CN1243830A

CN1243830A - 一种紫杉醇半合成工艺

Info

Publication number: CN1243830A
Application number: CN 99106538
Authority: CN
Inventors: 张宏杰
Original assignee: Kunming Institute of Botany of CAS
Current assignee: Kunming Institute of Botany of CAS
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-02-09

Abstract

提供一种以在红豆杉植物中含量较高的化合物9－Dihydro－10deacetylbaccatinⅢ为前体的紫杉醇半合成工艺。即寻找和分离到一种在红豆杉植物中含量高于已有紫杉醇前体的化合物,通过本发明的半合成工艺将该化合物转换为有高度利用价值和广泛应用前景的10－DeacetylbaccatinⅢ,使得红豆杉资源的利用得以更好地发挥。提高了紫杉醇资源的利用率。

Description

一种紫杉醇半合成工艺

紫杉醇(Paclitaxel)是一新奇的二萜化合物，它是1971年由美国人从短叶红豆杉(T.brevifolia)植物中分离得到的高抗癌活性物质。由于紫杉醇独特的抗癌机制以及高的抗癌活性，它被认为是天然药物领域中最重要的和最令人兴奋的抗癌活性物质。美国国立肿瘤研究院对紫杉醇进行的二期临床试验显示其在治疗乳腺癌、肺癌特别是卵巢癌病人方面有显著疗效；此后美国经十几年的努力终于1992年12月底将紫杉醇推出作为治疗晚期卵巢癌病人的药物，并于1994年4月追加其为治疗晚期乳腺癌的药物。虽然紫杉醇已在美国被批准成药，但是由于红豆杉资源的缺乏，且红豆杉植物中紫杉醇含量低，导致了紫杉醇的供应不足。为了解决这一困难，国际上在不同领域展开了寻找新的紫杉醇资源的研究，例如有机化学家利用合成、半合成等方法合成了紫杉醇以及其它一些抗癌活性与紫杉醇类似的化合物；生物学家也通过组织培养的方法得到了紫杉醇。但是，以上这些方法都还没有大规模提供紫杉醇的可能；所以继续寻找新的紫杉醇资源及通过半合成方法合成紫杉醇或其新的高抗癌活性类似物仍然十分迫切。同时，目前现有技术对红豆杉成分的利用仅限于紫杉醇、Bccatin III、10-Deacetylbaccatin III等少数几个化合物(见J.N.Denis，A.E.Greene，D.Guenard，F.Gueritte-Voegelein，L.Mangatal and P.Potier.J.Am.Chem.Soc.，110，5917(1998))。而红豆杉中其它大量的紫杉烷类化合物却被浪费了或被遗忘了。本发明征对现有技术的缺点，寻找和分离到一种在红豆杉植物中含量高于已有紫杉醇前体的化合物，通过本发明的半合成工艺将该化合物转换为有高度利用价值和广泛应用前景的10-Deacetylbaccatin III，使得红豆杉资源的利用得以更好地发挥。提高了紫杉醇资源的利用率。

本发明的目的是提供一种以在红豆杉植物中含量较高的化合物9-Dihydro-10deacetylbaccatin III为前体的紫杉醇半合成工艺。该工艺具有原料新、可充分利用红豆杉资源的优点。

为了达到本发明的目的，本发明提供了如下技术方案：

紫杉醇半合成工艺，将红豆杉植物树皮用95％乙醇在60℃温度下浸泡提取三次，合并提取液蒸去乙醇并加入少量水，经石油醚分配后，再用氯仿分配，氯仿萃取液蒸干得到的浸膏用硅胶拌匀上硅胶柱，用氯仿∶丙酮梯度洗脱，氯仿∶丙酮(8∶2)洗脱相经丙酮重结晶后得化合物9-Dihydro-10deacetylbaccatin III；将所得化合物溶于吡啶中，滴加三甲基氯硅烷(SiMe3Cl)，室温下搅拌24小时，反应液用二氯甲烷稀释，然后加入蒸馏水进行液液分配，水分配液再用二氯甲烷洗涤二次，合并二氯甲烷部分，用无水Na₂SO₄干燥24小时，减压蒸去二氯甲烷，反应物溶于二氯甲烷中，加入PCC，室温下搅拌6小时，该反应液中加入乙醚并倾乙醚层，残渣用乙醚洗涤二次，合并后的乙醚溶液蒸干后加入甲醇溶解，并加入5％ NaHCO₃水溶液，室温下搅拌30分钟，加入1NHCl中和过量的NaHCO₃，反应液用二氯甲烷萃取三次，合并的二氯甲烷溶液减压蒸发至于，该反应产物溶于甲醇中，滴加甲酸(HCOOH)，减压蒸除大部分溶剂后滴加蒸馏水，用二氯甲烷萃取三次，合并萃取液，无水Na₂SO₄干燥24小时，减压回收二氯甲烷，反应产物上硅胶层析柱，收集氯仿∶丙酮7∶3馏分，回收溶剂至干，丙酮溶液中重结晶得化合物10-Deacetylbaccatin III；最后由常规方法将化合物10-Deacetylbaccatin III合成紫杉醇。

