專利名稱：紫杉醇半合成工藝的制作方法
紫杉醇(Paclitaxel)是一新奇的二萜化合物，它是1971年由美國人從短葉紅豆杉(T.brevifolia)植物中分離得到的高抗癌活性物質(zhì)。由于紫杉醇獨特的抗癌機制以及高的抗癌活性，它被認為是天然藥物領(lǐng)域中最重要的和最令人興奮的抗癌活性物質(zhì)。美國國立腫瘤研究院對紫杉醇進行的二期臨床試驗顯示其在治療乳腺癌、肺癌特別是卵巢癌病人方面有顯著療效；此后美國經(jīng)十幾年的努力終于1992年12月底將紫杉醇推出作為治療晚期卵巢癌病人的藥物，并于1994年4月追加其為治療晚期乳腺癌的藥物。雖然紫杉醇已在美國被批準成藥，但是由于紅豆杉資源的缺乏，且紅豆杉植物中紫杉醇含量低，導(dǎo)致了紫杉醇的供應(yīng)不足。為了解決這一困難，國際上在不同領(lǐng)域展開了尋找新的紫杉醇資源的研究，例如有機化學(xué)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與紫杉醇類似的化合物；生物學(xué)家也通過組織培養(yǎng)的方法得到了紫杉醇。但是，以上這些方法都還沒有大規(guī)模提供紫杉醇的可能；所以繼續(xù)尋找新的紫杉醇資源及通過半合成方法合成紫杉醇或其新的高抗癌活性類似物仍然十分迫切。同時，目前現(xiàn)有技術(shù)對紅豆杉成分的利用僅限于紫杉醇、Bccatin III、10-Deacetylbaccatin III等少數(shù)幾個化合物(見J.N.Denis，A.E.Greene，D.Guenard，F(xiàn).Gueritte-Voegelein，L.Mangataland P.Potier.J.Am.Chem.Soc.，110，5917(1998))。而紅豆杉中其它大量的紫杉烷類化合物卻被浪費了或被遺忘了。本發(fā)明征對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，尋找和分離到一種在紅豆杉植物中含量高于已有紫杉醇前體的化合物，通過本發(fā)明的半合成工藝將該化合物轉(zhuǎn)換為有高度利用價值和廣泛應(yīng)用前景的10-Deacetylbaccatin III，使得紅豆杉資源的利用得以更好地發(fā)揮。提高了紫杉醇資源的利用率。
本發(fā)明的目的是提供一種以在紅豆杉植物中含量較高的化合物7-(1β-Xylosyl)-10-deacetyltaxol為前體的紫杉醇半合成工藝。該工藝具有原料新、可充分利用紅豆杉資源的優(yōu)點。
為了達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案紫杉醇半合成工藝，將紅豆杉植物樹皮用95％乙醇在60℃溫度下浸泡提取三次，合并提取液蒸去乙醇并加入少量水，經(jīng)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膠拌勻上硅膠柱，用氯仿∶丙酮梯度洗脫，得化合物7-(1β-Xylosyl)-10-deacetyltaxol的白色沉淀；將上述化合物溶于甲醇，加入1N的HCl溶液和催化劑LX-97615，40℃下攪拌6小時，反應(yīng)液中加入1N的NaOH溶液以中和過量的HCl，反應(yīng)物用二氯甲烷萃取三次，合并萃取液后用Na2SO4無水干燥24小時，回收二氯甲烷溶劑，所得反應(yīng)產(chǎn)物上硅膠柱，收集氯仿∶丙酮(8∶2)洗脫部分，回收溶劑至干得化合物10-deacetyltaxol；然后將所得化合物溶于甲醇，加入0.6M的NaHCO3水溶液，室溫下攪拌后，加入1N的HCl中和反應(yīng)液，反應(yīng)物用二氯甲烷萃取三次，合并萃取液后用無水Na2SO4干燥24小時，回收二氯甲烷溶劑，所得反應(yīng)產(chǎn)物上硅膠柱層，收集氯仿∶丙酮(7∶3)洗脫部分，回收溶劑至干得化合物10-Deacetylbaccatin III；最后用常規(guī)合成方法得紫杉醇。
為了更好地敘述本發(fā)明，以下用化合物1、化合物2、化合物3、化合物4和化合物6分別代表Paclitaxel(紫杉醇)、10-deacetyltaxol、7-(1β-Xylosyl)-10-deacetyltaxol、10-Deacetylbaccatin III和N-Benzoyl-(2R，3S)-3-phenylisoserine methyl ester，它們的結(jié)構(gòu)式如下
化合物1紫杉醇(Paclitaxel)
化合物210-Deacetyltaxol
化合物37-(1β-Xylosyl)-10-deacetyltaxol
化合物410-Deacetylbaccatin III
