長春花屬生物堿抗腫瘤藥物的半合成研究.pdf

1、長春花屬生物堿（Vica Alkaloids）是從植物長春花Catharanthus roseus(L.) G.Don中提取得到或者在此基礎上進行結(jié)構修飾得到的一類生物堿的總稱，其中的多種活性結(jié)構具有很好的抗腫瘤活性，因而對長春花屬生物堿進行高活性化合物的篩選以及在此基礎上對其進行結(jié)構修飾以期得到活性更高、副作用更小的新的結(jié)構備受關注。長春瑞濱正是通過半合成得到的長春花屬高效抗腫瘤藥物的代表。 本論文首先建立了從長春堿合成長春瑞

2、濱的合成及純化工藝。長春堿在以乙醚為反應溶劑，CO2Cl2 與DMF 反應生成的復合物為脫水劑，底物濃度為20 mmol/L，25℃下反應得到脫水長春堿，收率為64.52±1.17％，高于文獻報道的最大值55％。 同時在該合成過程中，首次發(fā)現(xiàn)報道了6’-Nb-oxide-leurosine，3，4-demthyl-leurosine，3- demthyo-leurosine等三種相關的副產(chǎn)物。脫水長春堿在經(jīng)過溴代及縮環(huán)水解反應后

3、，得到長春瑞濱，經(jīng)過對溴代反應過程的單因素分析，得到了較好的工藝條件，長春瑞濱的收率為66.34±1.44％，與文獻報道的最大值64％基本持平。并且，通過研究得到了硅膠干柱結(jié)合反向MCI-GEL CHP-20 柱分離的新純化方法，能夠得到純度大于98％的長春瑞濱，分離總收率達到80％，高于傳統(tǒng)反復硅膠分離法的70％的收率。 其次，建立了基于生物信息學的長春花屬生物堿抗腫瘤活性虛擬評價的新方法，并對合成過程中的副產(chǎn)物進行了活性評價

4、，發(fā)掘其應用價值。研究發(fā)現(xiàn)，長春花屬生物堿與紫杉醇具有同樣的結(jié)合部位，都位于微管蛋白1jff的β亞基，該結(jié)合部位是一個類似于“凹陷”的區(qū)域。長春瑞濱及長春氟寧與1jff的結(jié)合“吻合度”最好，通過分子對接分析，將長春氟寧上的F 原子用短C 鏈的結(jié)構取代，或許會得到活性更好的小分子。6’-Nb-oxide-leurosine 也表現(xiàn)出與微管蛋白具有較低的對接能，推測該化合物具有較高的抗腫瘤活性。并且根據(jù)其對接結(jié)構分析，將3 位的－OCH3

5、用C鏈較長的結(jié)構取代，將會得到比6’-Nb-oxide-leurosine 活性更高的結(jié)構。 本論文還首次建立了從長春堿化學合成6’-Nb-oxide-leurosine的工藝，反應的總收率為67.61±2.11％。并且建立了該化合物合成長春瑞濱的方法，充分利用該途徑能將從H2SO4-VBL 合成VNR的合成總收率從44.79±1.58％提高到50.03±1.73％，遠大于文獻報道的最大值44.8％再次，首次利用基于甘草細胞（G

6、lycyrrhiza uralensis Fisch）的生物轉(zhuǎn)化的方法得到了6’-Nb-oxide-leurosine。8.0 g的甘草細胞在250 ml 液體培養(yǎng)條件下，最大能將26 mg的硫酸長春堿完全進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率為84.5±2.01％，遠高于化學合成的收率，為6’-Nb-oxide-leurosine的獲取提供了全新的來源途徑。 本文還分別利用混合實驗設計、人工神經(jīng)網(wǎng)絡分析技術及響應面分析技術等先進的過程優(yōu)化技術對長春

7、瑞濱的合成過程進行了優(yōu)化。得到了合成脫水長春堿的最佳工藝為：底物濃度為15 mmol/L，脫水劑用量與底物摩爾比為50，反應溫度20℃，反應時間12 h，萃取劑乙醚與二氯甲烷的體積比10:1。在此條件下的實驗收率為70.884±1.12％，比單因素分析后得到的結(jié)果64.52±1.17％有較大程度上的提高。最佳溴代反應工藝條件為：NBS 用量為1.07 mol/mol（與底物當量比）、TFA 用量為22Ml/L（每L 反應體系加入的Ml數(shù)

8、）、反應溫度為－68℃。在此工藝條件下，實際的反應收率為70.56±0.33％，高于優(yōu)化前的66.34±1.44％。 利用最終優(yōu)化好的條件，進行反應，將從硫酸長春堿合成長春瑞濱的合成總收率從44.79±1.58％提高到50.01±1.27％，高于文獻報道的最大值44.8％，而若充分考慮6’-Nb-oxide-leurosine的補充途徑，合成過程總收率將達到55.21±1.73％，大大高于文獻報道的最大值。 最后，以小試