青蒿素的化学全合成.总结

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青蒿素的生物合成途径

青蒿素的生物合成途径

青蒿素的生物合成途径青蒿素是一种重要的抗疟药物,广泛应用于疟疾的治疗和预防。

它的生物合成途径是一个复杂的过程,涉及多个酶的参与和多个中间产物的转化。

本文将介绍青蒿素的生物合成途径,并对每个步骤进行详细解析。

青蒿素的生物合成途径可以分为两个阶段:伯氨基酸途径和萜类化合物途径。

首先,我们来看伯氨基酸途径。

在伯氨基酸途径中,首先是由天冬氨酸合成伯氨基酸。

天冬氨酸通过酮戊二酸和酮戊二酸激酶的作用,转化为伯氨基酸。

接下来,伯氨基酸通过伯氨基酸氨基转移酶的作用,与天冬氨酸结合,形成丙氨酸。

丙氨酸经过一系列的反应,最后转化为伯氨基酸。

在伯氨基酸途径的第二个步骤中,伯氨基酸通过伯氨基酸脱氢酶的作用,转化为酮戊二酸。

酮戊二酸经过一系列的反应,最终形成丙二酸。

丙二酸是青蒿素生物合成途径中的一个重要中间产物。

接下来,我们来看萜类化合物途径。

在萜类化合物途径中,首先是由丙二酸合成异戊二烯二酸。

丙二酸通过异戊二烯二酸合成酶的作用,转化为异戊二烯二酸。

异戊二烯二酸是青蒿素生物合成途径中的另一个重要中间产物。

在萜类化合物途径的第二个步骤中,异戊二烯二酸通过异戊二烯二酸环化酶的作用,转化为环氧酮。

环氧酮经过一系列的反应,最后形成萜类化合物。

在青蒿素的生物合成途径中,最后一个步骤是由萜类化合物合成青蒿素。

萜类化合物经过一系列的反应,最终形成青蒿素。

青蒿素是一种复杂的天然产物,具有强大的抗疟作用。

总结起来,青蒿素的生物合成途径可以分为伯氨基酸途径和萜类化合物途径两个阶段。

在伯氨基酸途径中,天冬氨酸通过多个酶的催化作用,转化为伯氨基酸。

在萜类化合物途径中,丙二酸经过多个酶的催化作用,最终转化为青蒿素。

青蒿素的生物合成途径是一个复杂而精细的过程,对于了解和研究青蒿素的生物合成机制具有重要意义。

通过深入研究青蒿素的生物合成途径,我们可以更好地理解和应用这一重要的抗疟药物。

天然化学品(青蒿素)

天然化学品(青蒿素)

青蒿素研究进展及合成方法摘要青蒿素(artemisinin)是我国自主开发的强效、低毒、无抗性抗疟特效药,尤其是治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的特效药。

青蒿中的青蒿素含量在0.4%~1.0%之间,从天然青蒿中提取青蒿素难以满足市场需求,而青蒿素化学合成的工艺复杂、成本高、毒性大、产率低,至今未能实现工业化生产。

目前。

本文对自青蒿素发现以来的最新研究进展进行了比较详尽的综述。

内容包括:中药青蒿和青蒿素的发现,青蒿素的来源,青蒿素的药理作用,青蒿素的全合成,青蒿素的生物合成,青蒿素衍生物以及植物组织培养生产青蒿素。

关键词青蒿素;青蒿素衍生物;合成青蒿素(artemisinin)是继氯喹、乙氨嘧啶、伯喹和磺胺后最热的抗疟特效药,尤其对脑型疟疾和抗氯喹疟疾具有速效和低毒的特点,已成为世界卫生组织推荐的药品。

青蒿素的抗疟机理与其它抗疟药不同,它的主要作用是通过干扰疟原虫的表膜-线粒体功能,而非干扰叶酸代谢,从而导致虫体结构全部瓦解。

目前药用青蒿素是从中药青蒿即菊科植物黄花蒿的叶和花蕾(Artemisia annua L.)中分离获得的。

由于青蒿的采购、收获,直至工厂加工提取,环节较多,费时费力,且不同采集地和不同采集期青蒿品质有很大的差别,同时,大量采集自然资源,必然会破坏环境和生态平衡,导致资源枯竭。

