紫杉醇生产工艺 课件
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第6章紫杉醇生产工艺
第六章紫杉醇的生产工艺6.1 概述6.1.1 紫杉醇类药物1、紫杉醇紫杉醇（Paclitaxel，Taxol®）的化学名称为5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,13α-五羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-10-乙酰基-13-[(2′R,3′S) -N-苯甲酰基-3′-苯基异丝氨酸酯] ，英文化学名称为13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-benmethyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate。
紫杉醇具有复杂的化学结构，属三环二萜类化合物，整个分子由三个主环构成的二萜核和一个苯基异丝氨酸侧链组成（图6－1）。
分子中有11个手性中心和多个取代基团。
分子式为C47H51NO14，分子量为853.92，元素百分比为C：66.41，H：6.02，N：1.64，O：26.23。
紫杉醇难溶于水，易溶于甲醇、二氯甲烷和乙氰等有机溶剂。
图6－1 紫杉醇的化学结构2、多烯紫杉醇多烯紫杉醇（多西他赛，Docetaxel，Taxotere®，图6－2）是在开展紫杉醇半合成研究过程中发现的一种紫杉醇类似物，两者仅在母环10位和侧链上3'位上的取代基略有不同。
多烯紫杉醇的化学名称是5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,10β,13α-六羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-[(2′R,3′S) -N-叔丁氧羰基-3′-苯基异丝氨酸酯]·三水合物，英文化学名称为-13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-tertbutyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,10β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate 。
紫杉醇生产工艺
第六章 紫杉醇生产工艺
6.1 概述 6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
1
6.1 概 述
（一）紫杉醇简介 （二）紫杉醇的生产工艺路线
2
紫杉醇
简介
O
O O OH
苯 基 异 丝 氨 酸
10
*
7*
B *C
O NH O
A
*
* 13 1 * *
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
20（Leabharlann ）基础四元环的制备[2+2]型环加成反应：乙酰氧基乙酰氯在三乙 胺作用下脱HCl生成烯酮，烯酮与亚胺反应得 单一顺式异构体。
21
（3）基础四元环的制备
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。
22
（4）氧化四元环的制备
cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮
乙氧乙氧基
28
（6）硅化四元环的制备
保护剂乙烯基乙醚与羟基的亲电加成机理
H
OC2H5 + H+
CC
H
H
H + OC2H5 HCC
HH
Ph NH
+
H HO
O
H C C OC2H5
HH
Ph NH
-H
HO
O
H C C OC2H5
HH
➢ 需保持反应体系的单一性，防止其他具有较强
3
紫杉醇
简介
HO O OH
O
O NH O
6.1 概述 6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
1
6.1 概 述
（一）紫杉醇简介 （二）紫杉醇的生产工艺路线
2
紫杉醇
简介
O
O O OH
苯 基 异 丝 氨 酸
10
*
7*
B *C
O NH O
A
*
* 13 1 * *
