紫杉醇生產(chǎn)工藝

紫杉醇生產(chǎn)工藝第一頁，共三十九頁，2022年，8月28日抗癌藥物需求:

全球每年:因癌癥死亡的有600余萬另有新診斷的癌癥患者約1000余萬估計現(xiàn)有癌癥患者約4000萬中國每年：

年死亡130萬人新診癌癥患者約160萬人現(xiàn)存癌癥患者總數(shù)600萬人以上紫杉醇生產(chǎn)工藝概述第二頁，共三十九頁，2022年，8月28日

具有獨(dú)特的抗癌機(jī)制，作用位點(diǎn)為有絲分裂和細(xì)胞周期中至關(guān)重要的微管蛋白。紫杉醇能促進(jìn)微管蛋白聚合而形成穩(wěn)定的微管，并抑制微管的解聚，從而抑制了細(xì)胞的有絲分裂，最終導(dǎo)致癌細(xì)胞的死亡。

紫杉醇作用機(jī)理明確:紫杉醇生產(chǎn)工藝概述第三頁，共三十九頁，2022年，8月28日6.1.1紫杉醇類藥物紫杉醇生產(chǎn)工藝概述臨床應(yīng)用晚期乳腺癌有效率為60%，優(yōu)于其它單種藥的治療效果（25%-30%）2)晚期非小細(xì)胞肺癌有效率達(dá)31%3)對晚期卵巢癌有效率達(dá)30%4)胰腺癌好轉(zhuǎn)率為29%、頭頸癌44%、胃癌24%。

第四頁，共三十九頁，2022年，8月28日6.1.1紫杉醇類藥物三環(huán)二萜類化合物：三個主環(huán)的二萜核和一個苯基異絲氨酸側(cè)鏈紫杉醇生產(chǎn)工藝概述紫杉醇與多烯紫杉醇理化性質(zhì)分子式C47H51NO14分子量853.9211個手性中心OH(CH3)3O難溶于水，溶于甲醇、二氯甲烷和乙腈。第五頁，共三十九頁，2022年，8月28日6.1.2紫杉醇的生產(chǎn)工藝路線研究？紫杉醇生產(chǎn)工藝概述第六頁，共三十九頁，2022年，8月28日紅豆杉與紫杉醇-原料來源問題1)天然提取工藝路線第七頁，共三十九頁，2022年，8月28日Phyton克服細(xì)胞培養(yǎng)過程的各種技術(shù)障礙，突破細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇技術(shù)，生產(chǎn)過程得到FDA認(rèn)證；2002年7月10日--Phyton,Inc.與Bristol-MyersSquibb簽署長期合作協(xié)議用細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇；2004年6月28日Bristol-MyersSquibb獲總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎。2)生物工程方法生產(chǎn)紫杉醇紫杉醇生產(chǎn)工藝概述第八頁，共三十九頁，2022年，8月28日3)化學(xué)全合成（1）Holton路線-線性合成途徑

該路線的策略是A→AB→ABC。（2）Nicoloau路線-會聚式A環(huán)和C環(huán)→

八元B環(huán)，得到ABC三環(huán)化合物。（3）Danishefsky路線-會聚式D環(huán)→

與A和C、D環(huán)片段連接，合成八元B環(huán)。

紫杉醇生產(chǎn)工藝概述ABCD反應(yīng)步驟多達(dá)20—25步大量使用手性試劑反應(yīng)條件極難控制制備成本昂貴具有重要的理論意義，但不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。第九頁，共三十九頁，2022年，8月28日4)半合成紫杉醇母核：紅豆杉針葉中提取BaccatinIII（R=Ac）和10-去乙酰基巴卡亭III（10-DAB，R=H）側(cè)鏈：化學(xué)合成；側(cè)鏈：(2R,3S)-3-N--苯甲酰苯異絲氨酸避免了合成紫杉醇復(fù)雜的母環(huán)部分紫杉醇生產(chǎn)工藝概述第十頁，共三十九頁，2022年，8月28日第六章生產(chǎn)工藝1)非手性側(cè)鏈2)手性側(cè)鏈3)側(cè)鏈前體物6.2紫杉醇側(cè)鏈原料制備工藝第十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日第六章生產(chǎn)工藝1)非手性側(cè)鏈原料:反式肉桂酸缺點(diǎn):活性側(cè)鏈選擇性較差

