有机合成-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。
青蒿素生产工艺
青蒿素生产工艺
青蒿素是一种常用的抗疟药物，也被称为“全球最重要的抗疟药物”。
青蒿素的主要原料是青蒿植物，通过提取、分离、纯化等工艺步骤，可得到纯度较高的青蒿素。
下面将介绍青蒿素的生产工艺。
1. 原料准备：收获新鲜的青蒿植物，将其清洗干净并晾干。
2. 粉碎：将晾干的青蒿植物进行粉碎，可采用研磨机或者切碎机等设备进行处理。
3. 提取：将粉碎后的青蒿放入提取设备中，加入适量的有机溶剂，如乙醇或丙酮，进行浸提。
浸提时间一般为6-8小时，提取温度为60-70摄氏度。
浸提完成后，得到含有青蒿素的提取液。
4. 分离：将提取液进行离心分离，得到含有青蒿素和其他成分的上清液和渣滓。
5. 纯化：将上清液经过再次提取和离心分离的步骤，得到含有纯度较高的青蒿素的溶液。
6. 结晶：将纯化后的溶液进行结晶，可以通过加入一定的溶剂或者改变温度的方式，将青蒿素结晶出来。
7. 过滤：将结晶后的青蒿素进行过滤，去除杂质和溶剂残留。
8. 干燥：将过滤后的青蒿素在低温条件下进行干燥，使其含水量达到规定的标准。
9. 包装：干燥后的青蒿素按照要求进行包装，常用的包装方式是用铝箔袋或者塑料容器密封包装。
整个生产工艺流程需要严格控制各个步骤的条件，如提取温度、提取时间、溶剂比例、结晶条件等，以保证最终产品的质量和纯度。
同时，还需要进行质量检验，如含量测定、杂质检测等，确保产品符合规定的标准。
以上介绍的是青蒿素的一种生产工艺，实际生产中可能会有一些细节上的差别，但整体流程大致相同。
青蒿素的生产工艺对于保证抗疟药物的质量、提高产量以及降低成本都起到了重要的作用。
青蒿素类化合物
青蒿素，也称黄花蒿素，是一种有机化合物，分子式为CHO₅，相对分子质量282.34。
青蒿素属于倍半萜内酯类化合物，具有抗疟疾的生物活性。
青蒿素为无色针状结晶，易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，可溶于乙醇、乙醚，微溶于冷石油醚，几乎不溶于水。
因其具有特殊的过氧基团，对热不稳定，易受湿、热和还原性物质的影响而分解。
青蒿素是治疗疟疾耐药性效果最好的药物之一，以青蒿素类药物为主的联合疗法，是当下治疗疟疾的最有效最重要手段。
此外，随着研究的不断深入，青蒿素的其他作用也被发现，如抗肿瘤、治疗肺动脉高压、抗糖尿病、胚胎毒性、抗真菌、免疫调节、抗病毒、抗炎、抗肺纤维化、抗菌、心血管作用等多种药理作用。
常见的青蒿素衍生物有双氢蒿素、蒿甲醚、青蒿琥珀酸单酯等。
例如，二氢青蒿素经醚化可得蒿甲醚、蒿乙醚，其中蒿甲醚为对青蒿素进行改造得到的半合成抗疟药物，对疟原虫红内期裂殖体有杀灭作用，能迅速控制症状和杀灭疟原虫，与氯喹几乎无交叉耐药性，特别是对耐氯喹的恶性疟也显较强的活性，抗疟作用较青蒿素强10～20倍。
青蒿素合成流程
青蒿素合成流程
嘿，同学们！今天咱就来讲讲青蒿素的合成流程哈。
1. 首先呢，得找到青蒿这种植物呀，就好比你要做蛋糕得先有面粉一样。
你想想，没有青蒿，哪来的青蒿素呀！
2. 然后把青蒿采集回来，这就像是收集做蛋糕的各种材料，得精心挑选才行呢。
3. 接下来就是提取啦！把青蒿里面的有效成分提取出来，哎呀，就好像从一堆杂物里找出你最想要的宝贝一样。
比如说，从一大袋糖果里找出你最喜欢的那颗口味。
4. 经过一系列复杂的化学反应，这就像一场神奇的魔术表演，各种物质在里面发生变化。
好比不同颜色的颜料混合在一起，变成了一种新的色彩。
5. 逐步纯化，把杂质去掉，让青蒿素越来越纯，这就跟你把浑水过滤干净，得到清澈的水一样。
6. 最后就得到高纯度的青蒿素啦！哇塞，是不是很神奇呀！
这整个过程可不容易哦，就像爬山一样，得一步一步努力往上爬。
科研人员们可是花费了大量的时间和精力呢！咱得向他们致敬呀！同学们，你们说是不是很厉害？现在你们对青蒿素的合成流程有更清楚的了解了吧！以后要是有人问起，你们就可以很自豪地给他们讲啦！。
青蒿素生物合成
青蒿素生物合成10生物技术（2）班曾庆辉201024112211青蒿素是我国科研人员从传统中医药黄花蒿中提取出来并自主研发的一种抗疟疾特效药[1]。
20世纪70年代，我国科技工作者从黄花蒿中分离提纯出一种抗疟活性单体——青蒿素，以后又确定了它的分子结构和构型。
1986年我国自主研发的蒿甲醚油针剂、青蒿琥酯钠盐的水针剂以及青蒿素栓剂等抗疟疾药作为一类新药在我国批准生产。
1995年蒿甲醚率先被收入国际药典，这是我国首次得到国际认可的自主研发新药。