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
20（Leabharlann ）基础四元环的制备[2+2]型环加成反应：乙酰氧基乙酰氯在三乙 胺作用下脱HCl生成烯酮，烯酮与亚胺反应得 单一顺式异构体。
21
（3）基础四元环的制备
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。
22
（4）氧化四元环的制备
cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮
乙氧乙氧基
28
（6）硅化四元环的制备
保护剂乙烯基乙醚与羟基的亲电加成机理
H
OC2H5 + H+
CC
H
H
H + OC2H5 HCC
HH
Ph NH
+
H HO
O
H C C OC2H5
HH
Ph NH
-H
HO
O
H C C OC2H5
HH
➢ 需保持反应体系的单一性，防止其他具有较强
3
紫杉醇
简介
HO O OH
O
O NH O
《紫杉醇的生物合成》课件
02
紫杉醇生物合成途径
前体物质的合成
葡萄糖磷酸化
葡萄糖在己糖激酶的催化下磷酸化生成6-磷酸葡萄糖。
磷酸戊糖途径
6-磷酸葡萄糖在磷酸戊糖异构酶的作用下生成5-磷酸核酮糖，再经过一系列反 应生成5-磷酸木酮糖和5-磷酸核糖。
紫杉二烯的合成
甲羟戊酸途径：5-磷酸木酮糖在酮糖 基转移酶的催化下生成4-丙二醇焦磷 酸，再经过一系列反应生成法呢烯焦 磷酸，最后生成牻牛儿基牻牛儿酯。
紫杉二烯合成酶
负责将前体物质转化为紫杉二烯，是紫杉醇生物合成的关键酶之一。
基因克隆与鉴定
通过基因克隆和鉴定，了解紫杉二烯合成酶的结构和功能，为人工合成紫杉醇提 供理论依据。
紫杉醇合成酶与基因
紫杉醇合成酶
负责将紫杉二烯进一步转化为紫杉醇，是紫杉醇生物合成的最后一步。
酶活性调节
研究紫杉醇合成酶的活性调节机制，探索如何提高紫杉醇的产量。
牻牛儿基牻牛儿酯在细胞色素P450酶 系的作用下生成紫杉二烯。
紫杉醇的合成
01
紫杉二烯在细胞色素P450酶系的 作用下生成5α-柯巴基焦磷酸，再 经过一系列反应生成巴卡亭Ⅲ。
02
巴卡亭Ⅲ在巴卡亭酶的作用下生 成巴卡亭Ⅳ，再经过一系列反应 生成紫杉醇。
紫杉醇的修饰与转运
紫杉醇在细胞色素P450酶系的作用下经过氧化、还原、水解等反应生成多种具有抗癌活性的代谢产 物。
代谢工程
对微生物的代谢网络进行改造，优化紫杉醇的合成途径。
利用合成生物学技术构建紫杉醇生产菌株
构建基因编辑工具
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，实现对紫杉醇生产菌株的精 准编辑。
构建高产菌株
通过基因工程技术，将紫杉醇合成相关基因导入到高产菌株中，构 建出具有高生产能力的紫杉醇生产菌株。
紫杉醇及其衍生物的研究ppt课件
紫杉醇的改造及其衍生物
对紫杉醇Cl3侧链的修饰。C13-ɑ酯基侧链上的C3’酰胺基中的苯甲酰 基可以被其他酰基取代而不丧失活性。但是如果苯基被甲基取代后则活 性大大降低。这说明苯基的存在很重要。C2’羟基的游离形式也有影响， 将其乙酰化后仍具有活性，而酯化后则活性显著下降[13]。可能是由于 乙酰化物易于水解成紫杉醇。同时这一构效关系也给人们以启发。如C2’ 羟基用P氨基丙酸或琥珀酸酰化。虽然其活性受到影响，但其水溶性增加， 很可能成为有效的前体药物。对于C3’氮原子的修饰较成功的是Poitier 研究小组[14]利用结构修饰获得了水溶性与疗效比紫杉醇更好的化合物 taxotere，并且利用10-deacetylbaccatinⅢ进行半合成该化合物也取得了 成功。
红豆杉 介绍
紫杉醇的理化性质
【化学名称】 5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4， 10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2’R，3’S）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯] 【分 子 量】 853.92 【物理性质】白色结晶体粉末。无臭，无味。不溶于水（77uM/L），易溶于氯仿、 丙酮等有机溶剂。 【结构式】
感谢下 载
6、肝脏毒性：为ALT，AST和AKP升高。
7、脱发：发生率为80%。
8、局部反应：输注药物的静脉和药物外渗局部的炎症。