为了更好地叙述本发明，以下用化合物1、化合物4、化合物5分别代表Paclitaxel(紫杉醇)、10-Deacetylbaccatin III、9-Dihydro-10deacetylbaccatin III，它们的结构式如下：

化合物1：紫杉醇(Paclitaxel)化合物4：10-Deacetylbaccatin III 化合物5：9-Dihydro-13-acetylbaccatin III

为了更好地理解本发明，下面结合附图用实施例来进一步说明本发明的实质性内容和有益效果，但本发明的技术方案并不局限于此。

图1为化合物5合成化合物4的工艺流程图；

图2为化合物4的EIMS谱图；

图3为化合物4的FABNS谱图；

图4为化合物4的¹H NMR谱图(CDCl₃)；

图5为化合物4的¹H NMR谱图(CDCl₃/CD₃OD)。

实施例1：1、化合物5(9-Dihydro-10deacetylbaccatin III)的分离提取：取红豆杉(Taxus yunnanensis)树皮10公斤，用95％乙醇在60℃温度下浸泡提取三次，每次24小时，合并提取液蒸去乙醇并加入少量水，经石油醚分配后，再用氯仿分配，氯仿萃取液蒸干得到的100克浸膏用170克硅胶拌匀上柱胶柱，用氯仿∶丙酮梯度洗脱，用薄层层析法追踪所需的化合物5，氯仿∶丙酮(8∶2)洗脱相得含化合物5的部分，放置析出晶体，经丙酮重结晶后得到含量大于98％的化合物51.79克。

2、由化合物5合成化合物4：将63.0毫克化合物5溶于30毫升吡啶中，搅拌下滴加1.8毫升的三甲基氯硅烷(SiMeCl)，室温下搅拌24小时，反应液用100毫升二氯甲烷稀释，然后加入20毫升蒸馏水进行液液分配，水分配液再用50毫升二氯甲烷洗涤二次，合并二氯甲烷部分，用无水NaSO干燥24小时，减压蒸去二氯甲烷，反应物溶于100毫升二氯甲烷中，加入323毫克的PCC，室温下搅拌6小时，该反应液中加入100毫升乙醚并倾乙醚层，残渣用50毫升乙醚洗涤二次，合并后的乙醚溶液蒸干后加入50毫升甲醇溶解，并加入12.5毫升5％NaHCO水溶液，室温下搅拌30分钟，加入2.5毫升1NHCl中和过量的NaHCO₃，反应液用100毫升二氯甲烷萃取三次，合并的二氯甲烷溶液减压蒸发至干，该反应产物溶于50毫升甲醇中，搅拌下滴加10毫升甲酸(HCOOH)，室温下搅拌2小时，减压蒸除大部分溶剂后加入20毫升蒸馏水，用50毫升二氯甲烷萃取三次，合并萃取液，无水Na₂SO₄干燥24小时，减压回收二氯甲烷，反应产物一硅胶层析柱，收集氯仿∶丙酮7∶3馏分，回收溶剂至干，丙酮溶液中重结晶得29.4毫克化合物4。

