CN110003144A - 一种三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法 - Google Patents

一种三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法，该方法以含量≥97％的三尖杉宁碱为原料，通过低温酸解脱三尖杉宁碱13侧链上的N‑丁烯键；再对7，2’两位羟基进行保护；再13‑侧链的NH2与苯甲酰保护；最后脱除去7，2’两位羟基保护得到紫杉醇粗品；紫杉醇粗品经过结晶后，再经过一次柱层析和一次重结晶纯化即得99％含量以上的紫杉醇；本发明方法合成转化过程中，反应条件温和可控，成本低、收率高，制得的产品纯度高，杂质含量少，适于工业化生产和市场推广应用。

Description

一种三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法
技术领域
本发明涉及一种紫杉醇副产物三尖杉宁碱转化合成紫杉醇的工业化生产方法。
背景技术
三尖杉宁碱是红豆杉中含有的一种天然紫杉烷类物质，它们是制备半合成紫杉醇的起始原料或前体，两种物质结构相似，只是侧链N位略有不同，它是天然存在于红豆杉中，其含量远高于紫杉醇，其结构如下：
据统计，全世界有肿瘤患者约8000多万，且每年新增几百万，就2017年死于恶心和肿瘤的患者就有760万，占总死亡人数的12％，在发达国家，死于恶性肿瘤的人数占总死亡人数的21.6％。在中国，恶性肿瘤发病率尤其迅猛，目前我国肿瘤患者约为450万，发病率以每年2.5％递增，年新增患者180～200万，死亡人数约为140～150万，死亡率每年递增约1.3％。
据相关组织统计，全球药物类市场抗肿瘤药物增长率是最高的，2007年全球抗肿瘤药物销售额已达414亿美元，增速19.7％，份额跃居所有治疗类别第一位，预计今年全年全球市场份额约1000亿美元。
三尖杉宁碱在红豆杉中含量通常是紫杉醇的几倍，它主要用于合成多种紫杉烷类药物如多西、紫杉醇。目前，主要以10-DAB起始原料进行半合成紫杉醇的制备。但是用10-DAB半合成紫杉醇，需要与手性紫杉醇侧链缩合，而三尖杉宁碱本来具备与紫杉醇相似的结构，无需加入手性紫杉醇侧链。只需要对局部结构进行简单的修饰即得紫杉醇。从合成工艺来看，工艺相对简单、成本相对10-DAB半合成紫杉醇成本较低。
利用在尖杉宁碱合成紫杉醇工艺简单可行，适合工业化生产；同时可以最大限度的利用现有限的资源；
现有技术或传统合成方法中存在如下问题：
(1)目前，有相关报道利用三尖杉宁碱合成多烯紫杉醇或紫杉醇，所采用的方法有酸解或碱解的方法除去N-丁烯；但是由于碱或强酸容易使侧链断裂，降解严重，收率普遍偏低；另外在后续反应过程中步骤较多，总体收率偏低不适合工业化生产；
(2)大多数文献报道的合成方法中，均是用10-DAB转化生产紫杉醇为主，10-DAB转化紫杉醇必须先对7位羟基保护，酰化10位羟基，再与手性紫杉醇侧链缩合，最后水解得到紫杉醇；用10-DAB合成紫杉醇方法较复杂，在反应过程中用到多种催化剂、缩合试剂，在合成过程中收率相对较低、杂质复杂、合成成本相对较高；纯化过程中增加了纯化的难度及收率，影响了产品质量及纯化成本；
(3)10-DAB合成紫杉醇合成过程中用到多种有机溶剂及毒性试剂，产生潜在的杂质及工艺污水，严重影响了质量风险及造成环境污染；工业化生产时在环境方面的投入也将增加企业的生产成本；10-DAB合成紫杉醇的粗品提纯至成品，提纯工艺需要经过至少2次以上柱层析生产，柱层析生产期长、成本投入大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由紫杉醇副产物三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