总之，用紫杉醇治疗的有些病人出现严重急性过敏反应，使必要的治疗 受到干扰或停止治疗。在临床试验中，用紫杉醇治疗的少量病人出现明 显的心血管不良反应；包括心肌梗塞、房倾、轻度充血性心衰、室性和
紫杉醇的毒副作用
1、过敏反应：发生率为39%，其中严重过敏反应发生率为2%。多数为1 型变态反应，表现为支气管痉挛性呼吸困难，荨麻疹和低血压。几乎所 有的反应发生在用药后最初的10分钟。
红豆杉细胞培养与紫杉醇生产(一)_PPT幻灯片
光对细胞培养物影响研究较多，普遍认为，黑 暗条件对细胞的生长与紫杉醇合成都较有利， 生长量与含量均能比光培养条件下提高3倍左 右。
单独使用某些氨基酸可以起到特殊效果，而某 些氨基酸与激素一起使用效果却不佳.例如：用 5mg/L IAA-苯丙氨酸可使紫杉醇的含量提高到 0.05%，IAA-甘氨酸也可提高培养物中紫杉醇 的浓度，但同时在培养基中加入2,4-D与IAA-苯 丙氨酸，却没有效果。有机添加物如椰子汁、
水解酪蛋白和水解乳蛋白等可提高紫杉醇含量， 但仅有椰子汁和水解酪蛋白可促进细胞的生长。
对于红豆杉细胞培养中常遇的褐变现象，在培 养基中加入具有抗氧化和抑制多酚氧化酶活性 的植酸，可控制细胞褐变，延缓细胞衰老，促 进细胞生长，效果较好。
除此之外，培养基中加入某些前体物质，使用 条件培养液，以及某些激素与条件培养液的协 同作用，均使紫杉醇的产量有显著提高。
其他条件
培养温度对红豆杉细胞生长及紫杉醇的合成， 发现在24℃培养一段时间后，升高温度到29℃， 14~21 d后，紫杉醇含量可达137mg/L的最大 值，如果21d后仍持续保持29℃，紫杉醇含量 可在这一峰值保持42d。由此可见，温度与紫 杉醇合成途径之间有明显的相关性
(l)能够确保产物无限、连续、均匀地生产，不 易遭受病虫害、季节等因素的影响。
(2)可以在生物反应器中进行大规模培养，并且 通过控制环境条件提高紫杉醇产量。
(3)所得产物比从植物体内直接提取简单，可以 大大简化分离和纯化步骤。
(4)除提供紫杉醇外，还可以生产出前体及其他 有抗癌活性而原植物所不含的化合物。
称为悬浮培养。
紫杉醇的介绍
紫杉醇是70年代首次从短叶红豆杉树皮中分离 到的具有抗癌活性的二枯烯类化合物。后证实， 紫杉醇具有特殊的抗癌机理，它能与微管蛋白 结合，并促进其聚合、抑制癌细胞有丝分裂， 阻止癌细胞的增殖。作为新型的抗癌药物，紫 杉醇不仅对卵巢癌、乳腺癌、肺癌有较好的作 用，近年来，临床研究表明紫杉醇对其他疾病 治疗也有一定潜力，如类风湿性关节炎、早老 性痴呆和先天性多囊肾病等，因此紫杉醇日益 成为许多国家研究的热点。
单独使用某些氨基酸可以起到特殊效果，而某 些氨基酸与激素一起使用效果却不佳.例如：用 5mg/L IAA-苯丙氨酸可使紫杉醇的含量提高到 0.05%，IAA-甘氨酸也可提高培养物中紫杉醇 的浓度，但同时在培养基中加入2,4-D与IAA-苯 丙氨酸，却没有效果。有机添加物如椰子汁、
水解酪蛋白和水解乳蛋白等可提高紫杉醇含量， 但仅有椰子汁和水解酪蛋白可促进细胞的生长。
对于红豆杉细胞培养中常遇的褐变现象，在培 养基中加入具有抗氧化和抑制多酚氧化酶活性 的植酸，可控制细胞褐变，延缓细胞衰老，促 进细胞生长，效果较好。
除此之外，培养基中加入某些前体物质，使用 条件培养液，以及某些激素与条件培养液的协 同作用，均使紫杉醇的产量有显著提高。
其他条件
培养温度对红豆杉细胞生长及紫杉醇的合成， 发现在24℃培养一段时间后，升高温度到29℃， 14~21 d后，紫杉醇含量可达137mg/L的最大 值，如果21d后仍持续保持29℃，紫杉醇含量 可在这一峰值保持42d。由此可见，温度与紫 杉醇合成途径之间有明显的相关性
(l)能够确保产物无限、连续、均匀地生产，不 易遭受病虫害、季节等因素的影响。
(2)可以在生物反应器中进行大规模培养，并且 通过控制环境条件提高紫杉醇产量。
(3)所得产物比从植物体内直接提取简单，可以 大大简化分离和纯化步骤。
(4)除提供紫杉醇外，还可以生产出前体及其他 有抗癌活性而原植物所不含的化合物。
称为悬浮培养。
紫杉醇的介绍
紫杉醇是70年代首次从短叶红豆杉树皮中分离 到的具有抗癌活性的二枯烯类化合物。后证实， 紫杉醇具有特殊的抗癌机理，它能与微管蛋白 结合，并促进其聚合、抑制癌细胞有丝分裂， 阻止癌细胞的增殖。作为新型的抗癌药物，紫 杉醇不仅对卵巢癌、乳腺癌、肺癌有较好的作 用，近年来，临床研究表明紫杉醇对其他疾病 治疗也有一定潜力，如类风湿性关节炎、早老 性痴呆和先天性多囊肾病等，因此紫杉醇日益 成为许多国家研究的热点。