因此,为增加青蒿素的资源,世界各国都在加紧开展青蒿素及其衍生物的开发研究,长期稳定地和大量地供应青蒿素成为各国科学家面临的严峻考验。

本文将对目前国际上青蒿素研究的现状从以下几个方面进行论述。

1.中药青蒿和青蒿素的发现奎宁和氯喹这类药物对疟疾治疗的成功没有延续太久, 20世纪60年代开始出现了抗药性的疟原虫, 尤其是在东南亚和非洲地区, 甚至已到了无有效药物可用的地步。

而当时的越南战争则更凸显这一问题的严重性, 热带丛林地区疟疾肆虐, 成为部队大量减员的主要原因。

越南方面向中国提出了协助解决疟疾困扰的要求, 中国领导人接受了这一要求, 确立了由全国多部门参加, 以疟疾防治药物研究为主要任务, 代号为“523”的紧急军工项目。

青蒿素合成

青蒿素合成

青蒿素是一种有效的抗疟药物,其化学结构为二氢青蒿素。

以下是青蒿素的合成过程:
1. 制备芳香醛:首先,通过苯甲酸和氯化亚铁的反应,制备出芳香醛。

2. 制备芳香酸:将芳香醛和氧化铬反应,制备出芳香酸。

3. 合成二氢青蒿素:将芳香酸和丙烯酸异丙酯反应,生成酯化产物。

然后,通过还原、环化、氧化、脱羧等反应,最终得到二氢青蒿素。

4. 转化为青蒿素:将二氢青蒿素与过氧化丙酮反应,进行环氧化反应,得到青蒿素。

需要指出的是,青蒿素的合成过程非常复杂,需要高超的化学技术和仪器设备,因此一般由专业化学厂商生产。

青蒿素

青蒿素

青蒿素晶体青蒿素(artemisine)是从中药青篙(菊科植物黄花蒿的地上部分干燥物)中提取的有过氧基团的倍半萜内酯抗疟新药,是我国发现的第一个被国际公认的天然药物,在其基础上合成了多种衍生物,如双氢青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯等。

青蒿素类药物毒性低、抗虐性强,被WTO批准为世界范围内治疗脑型疟疾和恶性疟疾的首选药物。

近年研究发现青蒿素及其衍生物均有抗炎、抗纤维化、抗孕、抗血吸虫、抗弓型虫、抗心率失常等作用。

青蒿素-理化性质化学名::(3R,5aS,6R,8aS,9R,12S,12aR)-八氢-3,6,9-三甲基-3,12-氧桥-12H-吡喃并[4,3-j]-1,2-苯并二塞平-10(3H)-酮别名:黄花蒿素CasNo:63968-64-9化学式:C15H22O5分子量:282.33物理性状:无色针状晶体,味苦。

在丙酮、醋酸乙酯、氯仿、苯及冰醋酸中易溶,在乙醇和甲醇、乙醚中可溶解,微溶于冷石油醚,在水中几乎不溶。

熔点156-157℃,旋光度+69(c=0.5,CHCl3)。

化学性质:极易被硫酸亚铁还原,易于三苯磷反应。

常规状态下较为稳定,但遇强碱则很快溶解,其内酯环打开的同时发生重排和分解。

熔点:156-157℃ ( 水煎后分解)青蒿的主要成分可分为挥发性成分和非挥发性成分。

挥发性成分为挥发油,包括蒿酮、异蒿酮、桉油精、左旋樟脑、丁香烯、蒎烯、龙脑、石竹烯氧化物、倍半萜醇等成分,其中樟脑、龙脑、丁香烯、蒿酮、异蒿酮等一般含量较高:非挥发性成分为青蒿素、青蒿甲素、乙素、丙素及青蒿酸、香豆素、黄酮、豆甾醇等,其中青蒿素、青蒿甲素、乙素、丙素均为倍半萜内酯。

青蒿素-天然来源青蒿素来源主要是从黄花蒿中直接提取得到;或提取黄花蒿中含量较高的青蒿酸,然后半合成得到。

目前除黄花蒿外,尚未发现含有青蒿素的其它天然植物资源。

黄花蒿虽然系世界广布品种,但青蒿索含景随产地不同差异极大。

据迄今的研究结果,除我国重庆东部、福建、广西、海南部分地区外,世界绝大多数地区生产的黄花蒿中的青蒿素含量都很低,无利用价值。

简介青蒿素及其作用机理..