N-Benzoyl-(2R，3S)-3-phenylisoserinemethyl ester(化合物6)
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖用實施例來進一步說明本發(fā)明的實質(zhì)性內(nèi)容和有益效果，但本發(fā)明的技術(shù)方案并不局限于此。


圖1為化合物3合成化合物4的工藝流程圖；圖2為化合物2的EIMS譜圖；圖3為化合物2的FABMS譜圖；圖4為化合物2的1H NMR譜圖；圖5為化合物2的13C NMR和DEPT譜圖；圖6為化合物4的1H NMR譜圖；圖7為化合物4的13C NMR譜圖；圖8為化合物4的DEPT譜圖；圖9為化合物6的EIMS譜圖；圖10為化合物6的1H NMR譜圖；圖11為化合物6的13C NMR譜圖。
實施例11、化合物3(7-(1β-Xylosyl)-10-deacetyltaxol)的分離提取取紅豆杉(Taxus yunnanensis)樹皮10公斤，用95％乙醇在60℃溫度下浸泡提取三次，每次24小時，合并提取液蒸去乙醇并加入少量水，經(jīng)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克硅膠拌勻上柱膠柱，用氯仿∶丙酮梯度洗脫，用薄層層析法追蹤所需的化合物3，氯仿∶丙酮(7∶3)洗脫得化合物3的白色沉淀，經(jīng)甲醇生結(jié)晶得到1.12克純度大于95％的化合物3。
2、由化合物3轉(zhuǎn)化為化合物2(10-deacetyltaxol)取94.3毫克化合物3溶于50毫升甲醇，加入1N的HCl溶液10毫升和20毫克催化劑LX-97615，40℃下攪拌6小時，反應(yīng)液中加入9.5毫升1N的NaOH溶液以中和過量的HCl，反應(yīng)物用200毫升二氯甲烷萃取三次，合并萃取液后用Na2SO4無水干燥24小時，回收二氯甲烷溶劑，所得反應(yīng)產(chǎn)物上硅膠柱，收集氯仿∶丙酮(8∶2)洗脫部分，回收溶劑至干得65.3毫克化合物2。
3、化合物2轉(zhuǎn)化為化合物4(10-Deacetylbaccatin III)取40.55毫克化合物2溶于10毫升甲醇，加入0.6M的NaHCO3水溶液2.5毫升，室溫下攪拌10分鐘后，加入0.5毫升1N的HCl中和反應(yīng)液，反應(yīng)物用50毫升二氯甲烷萃取三次，合并萃取液后用無水Na2SO4干燥24小時，回收二氯甲烷溶劑，后得反應(yīng)產(chǎn)物上硅膠柱層，收集氯仿∶丙酮(7∶3)洗脫部分，回收溶劑至干，丙酮重結(jié)晶得20.5毫克化合物化合物4。
4、用常規(guī)合成方法從化合物4得化合物1(Paclitaxel)。
從實驗結(jié)果可以得出本發(fā)明的優(yōu)益效果是紅豆杉植物中含量僅有十萬分之五左右，而化合物3的含量可高出一個數(shù)量級，本發(fā)明以化合物3為合成前體，通過化學(xué)方法將它轉(zhuǎn)換成化合物4，使這個在紅豆杉植物中含量較高的化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓱?yīng)用的化合物，從而達到充分利用紅豆杉資源的目的。同時在化學(xué)合成中，由于化合物3比紫杉醇的C-7位多一個木糖基和C-10位少一個乙?；?，由化合物3去木糖基即可合成到化合物2，進一步酯解可得到化合物4，化合物4是目前現(xiàn)有技術(shù)中用于合成紫杉醇的主要前體化合物，已有成熟方法。本發(fā)明工藝的關(guān)鍵步驟在于化合物3去C-7木糖，因化合物3在中等酸性條件和室溫下是穩(wěn)定的，而在加熱的酸性條件下，反應(yīng)產(chǎn)物極其復(fù)雜，因此該反應(yīng)必須在溫和條件下進行。本發(fā)明解決了這一難題。7-(1β-Xylosyl)-10-deacetyltaxol(化合物3)的反應(yīng)化合物3在催化劑存在下經(jīng)酸水解一步得到10-Deacetyltaxol(化合物2)，收率81％。