专利名称：一种紫杉醇半合成新方法
紫杉醇(paclitaxel，商品名Taxol)是由红豆杉属植物树皮或针叶分离提取的一种独具抗癌活性的二萜类化合物，其化学结构新颖复杂，作用机制独特，活性强。作为广谱抗癌新药，紫杉醇现已在40多个国家获准临床应用，被认为是迄今人类发现的疗效最好的抗癌药物之一。然而，红豆杉属植物中紫杉醇含量极低，约0.007％左右，实际生产1kg紫杉醇，需要大约30吨红豆杉树皮。因而，现行的紫杉醇生产方法势必要毁掉大量的红豆杉。红豆杉是冰川时期孑遗植物，世界各国资源有限。即使人工培植灌木品种的红豆杉，提取成本也是很高的。因而，紫杉醇药物一直短缺且价格居高不下。世界各国和我国都已立法并加大力度保护红豆杉属植物，因此靠剥树皮提取紫杉醇已经受到法律上的限制。为了扩大紫杉醇原料药来源，降低临床用药费用，满足肿瘤治疗的需要，同时从根本上有效地保护红豆杉不被灭绝，采用化学合成方法生产紫杉醇势在必行。
紫杉醇分子是由母核四环双萜和C-13活性侧链两部分构成的。本发明涉及抗癌药物紫杉醇的半合成新方法。其方法为采用氮杂环丁酮衍生物作为紫杉醇C-13侧链前体，与10-脱乙酰巴卡亭III(10-deacetylbaccatin III，10-dab)的衍生物缩合制成紫杉醇。
从20世纪80年代后期开始，众多的化学家致力于紫杉醇的全合成和半合成工作，但进展缓慢，这很大程度是由于这一化合物复杂的结构因素。尤其是全合成的步骤长达40～60步，试剂原料难得，成本高，产率低，难以实际应用。紫杉醇的化学合成对于保护红豆杉植物物种及资源、扩大肿瘤临床的应用，降低治疗费用等，都具有极为重要的意义和巨大的经济效益。
本发明新颖性在于①10-dab可以来源于我国常见植物马尾松、粗榧或由浆果红豆杉，也可以应用植物提取紫杉醇所产生的副产物或化学合成，来源广泛，成本低廉。②不采用国外半合成所使用的紫杉醇C-13侧链N-苯甲酰-(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸 [N-benzoyl-(2R，3S)-3-phenylisoserine]，这种侧链合成步骤冗长，成本过高而且不能直接于10-dab缩合。本发明采用的是一种有机合成的紫杉醇C-13侧链前体顺-1-苯基-3-(1-乙氧乙氧基)-4-苯基氮杂环丁-2-酮[cis-1-benzoyl-3-(1-ethoxyethoxy)-4-phenylazetidin-2-one]，与10-dab衍生物缩合。合成方法简单，条件控制容易，只需4步即可制得紫杉醇。从而简化了合成步骤，提高了产率。本发明方法适合工业化生产。
本发明采用的起始原料为10-dab，该化合物中的7，10，13位羟基活性不同，先用氯化三乙基硅烷保护7位羟基，得到7-三乙基硅烷-10-脱乙酰巴卡亭III(3)，再乙酰化10位羟基，得到7-三乙基硅烷巴卡亭III(4)。然后用侧链前体(2)与侧链前体缩合，制得紫杉醇(1)。经波谱鉴定证实，该化合物与天然产物，即由红豆杉提取纯化的紫杉醇结构完全一致。