紫杉醇有机全合成PPT课件
美国加利福尼亚大学圣迭戈分校Kyfiacos Costa Nicolaou教授领导的研究小组1994年1O月报了一 条紫杉醇全合成的路线-1 "J。Nicolaou法采非常简 明的会聚式合成战略，先分别得到含六元的A环化 合物和c环化合物，然后通过反应将A环与C环连接 起来并形成在其中间的含有8元环的B环，这样就 得到了含有ABC环的化合物，最后完成D环的构建 并连接上侧链。
❖ ② 完成了紫杉烷骨架的构建； ❖ ③ 首次合成紫杉烷类化台物taxtusin； ❖ ④成功地半合成紫杉醇，并用于工业化生产； ❖ ⑤发展了可定量转化的环氧醇裂解反应，用于合成
种种含双环[5、3、1]骨架的有机分子 D]；@完善 并丰富了Chart重排反应和Dieckmann环化反应。
25
二、Nicolaou全合成路线(1994)
33
verhenon
34
五、 Kuwajima全合成路线(1998)
日本东京科技研究院Isao Kuwajima教授领导 的紫杉醇全合成研究小组采用了A+c—Ac—ABc —ABcD的会聚法合成路线 ∞ ，其类似于Nico— laou法和Danishefsky法。由
35
由炔丙醇(propargyl alco—ho1)为起始物经过 16步反应制备了含A环体系的化合物39，再与含 c环结构的化合物4O偶合得到含AC环的化合物4l、 42，化合物42通过一个新颖的环化反应完成八元 B环的构建从而得到含ABC环骨架的化合物43， 进一步反应可得到化合物44、45，通过环丙烷中 问体在化合物45中引人C一8位甲基得到化合物 46，在通过一系列引人保护基团完成c一1O位乙 酰化得到化合物47，再通过臭氧化等反应完成含 氧D环的合成。最终制备出baccatin III(2)和紫杉 醇(1)(图8)。
❖ ② 完成了紫杉烷骨架的构建； ❖ ③ 首次合成紫杉烷类化台物taxtusin； ❖ ④成功地半合成紫杉醇，并用于工业化生产； ❖ ⑤发展了可定量转化的环氧醇裂解反应，用于合成
种种含双环[5、3、1]骨架的有机分子 D]；@完善 并丰富了Chart重排反应和Dieckmann环化反应。
25
二、Nicolaou全合成路线(1994)
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五、 Kuwajima全合成路线(1998)
日本东京科技研究院Isao Kuwajima教授领导 的紫杉醇全合成研究小组采用了A+c—Ac—ABc —ABcD的会聚法合成路线 ∞ ，其类似于Nico— laou法和Danishefsky法。由
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由炔丙醇(propargyl alco—ho1)为起始物经过 16步反应制备了含A环体系的化合物39，再与含 c环结构的化合物4O偶合得到含AC环的化合物4l、 42，化合物42通过一个新颖的环化反应完成八元 B环的构建从而得到含ABC环骨架的化合物43， 进一步反应可得到化合物44、45，通过环丙烷中 问体在化合物45中引人C一8位甲基得到化合物 46，在通过一系列引人保护基团完成c一1O位乙 酰化得到化合物47，再通过臭氧化等反应完成含 氧D环的合成。最终制备出baccatin III(2)和紫杉 醇(1)(图8)。
制药工艺学：紫杉醇生产工艺ppt课件
verhenon
ppt精选版
32
五、 Kuwajima全合成路线 (1998)
脂酮类化合物，故也被称为环脂酮类合 成法。）
D环的合成
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20
Holton法以氧化绿叶烯4 做为其全合成的 起始物，（由绿叶烯或藿香醇或龙脑得到）， 其含有构建紫杉醇母核骨架20个碳原子中的 15个。
如果不计引入侧链反应而从起始物计，此 路线经历37步，产率约为0．1％。在此全合 成路线中，Chan重排反应是最关键的反应 (图4)。
中间体9。9用Po~er—Danishefsky法建
立D环时，最难的是引入4 乙酰基和除去
13一OTBS保护基。
