第六章 紫杉醇生产工艺
24%。
5
紫杉醇
工艺路线
1）天然提取： 从红豆杉的树皮中分离提取。 2）生物合成： 组织和细胞培养、真菌发酵培养Байду номын сангаас 3）化学全合成： 4）化学半合成：
6
紫杉醇
工艺路线
2）生物合成： 美国Phyton公司克服细胞培养过程的各种技术障 碍，突破细胞培养生产紫杉醇技术，生产过程得 到FDA认证； 2002 年 7 月 10 日 --Phyton, Inc. 与 Bristol-Myers Squibb 签 署 长 期 合作协议用细胞培养生产紫杉醇；
控温，以防紫杉醇降解； ➢ 水解得到的紫杉醇粗品可用柱色谱和重结晶方
法纯化，直至达到药用标准。
43
思考题
6-1 紫杉醇半合成路线的基本策略是什么？与生 物合成、全合成路线进行比对分析。
6-2 紫杉醇有几个手性中心？在半合成过程中是 如何实现的？
6-3 分析紫杉醇半合成工艺过程与控制要点。 6-4 巴卡亭III中加入三乙基氯硅烷的目的是什
34
10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB)的保护
(2) AcCl
(1) Et3SiCl
HO
10
7
10-DAB
35
10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB)的保护
➢ 硅化反应： 投料比（摩尔比）10-DAB:三乙基氯硅烷为1:40； 惰性气体保护下室温反应10～12h，收率达95%；
➢ 乙酰化反应： 投料比（摩尔比）7-三乙基硅-10-DAB:乙酰氯为 1:1.5；0℃反应5h，收率达90%；
保护剂：三乙基氯硅烷或乙烯基乙醚 ➢ 需保持反应体系的单一性，防止
其他具有较强酸性或亲电性试剂 的介入； ➢ 反应所需的各种试剂须经严格处 理，除去其中所含水分和醇类。
乙氧乙氧基
27
（7）对接四元环的制备
cis-1-苯甲酰基-3-(三乙基硅基)-4-苯基-
2-吖叮啶酮
28
（7）对接四元环的制备
➢ 投料比四元环∶苯甲酰氯∶三乙胺为 2g∶1mL∶2mL；
八元B环
8
紫杉醇
工艺路线
4）化学半合成： 母核：巴卡亭III和10-去乙酰基巴卡亭III(10-DAB) 侧链：苯基异丝氨酸
O
O O OH
10
*
7*
O NH O
A
* 13
1*
B*
* *
C
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
9
半合成紫杉醇侧链的类型
➢ 非手性侧链 反式肉桂酸与保护后的母环进行立体控制的化 学反应，产生手性侧链的结构。
( )6
投料比基础四元环∶硝酸铈铵为1∶5（质量比）； 条件：乙腈-水为溶剂，收率达90%。
22
（4）氧化四元环的制备
分离纯化方法对氧化四元环收率的影响： 1）用5%的碳酸钠溶液反复洗萃取液，再用饱和碳
酸氢钠洗两次，饱和氯化钠洗一次，无水硫酸 钠干燥后，用乙酸乙酯重结晶。 特点：Na2CO3用量较大，产品损失严重，萃取液 变黑，影响收率。
➢ 乙酰化反应需严格控制温度，以防13-OH乙酰化。
36
6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的制备与质
量控制 （三）母环原料的保护与质量控制 （四）紫杉醇的制备与质量控制
37
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
对接反应 酯化反应
四元环∶硝酸铈铵为1∶3（摩尔比），收率达85%。 条件：饱和碳酸氢钠-甲醇溶液为溶剂，室温下反应。
25
（6）硅化四元环的制备
cis-3-(三乙基硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮
投料比水解四元环∶三乙基氯硅烷为180g∶250ml； 条件：室温下反应 8～12h，收率达85%。
26
（6）硅化四元环的制备