目前，青蒿素系列抗疟药已有5种新药(青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、双氢青蒿素、复方蒿甲醚)共9种剂型上市并在世界各国销售，每年挽救了数百万重症疟疾患者的生命。
除了独特的抗疟作用外，青蒿素系列药物还具有抗血吸虫、肺吸虫、红斑狼疮、皮炎以及免疫调节，抗流感等多种疗效[2]。
但是，目前国际抗疟药市场上青蒿素类药物只占有很少的份额，其原因主要在于青蒿素原料缺乏。
由此，有研究者另辟蹊径，设想通过生物合成青蒿素。
时至今日，青蒿素的生物合成已经取得一定进展，介绍如下：早在20世纪80年代，中国科学院上海有机化学研究所汪猷院士领导的研究小组就利用放射性同位素标记的2-14C-青蒿酸与青蒿匀浆(无细胞系统)保温法证明，青蒿酸和青蒿 B 是青蒿素的共同前体[3]。
青蒿素生物合成途径仅见于青蒿，但其“上游”途径为真核生物所共有，可望通过“下游”途径重建，在真核微生物(如酵母)中全合成青蒿素。
过去10年来，青蒿素合成基因被国内外研究团队陆续克隆并导入酿酒酵母细胞，已成功合成青蒿酸及双氢青蒿酸等青蒿素前体。
由于酵母缺乏适宜的细胞环境，尚不能将青蒿素前体转变成青蒿素。
因此，青蒿依然是青蒿素的唯一来源，凸显出继续开展青蒿种质遗传改良的必要性。
同时，青蒿素生物合成的限速步骤尤其是终端反应机制已基本得到阐明，有助于开展青蒿素形成与积累的环境模拟及仿生，从而为彻底缓解青蒿素的供求矛盾创造先机[4]。
青蒿素 生物化学-概述说明以及解释
青蒿素生物化学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述青蒿素是一种来自于青蒿属植物（Artemisia）的天然化合物，被广泛应用于抗疟疾领域。
自从20世纪70年代青蒿素的抗疟活性被发现以来，青蒿素已经成为了目前治疗疟疾的重要药物之一。
青蒿素的独特结构和药理作用使其具有优秀的抗疟效果，特别是对于多药耐药性疟疾的治疗效果显著。
本文将介绍青蒿素的生物化学特性和药理作用，探讨其在抗疟疾领域的重要性，同时对青蒿素近年来的研究进展和未来展望进行分析和归纳。
文章的目的是为读者提供关于青蒿素的全面了解，并展望其在医药领域的应用前景。
在本文的正文部分，我们将先介绍青蒿素的发现与历史背景，包括植物来源的发现和早期研究成果。
然后我们将详细探讨青蒿素的生物化学特性，包括其化学结构和生物合成途径。
接下来，我们将阐述青蒿素的药理作用，包括其抗疟机制和其他可能的药理活性。
通过对这些方面的描述，读者将能够更好地理解青蒿素在抗疟疾领域的重要性。
在结论部分，我们将总结青蒿素在抗疟疾领域的重要性，并展望其未来的研究进展和应用前景。
我们将讨论青蒿素的局限性以及可能的改进途径，以期为疟疾治疗提供更有效的方法。
通过本文的阐述，我们希望能够为读者提供有关青蒿素的全面了解，同时为未来的研究和应用提供指导和启示。
青蒿素作为一种重要的抗疟疾药物，其在临床治疗中的应用前景仍然值得期待。
1.2文章结构文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要对文章进行概述，介绍青蒿素这一主题的背景和意义。
首先，青蒿素作为一种重要的抗疟疾药物，在全球范围内应用广泛，具有极高的疗效和安全性。
其发现和研究不仅对抗击疟疾具有重要意义，也为天然产物药物研究提供了范例。
然后，本文将介绍青蒿素的生物化学特性和药理作用，深入探讨其在抗疟疾领域中的重要性和研究进展。
最后，文章将对青蒿素的未来展望和应用前景进行展望，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
正文部分将着重介绍青蒿素的发现与历史背景、生物化学特性和药理作用。
青蒿素的提取
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载青蒿素的提取地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容青蒿素的提取工艺比较班级：制药工程111班姓名：黎健玲【摘要】青蒿素是从青蒿中提取的一种抗疟疾的有效成分，本文从青蒿中提取青蒿素的一些提取工艺，通过比较的方法，对青蒿中青蒿素的提取工艺进行了综述，讨论了青蒿素提取工艺的研究方向。
