Vo （北京化工大学理学院，北京） 要：文中采用半合成法对10-羟基喜树碱的制备进行了研究，以喜树碱为原料，通过氧化和光化两步反应得到HPT 初产品。通过对氧化反应的时间、温度、投料比以及光化反应的溶剂、催化剂的研究，得到了较佳的反应条件， HPT 初产品总收率为47 06%，纯度92 07%。 关键词：喜树碱（CPT）；10-羟基喜树碱（HPT）；喜树碱氮氧化物（OPT） 中图分类号：O621 收稿日期：2003-06-16第一作者：男，1975 年生，硕士生 通讯联系人E-mai：@sina. com 10-羟基喜树碱（10- ，简称 HPT）是从我国特有植物喜树（ ） 的果实中提取出来的一种新型有效的抗肿瘤药 ［1-2］，在医疗卫生领域有广泛用途，也是用于制备 诸如伊诺替康（）和拓扑替康（）等 重要喜树碱衍生物的中间体。20 世纪 90 年代初， 经美国FDA 指定的权威医学研究机构组织的临床 实验表明，抗癌新药“伊诺替康”和“拓扑替康”的抗 癌作用总体上与紫杉醇相当或优于后者，喜树碱及 其衍生物必将成为一大类重要临床用抗肿瘤制剂。

因此对HPT 合成方法的研究，在合成抗癌药物方面 意义尤为重要，同时可以节约国家外汇，增加出口创 汇，对我国医疗卫生事业乃至国民经济的发展都有 着重要的意义。 目前，10-羟基喜树碱的合成主要有以下三种合 成方法：全合成法 ［3-4］ 、生物转化法 其中全合成法虽然可以制得10-羟基喜树碱，但其步骤太多导致总收率很低（12%左右），并且所得 产品需要拆分异构体D 型，导致成本进一步升高，从而其实际生产意义不大。而生物转化法存 在以下缺点：（1）菌株的培养需要耗费较长的时间和 较多的财力；（2）发酵液的提取过程比较麻烦，耗费 了大量的溶剂，并且造成了环境污染。 本文采用半合成方法来制备 10-羟基喜树碱， 即：先用过氧化氢将喜树碱氧化成氮氧化物（OPT）， 再利用光化学重排反应制备目标产物。该法步骤 少，收率高，操作简单，对环境污染小。 反应历程反应历程见图1。 实验仪器高效液相色谱仪（LA-I0AT vp）、紫外检测器 （SPD-I0A vp）、色谱工作站（CLASS-VP）、ODS 柱（I50 mmX mmD），以上皆为日本岛津制作所产品；磁力搅拌器，98-I 型，上海司乐仪器厂；高压汞灯，500 W单端，北京电光源研究所；高速离心机，YJ- 实验试剂喜树碱（），四川省什邡华福药业有 限公司；冰乙酸、N，N-二甲基乙酰胺，分析纯，天津 市化学试剂六厂；质量分数30%过氧化氢、I，4-二氧 六环羟基喜树碱冰箱保存，浓硫酸，分析纯，北化精细化学品有限责任公 司；乙腈，分析纯，天津市康科德科技有限公司；高锰 酸钾，分析纯，北京益利精细化学品有限公司。

喜树碱、350mL 冰乙酸 以及48mL 的30%过氧化氢溶液依次投入500mL 三口烧瓶中，室温下搅拌30min，升温至75 温反应4h。停止加热，自然冷却至室温后减压浓缩 至原溶液体积的 左右。将釜液倒入约为其I0 倍体积的冰水中静置过夜，有黄色结晶析出。次日 抽滤、干燥，即得到喜树碱氮氧化物初产品。 氮氧化物光化反应装置图Fig 喜树碱氮氧化物，500 mL I，4-二氧六环，400 mL 腈，I00mL 水以及 I0 mL 浓硫酸依次加入光化学反 应器中，充分搅拌均匀后，500 高压汞灯照射30 min。停止反应，将反应液减压浓缩至原溶液体积的 I0左右，釜液倒入I 冰水中，静置过夜，有黄色结晶析出。次日抽滤，滤渣用少量水洗涤、干燥，即 得到I0-羟基喜树碱初产品。 产品结晶纯度的测定目前I0-羟基喜树碱 结晶的纯度用两种方法进行分析，即高效液相色谱 法（HPLC 法）与三维同步荧光法。 本实验采用 HPLC 法来检测 I0-羟基喜树碱初 产品结晶的纯度。色谱条件：色谱柱为 Shim-pack Vp-ODS；流动相体积比 mL/min；进样量5 L；检测波长254nm。