23
（4）氧化四元环的制备
分离纯化方法对氧化四元环收率的影响： 2）萃取液用水、饱和亚硫酸氢钠、饱和碳酸氢钠
分别洗涤三次，旋转蒸发掉溶剂，得白色固体， 用乙酸乙酯-正己烷重结晶。 特点：洗涤次数少，简化操作，提高收率，产品 晶型和纯度都较理想。
24
（5）水解四元环的制备
cis-3-羟基-4-苯基-2-吖叮啶酮
3
紫杉醇
➢ 是随机筛选药物成功的范例。 ➢ 作用机制
与 β 微 管 蛋 白 N 端 第 31 位 氨基酸和217－231位结合， 促进微管蛋白的聚合并抑制 微管解聚，将细胞周期阻断 于G2/M期，抑制细胞有丝分 裂，导致癌细胞死亡。
简介
4
紫杉醇
简介
➢ 临床应用
1) 晚期乳腺癌有效率为60%，优于其它单种 药的治疗效果（25%-30%）；
15
6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的制备与质
量控制 （三）母环原料的保护与质量控制 （四）紫杉醇的制备与质量控制
16
β-内酰胺型侧链前体的制备与质量控制 （1）乙酰氧基乙酰氯的制备
投料比羟基乙酸∶乙酰氯∶二氯亚砜 = 1∶3∶3； 温度控制：第一步是60℃，第二步是70℃。 总收率达83%。
量控制 （三）母环原料的保护与质量控制 （四）紫杉醇的制备与质量控制
12
紫杉醇的半合成工艺流程
合成紫杉醇的侧 链（或前体物）
选择性保护母环巴 卡亭III或10-DAB
酯化反应 紫杉醇
去除保护基
13
（1） （3） （4） （5）
（6）
（7）
（2）
紫 杉 醇 侧 链 前 体 的 工 艺 流 程
14
紫 杉 醇 的 半 合 成 工 艺 流 程
➢ 手性侧链
2R,3S-苯基异丝氨酸衍生物与保
护后的母环反应，去掉保护基得 C6H5CONH O
紫杉醇，总收率为53%。
2
C6H5 3
1 OH
➢ 侧链前体物
OH
10
半合成紫杉醇侧链的类型
➢ 侧链前体物
噁唑烷羧酸 噁唑啉羧酸 噁嗪酮 β-内酰胺
11
6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的制备与质
然升温至0℃，继续反应至完全，收率大于90%； ➢ 正丁基锂的用量很关键：量过大破坏四元环和
巴卡亭III母环。
40
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
➢ 反应对水和氧极其敏感，需严格处理反应试剂 和控制反应条件。反应在惰性气体保护下进行， 严格无水无氧操作；
41
（2）紫杉醇的制备
➢ 室温下反应 8～12h，收率大于90%； ➢ 加入三乙胺以除去反应中生成的HCl，防止其
与亚氨基成盐；
29
（7）对接四元环的制备
➢ 需保证体系的单一性，不可混入醇、水等能被 DMAP催化的活性物质；
➢ 加入过量的苯甲酰氯以保证四元环的完全转化。
30
6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
（一）紫杉醇的半合成工艺流程 （二）β-内酰胺型侧链前体的制备与质
38
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
立
AcO O
体
O HO
OTES
构 型
O
O
的
O
控
OH
O
制
Ph S R
N
C6H5 O
O OPG
39
(1)2´-三乙基硅基-7-三乙基硅基-紫杉醇的 制备
➢ 投料比母核∶四元环∶丁基锂 = 1∶5∶2.5； ➢ 滴加丁基锂控温-45～-30℃，在1～1.5h内自
19
（3）基础四元环的制备
[2+2]型环加成反应。乙酰氧基乙酰氯在三乙 胺作用下脱HCl生成烯酮，烯酮与亚胺反应得 单一顺式异构体。
20
（3）基础四元环的制备
产物的立体构型取决于亚胺上取代基的类型。 取代基为芳基、芳杂环、共轭烯烃时，环加成 产物为顺式。
21
（4）氧化四元环的制备
cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮
➢ 两个基团都是三乙基硅保护的紫杉醇用氢氟酸水 解；乙氧乙基和三乙基硅保护的紫杉醇用1﹕1的 0.5% HCl-C2H5OH水解。
42
（2）紫杉醇的制备
➢ 投料比双保护紫杉醇∶氢氟酸为1g∶10mL； ➢ 0℃反应8h，升至室温再反应10h，收率达80%； ➢ 用氢氟酸水解，溶剂为乙腈和吡啶的混合液； ➢ 萃取后的有机相应迅速处理，蒸除溶剂时严格
17
（2）N-苯亚甲基-4-甲氧基苯胺（亚胺） 的制备
苯甲醛和对氨基苯甲醚在甲醇中混合、搅拌， 室温下反应4h，收率大于90%。
18
（3）基础四元环的制备
cis-1-对甲氧基苯基-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮
投料比亚胺∶乙酰氧基乙酰氯∶三乙胺为1∶2∶3； 条件：低温（＜-20℃），反应8～10h，收率达60%。
量控制 （三）母环原料的保护与质量控制 （四）紫杉醇的制备与质量控制
31
母环原料的保护与质量控制
10
7
32
巴卡亭III的保护
(1) Et3SiCl/Py
13
33
巴卡亭III的保护
➢ 选择性保护7-OH，使侧链与13-OH反应； ➢ 投料比巴卡亭III∶Et3SiCl∶吡啶为
1g∶12mL∶50mL； ➢ 吡啶既是催化剂，又是缚酸剂和溶剂； ➢ 室温下反应10-12h，收率达95%。
紫杉醇的全合成
紫杉醇的全合成1. 引言紫杉醇（Paclitaxel）是一种重要的抗肿瘤药物，广泛用于治疗多种癌症，如卵巢癌、乳腺癌和肺癌等。
由于其药效显著，紫杉醇的全合成一直是有机化学领域的研究热点之一。
本文将介绍紫杉醇的全合成方法及其反应机理。
2. 紫杉醇的结构与活性紫杉醇分子式为C47H51NO14，是一种天然产物，存在于太平洋西北地区的一种树木——云杉（Taxus brevifolia）。
它具有复杂的三环结构和多个手性中心，这使得它的全合成变得非常具有挑战性。
紫杉醇在体内通过与微管蛋白结合，干扰肿瘤细胞的有丝分裂过程，从而抑制了肿瘤细胞的生长。
由于其卓越的抗肿瘤活性和广谱性，紫杉醇被广泛应用于临床治疗。
3. 紫杉醇的全合成方法紫杉醇的全合成主要包括两种方法：天然产物提取和人工全合成。
天然产物提取是从云杉树皮中提取紫杉醇，然后经过一系列的分离纯化步骤得到纯品。
但由于云杉生长缓慢且含量较低，这种方法无法满足大规模生产的需求。
人工全合成是通过有机合成化学家们设计并优化一系列反应路径，从简单的起始原料开始，逐步构建紫杉醇的结构。
虽然人工全合成需要多步反应且较为复杂，但它具有高效、可控性强等优点，可以满足大规模生产和结构修饰的需求。
以下将详细介绍几种常用的人工全合成方法：3.1 萘环法萘环法是最早被用于紫杉醇全合成的方法之一。
该方法以苯甲酸（cinnamic acid）为起始原料，经过多步反应构建出萘环结构，并最终与其他碳源进行偶联形成紫杉醇。
3.2 侧链合成法侧链合成法是另一种常用的紫杉醇全合成方法。
该方法以简单的起始原料，通过多步反应逐步引入紫杉醇的侧链结构，并最终形成目标分子。
3.3 环内酯化法环内酯化法是近年来被广泛应用于紫杉醇全合成的方法。
该方法以环内酯为中间体，通过多步反应进行结构修饰，最终得到紫杉醇。
4. 反应机理紫杉醇的全合成涉及多种有机反应，其中一些关键反应包括羟基保护、手性诱导、碳碳键形成等。
紫杉醇的合成
紫杉醇的合成紫杉醇的合成一、紫杉醇简介紫杉醇（Paclitaxel），又称为紫杉碱（Taxol），是一种有效的抗癌药物，具有强烈的抗肿瘤活性，可以抑制肿瘤细胞的生长和分裂，是一种非常重要的化学治疗药物。
紫杉醇是一种非细胞膜透性的树脂，有很高的稳定性，广泛用于抗癌治疗、抗病毒以及抗菌药物等多种用途。
二、紫杉醇的合成原理紫杉醇是由多酚类烷酸衍生物（Taxus Baccata）中的紫杉醇类物质合成而来的，它是一种非细胞膜透性的树脂，可以通过稳定和耐受被吸收，具有很高的稳定性。