4、用常规合成方法从化合物4得化合物1(Paclitaxel)。

从实验结果可以得出本发明的优益效果是：红豆杉植物中含量仅有十万分之五左右，而化合物5的含量可高出一个数量级，本发明以化合物5为合成前体，通过化学方法将它转换成化合物4，使这个在红豆杉植物中含量较高的化合物转变为可应用的化合物，从而达到充分利用红豆杉资源的目的。同时在化学合成中，本发明解决了从化合物5合成化合物4的工艺。即化合物5通过C-7位羟基的三甲基硅烷保护、C-9位羟基氧化为羰基、C-10位和C-13位去乙酰基和C-7位去保护基等四步反应转换为化合物4。直接用PCC与化合物5反应没有生成预期化合物，其主要原因是化合物5的C-9位立体阻碍较C-7位大，因此C-7位将总是优先被选择氧化而不是C-9位，但反过来正因为C-7位羟基的较小的立体阻碍，使得化合物5的C-7位羟基较C-9位羟基优先得到保护。C-7位保护后的化合物5仅存一个仲羟基(即C-9位羟基)，经PCC氧化而得到仅有C-9位被氧化为羰基的化合物，从而也完成了从化合物5到化合物4的合成。9-Dibydro-10-deacetylbaccatin III(化合物5)的反应化合物5经C-7位羟基保护和C-9位氧化等四步反应得到10-deacetylbaccatin III(化合物4)，总收率54％。10-DeacetylbaccatinIII(化合物4)，C₃₁H₃₈O₁₁，白色针状晶体，EIMS m/z(70eV)(图13)：526[M-H₂O]⁺(1％)，403(5％)，176(8％)，165(7％)，151(16％)，139(25％)，122[PhCOOH]⁺(24％)，105[PhCO]⁺(100％)，95(16％)，77[Ph]⁺(41％)；FABMS m/z(图14)：822[M+3×CH₂(OH)CH(OH)CH₂OH+2H]⁺(7％)，730[M+2×CH₂(OH)CH(OH)CH₂OH+2H]⁺(22％)，637[M+CH₂(OH)CH(OH)CH₂OH+H]⁺(22％)，545[M+1]⁺(100％)，528(30％)，509(6％)，449(3％)，405(1％)，345(13％)，328(3％)，193(2％)，122[PhCOOH]⁺(1％)，105[PhCO]⁺(74％)；¹HNMR[CDCl₃，400MHz，δin ppm referred to the signal of CDCl₃(δ＝7.24 ppm)，J in Hz](图15)：8.08(2H，dd，J＝7.3，1.4，H₂-3″)，7.59(1H，t，J＝7.6，H-5″)，7.46(2H，t，J＝7.6，H₂-4″)，5.62(1H，d，J＝6.9，H-2)，5.24(1H，s，H-10)，4.97(1H，d，J＝9.6，H-5)，4.86(1H，t，J＝7.2，H-13)，4.31(1H，ABd，J＝8.1，H-20a)，4.27(1H，dd，J＝11.1，6.6，H-7)，4.15(1H，ABd，J＝8.0，H-20b)，3.99(1H，d，J＝7.2，H-3)，2.59(1H，m，H-6a)，2.27(3H，s，4-OAc-Me)，2.20(2H，m，H₂-14)，2.06(3H，d，J＝1.2，Me-18)，1.86(1H，m，H-6β)，1.70(3H，s，Me-19)，1.08(6H，s，Me-16 and Me-17)；¹H NMR[CDCl₃∶CD₃OD 2∶1，400MHz，δin ppm referred to the signal of CDCl₃(δ＝7.24 ppm)，J in Hz](图16)：8.02(2H，dd，J＝7.0，1.3，H₂-3″)，7.52(1H，tt，J＝7.3，1.4，H-5″)，7.39(2H，t，J＝7.8，H₂-4″)，5.52(1H，d，J＝7.1，H-2)，5.19(1H，s，H-10)，4.92(1H，d，J＝7.8，H-5)，4.73(1H，t，H-13)，4.22(1H，ABd，J＝8.3，H-20a)，4.16(1H，dd，J＝11.0，6.6，H-7)，4.10(1H，ABd，J＝8.2，H-20b)，3.88(1H，d，J＝7.1，H-3)，2.43(1H，m，H-6α)，2.21(3H，s，4-OAc-Me)，2.15(2H，m，H₂-14)，1.96(3H，d，J＝1.0，Me-18)，1.77(1H，m，H-6β)，1.63(3H，s，Me-19)，1.00(6H，s，Me-16 and Me-17)。

Claims

1、一种紫杉醇半合成工艺，其特征是将红豆杉植物树皮用95％乙醇在60℃温度下浸泡提取三次，合并提取液蒸去乙醇并加入少量水，经石油醚分配后，再用氯仿分配，氯仿萃取液蒸干得到的浸膏用硅胶拌匀上硅胶柱，用氯仿∶丙酮梯度洗脱，氯仿∶丙酮(8∶2)洗脱相经丙酮重结晶后得化合物9-Dihydro-10deacetylbaccatin III；将所得化合物溶于吡啶中，滴加三甲基氯硅烷(SiMe₃Cl)，室温下搅拌24小时，反应液用二氯甲烷稀释，然后加入蒸馏水进行液液分配，水分配液再用二氯甲烷洗涤二次，合并二氯甲烷部分，用无水Na₂SO₄干燥24小时，减压蒸去二氯甲烷，反应物溶于二氯甲烷中，加入PCC，室温下搅拌6小时，该反应液中加入乙醚并倾乙醚层，残渣用乙醚洗涤二次，合并后的乙醚溶液蒸干后加入甲醇溶解，并加入5％ NaHCO₃水溶液，室温下搅拌30分钟，加入1NHCl中和过量的NaHCO₃，反应液用二氯甲烷萃取三次，合并的二氯甲烷溶液减压蒸发至干，该反应产物溶于甲醇中，滴加甲酸(HCOOH)，减压蒸除大部分溶剂后滴加蒸馏水，用二氯甲烷萃取三次，合并萃取液，无水Na₂SO₄干燥24小时，减压回收二氯甲烷，反应产物上硅胶层析柱，收集氯仿∶丙酮7∶3馏分，回收溶剂至干，丙酮溶液中重结晶得化合物10-Deacetylbaccatin III；最后由常规方法将化合物10-Deacetylbaccatin III合成紫杉醇。