法，该方法简单、合成收率高，利用混合有机酸对三尖杉宁碱的N-丁烯键进行修饰，混合有机酸对三尖杉宁碱的N-丁烯键进行修饰，转化收率高达90％以上；再用六甲基二硅氮烷对7位、2’位羟基进行保护；经过保护基保护的中间体再与苯甲酸在PPTS(吡啶对甲苯磺酸盐)的催化作用下反应生成紫杉醇前体；最后，紫杉醇前体在弱酸条件下脱除保护基，得到紫杉醇粗品；紫杉醇粗品经过二氯甲烷和正己烷结晶处理一次得到半成品，总体收率保证在80％以上，半成品再经过一次柱层析及一次重结晶处理得到含量大于99％的成品；本发明方法从低成本、高收率、高质量的角度出发，适合规模化生产利用。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
(1)以质量含量≥97％的三尖杉宁碱为原料，按三尖杉宁碱和甲酸的质量体积比g:mL为1:3～5的比例，在三尖杉宁碱中添加甲酸，溶解后加入对甲苯磺酸，在真空、-5～-10℃下反应6～8h，TLC监测反应情况，当起始原料三尖杉宁碱消失后，将反应液倒入其质量4～6倍的冰水中结晶0.5～1h，减压抽滤，抽滤过程中用纯水反复洗涤晶体，洗至洗出液pH值为5～6，干燥制得紫杉醇中间体Ⅰ，其中三尖杉宁碱与对甲苯磺酸的质量比为1:0.05～0.06；
(2)按紫杉醇中间体Ⅰ与乙腈的质量体积比g:mL为1:5～6的比例，在步骤(1)紫杉醇中间体Ⅰ中加入乙腈，室温下溶解后，按紫杉醇中间体Ⅰ和六甲基二硅氮烷的质量体积比g:mL为1:1.6～1.8的比例，在溶解后溶液中滴加六甲基二硅氮烷，于室温下反应，TLC监测反应情况,当反应完成后，在反应液中加入其质量4～6倍的冰水，边加边搅拌，静置2～4h后抽滤，固体干燥粉碎后制得中间体Ⅱ；
其中R＝-Si(CH3)3；
所述乙腈为采用5A分子筛脱水2～4小时后，再重蒸获得；
(3)按中间体Ⅱ与四氢呋喃的质量体积比g:mL为1:3～4的比例，在中间体Ⅱ中加入四氢呋喃，室温下溶解后，按中间体Ⅱ与苯甲酸的质量比为1:0.5～0.6的比例，在溶解后溶液中加入苯甲酸，同时加入吡啶对甲苯磺酸盐，在真空、-5～0℃下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入稀硫酸或稀盐酸，边加边搅拌，在室温下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入其质量4～5倍的水结晶，抽滤干燥，获得紫杉醇粗品，其中中间体Ⅱ与吡啶对甲苯磺酸盐的质量比为1:0.03～0.04；
其中R＝-Si(CH3)3；
所述稀硫酸为质量浓度4～6％的硫酸溶液，稀盐酸为质量浓度8～12％的盐酸溶液；
(4)按紫杉醇粗品与二氯甲烷的质量体积比g:mL为1:2～3的比例，在紫杉醇粗品中添加二氯甲烷在35～45℃下溶解，然后加入溶解液体积0.5～0.7倍的正己烷结晶一次，结晶时间2～4h；减压抽滤得到紫杉醇半成品；
(5)按质量体积比g:mL为1:2～3的比例，在紫杉醇半成品中加入二氯甲烷，溶解后，过硅胶柱，用二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液洗脱，收集含紫杉醇的洗脱液，浓缩，浓缩物用重蒸乙酸乙酯溶解，加入重蒸正庚烷结晶一次，获得紫杉醇成品。
所述二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液是二氯甲烷、异丙醇、正丁醇按体积比30:0.5:1混合制得；
所述重蒸乙酸乙酯和重蒸正庚烷的体积比为2:1；
所述重蒸溶剂均为将工业级溶剂重蒸后获得。
本发明相对于现有技术的优点和技术效果如下：
(1)本发明选择的起始物料三尖杉宁碱在紫杉醇提取过程中很容易得到，目前还很少被有效利用，本发明仅对起始物料的侧链部分进行结构修饰，结构做修饰；选择混合有机酸进行专一性修饰；修饰方法简单、条件温和、收率高达90％以上；