紫杉醇的合成一般是采用环化、氧化、酯化等多步反应进行，将各种原料进行反应后，用过滤、萃取、分离等技术对反应物进行精炼，最后得到紫杉醇最终产品。
三、紫杉醇的合成过程1. 紫杉酸法合成紫杉酸（taxa-olide）是紫杉醇的中间体，先将紫杉酸利用有机合成的方法合成出来，然后经氧化、酯化反应，可以得到紫杉醇，即Taxol。
2. 根木素法合成根木素（Taxusin）是紫杉醇的起始原料，将根木素经过环化、氧化、酯化等反应可以得到紫杉醇中间体紫杉酸，然后经氧化、酯化反应可以制备出紫杉醇，也可以节省原料成本。
3. 甲酰胺法合成甲酰胺（Acetamide）是紫杉醇的中间体，将甲酰胺经过环化、氧化、酯化等反应，可以得到紫杉醇，即Taxol。
四、紫杉醇的应用1. 抗癌治疗紫杉醇是一种强效的抗癌药物，可用于治疗乳腺癌、胃癌、肝癌、食管癌、肺癌等多种恶性肿瘤，其作用机制大概有几个方面，一是抑制癌细胞凋亡，使癌细胞不易死亡；二是抑制细胞分裂、增殖，使癌细胞不易生长繁殖。
2. 抗病毒紫杉醇也可以用于抗病毒，它可以抑制病毒的复制，阻断病毒蛋白的合成，从而达到抑制病毒的作用，对抗病毒性疾病有一定的效果。
3. 抗菌药物紫杉醇也可以用于抗菌药物，它可以抑制细菌的生长，并具有抗菌作用，在药物治疗中也具有重要的应用。
7.3 紫杉醇生产工艺原理
第七章
生产工艺
3) 侧链前体物
原料: 环状侧链前体有－内酰胺型、噁唑烷 羧酸型、噁唑啉羧酸型和噁嗪酮型
第七章
生产工艺
3) 侧链前体物
β-内酰胺型紫杉醇侧链前体物的合成路线
第七章
生产工艺
工艺流程
• 三个阶段： 1)合成紫杉醇的侧链（或前体物） 2)选择性保护母环巴卡亭III或10-DAB、 使侧链与母环发生酯化反应去除保护基 3)得到紫杉醇
7.4.2 紫杉醇生产工艺
1. 二萜母环生产工艺 2. 苯基异丝氨酸侧链生产工艺 3.二萜母环 + 苯基异丝氨酸侧链
第七章
生产工艺
1. 二萜母环生产工艺
• 巴卡亭Ⅲ和10-DAB
第七章
生产工艺
2. 苯基异丝氨酸侧链生产工艺
1)非手性侧链 2)手性侧链3)侧链前体物第七章
生产工艺
1) 非手性侧链
• 原料: 反式肉桂酸
• 缺点: 活性侧链选择性较差
第七章
生产工艺
2) 手性侧链
• 原料: 2R,3S-苯基异丝氨酸衍生物
• 方法: 有双键不对称氧化法和醛醇反应法
第七章
生产工艺
2) 手性侧链
双键不对称氧化法合成手性紫杉醇侧链的路线
第七章
生产工艺
2) 手性侧链
醛醇反应法合成手性紫杉醇侧链的路线
第七章
生产工艺
7）合成cis-1-苯甲酰基-3-(三 乙硅基)-4-苯基-2-吖叮啶酮
第七章
生产工艺
工 艺
• 温度: 室温下反应8-12h； • 投料比：四元环:苯甲酰氯:三乙胺 =2g:1mL:2mL
第七章
思考题
7.4.3 思考题
第6章紫杉醇生产工艺
第六章紫杉醇的生产工艺6.1 概述6.1.1 紫杉醇类药物1、紫杉醇紫杉醇（Paclitaxel，Taxol®）的化学名称为5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,13α-五羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-10-乙酰基-13-[(2′R,3′S) -N-苯甲酰基-3′-苯基异丝氨酸酯] ，英文化学名称为13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-benmethyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate。
紫杉醇具有复杂的化学结构，属三环二萜类化合物，整个分子由三个主环构成的二萜核和一个苯基异丝氨酸侧链组成（图6－1）。
分子中有11个手性中心和多个取代基团。
分子式为C47H51NO14，分子量为853.92，元素百分比为C：66.41，H：6.02，N：1.64，O：26.23。
