CN102993136A

CN102993136A - 一种7-α羟基紫杉烷的制备方法

Info

Publication number: CN102993136A
Application number: CN2011102773941A
Authority: CN
Inventors: 杨凌; 葛广波
Original assignee: ZHUHAI DAORONG BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: ZHUHAI DAORONG BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2011-09-19
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明涉及一种7-α羟基紫杉烷的高效制备方法，以含有7-β羟基的紫杉烷单体为原料，借助纳米催化反应在弱碱性环境下加热回流实现7-β羟基紫杉烷的高效表异构化，同时避免紫杉烷C-2，C-4，C-10，C-13位酯键的水解；反应后的混合物采用正相色谱分离结合间歇洗脱方式，用二氯甲烷/甲醇体系仅将目标物7-α羟基紫杉烷洗脱下来，最终获得高纯度7-α羟基紫杉烷。该工艺路径高效，廉价，操作简单、过程温和可控，适宜于规模化制备7-α羟基紫杉烷。

Description

一种7-α羟基紫杉烷的制备方法

技术领域

本发明属于新药合成及药物化学领域，具体而言，涉及一种7-α羟基紫杉烷的高效制备方法，所制备的7-α羟基紫杉烷单体可作为合成原料或标准品，分别用于新型紫杉烷类似物的合成及紫杉烷原料药质量控制与分析中。

背景技术

紫杉醇是过去二十多年中最有效的抗癌药物之一，紫杉醇及其半合成类似物多烯紫杉醇临床上被广泛用于乳腺癌、卵巢癌以及非小细胞肺癌等实体肿瘤的一线治疗中(Lancet 2000; 355:1176)，其独特的抗癌机制和确切的临床疗效使得其自上市之日起就供不应求，在制药领域具有重要应用价值。在全球抗癌药市场份额中，紫杉烷药物占近1/10、年销售额达60亿美元。虽然紫杉醇及多烯紫杉醇具有良好的抗癌效果，但以上两种药物自上市之日起就显现了诸多问题，具体包括：1）化学稳定性差，极易在体内产生表异构及水解产物；2）治疗窗窄、毒副作用明显；3）ADME及靶向性差；4）耐药性强（Pharm Res 2005; 22: 228 & Clin Cancer Res 2005; 11: 8097）。以上诸多问题严重困扰着紫杉烷药物的临床使用，加之近年来人们对药物使用的安全性给予了更高的期待，发现高化学稳定性、高安全性及良好ADME/T行为的新型紫杉烷类药物是当前紫杉烷类抗癌药物的研究热点。

值得注意的是，7-β羟基紫杉烷类药物的化学稳定性普遍较差。如图1所示，紫杉醇及多烯紫杉醇均具有10-去乙酰巴卡亭的母核结构，具有该结构的化合物可在自然条件下或人体生理环境下转变为化学稳定性较好的7-α羟基紫杉烷（Rapid Commun Mass Spectrum 1995; 9: 495），这不仅严重制约了该类药物的存放时间及有效期，也使得该类药物的体内过程更加复杂，增加了临床用药的风险性。此外，7-β羟基也是Pgp等耐药蛋白识别该类药物的主要基团，改变7-羟基的构象有助于降低该类药物的耐药性。

虽然近二十余年来国内外药物化学家一直致力于紫杉烷类药物的化学改造，以期获得稳定性及安全性好、无显著耐药性的新型紫杉烷类药物，但令人遗憾的是，基于7-α羟基紫杉烷的化学衍生确鲜有报道。究其原因，主要在于天然紫杉烷多为7-β羟基紫杉烷，7-α羟基紫杉烷的含量极其有限；且目前国内外尚无高效制备7-α羟基紫杉烷并获得其单体的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供了一条高效，廉价，工艺路径简洁、过程温和可控、且适于规模化制备7-α羟基紫杉烷的方法与工艺。

本发明所述制备工艺如图2所示，是借助纳米催化反应在弱碱性环境下实现7-β羟基紫杉烷的高效表异构化，同时避免紫杉烷C-2，C-4，C-10，C-13位酯键的水解，最终高收率的获得7-α羟基紫杉烷。

本发明具体提供了一种7-α羟基紫杉烷的制备方法，其特征在于：以7-β羟基紫杉烷为原料，将原料溶解后与弱碱性纳米催化剂混合，在pH 7.1-8.5的弱碱性环境下加热回流2-12小时并辅以搅拌以促进紫杉烷7-β羟基的表异构化，反应液去除有机溶剂后通过正相色谱分离可实现产物7-α羟基紫杉烷的分离纯化，最终获得高纯度7-α羟基紫杉烷。