简介青蒿素及其作用机理..

4.青蒿素的提取工艺

化学合成: 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%。 全合成路线:可由多种路线对青蒿素进行全合成。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。 生物合成: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。


5.青蒿素的重要意义

以青蒿素类药物为主的联合疗法已经成为世界卫生组织推 荐的抗疟疾标准疗法。世卫组织认为,青蒿素联合疗法是 目前治疗疟疾最有效的手段,也是抵抗疟疾耐药性效果最 好的药物,中国作为抗疟药物青蒿素的发现方及最大生产 方,在全球抗击疟疾进程中发挥了重要作用。尤其在疟疾 重灾区非洲,青蒿素已经拯救了上百万生命。根据世卫组 织的统计数据,自2000年起,撒哈拉以南非洲地区约2.4 亿人口受益于青蒿素联合疗法,约150 万人因该疗法避免 了疟疾导致的死亡。
简介青蒿素及其作用机理与提取工艺
目录
1 2 3 4 5
简介青蒿素 青蒿素的研究历史 青蒿素的作用机制
青蒿素的提取工艺
青蒿素的重要意义
1.简介青蒿素

青蒿素是从植物黄花蒿茎叶中提取的有过氧基团的倍半萜 内酯药物。 化学结构:分子式为C15H22O5,分子量282.33,组分含量: C 63.81%,H 7.85%,O 28.33%。 理化性质:无色针状晶体,味苦。 在丙酮、醋酸乙酯、 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。 适应症:主要用于间日疟、恶性疟的症状控制,以及耐氯 喹虫株的治疗,也可用以治疗凶险型恶性疟,如脑型、黄 疸型等。亦可用以治疗系统性红斑狼疮与盘状红斑狼疮。

青蒿素的化学结构

青蒿素的化学结构

青蒿素的化学结构
青蒿素是一种具有多面的抗菌活性的天然二萜类物质。

最初于1887年由英国化学家汉默·索斯(H.F.Sos)发现。

它主要从欧洲和亚洲的一种目前已被称为青蒿(Artemisia annua)的藿香科植物中提取,也可以用它合成。

青蒿素的化学结构如下:
H-C-C-OH
| |
C-C-C
| |
H-O-O-H
该结构是一个双环结构,即四碳环(又称蒽环)上的双烷基(称为烷基)和一种叫做哌嗪的氧化酮结合。