(2)本发明在合成紫杉醇过程中采用了容易脱除的保护基六甲基二硅氮烷；反应快速，收率高；另外，在合成过程中，用PPTS针对性对NH进行缩合反应，缩合催化剂专一性强，收率高，反应充分；整个合成过程中方法简单、方法可控制、收率高；降低了生产成本，适合于工业化生产；
(3)本发明合成的粗品选择用小极性二氯甲烷与正己烷结晶，结晶效果明显；结晶除去大部分杂质及合成过程中残留的试剂，保证了产品质量，同时操作方法简单、成本低，适合工业化生产；
(4)本发明选择二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液洗脱进行柱层析，分段清晰，主段相对集中，收集含紫杉醇的洗脱液，浓缩，浓缩物用重蒸乙酸乙酯溶解，加入重蒸正庚烷结晶一次，获得紫杉醇成品。柱层析所用溶剂及重结晶所用溶剂沸点相差较大，容易分离，可以循环利用，不产生废液，在保证质量的同时，降低了生产成本，降低了废料的产生，有利于环境的保护，适合于工业化生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：本三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法如下：
(1)以200g质量含量97％的三尖杉宁碱为原料，在三尖杉宁碱中添加600mL甲酸，溶解后加入10g对甲苯磺酸，在真空、-5℃下反应6h，TLC监测反应情况，当起始原料三尖杉宁碱消失后，将反应液倒入其质量4倍的冰水中结晶0.5h，减压抽滤，抽滤过程中用纯水反复洗涤晶体，洗至洗出液pH值为5，40℃下干燥制得淡黄色紫杉醇中间体Ⅰ192.2g，收率93％；
(2)在步骤(1)100g紫杉醇中间体Ⅰ中加入500mL乙腈(乙腈为采用5A分子筛脱水3小时后，再重蒸获得)，室温下溶解后，在溶解后溶液中滴加160mL六甲基二硅氮烷，于室温下反应，TLC监测反应情况,当反应完成后，在反应液中加入其质量4倍的冰水，边加边搅拌，静置2h后抽滤，固体40℃下干燥粉碎后制得中间体Ⅱ143.5g，收率96.5％；
(3)在100g中间体Ⅱ中加入300mL四氢呋喃，室温下溶解后，在溶解后溶液中加入50g苯甲酸，同时加入3g吡啶对甲苯磺酸盐，在真空、0℃下反应，TLC监测反应情况,当反应完成后，在反应液中加入质量浓度5％的稀硫酸，边加边搅拌，在室温下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入其质量4倍的水结晶，减压抽滤得到类白色晶体，于干燥盘中自然晾干，获得紫杉醇粗品85.2g，收率90.1％；
(4)在80g紫杉醇粗品中添加160mL二氯甲烷在35℃下溶解，然后加入溶解液体积0.5倍的正己烷结晶一次，结晶时间2h；减压抽滤得到紫杉醇半成品61.2g，收率85％；
(5)在60g紫杉醇半成品中加入120mL二氯甲烷，溶解后，过硅胶柱，用二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液(二氯甲烷、异丙醇、正丁醇按体积比30:0.5:1混合制得)洗脱，收集含紫杉醇的洗脱液，浓缩，浓缩物用80mL重蒸乙酸乙酯溶解，加入重蒸正庚烷40mL结晶一次，获得含量99.3％的紫杉醇成品，收率92.7％。
实施例2：本三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法如下：
(1)以200g质量含量98％的三尖杉宁碱为原料，在三尖杉宁碱中添加800mL甲酸，溶解后加入12g对甲苯磺酸，在真空、-8℃下反应7h，TLC监测反应情况，当起始原料三尖杉宁碱消失后，将反应液倒入其质量5倍的冰水中结晶0.8h，减压抽滤，抽滤过程中用纯水反复洗涤晶体，洗至洗出液pH值为6，45℃下干燥制得淡黄色紫杉醇中间体Ⅰ194.6g，收率93.2％；