其中所述原料为具有紫杉烷母核结构且含有7-β羟基的紫杉烷单体，所用弱碱性纳米催化剂为纳米氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化钙、纳米氧化镁中的一种或多种混合物，且其粒径介于10-200 nm，反应终止后选用正相色谱实现7-α羟基紫杉烷的分离纯化，并采用间歇洗脱法高收率的获得高纯度7-α羟基紫杉烷，色谱分离的固定相选择中性或弱碱性硅胶、氧化铝。

本发明的具体步骤：

1，原料选择及溶解：选择具有紫杉烷母核结构且含有7-β羟基的紫杉烷单体为原料；反应溶剂选择易溶解原料的有机溶剂，包括甲醇，乙腈、四氢呋喃，丙酮等常用有机溶剂。

2，纳米催化反应：在溶解原料的体系中加入粒径介于10-200 nm的弱碱性纳米催化剂，在搅拌状态下确保催化剂可均匀分布在反应体系中；同时加入强酸弱碱盐并确保反应体系pH介于7.1-8.5之间；加热致反应溶剂保持持续回流状态，并持续加热2-12小时。

3，反应监测及终止：用薄层色谱或高效液相色谱监测反应体系中7-β羟基紫杉烷及其相应的7-α羟基紫杉烷的生成及转化率，在7-α羟基紫杉烷的转化率大于65%以后停止加热；并用旋转蒸发除去反应体系中的有机溶剂。

4，产物分离纯化：将旋蒸后的固态物质（含7-α羟基紫杉烷，原料7-β羟基紫杉烷及纳米催化剂）干法上柱，并采用正相色谱分离结合间歇洗脱方式，用二氯甲烷/甲醇体系洗脱目标物7-α羟基紫杉烷，同时确保7-β羟基紫杉烷保留在色谱柱上。反复洗脱后浓缩含有7-α羟基紫杉烷的收集液，获得白色固态即为7-α羟基紫杉烷。

本发明工艺具有如下优点：

1）纳米催化反应转化率高；对于10-去乙酰紫杉烷的表异构化转化率高达85%以上，10-乙酰紫杉烷的表异构化转化率高达65%以上。

2）间歇洗脱提高产物收率：正相色谱分离结合间歇洗脱方式只能洗脱下7-α羟基紫杉烷，保留在色谱柱上的7-β羟基紫杉烷还可转化为7-α羟基紫杉烷，使得7-α羟基紫杉烷的最终收率均大于80%。

3）可获得纯度大于99%的7-α羟基紫杉烷单体。

附图说明

图1为紫杉醇、多烯紫杉醇及10-去乙酰巴卡亭的结构;

图2为7-α羟基紫杉烷制备工艺路径；

图3紫杉醇及7-α羟基紫杉醇负离子模式下的二级质谱图(A为紫杉醇的二级质谱图，其易产生m/z 525的碎片峰；B为7-α羟基紫杉醇的二级质谱图，其准分子离子峰m/z 852最为显著);

图4为多烯紫杉醇转化为7-α羟基多烯紫杉醇的LC-UV分析谱图;

图5为7-α羟基多烯紫杉醇的二级质谱图(m/z 852.8 为[M+HCOOH-H]^-的加合离子峰，m/z 806.8为[M-H]^-峰，其余为碎片峰);

图6为10-去乙酰巴卡亭转化为7-α羟基10-去乙酰巴卡亭的LC-UV分析谱图;

图7为7-α羟基10-去乙酰巴卡亭的二级质谱图(m/z 591.5 为[M+HCOOH-H]^-的加合离子峰，m/z 545.5为[M-H]^-峰，其余为碎片峰)。

具体实施例：

实施例1

7-α羟基紫杉醇的制备：

称取1.0克紫杉醇（纯度99％）溶于25毫升甲醇中，加入100 毫克纳米氧化钙（粒径10-100 nm）后搅拌，加入1.0克醋酸钠后测定反应体系pH值确保其在7.1-8.5之间，在66℃下加热回流，反应2小时后每小时用高效液相色谱监测反应体系中7-α羟基紫杉醇的生成量及转化率，6小时后7-α羟基紫杉醇转化率达67%且未见其它产物生成。停止加热并用旋转蒸发除去反应体系中的甲醇，将旋蒸后的固态物质（含7-α羟基紫杉醇，紫杉醇及纳米催化剂）干法上色谱柱（正相硅胶色谱，300-400目），并采用间歇洗脱方式，用二氯甲烷、二氯甲烷/甲醇（99:1）分别洗脱2个柱体积、薄层色谱监测未发现紫杉醇被洗脱下来；停留24小时后，再次用二氯甲烷/甲醇（99:1）洗脱2个柱体积，收集含有7-α羟基紫杉醇的洗脱液并浓缩，获得纯度为99%的7-α羟基紫杉醇0.64克，总收率64%。该品与7-α羟基紫杉醇标准品对照，熔点、旋光度、HPLC保留时间、LC-MS/MS谱图均一致（图3）。