关键词：青蒿素；工艺提取；方法比较青蒿素( artemisinin) 又名黄蒿素，是从一年生菊科( As-teraceae) 艾属草本植物黄花蒿( Artemisia annua L． ) 中提取分离得到的一种化合物，于20 世纪 70 年代初首次由中国学者从黄花蒿中分离得到，是目前世界上公认的最有效治疗脑型疟疾和抗氯喹恶性疟疾的药物，且青蒿素联合治疗已成为世界卫生组织( World Health Organization WHO) 推荐的治疗疟疾的首选方法。
药理研究证实，青蒿素除具有抗疟作用外，还具有抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和肿瘤细胞毒性抑制瘢痕成纤维细胞、抗单纯疱疹病毒等作用，在现代临床上用于对恶性疟疾、发热、血吸虫病、口腔黏膜扁平苔藓、红斑狼疮、心律失常的治疗，并且对类风湿性关节炎的免疫有显著疗效，青蒿素及其衍生物是新型抗疟药，具有高效、快速、低毒、安全等特点。
1 青蒿素理化性质及来源青蒿素为无色针状结晶，溶点为 156 ～157 ℃，易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，可溶于乙醇、乙醚，微溶于冷石油醚，几乎不溶于水，因其具有特殊的过氧基团，所以对热不稳定，易受湿、热和还原性物质的影响而分解。
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 1，2，4-三噁烷结构单元，其中包括 7个手性中心。
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后基因组时代的科学问题
• • • • • • • • • • ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ 2000年6月，人类基因组计划获得草图； 后基因组时代的任务： 基因产物的功能确定 潜在药物靶点性质的深度研究 有效药物及候选化合物的发现与发展 有机化学的发展机遇： 精细无误的合成方法 高效可重复的化合物获得途径 理论有机化学研究的新领域 学科交叉的新机遇
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理论分子与几何结构分子
14
合成化学
• 利用创造性的化学转化实现复杂化学分子 结构的获得.
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合成化学典型的பைடு நூலகம்究领域
• • • • • • ������ ������ ������ ������ ������ ������ 天然产物的全合成. 重要工业化学品. 理论意义的化合物. 化学结构的论证. 新的合成方法学发展. 科学技术领域的其他方面.
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4. 全合成(Total Synthesis)
• Start with readily available materials and build up to the target molecule from simple, common materials.
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5. 半合成(Partial Synthesis)
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Chemical Genetics（化学基因学）
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生命网络中的化学分子
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Smart Molecule Brightening the Bio-Process ---Coupling a natural receptor with an artificial receptor
Hamachi, et al. J. Am. Chem. Soc.2004, 126, 490.
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生命过程的调解与控制
22
Characterizing How Ligands Bind to Protein by NMR
23
Biosynthesis and Bioinformatics Antimalarialdrugs against P.falciparum.