(2)在步骤(1)100g紫杉醇中间体Ⅰ中加入600mL乙腈(乙腈为采用5A分子筛脱水2小时后，再重蒸获得)，室温下溶解后，在溶解后溶液中滴加170mL六甲基二硅氮烷，于室温下反应，TLC监测反应情况,当反应完成后，在反应液中加入其质量5倍的冰水，边加边搅拌，静置3h后抽滤，固体45℃下干燥粉碎后制得中间体Ⅱ149.7g，收率95.9％；
(3)在100g中间体Ⅱ中加入400mL四氢呋喃，室温下溶解后，在溶解后溶液中加入55g苯甲酸，同时加入4g吡啶对甲苯磺酸盐，在真空、-5℃下反应，TLC监测反应情况,当反应完成后，在反应液中加入质量浓度6％的稀硫酸，边加边搅拌，在室温下反应，TLC监测反应情况,当反应完成后，在反应液中加入其质量5倍的水结晶，减压抽滤得到类白色晶体，于干燥盘中自然晾干，获得紫杉醇粗品86.3g，收率91.2％；
(4)在80g紫杉醇粗品中添加240mL二氯甲烷在40℃下溶解，然后加入溶解液体积0.7倍的正己烷结晶一次，结晶时间3h；减压抽滤得到紫杉醇半成品62.5g，收率86.3％；
(5)在60g紫杉醇半成品中加入180mL二氯甲烷，溶解后，过硅胶柱，用二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液(二氯甲烷、异丙醇、正丁醇按体积比30:0.5:1混合制得)洗脱，收集含紫杉醇的洗脱液，浓缩，浓缩物用85mL重蒸乙酸乙酯溶解，加入重蒸正庚烷42.5mL结晶一次，获得含量99.5％的紫杉醇成品，收率93.2％。
实施例3：本三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法如下：
(1)以200g质量含量97％的三尖杉宁碱为原料，在三尖杉宁碱中添加1000mL甲酸，溶解后加入11g对甲苯磺酸，在真空、-10℃下反应8h，TLC监测反应情况，当起始原料三尖杉宁碱消失后，将反应液倒入其质量6倍的冰水中结晶1h，减压抽滤，抽滤过程中用纯水反复洗涤晶体，洗至洗出液pH值为5，40℃下干燥制得淡黄色紫杉醇中间体Ⅰ192.4g，收率92.9％；(2)在步骤(1)100g紫杉醇中间体Ⅰ中加入550mL乙腈(乙腈为采用5A分子筛脱水4小时后，再重蒸获得)，室温下溶解后，在溶解后溶液中滴加180mL六甲基二硅氮烷，于室温下反应，TLC监测反应情况,当反应完成后，在反应液中加入其质量6倍的冰水，边加边搅拌，静置4h后抽滤，固体45℃下干燥粉碎后制得中间体Ⅱ148.4g，收率94.9％；
(3)在100g中间体Ⅱ中加入350mL四氢呋喃，室温下溶解后，在溶解后溶液中加入60g苯甲酸，同时加入3.5g吡啶对甲苯磺酸盐，在真空、-2℃下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入质量浓度10％的稀盐酸，边加边搅拌，在室温下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入其质量5倍的水结晶，减压抽滤得到类白色晶体，于干燥盘中自然晾干，获得紫杉醇粗品85.4g，收率91.0％；
(4)在80g紫杉醇粗品中添加200mL二氯甲烷在45℃下溶解，然后加入溶解液体积0.7倍的正己烷结晶一次，结晶时间4h；减压抽滤得到紫杉醇半成品61.9g，收率85.8％；
(5)在60g紫杉醇半成品中加入150mL二氯甲烷，溶解后，过硅胶柱，用二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液(二氯甲烷、异丙醇、正丁醇按体积比30:0.5:1混合制得)洗脱，收集含紫杉醇的洗脱液，浓缩，浓缩物用84mL重蒸乙酸乙酯溶解，加入重蒸正庚烷42mL结晶一次，获得含量99.6％的紫杉醇成品，收率93.3％。