在双环上,两个烷基被一种有机酸(可能是羟基脲的双碳酸)结合。

青蒿素的分子量为290.4。

青蒿素具有抗蚊、抗菌和解热作用,因此在治疗疟疾、登革热、某些细菌性感染、消炎等方面有一定的应用。

- 1 -。

提取青蒿素的化学原理

提取青蒿素的化学原理

提取青蒿素的化学原理
青蒿素,又称阿蒿素或青蒿甲素,是一种从艾蒿(Artemisia annua)中提取的天然化合物。

青蒿素是一种拥有多环结构的化合物,具有特殊的化学结构和活性。

青蒿素的化学原理主要包括:
1. 苯环和内酯环:青蒿素的基本结构由一个苯环和一个内酯环组成。

这两个环的存在使得青蒿素能够与其他分子发生反应,并具有特殊的活性。

2. 臭氧化反应:在自然界中,青蒿素可以通过臭氧化反应转化为二氧杂;ǜ。

这个反应发生在内酯环上,将其氧化为内酮环。

这个反应产生的二氧杂;ǜ,也具有一定的抗疟活性。

3. 关键酶抑制作用:青蒿素可以抑制疟原虫中的酱油氢酶(hematin),破坏其代谢过程。

这种酶是疟原虫体内的重要物质,青蒿素的抑制作用导致疟原虫无法正常生长和繁殖,从而达到治疗疟疾的效果。

4. 铁离子参与:青蒿素的活性也与铁离子的参与有关。

铁离子能够与青蒿素形成一个复合物,使青蒿素的活性增强,进一步抑制酱油氢酶的作用。

总的来说,青蒿素的化学原理主要涉及其特殊结构和活性,通过抑制疟原虫中的关键酶,阻断其代谢过程,从而达到治疗疟疾的效果。

青蒿素的化学全合成.总结

青蒿素的化学全合成.总结

青蒿素的合成与研究进展纲要:青蒿素是当前生界上最有效的治疗疟疾的药物之一,存在活性好、毒副作用小、市场需求大、根源窄等特色。

当前,青蒿素的获取门路主要有直接从青蒿中提取、化学合成和生物合成。

本综述将针对最近几年来青蒿素的发展特色及合成方法进行阐述。

重点词:青蒿素;合成方法;研究进展青蒿素是中国学者在20 世纪70 年月初从中药黄花蒿( Artem isia annua L1 )中分别获取的抗疟有效单体化合物,是当前生界上最有效的治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物 , 对恶性疟、间日疟都有效 , 可用于凶险型疟疾的急救和抗氯喹病例的治疗。

青蒿素还拥有克制淋巴细胞的增殖和细胞毒性的用1;拥有影响人体白血病 U937 细胞的凋亡及分化的作用2;还拥有部分逆转 MCF-7/ARD 细胞耐药性作用3;还拥有克制人胃癌裸鼠移植瘤的生长的作用4;还拥有必定的抗肿瘤作用 5 等。

除此以外,青蒿素及其衍生物还拥有生物抗炎免疫作用、生物抗肿瘤作用、克制神经母细胞瘤细胞增殖的作用等。

世界卫生组织确立为治疗疟疾的首选药物, 具有迅速、高效、和低毒副作用的特色。

6 。

因在发现青蒿素过程中的优秀贡献,屠呦呦先后被授与2011 年度拉斯克临床医学研究奖和2015 年诺贝尔医学奖。

1青蒿素的理化性质及根源青蒿素的分子式为 C15H22O5, 相对分子质量为 282. 33。

是一种含有过氧桥构造的新式倍半萜内酯,有一个包含过氧化物在内的 1, 2, 4-三烷构造单元,它的分子中还包含 7 个手性中心,合成难度很大。

中国科学院有机所经过研究,解决了架设过氧桥难题,在 1983 年达成了青蒿素的全合成。

青蒿素也有一些弊端 , 如在水和油中的溶解度比较小 , 不可以制成针剂使用等。

2青蒿中提取青蒿素青蒿素是从菊科植物黄花蒿中提拿出来的含有过氧桥的倍半萜内酯类化合物,在治疗疟疾方面拥有起效快、疗效好、使用安全等特色。

当前主要的提取方法有溶剂提取法、超临界提取法、超声波萃取法、微波萃取法、其余萃取法等。

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青蒿素的合成与研究进展摘要:青蒿素是目前世界上最有效的治疗疟疾的药物之一,存在活性好、毒副作用小、市场需求大、来源窄等特点。

目前,青蒿素的获取途径主要有直接从青蒿中提取、化学合成和生物合成。

本综述将针对近年来青蒿素的发展特点及合成方法进行论述。

关键词:青蒿素;合成方法;研究进展青蒿素是中国学者在20世纪70年代初从中药黄花蒿( L1 )中分离得到的抗疟有效单体化合物,是目前世界上最有效的治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物, 对恶性疟、间日疟都有效, 可用于凶险型疟疾的抢救和抗氯喹病例的治疗。

