第六章 紫杉醇生产工艺

null第六章 紫杉醇生产工艺第六章 紫杉醇生产工艺6.1 紫杉醇概述 6.2 紫杉醇半合成制备原理 6.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制紫杉醇生产工艺6. 1 紫杉醇概述6. 1 紫杉醇概述6.1.1 紫杉醇类药物 6.1.2 紫杉醇的生产工艺路线研究 紫杉醇生产工艺概述紫杉醇生产工艺概述紫杉醇生产工艺null抗癌药物需求: 全球每年: 因癌症死亡的有600余万 另有新诊断的癌症患者约1000余万 估计现有癌症患者约4000万 中国每年： 年死亡130万人 新诊癌症患者约160万人 现存癌症患者总数600万人以上概述紫杉醇生产工艺紫杉醇的发现和研究历史紫杉醇的发现和研究历史1958年 NCI发起 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 1963年 Wani和Wall提取 1964年 确定活性成分结构 1978年 确定剂型 1979年 作用机理 1980年 给药规程化研究 1983~1990年 三期临床试验 1992年12月29日FDA批准（卵巢癌） 1994年（转移性乳腺癌）细胞周期细胞周期null 紫杉醇与β微管蛋白N端第31位氨基酸和217-231位结合，抑制微管解聚，抑制有丝分裂，使微管稳定，阻滞细胞于G2/M期,癌细胞死亡。紫杉醇作用机理明确:概述紫杉醇生产工艺6. 1.1 紫杉醇类药物6. 1.1 紫杉醇类药物临床应用晚期乳腺癌有效率为60%，优于其它单种药的治 疗效果（25%-30%） 2) 晚期非小细胞肺癌有效率达31% 3) 对晚期卵巢癌有效率达30% 4) 胰腺癌好转率为29%、头颈癌44%、胃癌24%。 概述紫杉醇生产工艺6. 1.1 紫杉醇类药物6. 1.1 紫杉醇类药物三环二萜类化合物：三个主环的二萜核和一个苯基异丝氨酸侧链紫杉醇与多烯紫杉醇理化性质分子式C47H51NO14 分子量853.92 11个手性中心OH(CH3)3CO难溶于水，溶于甲醇、二氯甲烷和乙腈。概述紫杉醇生产工艺6. 1 紫杉醇概述6. 1 紫杉醇概述6.1.1 紫杉醇类药物 6.1.2 紫杉醇的生产工艺路线研究？概述紫杉醇生产工艺红豆杉与紫杉醇-原料来源问题红豆杉与紫杉醇-原料来源问题1)天然提取工艺路线nullPhyton克服细胞培养过程的各种技术障碍，突破细胞培养生产紫杉醇技术，生产过程得到FDA认证； 2002年7月10日--Phyton, Inc.与 Bristol-Myers Squibb 签署长期合作 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 用细胞培养生产紫杉醇； 2004年6月28日Bristol-Myers Squibb 获总统绿色化学挑战奖。2)生物工程方法生产紫杉醇概述紫杉醇生产工艺紫杉醇生物合成途径紫杉醇生物合成途径紫杉环碳系统的生物合成 侧链的生物合成 紫环系统与侧链的酯化反应形成完整的紫杉醇分子紫杉环碳系统的生物合成紫杉环碳系统的生物合成侧链的生物合成侧链的生物合成紫环系统与侧链的酯化反应形成完整的紫杉醇分子紫环系统与侧链的酯化反应形成完整的紫杉醇分子null3)化学全合成（1）Holton路线-线性合成途径 该路线的策略是A→AB→ABC。 （2）Nicoloau路线-会聚式 A环和C环→ 八元B环，得到ABC三环化合物。 （3）Danishefsky路线-会聚式 D环→ 与A和C、D环片段连接，合成八元B环。 反应步骤多达20-25步 大量使用手性试剂 反应条件极难控制 制备成本昂贵 具有重要的理论意义，但不 适合大规模工业生产。概述紫杉醇生产工艺4) 半合成紫杉醇4) 半合成紫杉醇母核：红豆杉针叶中提取BaccatinIII（R=Ac）和10-去乙酰基巴卡亭III（10-DAB，R=H） 侧链：化学合成；侧链： (2R,3S)-3- N- -苯甲酰苯异丝氨酸避免了合成紫杉醇复杂的母环部分概述紫杉醇生产工艺6.2 紫杉醇半合成制备原理6.2 紫杉醇半合成制备原理6.2.1 β-内酰胺侧链前体的制备 6.2.2 母环的保护 6.2.3 紫杉醇的制备null基础四元环的合成cis-1-对甲氧基苯基-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮 乙酰氧基乙酰氯亚胺null氧化四元环(cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成水解四元环(cis-3-羟基-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成null硅化四元环(cis-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成对接四元环(cis-1-苯甲酰基-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮)的合成苯甲酰氯6.2 紫杉醇半合成制备原理6.2 紫杉醇半合成制备原理6.2.1 β-内酰胺侧链前体的制备 6.2.2 母环的保护 6.2.3 紫杉醇的制备10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB)的保护10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB)的保护(1) Et3SiCl(2)AcCl硅化反应：ClSi(C2H5)3:10-DAB = 40 :1 惰性气体保护下反应10小时。 