4.96(d，J＝9.6Hz，1H)，5.63(d，J＝7Hz，1H)，6.46(s，1H)，7.45～7,50(m，2H)，7.57～7.63(m，1H)，8.09～8.12(m，2H)。
2′-(1-乙氧乙氧基)-7-三乙基硅烷紫杉醇(5)
在全自動(dòng)反應(yīng)罐內(nèi)加入順-1-苯基-3-(1-乙氧乙氧基)-4-苯基氮雜環(huán)丁-2-酮(2)109g(0.32mmol)，4 45g(0.064mmol)，DMAP 7.8g(0.064mmol)和吡啶320ml?；旌弦涸?5℃下攪拌12h，然后用乙酸乙酯100L稀釋，乙酸乙酯層用10％硫酸銅水溶液20L洗滌，通過無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，濃縮物通過硅膠柱過濾，用乙酸乙酯-己烷(1∶2)洗脫，然后在乙酸乙酯-己烷中重結(jié)晶，得到5 61g，收率92％，為非對(duì)映體混合物(2∶1)。
紫杉醇(1)取5 50g，溶于乙醇20L，加入0.5％鹽酸水溶液5L，混合液在0℃下攪拌30h，再用乙酸乙酯500L稀釋，溶液用飽和碳酸氫鈉水溶液200L洗滌，通過無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，濃縮物上硅膠柱層析，用乙酸乙酯-己烷(1∶1)洗脫，得紫杉醇130g，收率90％，為白色固體。[α]D22-44.1°(c＝0.27甲醇)，mp192～194℃，1H NMR(CDCl3)δ1.12(s，3H)，1.22(s，3H)，1.67(s，3H0，1.77(s，3H)，1.86(m，1H)，2.21(s，3H)，2.26(s，3H)，2.26(dd，J＝15.4，8.9Hz，1H)，2.34(dd，J＝15.4，8.9Hz，1H)，2.36(s，3H)，2.43(bs，1H)，2.53(ddd，J＝15.5，9.6，6.0Hz，1H)，3.55(bs，1H)，3.78(d，J＝7.0Hz，1H)，4.18((d，J＝8.4Hz，1H)，4.28(d，J＝8.4Hz，1H)，4.38(dd，J＝10.6，6.8，Hz，1H)，4.77(d，J＝2.1Hz，1H)，4.92(bd，J＝8.9Hz，1H)，5.65(d，J＝7.0Hz，1H)，5.77(dd，J＝8.8，2.6Hz，1H)，6.21(bt，J＝9.0Hz，1H)，6.25(s，1H)，6.97(d，J＝8.8Hz，1H)，7.33(m，5H)，7.54(m，5H)，7.59(t，J＝7.1Hz，1H)，7.71(d，J＝7.9Hz，2H)，8.11(d，J＝7.9Hz，2H)；13C NMR(CDCl3)δ9.59，14.83，20.87，21.81，22.62，26.84，35.65，43.16，45.66，55.11，58.56，72.23，73.24，74.93，75.58，76.54，79.00，81.11，84.40，127.05，128.33，128.68，128.99，130.20，131.95，133.13，133.73，137.98，141.98，167.09，166.97，170.39，171.25，172.70，203.64。
權(quán)利要求
1.一種抗腫瘤藥物紫杉醇的半合成方法，其特征在于采用10-脫乙酰巴卡亭III和合成的紫杉醇C-13側(cè)鏈前體進(jìn)行半合成紫杉醇。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中紫杉醇C-13側(cè)鏈前體為氮雜環(huán)丁酮衍生物。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中10-脫乙酰巴卡亭III(10-dab)的來源是馬尾松、粗榧或漿果紅豆杉的樹皮或針葉，也可以來源于紫杉醇提取過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物及合成合成的產(chǎn)物。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，10-脫乙酰巴卡亭III在與側(cè)鏈前體縮合反應(yīng)之前須進(jìn)行7位羥基的硅烷基團(tuán)保護(hù)和10位羥基的乙酰化。使其13位羥基與側(cè)鏈前體縮合，制得紫杉醇。
全文摘要
紫杉醇(Paclitaxel，Taxol)是一種由紅豆杉屬植物的樹皮樹葉提取的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、作用機(jī)制獨(dú)特的抗腫瘤藥物。植物材料含量極低，提取成本過高。紫杉醇分子母核四環(huán)雙萜10－脫乙酰巴卡亭III(10－dab)很容易從常見植物馬尾松或粗榧中提取，也可以從紫杉醇提取過程中的副產(chǎn)品中得到。本發(fā)明是以10－dab為起始材料半合成紫杉醇。即采用合成的側(cè)鏈前體－順－1－苯基－3－(1－乙氧乙氧基)－4－苯基氮雜環(huán)?。?－酮與10－脫乙酰巴卡亭III衍生物進(jìn)行縮合制備紫杉醇。所得紫杉醇與來源于紅豆杉是紫杉醇化學(xué)結(jié)構(gòu)完全一致。
文檔編號(hào)C07D305/00GK1392145SQ0211724
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2002年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月22日
發(fā)明者閻家麒 申請(qǐng)人:江蘇佩沃特生物基因工程有限公司, 閻家麒, 金尚明