紫杉醇半合成路线如下 紫杉醇半合成路线实施例7-三乙基硅烷10-脱乙酰巴卡亭III(3)取10-脱乙酰巴卡亭III 10g(1.8mmol)溶于无水吡啶1000ml，通氮气，搅拌，缓慢滴加三乙基氯硅烷67ml(67g，40mmol)，将黄色反应液在0℃下搅拌24h，加乙酸乙酯和水各2000ml，搅拌后静置分层，有机层经饱和硫酸铜溶液洗涤(300ml×3)，直至将过量的吡啶全部除去，再用水及饱和氯化钠1000ml洗涤。然后通过无水硫酸钠干燥，过滤后减压除去溶剂，浓缩物经230～400目硅胶-60(Merck)色谱柱纯化，用二氯甲烷-甲醇(v∶v＝99∶1)洗脱，得化合物3 11.2g，收率79％。mp256～257℃(二氯甲烷-戊烷)，[α]D23-23.6o(c＝0.41，甲醇)。1H NMR δ0.48～0.70(m，6H)，0.94(t，J＝8Hz，9H)，1.08(s，6H)，1.57(s，1H)，1.74(s，3H)，1.86～1.95(m，1H)，2.02(d，J＝5Hz，1H)，2.09(d，J＝1.1Hz，3H)，2.25～2.35(m，2H)，2.28(s，3H)，2.42～2.52(m，1H)，3.95(d，J＝7Hz，1H)，4.24(Abq，JAB＝8.4Hz，δAδB＝42，2H)，4.31(d，J＝2Hz，1H)，4.41(dd，J＝6.6和10.6Hz，1H)，4.85～4.90(m，1H)，4.95(dd，J＝1.9和9.6Hz，1H)，5.17(d，J＝2Hz，1H)，5.60(d，J＝7Hz，1H)，7.44～7.50(m，2H)，7.57～7.62(m，1H)，8.08～8.11(m，2H)。
7-三乙基硅烷巴卡亭III(4)将化合物3 10g(1.5mmol)溶于无水吡啶430ml，再滴加乙酰氯6ml，在0℃下继续搅拌20h，加乙酸乙酯和水各500ml，搅拌，静置分层后，用乙酸乙酯(300ml×2)提取水相。合并有机相，用饱和硫酸铜溶液洗涤至吡啶完全除去。然后依次用水及饱和氯化钠溶液洗涤，通过无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，浓缩物上230～400目硅胶(Merck)色谱柱，用二氯甲烷-甲醇(v∶v＝99∶1)洗脱，得化合物410.3g，收率86％。mp253～254℃(二氯甲烷-戊烷)，[α]D23-49°(c＝0.4甲醇)。1H NMRδ0.52～0.65(m，6H)，0.93(t，J＝8Hz，9H)，1.04(s，3H)，1.20(s，3H)，1.61(s，1H)，1.68(s，3H)，1.83～1.92(m，1H)，2.01(d，J＝5Hz，9H)，2.17(s，3H)，2.19(d，J＝1.1Hz，3H)，2.24～2.28(m，2H)，2.29(s，3H)，2.41～2.58(m，1H)，3.88(d，J＝7Hz，1H)，4.24(Abq，JAB＝8.1Hz，δA-δB＝45，2H)，4.49(dd，J＝6.6和10.5Hz，1H)，4.84(m，1H)，4.96(d，J＝9.6Hz，1H)，5.63(d，J＝7Hz，1H)，6.46(s，1H)，7.45～7,50(m，2H)，7.57～7.63(m，1H)，8.09～8.12(m，2H)。
2′-(1-乙氧乙氧基)-7-三乙基硅烷紫杉醇(5)
在全自动反应罐内加入顺-1-苯基-3-(1-乙氧乙氧基)-4-苯基氮杂环丁-2-酮(2)109g(0.32mmol)，4 45g(0.064mmol)，DMAP 7.8g(0.064mmol)和吡啶320ml。混合液在25℃下搅拌12h，然后用乙酸乙酯100L稀释，乙酸乙酯层用10％硫酸铜水溶液20L洗涤，通过无水硫酸钠干燥，减压浓缩，浓缩物通过硅胶柱过滤，用乙酸乙酯-己烷(1∶2)洗脱，然后在乙酸乙酯-己烷中重结晶，得到5 61g，收率92％，为非对映体混合物(2∶1)。
