青蒿素的合成途径研究

青蒿素的合成途径研究

院系：化工学院

专业：09级制药工程2班

学好：2009650807

姓名：曾慧敏

目录

1、概述 (3)

2、基本性质 (3)

3、提取工艺 (4)

4、合成途径 (4)

（1）半合成 (4)

（2）全合成 (6)

（3）生物合成 (7)

（4）衍生物 (7)

5、研究现状 (8)

6、市场需求 (10)

概述

青蒿素类抗疟药，是我国用举国之力研制成功的全球唯一的治疗疟疾特效

药，被称为“中国的第五大发明”。世界卫生组织曾专门向该药的研制人员致敬；中国领导人访问非洲时，经常特意把它带过去。2006年11月4日，国家主席胡锦涛在中非合作论坛北京峰会上承诺：今后3年内，中国向非洲提供3亿元人民币无偿援款防治疟疾，用于提供青蒿素类药品及设立30个抗疟中心。防治疟疾的青蒿素类药品，已成为中国发展外交、提升国家形象的重要推手。

有资料显示，江苏高邮县一直有使用青蒿治疟疾的做法。双氢青蒿素发明人李英回忆称，1958年高邮就有用青蒿汆汤治疗疟疾的记录，在1969年，当地农村医生和群众还利用当地青蒿开展疟疾的群防群治，取得了“良好的效果”

中国于1969年开始抗疟药研究。历经380多次鼠疟筛选，1971年10月取得中药青蒿素筛选的成功。1972年从中药青蒿中分离得到抗疟有效单体，命名为青蒿素，对鼠疟、猴疟的原虫抑制率达到100%。1973年经临床研究取得与实验室一致的结果、抗疟新药青蒿素由此诞生。1981年10月在北京召开的由世界卫生组织主办的“青蒿素”国际会议上，中国《青蒿素的化学研究》的发言，引起与会代表极大的兴趣，并认为“这一新的发现更重要的意义是在于将为进一步设计合成新药指出方向”。1986年，青蒿素获得新一类新药证书，双氢青蒿素也获一类新药证书。这些成果分别获得国家发明奖和全国十大科技成就奖。2011年9月，中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素的贡献，获得被誉为诺贝尔奖“风向标”的拉斯克奖。这是中国生物医学界迄今为止获得的世界级最高级大奖。

基本性质

通用名称：青蒿素

英文名称：Artemisinin

分子式：C15H22O5；分子量：282.33

理化性质：无色针状晶体，味苦,在丙酮、、氯仿、苯及冰醋酸中易溶，在乙醇和甲醇、乙醚及石油醚中可溶解，在水中几乎不溶；熔点：156-157℃。

药动学：青蒿素青篙素是从中药青篙中提取的有过氧基团的倍半萜内酯药物。其对鼠疟原虫红内期超微结构的影响，主要是疟原虫膜系结构的改变，该药首先作用于食物泡膜、表膜、线粒体，内质网，此外对核内染色质也有一定的影响。提示青篙素的作用方式主要是干扰表膜-线粒体的功能。可能是青篙素作用

于食物泡膜，从而阻断了营养摄取的最早阶段，使疟原虫较快出现氨基酸饥饿，迅速形成自噬泡，并不断排出虫体外，使疟原虫损失大量胞浆而死亡。体外培养的恶性疟原虫对氚标记的异亮氨酸的摄入情况也显示其起始作用方式可能是抑制原虫蛋白合成。

提取工艺

提取分离青蒿素的方法有多种，适合中型生产的工艺流程如下：

青蒿叶

70%乙醇浸出

浸提液

活性炭脱色，减压浓缩至1∕5

浸膏上清液 70%EtOH溶解、浓缩

静置析晶、滤过

粗晶Ⅰ母液

重结晶加石灰乳净化，滤过

青蒿素

滤液沉淀

加乙酸调pH6-7，减压浓缩、

静置析晶、滤过

粗晶（与粗晶Ⅰ合并）母液（弃去）

青蒿素的合成途径

（一）半合成路线

从青蒿酸为原料出发，经过五步反应得到青蒿素，总得率约为35～50%。

①：青蒿酸在重氮甲烷/碘甲烷/酸催化下与甲醇反应，再在氯化镍存在的条件下，被硼氢化钠选择性还原得到二氢青蒿酸甲酯；②：二氢青蒿酸甲酯在四氢呋喃或乙醚溶液中用氢化铝锂还原成青蒿醇；③：青蒿醇在甲醇/二氯甲烷/氯仿/四氯化碳溶液中被臭氧氧化后得到过氧化物，抽干后再在二甲苯中用对甲苯磺酸处理

得到环状烯醚；④：环状烯醚溶解于溶剂中，在光敏剂玫瑰红/亚甲基蓝/竹红菌素等存在下进行光氧化合生成二氧四环中间体，再用酸处理得到脱羧青蒿素；⑤：脱羧青蒿素在四氧化钌氧化体系或铬酸类氧化剂的作用下氧化得到青蒿素。

（二）全合成路线：

可由多种路线对青蒿素进行全合成。如Schmil等1983年报道了一条应用关键化合物烯醇醚在低温下的光氧化反应引进过氧基的全合成路线，反应以(-)-2-异薄荷醇为原料，保留原料中的六元环，环上三条侧链烷基化，形成中间体，最后环合成含过氧桥的倍半萜内酯。许杏祥等于1986年报道了青蒿素的化学合成途径，其合成以R-(+)-2香草醛为原料，经十四步合成青蒿素。

1、化学合成途径

Schmil等，1983年报道了一条应用关键化合物5(肛H)低温下的光氧化反应

引进过氧基的全合成路线,反应以(-)-2-异薄勒醇为原料,保留原料中的六元环,环上三条侧链烷基化,形成中间体,最后环合成含过氧桥的倍半萜内酯。许杏祥等于1983年最先研究了从青蒿酸到青蒿素的半合成;并于1986年报道了青蒿素的化学合成途径,其合成以R-(+)-2香草醛为原料,经十四步合成青蒿素。

2、植物组织培养合成青蒿素

利用植物组织培养来生产青蒿素是目前青蒿素研究的一大热点,可能成为大规模生产青蒿素的重要手段。中科院化冶所、植物所等利用发根农杆菌诱导出青蒿素含量较高的黄花蒿发根。植物组织培养生产青蒿素的研究工作者已经在青蒿愈伤组织,悬浮细胞、芽和毛状根等培养体系中进行了青蒿素合成的探索。

青蒿素等倍半萜类的生物合成在细胞质中进行，途径属于植物类异戊二烯代谢途径，可分为三大步：由乙酸形成FPP，合成倍半萜，再内酯化形成青蒿素。：FPP→4,11-二烯倍半萜→青蒿酸→二氢青蒿酸→二氧青蒿酸过氧化物→青蒿素。目前在青蒿芽、青蒿毛状根和青蒿发根农杆菌等培养体系中进行的青蒿素合成技术极有可能被应用于工业生产。

(三)青蒿素的生物合成