紫杉醇难溶于水，易溶于甲醇、二氯甲烷和乙氰等有机溶剂。
图6－1 紫杉醇的化学结构2、多烯紫杉醇多烯紫杉醇（多西他赛，Docetaxel，Taxotere®，图6－2）是在开展紫杉醇半合成研究过程中发现的一种紫杉醇类似物，两者仅在母环10位和侧链上3'位上的取代基略有不同。
多烯紫杉醇的化学名称是5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,10β,13α-六羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-[(2′R,3′S) -N-叔丁氧羰基-3′-苯基异丝氨酸酯]·三水合物，英文化学名称为-13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-tertbutyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,10β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate 。
紫杉醇的合成
紫杉醇的合成（综述）化学与化工学院 化学101 201008040127 张国文摘要:简要介绍紫杉醇的性质，药性以及几种化学全合成方法。
关键字：抗癌药 紫杉醇 全合成法紫杉醇（paclitaxel ）：分子式:C 47H 51O 14N,分子量:853.906g/mol,半衰期：5.8h 。
结构式：NHOOOO系统名：5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[(2’R ，3’S)-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯] 俗名（别名）：红豆杉醇，紫醇，特素，紫烷素，路泰，泰素等。
发现史：是由美国北卡罗纳州三角研究所的wall博士和wani博士于1967年发现的。
物理性质：白色结晶体粉末，无臭，无味，不溶于水，易溶于氯仿，丙酮等有机溶剂。
用途：抗癌新药，它对难治的晚期的转移性卵巢癌或乳腺癌有良好的抗癌活性，对小细胞和非小细胞癌，恶性黑色素癌，头颈部癌等也有一定活性。
作用机理为促使细胞内形成稳定的微管束，以干扰细胞周期后的G2有丝分裂。
并抑制细胞复制，主要用于治疗晚期卵巢癌和乳腺癌，也用于治疗鳞状细胞癌，头颈部癌和黑色素癌。
药物需求概况：据生物谷网页报道：紫杉醇（包括紫杉醇注射剂和半合成紫杉醇注射剂）2 006年全球销售额为37亿美元，位居抗癌药之首。
另据统计目前紫杉醇的年需求量为600K g,而目前世界年产量为300Kg。
故紫杉醇药物原料目前市场是明显的供不应求。
合成路线： 1.生物合成2.利用紫杉树的细枝、叶等可再生材料，提取初级原料，再人工半合成生产紫杉醇3.有机化学合成有机合成方法：紫杉醇分子结构复杂,具有特殊的三环[6+8+6]碳架和桥头双键以及众多的含氧取代基。
其全合成引起国内外许多有机化学家的兴趣。
先后共有30多个研究组参与研究,实属罕见。
经20多年的努力,于1994年才由美国的R.A.Holton与K.C.Nicolaou两个研究组同时完成紫杉醇的全合成。
紫杉醇生产工艺
6.1 概述 6.2 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
1
6.1 概 述
（一）紫杉醇简介 （二）紫杉醇的生产工艺路线
2
紫杉醇
简介
O
O O OH
苯 基 异 丝 氨 酸
10
*
7*
B *C
O NH O
A
*
* 13 1 * *
H
4 *
*
5
O
* 2' *
O
OH O O
HO
OO
11个手性中心 紫杉醇 Taxol 三环二萜核
20（Leabharlann ）基础四元环的制备[2+2]型环加成反应：乙酰氧基乙酰氯在三乙 胺作用下脱HCl生成烯酮，烯酮与亚胺反应得 单一顺式异构体。