10-Deacetyltaxol(化合物2)，C45H49O13N，白色粉未，EIMS m/z(70eV)(圖3)526[M-PhCONH(Ph)CH(OH)COOH]+(2％)，480(3％)，408(3％)，286[PhCONH(Ph)CH(OH)COOH]+(12％)，268[PhCONH(Ph)CH(OH)COOH-H2O]+(8％)，241(7％)，222(6％)，210(26％)，193(7％)，149(11％)，137(9％)，122[PhCOOH]+(20％)，105[PhCO]+(100％)，91(16％)，77[Ph]+(47％)；FABMS m/z(圖4)812[M+1]+(7％)，510(2％)，317(3％)，286[PhCONH(Ph)CH(OH)COOH]+(69％)，268[PhCONH(Ph)CH(OH)COOH-H2O]+(9％)，240(14％)，210(6％)，149(3％)，122[PhCOOH]+(18％)，105[PhCO]+(100％)，91(10％)，77[Ph]+(15％)；1H NMR[CDCl3，400MHz，δin ppm referred to the signal of CDCl3(δ＝7.24ppm)，J in Hz](圖5)8.07(2H，d，J＝7.4，H2-3″)，7.70(2H，d，J＝7.4，H2-7′)，7.58(1H，t，J＝7.4，H-5″)，7.47(2H，t，J＝7.5，H2-4″)，7.44(3H，m，H-9′and H2-2)，7.33(5H，m，H2-8′，H2-3and H-4)，7.19(1H，d，J＝9.4，3′-NH)，6.13(1H，t，J＝8.5，H-13)，5.71(1H，dd，J＝8.9，2.7，H-3′)，5.61(1H，d，J＝7.0，H-2)，5.17(1H，s，H-10)，4.97(1H，d，J＝9.6，H-5)，4.75(1H，d，J＝3.0，H-2′)，4.24(1H，ABd，J＝8.6，H-20a)，4.18(1H，m，H-7)，4.14(1H，ABd，J＝8.2，H-20b)，3.91(1H，d，J＝7.0，H-3)，2.46(1H，m，H-6α)，2.32(3H，s，4-OAc-Me)，2.19(2H，m，H2-14)，1.78(1H，m，H-6β)，1.72(3H，s，Me-18)，1.67(3H，s，Me-19)，1.13(3H，s，Me-17)，1.04(3H，s，Me-16)；13C NMR[CDCl3，100MHz，δin ppm referred to the signal of CDCl3(δ＝77.0ppm)](圖6)211.2(s，C-9)，172.7(s，C-2′)，170.5(s，4-OAc-C＝O)，167.3(s，C-5″)，166.9(s，C-1″)，138.2(s，C-12)，138.0(s，C-6′)，136.2(s，C-11)，133.6(s，C-1)，133.6(d，C-5″)，130.2(d，C-3″)，129.3(s，C-2″)，128.9(d，C-8′)，128.7(d，C-4″and C-3)，128.3(d，C-9′)，127.1(d，C-2)，84.2(d，C-5)，81.2(s，C-4)，78.7(s，C-1)，77.2(t，C-20)，74.9(d，C-10)，74.5(d，C-2)，73.3(d，C-2′)，72.4(d，C-13)，71.9(d，C-7)，57.7(s，C-8)，55.2(d，C-3′)，46.5(d，C-3)，43.1(s，C-15)，36.8(t，C-14)，35.9(t，C-6)，26.5(q，Me-17)，22.5(q，4-OAc-Me)，20.7(q，Me-16)，14.2(q，Me-18)，9.9(q，Me-19)。化合物2進一步水解得到10-Deacetylbaccatin III(化合物4，得率75.4％)和N-Benzoyl-(2R，3S)-3-phenylisoserine methyl ester(化合物6，得率95.3％)。10-Deacetylbaccatin III(化合物4)，白色針狀晶體，1H NMR[CDCl3∶CD3OD1∶1，500MHz，δin ppm referred to the signal of TMS(δ＝0ppm)，J inHz](圖7)8.12(2H，dd，J＝8.1，1.1，H2-3″)，7.62(1H，t，H-5″)，7.49(2H，t，J＝8.0，H2-4″)，5.63(1H，d，J＝7.0，H-2)，5.30(1H，s，H-10)，5.00(1H，d，H-5)，4.82(1H，t，H-13)，4.31(1H，ABd，J＝8.3，H-20a)，4.29(1H，m，H-7)，4.23(1H，ABd，J＝8.3，H-20b)，3.98(1H，d，J＝7.0，H-3)，2.52(1H，m，H-6α)，2.31(3H，s，4-OAc-Me)，2.23(2H，m，H2-14)，2.06(3H，d，J＝1.3，Me-18)，1.85(1H，m，H-6β)，1.73(3H，s，Me-19)，1.09(6H，s，Me-16 and Me-17)；13C NMR[CDCl3∶CD3OD1∶1，125MHz，δin ppm referred to the signal of