青蒿素还具有抑制淋巴细胞的增殖和细胞毒性的用;具有影响人体白血病U937细胞的凋亡及分化的作用;还具有部分逆转7细胞耐药性作用;还具有抑制人胃癌裸鼠移植瘤的生长的作用;还具有一定的抗肿瘤作用等。

除此之外,青蒿素及其衍生物还具有生物抗炎免疫作用、生物抗肿瘤作用、抑制神经母细胞瘤细胞增殖的作用等。

世界卫生组织确定为治疗疟疾的首选药物, 具有快速、高效、和低毒副作用的特征。

因在发现青蒿素过程中的杰出贡献,屠呦呦先后被授予2011年度拉斯克临床医学研究奖和2015年诺贝尔医学奖。

1 青蒿素的理化性质及来源青蒿素的分子式为C15H22O5, 相对分子质量为282. 33。

是一种含有过氧桥结构的新型倍半萜内酯,有一个包括过氧化物在内的1,2,4-三烷结构单元,它的分子中还包括7个手性中心,合成难度很大。

中国科学院有机所经过研究,解决了架设过氧桥难题,在1983年完成了青蒿素的全合成。

青蒿素也有一些缺点, 如在水和油中的溶解度比较小, 不能制成针剂使用等。

2 青蒿中提取青蒿素青蒿素是从菊科植物黄花蒿中提取出来的含有过氧桥的倍半萜内酯类化合物,在治疗疟疾方面具有起效快、疗效好、使用安全等特点。

目前主要的提取方法有溶剂提取法、超临界提取法、超声波萃取法、微波萃取法、其他萃取法等。

2.1有机溶剂萃取青蒿素水蒸气蒸馏( ,)法由于其具有设备简单,操作安全,不污染环境,成本低,避免了提取过程中有机溶剂残留对油质造成影响等特点,是有效提取中药挥发油的重要方法。

有机溶剂提取法是目前青蒿中许多有效成分的提取目前仍然常用的方法,常用的溶剂有醇类(甲醇、乙醇等) 、醚类(乙醚、石油醚等) 、烷类(环己烷、氯仿等) 。

等人选用 6 的氯仿对 1 g 新鲜黄花蒿提取 1 ,通过-Q--测定,青蒿素回收率大于97% 。

等首先用甲醇提取青蒿叶与茎杆,然后用一系列有机溶剂提取,其中乙酸乙酯部分含有11 个类黄酮,4 个黄酮苷。

但溶剂提取存在提取率不高的问题,而且所用溶剂大多有毒有害,易对人和环境造成危害。

2.2 超临界2萃取青蒿素超临界流体萃取( ,)技术是20 世纪60 年代兴起的一种新型分离技术,其具有选择分离效果好,提取率高,产物没有有机溶剂残留,有利于热敏性物质和易氧化物质的萃取等特点。

青蒿中挥发油、青蒿素及其他活性成分的2-提取,国内外已进行了大量的研究,但还没有进入产业化阶段。

等采用2-技术从黄花蒿中提取青蒿素和青蒿酸,压力15 ,温度50 ℃,并用3%甲醇做夹带剂,在20 内完成了提取过程,而且效果优于传统的溶剂提取法。

何春茂等对黄花蒿中萃取青蒿素的工艺进行了优化研究,得到纯度超过95%的青蒿素。

2.3 分子蒸馏技术提取青蒿素目前分子蒸馏( ,)已在化学工业和许多天然植物的挥发油的精制方面获得良好应用。

国内已经有人将技术应用于青蒿挥发油的精制中,李银塔等用2-技术制得青蒿油浸膏,然后用技术进行精制,所得青蒿油呈淡黄色,得率为0. 47% ,高于传统的法; 所得精油经气质联用(-) 分析,检测出60 个成分,主体成分为萜类化合物。