21
（3）基础四元环的制备
产物的立体构型取决于亚胺上取代基的类型。 取代基为芳基、芳杂环、共轭烯烃时，环加成 产物为顺式。
22
（4）氧化四元环的制备
cis-3-乙酰氧基-4-苯基-2-吖叮啶酮
乙氧乙氧基
28
（6）硅化四元环的制备
保护剂乙烯基乙醚与羟基的亲电加成机理
H
OC2H5 + H+
CC
H
H
H + OC2H5 HCC
HH
Ph NH
+
H HO
O
H C C OC2H5
HH
Ph NH
-H
HO
O
H C C OC2H5
HH
➢ 需保持反应体系的单一性，防止其他具有较强
3
紫杉醇
简介
HO O OH
O
O NH O
紫杉醇的人工合成方法
紫杉醇的人工合成方法:1 植物组织培养植物组织培养利用植物细胞全能性，可利用红豆杉植株嫩茎、针叶、树皮、形成层、假种皮、胚等作为外植体进行培养，从而形成大量的提取原料。
目前国内外有很多报道，取得了显著成果。
2 微生物生产Stierle等从短叶红豆杉韧皮部分离到一种寄生真菌（Taxomyces andreanae）可以在特定的培养基中产生紫杉醇及其相关经合物，但由于目前产量极低，还未能在生产中得到应用。
通过改变培养条件和应用重组DNA技术，可望提高紫杉醇的产量。
由于根是除树皮外紫杉醇含量较高的器官，人们利用发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）侵染红豆杉植物外植体诱导生根，通过此培养系统进行紫杉醇生产的尝试，因为这一培养系统无需外援激素、发根生产迅速、遗传性状稳定而受到重视。
积极寻找能合成紫杉醇或其类似的微生物，从微生物的合成途径中定位关键酶和克隆相关基因，将比对植物的研究有更大的意义。
3 使用生物工程法来合成利用生物工程的方法大规模生产紫杉醇是使用生物工程手段，培育、筛选出可大量产生紫杉醇的菌株，通过对它们不断地扩充培养，实现在培养基里“无限制地”生产紫杉醇，而无须再去砍伐自然界已所剩无几的红豆杉树。
实例目前已从一棵百年红豆杉的树皮中分离、筛选出一株紫杉醇产生量十分可观的菌种，命名为HQD33，然后利用化学、物理等多种方法多次诱变、优化其基因结构，再利用生物工程的手段进行处理，最终培育构建出在每升培养液中可产出448.52微克紫杉醇的高产菌株。
4 人工半合成为了保护紫杉树珍贵的资源，避免大量采集紫杉树树皮造成资源破坏，应将目标瞄向了利用可再生资源进行紫杉醇的生产。
百时美施贵宝公司在充分保证泰素产品质量的前提下，1994年，他们成功地利用紫杉树的细枝、叶等可再生材料，提取初级原料，再人工半合成生产紫杉醇。
其半合成生产方法获得了美国FDA 的批准。
从此，太平洋紫杉树不再被破坏性采集，泰素的持续生产供应也得到了保障。
紫杉醇发酵生产工艺
微生物发酵生产紫杉醇产品介绍及社会价值：紫杉醇是一种二萜类衍生物，是当前公认的广谱、活性强的抗癌药物之一⋯。
紫杉醇最早是wanj等于1971年从短枝红豆杉(7Ikusbreviifolia)树皮中分离得到的。
随后，schiff等证实紫杉醇具有独特的抗癌机制。
随着紫杉醇的临床应用，对其研究也逐渐深入，其主要抗癌机制为抑制肿瘤细胞的微管(Microtllbules)合成，以阻断细胞分裂，致使肿瘤体积逐渐缩小；紫杉醇还可诱导细胞凋亡，另外还有类似脂多糖(IPS)的作用，可调节机体的免疫功能。
目前国际市场上的紫杉醇仍依靠从红豆杉树皮提取及半合成，迄今为止尚未见有第三种形式形成大规模工业化生产的报道。
紫杉醇的工业生产受到了原料和技术两方面的制约，短期内难以突破。
为了解决红豆杉资源短缺与紫杉醇需求量的日益增加的矛盾，人们对生产紫杉醇进行了多方面的研究，包括化学全合成、红豆杉细胞培养及微生物发酵。
微生物发酵法生产紫杉醇因具有明显优势，其研究和开发越来越受到国内外研究学者的广泛关注。
这里提出一种运用基因工程，代谢工程，发酵工程结合的方法生产紫杉醇，该法首先将杉醇纯合成基因克隆至大肠杆菌，让其高产紫杉二烯，再把它流加至高产紫杉醇酵母的发酵罐中，运用代谢工程手段生产紫杉醇。