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17
樟脑
中间体
环氧醇裂解
AB环
羟醛缩合
Dieck—m arL|l环化
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18
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19
关键反应
环氧醇裂解反应
Chan重排 Dicckmann环化反应 （Dieekmann反应常用于合成五～ 七元环
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5
紫杉醇生产工艺
概述
6. 1.1 紫杉醇类药物
临床应用
1) 晚期乳腺癌有效率为60%，优于其它单种药的治
2)
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%。
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6
紫杉醇生产工艺
概述
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21
氧化绿叶烯 重排、环氧化
Dieckma nn缩合反 应
Chan重排
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22
Holton研究组还出色地完成了下列具有挑战性的工作
植物组织细胞培养生产紫杉醇的研究进展PPT课件
27
2021
21
2021
筛选出高产的细胞株系
• • •
紫杉醇含量 高的外植体
诱导
•
愈伤组织
变异
高产细胞 • 植株
细胞克隆技术筛选
• 目前，主要运用现代生物基因工程的方法来获得高产 细胞系
22
2021
问题与前景
①红豆杉属植物组织细胞培养中的褐化现像，尚无 良好的解决办法【8】
②紫杉醇本身是一种细胞生长的毒性物质,其量的 积累愈多,对细胞增殖的抑制越强.,即使添加真菌 诱导子及生物合成前体,组织细胞培养生产紫杉醇 也难以达到产业化应用水平【10】,
学,Journal of Anhui Agri.Sci.2006,34(2):257-258 • [5]邢建民,查丽杭,李佐虎,刘大陆.植物细胞培养生产紫杉醇的研究进展.植物学通报,1997,14(3):22～
29 • [6]Fett-Neto A.G.et al.1994a Biotechnol.Bioeng.44P205～210 • [7]胡凯,何颖,祝顺琴,谈锋,唐克轩.红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇的研究进展.《天然产物研究与开
taxoids production: a literature survey.Plant Cell Tuiss. Org.Cult.,1996;46:59-75 • [11]周忠强,梅兴国.红豆杉细胞培养生产紫杉醇的研究进展.中南民族大学学报(自然科学
版)Journal of South-Central University for Nationalities(Nat.Sci.Edition).第23卷第1期2004年3月 • [12] Wickerenesinhe E.R.M.andR.N.Artac.1994.J.Plant physil.144:183~193 • [13]李丽琴,余龙江,高产红豆杉细胞系的建立与评价
第3章 紫杉醇生产工艺
➢ 乙酰化反应： 投料比（摩尔比）7-三乙基硅-10-DAB:乙酰氯为 1:1.5；0℃反应5h，收率达90%；
➢ 乙酰化反应需严格控制温度，以防13-OH乙酰化。
37
3.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的合成与质
量控制 （三）母环的保护反应与质量控制 （四）紫杉醇的合成与质量控制
A
* 13
1*
B*
* *
C
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
4
（一）紫杉醇类药物
➢ 是随机筛选药物成功的范例。 ➢ 作用机制
与β微管蛋白结合，促进 微管蛋白的聚合并抑制微管 解聚，将细胞周期阻断于 G2/M期，抑制细胞有丝分裂， 导致癌细胞死亡。