Jomaa, H., et al. Science1998, 285, 1573. Cane, D. E. Science1999, 287, 818.
36
Partial Synthesis (2)
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6. 形式合成(Formal Synthesis)
38
全合成vs形式合成
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7. 生源模拟合成(BiomimeticTotal Synthesis)
• It is believed that one can effectively mimic the condition provided by nature, and conduct the same reaction in a flask. • Two important considerations1.The reaction must be capable of occurring.2.The biogenetic process is under a great deal of control (enzymatic) and a similar level of control in lab may be difficult, but necessary.
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•合成策略
29
1. 线性合成（Linear Synthesis）
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2. 汇聚式合成(Convergent Synthesis)
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汇聚式合成(Convergent Synthesis)
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3. 发散性合成(Divergent Synthesis)
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发散性合成(Divergent Synthesis)
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5. 评价潜在的合成路线，指出优势 特色
• ������ Excellent knowledge of organic chemistry. • ������ Suspect reactions must be recognized ---only one poor step can ruin the synthesis. • ������ Control of stereochemistry is clear. • ������ Want opportunity for alternative --reactions that look good on paper aren’talways successful in lab. 51
46
3. 简化目标分子和目标分子的背景 化学
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Simplification and Background Chemistry (2)
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Simplification and Background Chemistry (3)
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4. 形成合成路线(Retro-synthesis)
• • • • • ������ ������ ������ ������ ������ Transform-based strategies Structure-based strategies Topological strategies Stereochemical strategies Functional group strategies
最近几年（1997-
11
万古霉素vancomycin
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重要的工业化学品
������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ 高分子聚合物及其单体. 粘结剂、表面涂料. 染料. 香精香料. 药物工业产品. 家用化学品. 农用化学品:杀虫剂、除草剂.
6. 选择特定的反应和试剂
• ������ This also requires an excellent knowledge of organic chemistry. • ������ Check the literature for alternative reagents ---it is wiser to change reagents than to change the entire synthesis if problem arise. • ������ Many reference texts are available. • ������ Larcok, “Comprehensive Organic Transformation” • ������ Fieser and Fieser, “Reagents of Organic Synthesis” • ������ Paquette, “Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis” • ������ Computer Database: Beilstein X’fire.
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有机分子工程的发展历史 ---人类科学追求与奋斗的历史
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有机合成及其相关领域的诺贝尔奖
2010 Heck, Negishi, Suzuki 钯催化的交叉偶联反应 18
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合成方法学的趋势
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创造功能的现代有机合成
• • • • ������ ������ ������ ������ 健康科学 材料科学 环境科学 能源科学
• 1.选择一个科学问题. • 2.选择一个或者一些可以通过合成解决的科学难 题. • 3.目标的简化处理（反合成分析）. • 4.产生一条或多条合成的途径. • 5.评价和选择合成途径(---强调路线的特色). • 6.为每一步的转化选择合适的化学反应和试剂. • 7.进一步选择专一的反应条件，并设计实验. • 8.执行实验操作，分析相应的实验结果.
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生源模拟合成(2)
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逆合成分析 RetrosyntheticAnalysis
• • • • • • • • • ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ 生源分析学说（剑桥学派）---TOS 代表人物：Robinson、Johnson 代表作品：甾体的全合成 反合成分析理论（哈佛学派）---TOS 代表人物：Corey、Stork 代表作品：1965年以后的多数合成 纵向合成分析（哈佛大学）---DOS 代表人物：Schreiber（2000年） 应用：复杂结构的分子多样性问题
4
历史回顾（1828-1944） ---天然产物与生命现象
马萘雄甾酮
吡多素
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历史回顾（1945-1990） ---Woodward-Corey 时代
6
银杏内酯B
历史回顾（1990-2000） ---Nicolaou等一代合成大师崛起
7
胞变霉素
人工完成最复杂的目标 ---海葵毒素（Palytoxin）
• ������ Most difficult and time consuming element of work. • ������ Easy: setting up and conducting the reaction. • ������ Difficult: interpreting the results from the reaction.
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7. 选择反应的条件
• • • • Reaction Temperature.������ Solvent.������ Knowledge of reaction mechanism.������ Consult current and background literature.
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