第十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日第六章生產(chǎn)工藝

2)手性側(cè)鏈原料:2R,3S-苯基異絲氨酸衍生物方法:有雙鍵不對稱氧化法和醛醇反應(yīng)法

第十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日第六章生產(chǎn)工藝

2)手性側(cè)鏈雙鍵不對稱氧化法合成手性紫杉醇側(cè)鏈的路線第十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日第六章生產(chǎn)工藝

2)手性側(cè)鏈醛醇反應(yīng)法合成手性紫杉醇側(cè)鏈的路線

第十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日第六章生產(chǎn)工藝

3)側(cè)鏈前體物原料:環(huán)狀側(cè)鏈前體有－內(nèi)酰胺型噁唑烷羧酸型、噁唑啉羧酸型和噁嗪酮型第十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日立體構(gòu)型控制第十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日第六章生產(chǎn)工藝

3)側(cè)鏈前體物β-內(nèi)酰胺型紫杉醇側(cè)鏈前體物的合成路線第十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日6.3.1β-內(nèi)酰胺側(cè)鏈前體的制備6.3.2母環(huán)的保護(hù)6.3.3紫杉醇的制備6.3紫杉醇半合成工藝過程紫杉醇生產(chǎn)工藝半合成工藝第十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日1、乙?；Ｂ鹊闹苽洌呼然宜幔阂阴Ｂ龋憾讈嗧浚?：3：3第一步：60℃；第二步：70℃紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控β-內(nèi)酰胺側(cè)鏈前體制備的質(zhì)量控制第二十頁，共三十九頁，2022年，8月28日在甲醇中混合、攪拌，室溫下反應(yīng)4h。紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控2、N-苯亞甲基-4-甲氧基苯胺（亞胺）的制備第二十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)四元環(huán)的合成紫杉醇生產(chǎn)工藝cis-1-對甲氧基苯基-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮第二十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日投料比：亞胺:乙酰氧基乙酰氯:三乙胺為1:2:3，條件：低溫（<-20℃），反應(yīng)8－10h。環(huán)加成產(chǎn)物為單一順式或反式異構(gòu)體，產(chǎn)物的立體構(gòu)型取決于亞胺上取代基的類型。取代基為芳基、芳雜環(huán)、共軛烯烴時，環(huán)加成產(chǎn)物為順式。紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控3、基礎(chǔ)四元環(huán)的制備第二十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日氧化四元環(huán)(cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮

)的合成水解四元環(huán)(cis-3-羥基-4-苯基-2-吖叮啶酮

)的合成第二十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日氧化反應(yīng)：投料比為基礎(chǔ)四元環(huán):硝酸鈰銨為1:5（質(zhì)量比）。水解反應(yīng)：投料比為氧化四元環(huán):硝酸鈰銨為1:3（摩爾比），溶劑為飽和碳酸氫鈉-甲醇溶液。室溫下反應(yīng)。4、氧化四元環(huán)與水解四元環(huán)的制備分離純化方法對收率的影響。碳酸鈉、飽和碳酸氫鈉、氯化鈉洗滌，無水硫酸鈉干燥，乙酸乙酯重結(jié)晶。水、飽和亞硫酸氫鈉溶液和飽和碳酸氫鈉洗滌，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到白色固體，用乙酸乙酯-正己烷重結(jié)晶。第一種方法堿用量較大，產(chǎn)品損失重，時間長，萃取液變黑，影響收率。第二種方法，洗滌較少，簡化操作，提高收率，產(chǎn)品晶型和純度較理想。紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控第二十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日硅化四元環(huán)(cis-3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮

)的合成第二十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日投料比：水解四元環(huán):三乙基氯硅烷為180:250，室溫下反應(yīng)8－12h。