Claims (5)

1.一种三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)以质量含量≥97％的三尖杉宁碱为原料，按三尖杉宁碱和甲酸的质量体积比g:mL为1:3～5的比例，在三尖杉宁碱中添加甲酸，溶解后加入对甲苯磺酸，在真空、-5～-10℃下反应6～8h，TLC监测反应情况，当起始原料三尖杉宁碱消失后，将反应液倒入其质量4～6倍的冰水中结晶0.5～1h，减压抽滤，抽滤过程中用纯水反复洗涤晶体，洗至洗出液pH值为5～6，干燥制得紫杉醇中间体Ⅰ，其中三尖杉宁碱与对甲苯磺酸的质量比为1:0.05～0.06；
(2)按紫杉醇中间体Ⅰ与乙腈的质量体积比g:mL为1:5～6的比例，在步骤(1)紫杉醇中间体Ⅰ中加入乙腈，室温下溶解后，按紫杉醇中间体Ⅰ和六甲基二硅氮烷的质量体积比g:mL为1:1.6～1.8的比例，在溶解后溶液中滴加六甲基二硅氮烷，于室温下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入其质量4～6倍的冰水，边加边搅拌，静置2～4h后抽滤，固体干燥粉碎后制得中间体Ⅱ；
其中R＝-Si(CH3)3；
(3)按中间体Ⅱ与四氢呋喃的质量体积比g:mL为1:3～4的比例，在中间体Ⅱ中加入四氢呋喃，室温下溶解后，按中间体Ⅱ与苯甲酸的质量比为1:0.5～0.6的比例，在溶解后溶液中加入苯甲酸，同时加入吡啶对甲苯磺酸盐，在真空、-5～0℃下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入稀硫酸或稀盐酸，边加边搅拌，在室温下反应，TLC监测反应情况，当反应完成后，在反应液中加入其质量4～5倍的水结晶，抽滤干燥，获得紫杉醇粗品，其中中间体Ⅱ与吡啶对甲苯磺酸盐的质量比为1:0.03～0.04；
其中R＝-Si(CH3)3；
(4)按紫杉醇粗品与二氯甲烷的质量体积比g:mL为1:2～3的比例，在紫杉醇粗品中添加二氯甲烷在35～45℃下溶解，然后加入溶解液体积0.5～0.7倍的正己烷结晶一次，结晶时间2～4h；减压抽滤得到紫杉醇半成品；
(5)按质量体积比g:mL为1:2～3的比例，在紫杉醇半成品中加入二氯甲烷，溶解后，过硅胶柱，用二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液洗脱，收集含紫杉醇的洗脱液，浓缩，浓缩物用重蒸乙酸乙酯溶解，加入重蒸正庚烷结晶一次，获得紫杉醇成品。
2.根据权利要求1所述的三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法，其特征在于：步骤(2)中乙腈为采用5A分子筛脱水2～4小时后，再重蒸获得。
3.根据权利要求1所述的三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法，其特征在于：稀硫酸为质量浓度4～6％的硫酸溶液，稀盐酸为质量浓度8～12％的盐酸溶液。
4.根据权利要求1所述的三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法，其特征在于：二氯甲烷-异丙醇-正丁醇混合液是二氯甲烷、异丙醇、正丁醇按体积比30:0.5:1混合制得。
5.根据权利要求1所述的三尖杉宁碱合成紫杉醇的方法，其特征在于：步骤(5)中重蒸乙酸乙酯和重蒸正庚烷的体积比为2:1。
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CN113773281A (zh) * 2021-09-07 2021-12-10 无锡紫杉药业有限公司 一种n-甲基紫杉醇c的制备方法

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