2.4 134a溶剂萃取技术提取青蒿素134a化学名为1,1,1,2-四氟乙烷( 1,1,1,2-)具有无毒、无色、不燃、热稳定性好等特点,化学性质稳定。

134a 对青蒿素有比较好的选择性,提取物中蜡质和分子量高的挥发油含量很少。

134a溶剂萃取技术效率适中(62%) ,但设备投资与运行费用最低。

因此,134a 溶剂萃取技术是一种极具潜力的可规模化的青蒿素的分离和提取技术。

综上所述,青蒿有效成分提取分离技术中,溶剂提取法主要存在提取纯化效率不高,再应用和综合利用困难等问题; 基于此,许多现代分离方法受到越来越多的重视,2-技术在青蒿素及其挥发油的分离提取中显示出较强的优势,但是由于其设备投资大,维护费用高,工业化受到一定限制,134a 溶剂提取技术也有很好的前景,可应用于青蒿中如挥发油、黄酮类化合物等其他成分提取。

总之,对青蒿中活性成分进行连续提取,有效提高青蒿利用率,减低成本,仍是值得研究和开发的领域。

3 生物合成青蒿素青蒿素是应用广泛的一线抗疟药。

青蒿分布地域狭窄, 青蒿素含量低(0.010.5%).现在市售的青蒿素主要是从植物中提取出来的, 含量稀少和需求广泛导致青蒿素供应不稳定。

建立一种环境友好、廉价的生产青蒿素的方法将是未来解决青蒿素来源问题的有效方法。

近10年来, 为了从根本上解决青蒿素的供需矛盾, 国内外争相开展了青蒿素合成生物学及代谢工程研究, 一方面尝试在微生物体内重建青蒿素生物合成途径, 另一方面对青蒿中原有的青蒿素生物合成途径进行遗传改良。

3.1 从乙酰辅酶A到法呢基焦磷酸()生物合成青蒿素青蒿素的生物合成途径属于植物类异戊二烯代谢途径。

近年来的研究表明,植物类异戊二烯的生物合成至少存在两条途径,即甲羟戊酸途径和丙酮酸磷酸甘油醛途径。

青蒿素等倍半萜类的生物合成途径属于甲羟戊酸途径,该途径在细胞质中进行。

首先,由3个乙酰辅A 缩合生成3羟基3甲基戊二单酰辅酶A() ,随后,在还原酶() 的作用下,产生甲羟戊酸() 。

以后经焦磷酸化及脱羧脱水作用,形成C5的异戊烯基焦磷酸() 。

在这个过程中,由于甲羟戊酸的形成是一个不可逆的过程,因此,被认为是该途径中的第一个限速酶。

然与其异构体二甲基烯丙基焦磷酸() 在法呢基焦磷酸合酶()的催化下,通过亲电反应机制形成牛儿基焦磷酸(),进而形成法呢基焦磷酸(),如图(1)。

等通过放射性同位素示踪法研究了青蒿素的生物合成途径,提出青蒿素生物合成的框架为: 法呢基焦磷酸()青蒿酸二氢青蒿酸青蒿素。

在此过程中,首先由经过酶促反应形成一种未知的倍半萜类中间产物,该步反应被认为是青蒿素形成过程的重要限速步骤。

1999 年, 等从青蒿叶片中分离到青蒿素生物合成途径的重要倍半萜类中间产物4, 11, 并进一步分离了催化4, 11形成的酶, 该酶是催化青蒿素生物合成的关键酶。

. 图13.2 通过调节植物激素及发育基因表达促进青蒿素的合成细胞分裂素可刺激叶片生长, 而青蒿素主要由青蒿叶片合成. 因此, 提高青蒿中的细胞分裂素水平有可能促进青蒿素的合成. 叶和春小组曾将异戊烯基转移酶基因()导入青蒿, 结果使细胞分裂素水平提高2~3倍, 青蒿素含量增加3070.有关植物激素与青蒿素合成的相关性及其作用机理详见后述.为了阐明青蒿生长发育(尤其是生殖发育)与青蒿素高产的关系, 叶和春小组曾用拟南芥开花促进因子1基因(1)及成花基因()分别转化青蒿, 结果发现, 虽然青蒿开花时间大大提前(分别提前20和14d), 但青蒿素含量并无明显提高, 表明开花并非青蒿素高产的先决条件。