紫杉醇(1)取5 50g，溶于乙醇20L，加入0.5％盐酸水溶液5L，混合液在0℃下搅拌30h，再用乙酸乙酯500L稀释，溶液用饱和碳酸氢钠水溶液200L洗涤，通过无水硫酸钠干燥，减压浓缩，浓缩物上硅胶柱层析，用乙酸乙酯-己烷(1∶1)洗脱，得紫杉醇130g，收率90％，为白色固体。[α]D22-44.1°(c＝0.27甲醇)，mp192～194℃，1H NMR(CDCl3)δ1.12(s，3H)，1.22(s，3H)，1.67(s，3H0，1.77(s，3H)，1.86(m，1H)，2.21(s，3H)，2.26(s，3H)，2.26(dd，J＝15.4，8.9Hz，1H)，2.34(dd，J＝15.4，8.9Hz，1H)，2.36(s，3H)，2.43(bs，1H)，2.53(ddd，J＝15.5，9.6，6.0Hz，1H)，3.55(bs，1H)，3.78(d，J＝7.0Hz，1H)，4.18((d，J＝8.4Hz，1H)，4.28(d，J＝8.4Hz，1H)，4.38(dd，J＝10.6，6.8，Hz，1H)，4.77(d，J＝2.1Hz，1H)，4.92(bd，J＝8.9Hz，1H)，5.65(d，J＝7.0Hz，1H)，5.77(dd，J＝8.8，2.6Hz，1H)，6.21(bt，J＝9.0Hz，1H)，6.25(s，1H)，6.97(d，J＝8.8Hz，1H)，7.33(m，5H)，7.54(m，5H)，7.59(t，J＝7.1Hz，1H)，7.71(d，J＝7.9Hz，2H)，8.11(d，J＝7.9Hz，2H)；13C NMR(CDCl3)δ9.59，14.83，20.87，21.81，22.62，26.84，35.65，43.16，45.66，55.11，58.56，72.23，73.24，74.93，75.58，76.54，79.00，81.11，84.40，127.05，128.33，128.68，128.99，130.20，131.95，133.13，133.73，137.98，141.98，167.09，166.97，170.39，171.25，172.70，203.64。
权利要求
1.一种抗肿瘤药物紫杉醇的半合成方法，其特征在于采用10-脱乙酰巴卡亭III和合成的紫杉醇C-13侧链前体进行半合成紫杉醇。
2.按照权利要求1所述的方法，其中紫杉醇C-13侧链前体为氮杂环丁酮衍生物。
3.按照权利要求1所述的方法，其中10-脱乙酰巴卡亭III(10-dab)的来源是马尾松、粗榧或浆果红豆杉的树皮或针叶，也可以来源于紫杉醇提取过程中产生的副产物及合成合成的产物。
4.按照权利要求1所述的方法，10-脱乙酰巴卡亭III在与侧链前体缩合反应之前须进行7位羟基的硅烷基团保护和10位羟基的乙酰化。使其13位羟基与侧链前体缩合，制得紫杉醇。
全文摘要
紫杉醇(Paclitaxel，Taxol)是一种由红豆杉属植物的树皮树叶提取的化学结构复杂、作用机制独特的抗肿瘤药物。植物材料含量极低，提取成本过高。紫杉醇分子母核四环双萜10－脱乙酰巴卡亭III(10－dab)很容易从常见植物马尾松或粗榧中提取，也可以从紫杉醇提取过程中的副产品中得到。本发明是以10－dab为起始材料半合成紫杉醇。即采用合成的侧链前体－顺－1－苯基－3－(1－乙氧乙氧基)－4－苯基氮杂环丁－2－酮与10－脱乙酰巴卡亭III衍生物进行缩合制备紫杉醇。所得紫杉醇与来源于红豆杉是紫杉醇化学结构完全一致。
文档编号C07D305/00GK1392145SQ0211724
公开日2003年1月22日 申请日期2002年4月22日 优先权日2002年4月22日
发明者阎家麒 申请人:江苏佩沃特生物基因工程有限公司, 阎家麒, 金尚明