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(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾得到的一類生物堿的總稱，其中的多種活性結(jié)構(gòu)具有很好的抗腫瘤活性，因而對長春花屬生物堿進(jìn)行高活性化合物的篩選以及在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾以期得到活性更高、副作用更小的新的結(jié)構(gòu)備受關(guān)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(yīng)溶劑，CO2Cl2 與DMF 反應(yīng)生成的復(fù)合物為脫水劑，底物濃度為20 mmol/L，25℃下反應(yīng)得到脫水長春堿，收率為64.52±1.17％，高于文獻(xiàn)報(bào)道的最大值55％。 同時(shí)在該合成過程中，首次發(fā)現(xiàn)報(bào)道了6’-Nb-oxide-leurosine，3，4-demthyl-leurosine，3- demthyo-leurosine等三種相關(guān)的副產(chǎn)物。脫水長春堿在經(jīng)過溴代及縮環(huán)水解反應(yīng)后

3、，得到長春瑞濱，經(jīng)過對溴代反應(yīng)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(xiàn)報(bào)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(dá)到80％，高于傳統(tǒng)反復(fù)硅膠分離法的70％的收率。 其次，建立了基于生物信息學(xué)的長春花屬生物堿抗腫瘤活性虛擬評價(jià)的新方法，并對合成過程中的副產(chǎn)物進(jìn)行了活性評價(jià)

4、，發(fā)掘其應(yīng)用價(jià)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(gè)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(gòu)取代，或許會(huì)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(gòu)分析，將3 位的－OCH3

5、用C鏈較長的結(jié)構(gòu)取代，將會(huì)得到比6’-Nb-oxide-leurosine 活性更高的結(jié)構(gòu)。 本論文還首次建立了從長春堿化學(xué)合成6’-Nb-oxide-leurosine的工藝，反應(yīng)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(yuǎn)大于文獻(xiàn)報(bào)道的最大值44.8％再次，首次利用基于甘草細(xì)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(xì)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(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率為84.5±2.01％，遠(yuǎn)高于化學(xué)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)及響應(yīng)面分析技術(shù)等先進(jìn)的過程優(yōu)化技術(shù)對長春

7、瑞濱的合成過程進(jìn)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(yīng)溫度20℃，反應(yīng)時(shí)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(shí)驗(yàn)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(yīng)工藝條件為：NBS 用量為1.07 mol/mol（與底物當(dāng)量比）、TFA 用量為22Ml/L（每L 反應(yīng)體系加入的Ml數(shù)

8、）、反應(yīng)溫度為－68℃。在此工藝條件下，實(shí)際的反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)，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(xiàn)報(bào)道的最大值44.8％，而若充分考慮6’-Nb-oxide-leurosine的補(bǔ)充途徑，合成過程總收率將達(dá)到55.21±1.73％，大大高于文獻(xiàn)報(bào)道的最大值。 最后，以小試