保持反應(yīng)體系的單一性，防止其它具有較強(qiáng)酸性或親電性試劑的介入。反應(yīng)所需的各種試劑都要經(jīng)過嚴(yán)格的處理，除去其中所含水分和醇類，只有這樣才能保證較高的收率。5、硅化四元環(huán)的制備紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控第二十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日對接四元環(huán)(cis-1-苯甲?；?3-(三乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮)的合成第二十八頁，共三十九頁，2022年，8月28日投料比：四元環(huán):苯甲酰氯:三乙胺為2:1:2。室溫下反應(yīng)8~12h。必須不斷除去反應(yīng)中生成的HCl，以防止其與亞氨基生成鹽，加入了三乙胺來中和生成的HCl。必須要保證整個反應(yīng)體系的單一性，不可混入其它的能被DMAP催化的活性物質(zhì)。反應(yīng)時可加入過量的PhCOCl以保證3-(1-乙氧乙氧基)-4-苯基-2-吖叮啶酮的完全轉(zhuǎn)化。6、對接四元環(huán)的制備紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控第二十九頁，共三十九頁，2022年，8月28日巴卡亭III（BaccatinIII）的保護(hù)以Et3Si作為巴卡亭III的7-羥基保護(hù)基；以吡啶為溶劑；巴卡亭III與三乙基氯硅烷的摩爾比為1:40BaccatinIIIOHOAcOHOOOOHOOCH3OPhEt3SiCl/PyOHOAcOHOOOOTESOOCH3OPh7-TES-BaccatinIII6.3.2母環(huán)的保護(hù)第三十頁，共三十九頁，2022年，8月28日巴卡亭III的保護(hù)：選擇性保護(hù)母環(huán)7-OH、10-OH，使側(cè)鏈與13-OH反應(yīng)，合成過程關(guān)鍵步驟。三乙基氯硅烷為保護(hù)劑，得到單一的反應(yīng)產(chǎn)物。投料配比及反應(yīng)時間有很大的影響：巴卡亭III與三乙基氯硅烷為1:20，24h以內(nèi)無產(chǎn)物。投料比為1:30，24h，得到產(chǎn)物，但仍有大部分巴卡亭III未反應(yīng)。投料配比為1:40，反應(yīng)時間60h，巴卡亭III完全轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物7-三乙基硅巴卡亭III。

母環(huán)原料保護(hù)的質(zhì)量控制紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控第三十一頁，共三十九頁，2022年，8月28日10-去乙?；涂ㄍII(10-DAB)的保護(hù)OHO18HOC6H5COOHOOOCOCH3HO71310116171214245689111531920(1)Et3SiCl(2)AcCl硅化反應(yīng)：ClSi(C2H5)3:10－DAB=40:1惰性氣體保護(hù)下反應(yīng)10小時。乙酰化反應(yīng)反應(yīng)溫度0℃。收率：72%第三十二頁，共三十九頁，2022年，8月28日紫杉醇合成——對接反應(yīng)選擇堿；堿的用量：核:側(cè)鏈:堿=1:5:2.5；嚴(yán)格無水無氧；反應(yīng)溫度：－40℃。NPhOTESOPhOAOHOcOHOOOOTESOOCH3OPh第三十三頁，共三十九頁，2022年，8月28日2′-乙氧乙基-7-三乙基硅-紫杉醇的制備：該反應(yīng)對水和氧極其敏感，在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，嚴(yán)格無水無氧操作。反應(yīng)原料和溶劑要經(jīng)嚴(yán)格的無水處理。四氫呋喃容易吸水，四元環(huán)溶于四氫呋喃時也必須在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行操作。正丁基鋰用量很關(guān)鍵。近3倍量時破壞四元環(huán)。溫度控制很關(guān)鍵，低于-45℃不能反應(yīng)。但亦不能過高，溫度高于-20℃時母環(huán)降解。6.3.4紫杉醇的制備的質(zhì)量控制紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控第三十四頁，共三十九頁，2022年，8月28日乙腈和吡啶混合液；加入氫氟酸；0℃反應(yīng)8小時，然后室溫反應(yīng)10小時。OHOAcOOOOTESNHPhOOOOTESOOCH3OPh紫杉醇合成——水解反應(yīng)第三十五頁，共三十九頁，2022年，8月28日在后處理時，有機(jī)相應(yīng)迅速處理，嚴(yán)格控制蒸除溶劑過程中溫度，高溫會導(dǎo)致紫杉醇降解，極大地影響產(chǎn)品的收率。用柱層析和重結(jié)晶方法進(jìn)行純化。柱層析中常用硅膠做層析材料，用二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、石油醚等溶劑組成洗脫液進(jìn)行梯度洗脫。二次柱層析，或用重結(jié)晶方法進(jìn)一步提高產(chǎn)品純度，直至達(dá)到藥用標(biāo)準(zhǔn)。6.3.4紫杉醇制備的質(zhì)量控制原理紫杉醇生產(chǎn)工藝工藝質(zhì)控第三十六頁，共三十九頁，2022年，8月28日總流程圖氧化四元環(huán)基礎(chǔ)四元環(huán)羥基乙酸乙酰氯二氯亞砜乙酰氧基乙酰氯對氨基苯甲醚苯甲醛亞胺水解四元環(huán)三乙基氯硅烷（Et3SiCl）硅化四元環(huán)苯甲酰氯（PhCOCl）飽和NaHCO3、MeOH硝酸鈰銨、乙腈、水對接四元環(huán)第三十七頁，共三十九頁，2022年，8月28日10-DAB