CDCl3(δ＝77.0ppm)](圖8和圖9)170.6(s，4-OAc-C＝O)，166.6(s，C-1″)，143.5(s，C-12)，133.7(d，C-5″)，133.2(s，C-11)，129.6(d，C-3″)，129.4(s，C-2″)，128.2(d，C-4″)，84.4(d，C-5)，80.5(s，C-4)，78.3(s，C-1)，76.4(t，C-20)，74.8(d，C-10)，74.6(d，C-2)，71.1(d，C-7)，66.7(d，C-13)，57.4(s，C-8)，46.8(d，C-3)，42.3(s，C-15)，38.7(t，C-14)，36.0(t，C-6)，26.1(q，Me-17)，21.9(q，4-OAc-Me)，19.5(q，Me-16)，14.3(q，C-18)，9.3(q，Me-19)。N-Benzoyl-(2R，3S)-3-phenylisoserine methyl ester(化合物)，白色針狀晶體，EIMS m/z(70eV)(圖10)300[M+1]+(100％)，282[M-H2O+1]+(30％)，240[M-COOMe]+(20％)，222[M-COOMe-H2O]+(100％)，210[PhCHNHCOPh]+(61％)，193[M-PhCO-H]+(7％)，105[PhCO]+(53％)，91(7％)，77[Ph]+(27％)；1HNMR[CDCl3，500MHz，δin ppm referred to the signal of TMS(δ＝0ppm)，J in Hz](圖11)7.78(2H，dd，J＝7.2，1.1，H2-7′)，7.52(1H，t，J＝7.2，H-9′)，7.48(2H，m，H2-2)，7.45(2H，m，H2-8′)，7.38(2H，t，J＝7.3，H2-3)，7.31(1H，t，H-4)，7.04(1H，d，J＝9.0，3′-NH)，5.76(1H，dd，J＝9.0，1.5，H-3′)，4.64(1H，d，J＝2.0，H-2′)，3.85(3H，s，OMe)；13C NMR[CDCl3，125MHz，δin ppm referred to the signal ofCDCl3(δ＝77.0ppm)](圖12)173.4(s，C-1′)，166.9(s，C-5′)，138.7(s，C-6′)，134.0(s，C-1)，131.8(d，C-4)，128.7(d，C-8′)，128.6(d，C-3)，127.1(d，C-7′)，126.9(d，C-2)，73.2(d，C-2′)，54.8(d，C-3′)，53.3(q，OMe)。
權(quán)利要求
1.紫杉醇半合成工藝，其特征是將紅豆杉植物樹皮用95％乙醇在60℃溫度下浸泡提取三次，合并提取液蒸去乙醇并加入少量水，經(jīng)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膠拌勻上硅膠柱，用氯仿∶丙酮梯度洗脫，得化合物7-(1β-Xylosyl)-10-deacetyltaxol的白色沉淀；將上述化合物溶于甲醇，加入1N的HCl溶液和催化劑LX-97615，40℃下攪拌6小時，反應(yīng)液中加入1N的NaOH溶液以中和過量的HCl，反應(yīng)物用二氯甲烷萃取三次，合并萃取液后用Na2SO4無水干燥24小時，回收二氯甲烷溶劑，所得反應(yīng)產(chǎn)物上硅膠柱，收集氯仿∶丙酮(8∶2)洗脫部分，回收溶劑至干得化合物10-deacetyltaxol；然后將所得化合物溶于甲醇，加入0.6M的NaHCO3水溶液，室溫下攪拌后，加入1N的HCl中和反應(yīng)液，反應(yīng)物用二氯甲烷萃取三次，合并萃取液后用無水Na2SO4干燥24小時，回收二氯甲烷溶劑，所得反應(yīng)產(chǎn)物上硅膠柱層，收集氯仿∶丙酮(7∶3)洗脫部分，回收溶劑至干得化合物10-Deacetylbaccatin III；最后用常規(guī)合成方法得紫杉醇。
全文摘要
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點,尋找和分離到一種在紅豆杉植物中含量高于已有紫杉醇前體的化合物7－(1β－Xylosyl)－10－deacetyltaxol,通過本發(fā)明的半合成工藝將該化合物轉(zhuǎn)換為有高度利用價值和廣泛應(yīng)用前景的10－DeacetylbaccatinⅢ,使得紅豆杉資源的利用得以更好地發(fā)揮。提高了紫杉醇資源的利用率。
文檔編號C07D305/14GK1241565SQ9910686
公開日2000年1月19日 申請日期1999年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月24日
發(fā)明者張宏杰 申請人:中國科學(xué)院昆明植物研究所