乙酰化反应 反应温度0℃。收率：72%6.2 紫杉醇半合成制备原理6.2 紫杉醇半合成制备原理6.2.1 β-内酰胺侧链前体的制备 6.2.2 母环的保护 6.2.3 紫杉醇的制备紫杉醇合成——对接反应紫杉醇合成——对接反应选择碱； 碱的用量：核:侧链:碱=1: 5 : 2.5； 严格无水无氧； 反应温度：－40℃。立体构型控制立体构型控制紫杉醇合成——水解反应紫杉醇合成——水解反应乙腈和吡啶混合液； 加入氢氟酸； 0℃反应8小时，然后室温反应10小时。OHOAcOOOOTESNHPhOOOOTESOOCH3OPh总流程图总流程图总流程图总流程图巴卡亭III（Baccatin III）的保护巴卡亭III（Baccatin III）的保护以Et3Si作为巴卡亭III的7-羟基保护基； 以吡啶为溶剂； 巴卡亭III与三乙基氯硅烷的摩尔比为1:406.3 紫杉醇半合成工艺的质量控制6.3 紫杉醇半合成工艺的质量控制6.3.1 β-内酰胺侧链前体制备的质量控制 6.3.2 母环保护的质量控制 6.3.3 紫杉醇制备的质量控制6.3.1 β-内酰胺侧链前体制备的质量控制6.3.1 β-内酰胺侧链前体制备的质量控制1、乙酰基酰氯的制备： 羧基乙酸：乙酰氯：二甲亚砜＝1：3：3 第一步：60℃；第二步：70℃2、N-苯亚甲基-4-甲氧基苯胺（亚胺）的制备2、N-苯亚甲基-4-甲氧基苯胺（亚胺）的制备在甲醇中混合、搅拌，室温下反应4h。3、基础四元环的制备3、基础四元环的制备投料比：亚胺:乙酰氧基乙酰氯:三乙胺为1:2:3， 条件：低温（<-20℃），反应8-10 h。 环加成产物为单一顺式或反式异构体，产物的立体构型取决于亚胺上取代基的类型。 取代基为芳基、芳杂环、共轭烯烃时，环加成产物为顺式。4、氧化四元环与水解四元环的制备4、氧化四元环与水解四元环的制备氧化反应：投料比为基础四元环:硝酸铈铵为1:5（质量比）。 水解反应：投料比为氧化四元环:硝酸铈铵为1:3（摩尔比），溶剂为饱和碳酸氢钠-甲醇溶液。室温下反应。分离纯化方法对收率的影响。 碳酸钠、饱和碳酸氢钠、氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，乙酸乙酯重结晶。 水、饱和亚硫酸氢钠溶液和饱和碳酸氢钠洗涤，旋转蒸发，得到白色固体，用乙酸乙酯-正己烷重结晶。 第一种方法碱用量较大，产品损失重，时间长，萃取液变黑，影响收率。 第二种方法，洗涤较少，简化操作，提高收率，产品晶型和纯度较理想。5、硅化四元环的制备5、硅化四元环的制备投料比：水解四元环:三乙基氯硅烷为180g:250mL，室温下反应8-12 h。 保持反应体系的单一性，防止其它具有较强酸性或亲电性试剂的介入。 反应所需的各种试剂都要经过严格的处理，除去其中所含水分和醇类，只有这样才能保证较高的收率。6、对接四元环的制备6、对接四元环的制备投料比：四元环:苯甲酰氯:三乙胺为 2g:1mL :2mL。室温下反应8~12 h。 必须不断除去反应中生成的HCl，以防止其与亚氨基生成盐，加入了三乙胺来中和生成的HCl。 必须要保证整个反应体系的单一性，不可混入其它的能被DMAP催化的活性物质。 反应时可加入过量的PhCOCl以保证3-(1-乙氧乙氧基)-4-苯基-2-吖叮啶酮的完全转化。6.3.2 母环原料保护的质量控制6.3.2 母环原料保护的质量控制巴卡亭III的保护：选择性保护母环7-OH、10-OH，使侧链与13-OH反应，合成过程关键步骤。 三乙基氯硅烷为保护剂，得到单一的反应产物。 投料配比及反应时间有很大的影响：巴卡亭III与三乙基氯硅烷为1:20，24 h以内无产物。投料比为1:30，24 h，得到产物，但仍有大部分巴卡亭III未反应。投料配比为1:40，反应时间60 h，巴卡亭III完全转化为产物7-三乙基硅巴卡亭III。 6.3.4 紫杉醇的制备的质量控制6.3.4 紫杉醇的制备的质量控制2’-乙氧乙基-7-三乙基硅-紫杉醇的制备： 该反应对水和氧极其敏感，在惰性气体保护下进行，严格无水无氧操作。 反应原料和溶剂要经严格的无水处理。四氢呋喃容易吸水，四元环溶于四氢呋喃时也必须在惰性气体保护下进行操作。 正丁基锂用量很关键。近3倍量时破坏四元环。 温度控制很关键，低于-45℃不能反应。但亦不能过高，温度高于-20℃时母环降解。6.3.4紫杉醇制备的质量控制原理6.3.4紫杉醇制备的质量控制原理在后处理时，有机相应迅速处理，严格控制蒸除溶剂过程中温度，高温会导致紫杉醇降解，极大地影响产品的收率。 用柱层析和重结晶方法进行纯化。柱层析中常用硅胶做层析材料，用二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、石油醚等溶剂组成洗脱液进行梯度洗脱。 二次柱层析，或用重结晶方法进一步提高产品纯度，直至达到药用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。