创新点：运用克隆方法，将合成紫杉二烯的代谢过程酶的结构基因，以及调控系列克隆至大肠杆菌，让其表达，此过程刚被Parayil Kumaran Ajikumar及其同事实现，而运用代谢工程手段让高产紫杉醇酵母利用紫杉二烯这个前体高产紫杉醇，这是没尝试但可行的。
国内外研究：1、分离菌种：最早stierle和strobel等在短叶红豆杉的枝条上分离到一种内生真菌，能够产生紫杉醇，定名为安德列亚霉。
此后，各国学者纷纷开展产紫杉醇内生真菌的分离工作，陆续从西藏红豆杉、云南红豆杉、东北红豆杉、欧洲红豆杉、中国红豆杉中分离到产紫杉醇的内生真菌，其宿主植物几乎涉及红豆杉属的各个种。
紫杉醇生产工艺
2) RuCl3, NaIO4, CH2N2
NaN3 or TMSN3 ZnCl2
N3
O
Ph
OCH3
OH
HO H
Ph
CO2CH3
PhCONH O
Ph
OCH3
OH
COOMe
OH O
N3 O
PhCONH O
Ph
Ph
OMe Ph
OMe Ph
OMe
OH
OH
OH
双键不对称氧化法合成手性紫杉醇侧链旳路线
第六章
• 巴卡亭III与三乙基氯硅烷旳摩尔比为 1:40
紫杉醇生产工艺
工艺质控
母环原料保护旳质量控制
• 巴卡亭III旳保护：选择性保护母环7-OH、10-OH， 使侧链与13-OH反应，合成过程关键环节。
• 三乙基氯硅烷为保护剂，得到单一旳反应产物。 • 投料配比及反应时间有很大旳影响：巴卡亭III与
三乙基氯硅烷为1:20，24 h以内无产物。投料比 为1:30，24 h，得到产物，但仍有大部分巴卡亭 III未反应。投料配比为1:40，反应时间60 h，巴 卡亭III完全转化为产物7-三乙基硅巴卡亭III。
概述
紫杉醇生产工艺
概述
3)化学全合成
（1）Holton路线-线性合成途径
该路线旳策略是A→AB→ABC。
（2）Nicoloau路线-会聚式
A环和C环→ 八元B环，得到ABC三环化合物。
（3）Danishefsky路线-会聚式
D环→ 与A和C、D环片段连接，合成八元B环。
18
RO
11
O
12
10
反应环节多达20—25步
生产工艺
2) 手性侧链
紫杉醇生产工艺精选
地， 保证 紫杉 醇 的生产 能力 和 市场 需求 。
２ 紫杉 醇 的生产 工 艺
２ １ 工 艺 概 述 ．
紫 杉醇 的生产 主 要 是 通 过 三 次 柱层 析 、 次 重 二 结 晶来完 成 的 。 三次 柱 层 析分 别 为 ： 料 柱层 析 一ｌ 半 成 品柱 粗 、
分子式 ： ４Ｈ １ Ｏ４ Ｃ７ ５ １。 Ｎ
分子量 ：５ ． 。 ８３９
一
苯丙 酮酸 。
紫杉 醇具 有独 特 的作用 机理 ， 可稳 定 微管 ， 防止
微 管解 聚 ， 抑制 细胞 的有 机分 裂 ， 而抑制 癌 细胞 的 从
化 学结 构式 ：
Ａｃ ０ ０
Ｆ１１ Ｉ Ｕ ＰｈＣ ＇Ｉ ０ １ＯＮ － Ｈ ￣ Ｆ ＵＩ
性状 ： 观近 白色粉 末 。 外 熔 点 ：０ ２ ０Ｃ。 ２ ８～ １ ｏ
的树 皮及 枝 叶 中分 离 得 到 的紫 杉 烷 类 化 合 物 之一 。
我 国是红 豆杉 属植 物 资 源 最 丰 富 的 国 家 ， 云南 红 有 豆杉 、 中国红 豆杉 、 东北 红豆 杉及 西藏 红豆 杉 ４种和 南 方 红豆 杉 １ 变种 。云南 红豆 杉资 源分 布在 云南 个
吸湿 性 ： 紫杉 醇具 有一定 的吸湿性 ， 室温 空气 在
中能够快 速 吸湿至饱 和 ， 吸 湿水 分 在 ５～ ５ ， 所 ４ ℃ 真
４ ２
李
全： 紫杉醇生产工艺精选
２１ ０ ０年第 ６期
层析 一２ 成 品柱 层析 一３ 、 。
２ ２ ２ 生产工 艺 流程总 图 ２ ．．
二次重 结 晶分 别 为 ： 半成 品重 结 晶和成 品重 结
分 裂繁 殖 。 由于紫 杉 醇 独 特 的抗 癌 机 理 ， 引起 了全