实施例2

7-α羟基多烯紫杉醇的制备：

称取0.2克多烯紫杉醇（纯度99％）溶于5毫升乙腈中，加入100 毫克纳米氧化铝（粒径10-100 nm）后搅拌，加入1.0克柠檬酸钠后测定反应体系pH值为8.0左右，在82℃下加热回流，反应2小时后用高效液相色谱监测发现反应体系中7-α羟基紫杉醇的转化率高达87%且未见其它产物生成（图4）。停止加热并用旋转蒸发除去反应体系中的乙腈，将旋蒸后的固态物质（含7-α羟基多烯紫杉醇，少量多烯紫杉醇及纳米催化剂）干法上色谱柱（正相硅胶色谱，300-400目），并采用间歇洗脱方式，用二氯甲烷/甲醇（98:2）洗脱4个柱体积、薄层色谱监测未发现多烯紫杉醇被洗脱下来；停留24小时后，再次用二氯甲烷/甲醇（98:2）洗脱2个柱体积，收集含有7-α羟基多烯紫杉醇的洗脱液并浓缩，获得纯度为99%的7-α羟基紫杉醇0.16克，总收率80%。该品与7-α羟基多烯紫杉醇标准品对照，熔点、旋光度、HPLC保留时间、LC-MS/MS谱图均一致（图5）。

实施例3

7-α羟基10-去乙酰巴卡亭的制备：

称取2.0克10-去乙酰巴卡亭（纯度99％）溶于50毫升乙醇中，加入100 毫克纳米氧化铝（粒径10-100 nm）后搅拌，加入1.0克醋酸钾后测定反应体系pH值为8.0左右，在87℃下加热回流，反应2小时后用高效液相色谱监测发现反应体系中7-α羟基紫杉醇的转化率高达90%且未见其它产物生成（图6）。停止加热并用旋转蒸发除去反应体系中的乙醇，将旋蒸后的固态物质（含产物，少量原料及纳米催化剂）干法上色谱柱（正相氧化铝色谱，200-300目），并采用间歇洗脱方式，用二氯甲烷/甲醇（94:6）洗脱4个柱体积、薄层色谱监测未发现多烯紫杉醇被洗脱下来；停留24小时后，再次用二氯甲烷/甲醇（94:6）洗脱2个柱体积，收集含有7-α羟基10-去乙酰巴卡亭的洗脱液并浓缩，获得纯度为99%的7-α羟基10-去乙酰巴卡亭1.78克，总收率89%。该品与7-α羟基10-去乙酰巴卡亭标准品对照，熔点、旋光度、HPLC保留时间、LC-MS/MS谱图均一致（图7）。

Claims

1.一种7-α羟基紫杉烷的制备方法，其特征在于：以7-β羟基紫杉烷为原料，将原料溶解后与弱碱性纳米催化剂混合，在pH 7.1-8.5的弱碱性环境下加热回流2-12小时并辅以搅拌以促进紫杉烷7-β羟基的表异构化，反应液去除有机溶剂后通过正相色谱分离可实现产物7-α羟基紫杉烷的分离纯化，最终获得高纯度7-α羟基紫杉烷。

2.按权利要求1所述7-α羟基紫杉烷的制备方法，其特征在于：所述原料为具有紫杉烷母核结构且含有7-β羟基的紫杉烷单体。

3.按权利要求1所述7-α羟基紫杉烷的制备方法，其特征在于：所用弱碱性纳米催化剂的粒径介于10-200 nm。

4.按权利要求1所述7-α羟基紫杉烷的制备方法，其特征在于：所述弱碱性纳米催化剂为纳米氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化钙、纳米氧化镁中的一种或多种混合物。

5.按权利要求1所述7-α羟基紫杉烷的制备方法，其特征在于：反应终止后选用正相色谱实现7-α羟基紫杉烷的分离纯化，并采用间歇洗脱法高收率的获得高纯度7-α羟基紫杉烷，色谱分离的固定相选择中性或弱碱性硅胶、氧化铝。