4 化学合成青蒿素青蒿素是中国学者在20世纪70年代初从药用植物黄花蒿中分离得到的抗疟疾的有效成分是含内过氧基团的半萜内酯化合物。

由于具有速效和低毒性的特点,已成为世界卫生组织推荐的治疗疟疾的首选药物。

今年来发现青蒿素除了具有抗疟疾作用外,还有多种其他的药理作用,包括抗细菌脓毒症、放疗增敏、抗菌曾敏、抗肿瘤等作用。

虽然青蒿素主要来自于天然采集的野生植株和人工栽培青蒿,但是天然野生青蒿受地理环境和季节的限制以及资源的日益匮乏,难以获得持续的发展。

人工栽培占地大,耗时耗力,且植株易变异,也使得产量难以保证,因而开发新的青蒿素来源途径具有重要的实际意义。

所以,非常有必要研究青蒿素化学合成方法,实现工业化生产。

目前现有的青蒿素化学合成法有化学全合成和化学半合成法。

4.1 青蒿素的化学全合成4.1.1 香茅醛为原料1986年,周维善等以香茅醛为原料经13步合成了青蒿素,实现了青蒿素的立体选择性的全合成如图(2)。

该方法首次采用在氧气和四碘四氯荧光素存在下对中间体12a 采用光氧化的方法引入过氧桥,随后通过高氯酸酸化以总收率不到1% 制得青蒿素。

该路线首次实现了青蒿素的立体选择性全合成,虽然该路线步骤长,总收率低,但这也为青蒿素的全合成研究奠定了坚实基础。

图22010年,也报道了以香茅醛为起始原料的全合成路线(图3),该路线通过脯氨酸衍生物和3,4-二羟基苯甲酸乙酯共催化的香茅醛和甲基乙烯基甲酮()的1,4 不对称加成合成中间体2b,随后经分子内羟醛缩合可得到不饱和醛酮中间体3b。

3b与甲基格氏试剂加成,得到非对映异构体4b和4b'的混合物,该混合物在4存在下环烯化得到关键中间体5b。

化合物5b和9经立体选择性不对称硼氢化、氧化可以85%收率和90%制得伯醇6b。

6b经两步氧化成相应酸8b后再与碘甲烷甲酯化制得关键前体9b,9b最后经过光氧化反应等一共12步反应合成了青蒿素。

该路线关键前体9b的总收率可达13%,但由于最后一步光氧化的收率较低只有25%,总收率为5% 。

图34.1.2 环己烯酮为原料合成青蒿素2012年,课题组报道了一条非常简洁的青蒿素全合成路线(图4) ,他们以廉价易得的环己烯酮为起始原料,通过使用串联反应等策略,避免使用保护基,通过5步合成得到青蒿素,总收率可达10% 以上。

此路线合成主要步骤包括5步:首先,通过联苯亚膦酰胺为配体,三氟甲磺酸铜为催化剂催化二甲基锌对环己烯酮进行共轭加成,再一锅进行对巴豆基溴的烷基化,以61%的收率得到酮2j( = 7∶1,91) 。

随后2j和对甲苯磺酰肼反应生成相应的腙,再由正丁基锂低温锂化得到烯丙基负离子,该负离子用淬灭可得到α,β-不饱和醛3j,总收率为72%。

然后3j和硅基缩酮6j在2或2作用下,发生[4+2]环化反应得到原酸酯4j的4种不可分离的非对映异构体的混合物(10∶4∶1∶1) ,总收率大于95%,而且最大制备量可达50g。

这4个异构体无需分离,可直接用于下步反应,因为该化合物的3个手性中心的2个的构型不影响最后青蒿素的合成。

原酸酯4j以2作为催化剂,直接用H2O2水溶液氧化,能以90% 的收率得到烯烃氧化产物,其中甲基酮5j的收率为61% 。

该步直接在H2O2水溶液中氧化,操作简单而且催化剂回收方便。

最后,利用钼酸铵催化H2O2现场分解得到的单线态的氧先对5j进行氧化,然后在酸存在下将氧化物中间体最终转化为青蒿素,总收率在29%~42%之间。

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