-2-吖叮啶酮
(t-BuOCO)2O
DMAP：二甲基氨基吡啶
与二碳酸二叔丁酯反 应制得多烯紫杉醇， N-叔丁氧羰基。
N-CO-t-BuO
多烯紫杉醇
30
（7）对接四元环的制备
➢ 投料比硅化四元环∶苯甲酰氯∶三乙胺为 2g∶1mL∶2mL；
➢ 室温下反应 8～12h，收率大于90%； ➢ 加入三乙胺以除去反应中生成的HCl，防止其
然升温至0℃，继续反应至完全，收率大于90%。 ➢ 正丁基锂的用量很关键：量过大破坏四元环和
巴卡亭III母环。
40
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
➢ 反应对水和氧极其敏感： 需严格处理反应试剂和控制反应条件。反应在 惰性气体保护下进行，严格无水无氧操作。
➢ 乙酰化反应需严格控制温度，以防13-OH乙酰化。
37
3.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的合成与质
量控制 （三）母环的保护反应与质量控制 （四）紫杉醇的合成与质量控制
A
* 13
1*
B*
* *
C
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
4
（一）紫杉醇类药物
➢ 是随机筛选药物成功的范例。 ➢ 作用机制
与β微管蛋白结合，促进 微管蛋白的聚合并抑制微管 解聚，将细胞周期阻断于 G2/M期，抑制细胞有丝分裂， 导致癌细胞死亡。
-2-吖叮啶酮
(t-BuOCO)2O
DMAP：二甲基氨基吡啶
与二碳酸二叔丁酯反 应制得多烯紫杉醇， N-叔丁氧羰基。
N-CO-t-BuO
多烯紫杉醇
30
（7）对接四元环的制备
➢ 投料比硅化四元环∶苯甲酰氯∶三乙胺为 2g∶1mL∶2mL；
➢ 室温下反应 8～12h，收率大于90%； ➢ 加入三乙胺以除去反应中生成的HCl，防止其
然升温至0℃，继续反应至完全，收率大于90%。 ➢ 正丁基锂的用量很关键：量过大破坏四元环和
巴卡亭III母环。
40
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
➢ 反应对水和氧极其敏感： 需严格处理反应试剂和控制反应条件。反应在 惰性气体保护下进行，严格无水无氧操作。
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紫杉醇生产工艺
生产工艺
2、 手性侧链
? 原料: 2R,3S-苯基异丝氨酸衍生物
? 方法: 有双键不对称氧化法和醛醇反应法
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双键不对称氧化法合成手性紫杉醇侧链的路线
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生产工艺
醛醇反应法合成手性紫杉醇侧链的路线
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紫杉醇生产工艺
生产工艺
3、 侧链前体物
原料: 环状侧链前体有 ? －内酰胺型 噁唑烷 羧酸型、噁唑啉羧酸型和噁嗪酮型
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生产工艺
β-内酰胺型紫杉醇侧链前体物的合成路线
PMP-对甲氧基苄基；CAN-硝酸铈铵；LDA- 二异丙基亚胺锂
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17
紫杉醇生产工艺
半合成工艺
6.3 紫杉醇半合成工艺过程
紫杉醇与多烯紫杉醇理化性质
(CH3)3O
18
CH 3COO OH
C6H 5CONH O
2'
C6H5 3'
1' O
12 13 15
11 10
17
O
9
19 OH
OH
分子式C47H51NO14 分子量853.92 11个手性中心
16
8
14
1
2
3
HO
4
C 6H 5COO CH 3COO
7 6
5
O
20
难溶于水，溶于 甲醇、二氯甲烷 和乙腈。
ppt课件
22
紫杉醇生产工艺
工艺质控
水解四元环(cis-3-羟基-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成
O CH3CO
O
Ph
HO
NaHCO 3(sat.)
MeOH NH
O
Ph NH
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。
ppt课件
23
紫杉醇生产工艺
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ppt课能件保证较高的收率。
25
紫杉醇生产工艺
工艺质控
6、对接四元环的制备
对接四元环 的合成 (cis-1-苯甲酰基-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮)
TESO
Ph
TESO
Ph
+
PhCOCl
Et3N, DMAP
NH
CH2Cl2
? 取代基为芳基、芳杂环、共ppt轭课件烯烃时，环加成产物为顺式21 。
4、氧化四元环与水解四元环的制备 氧化四元环(cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成
O CH3CO
O
Ph (NH4 )2CeNO 3
N
CH3CN/H2O
C6H4OCH3
O CH3CO
O
Ph NH
氧化反应：投料比为基础四元环:硝酸铈铵为1:5（质量比）。
收率：72%
29
紫杉醇合成——对接反应
TESO
Ph
AcO
O OTES
HO
N Ph O
HO OO
O O
O
O
Ph
C H3
? 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℃。
ppt课件
30
紫杉醇生产工艺
工艺质控
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：
? 巴卡亭III与三乙基氯硅烷的摩尔比为 1:40
ppt课件
27
紫杉醇生产工艺
工艺质控
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 。
4) 半合成紫杉醇
? 母核：红豆杉针叶中提取的巴卡亭 3（R=Ac）和10去乙酰基巴卡亭 3（10-DAB，R=H）
? 侧链：化学合成；
C6H5CONH O
2
C6H5 3
1 OH
OH
侧链： (2R,3S)-3- N-
-苯甲酰苯异丝氨酸
18
RO
11
O
12
10
17
9 19 OH
HO 13 15
16
14
1
? 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。
1) 晚期乳腺癌有效率为 60%，优于其它单种药的治 疗效果25%-30% ，1994
2) 晚期非小细胞肺癌有效率达 31%,1998 3) 对晚期卵巢癌有效率达 30%,1992.12, 美FDA 4) 胰腺癌好转率为 29%、头颈癌 44%、胃癌24%
ppt课件
4
紫杉醇生产工艺
概述
6.1.1 紫杉醇类药物
ppt课件
概述
8
紫杉醇生产工艺
概述
3)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。
2
87
3
6
HO
45
C6H5COO
O
CH3COO 20
避免了合成紫杉醇复杂的母环部分
ppt课件
10
紫杉醇生产工艺
生产工艺
6.2 紫杉醇侧链原料制备工艺
1、非手性侧链 2、手性侧链 3、侧链前体物
ppt课件
11
紫杉醇生产工艺
1、非手性侧链 ? 原料: 反式肉桂酸 ? 缺点: 活性侧链选择性较差
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
ppt课件
1
紫杉醇生产工艺
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
ppt课件
24
5、硅化四元环的制备
硅化四元环(cis-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮 )的合成
HO
Ph
TESO
Ph
+ TESCl Pyridine
NH O
TES = Et3Si
NH O
投料比：水解四元环 :三乙基氯硅烷为 180:250，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。
ppt课件
28
10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB) 的保护
(2)AcCl
HO
(1) Et3SiCl
18
11
O
12
10
17
9 19 OH
HO 13 15
16 14 1
2
87
3
6
HO
45
C6H5COO
O
OCOCH3 20
ppt课件
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℃。
三环二萜类化合物：三个主环的 二萜ppt核课件和一个苯基异丝氨酸侧5链
紫杉醇生产工艺
6.1.2 紫杉醇的生产工艺路线研究 ？
? 天然提取工艺路线 ? 生物合成工艺 ? 化学全合成工艺路线 ? 半合成工艺路线
ppt课件
概述
6
红豆杉与紫杉醇-原料来源问题
1)天然提取工艺路线
ppt课件
7
紫杉醇生产工艺
? 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。
ppt课件
33
总流程图
羟基乙酸 乙酰氯 二氯亚砜 对氨基苯甲醚 苯甲醛
乙酰氧基乙酰氯
亚胺
基础四元环
ppt课件
概述
2
紫杉醇生产工艺
概述
紫杉醇作用机理明确:
具有独特的抗癌机制，作用位点为有丝分裂和 细胞周期中至关重要的微管蛋白。紫杉醇能促 进微管蛋白聚合而形成稳定的微管，并抑制微 管的解聚，从而抑制了细胞的有丝分裂，最终 导致癌细胞的死亡。
ppt课件
3
紫杉醇生产工艺
概述
6.1.1 紫杉醇类药物
临床应用
2)生物工程方法生产紫杉醇
Phyton 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；