氧化反应本文分别从反应时间、反应温度、冰乙酸投料量 以及过氧化氢投料量四个方面对氧化反应的影响进 行了探讨。 反应时间对氧化反应的影响在喜树碱投 料量为0. 0Imo 5g）的情况下，对氧化反应体系每30 min 取样一次，进行 HPLC 分析，由各物质的峰面 积增加或减少羟基喜树碱冰箱保存，可知各物质在氧化过程中的增长或 消耗状况。 给出了氧化反应过程中喜树碱、氮氧化物和副产物的峰面积与反应时间的关系。 氧化反应各物质峰面积与时间的关系Fig 可知，在氧化过程中，喜树碱原料随着反应时间的增长而比较平稳的消耗，而喜树碱氮氧化 物以及副产物的含量都随反应时间的增长而增加， 喜树碱氮氧化物增加的速率远远超过副产物增加的 速率，反应的选择性逐渐升高，反应达I20 min 料喜树碱还剩下约33%，喜树碱氮氧化物与副产物的峰面积比此时达到最高，为 30. I，说明此时反应 的选择性最好。 随着反应时间的继续延长，喜树碱原料进一步 消耗，其消耗的速率慢慢地降低；同时喜树碱氮氧化 北京化工大学学报2004 物含量的增加开始平缓，在反应进行到 到最高值，此后其含量随时间的延长有缓慢降低的趋势。

而副产物含量的增加速率加快，并一直随时 间的延长而升高。因而喜树碱氮氧化物与副产物的 峰面积之比也呈现迅速下降的趋势。 在停止反应时，喜树碱基本反应完全，转化率达 到约97. 8%（由喜树碱反应前后 HPLC 峰面积之比 得来），主产物与副产物的峰面积之比为 11. 定主产物与副产物对254 nm 处的紫外波长吸收响 应值一样，则此反应的选择性约为91. 9%。 从实验中发现，此氧化过程中产生一副产物，且 在反应的后半段时间里副产物含量增长较快；同时， 此副产物在反相HPLC 中的保留时间较短。由此推 断：此副产物可能为喜树碱氮氧化物分子中的内酯 环水解而生成。 综合考虑此氧化反应的原料成本、转化率以及 选择性，在喜树碱投料量为0. 01 mOI 的情况下，选择 反应时间3. 反应温度对氧化反应的影响在喜树碱投 料量为0. 01 mOI，其它反应条件相同的情况下，考察 了反应温度对氧化反应的影响，如表1 所示。 反应温度对氧化反应的影响TabIe 氧化结晶纯度 氧化产品收率 8585. 1580 86. 1775 87. 1670 88. 6589. 中可以看出，随着反应温度的升高，所得氧化反应产物结晶的纯度———喜树碱氮氧化物的纯 度（HPLC 测定值）基本恒定，收率则依次降低。

这是 因为随着反应温度的升高，有利于喜树碱氮氧化物 分子中内酯环的水解，因而副产物的含量升高；而在 反应的后处理过程中，因引入了大量的水，羧酸盐副 产物易溶解于水而被除去，因此反应所得氧化产物 结晶纯度基本一致。 但是，随着反应温度的降低，完成反应所需的时 间迅速延长。为了提高反应效率以及得到较好的收 率，实验选取75 作为氧化反应的温度，此时氧化 反应可达到79. 5%的收率，反应时间约为4 （符合 前面最佳反应时间的要求）。 乙酸投料量对氧化反应的影响在喜树碱 投料量为0. 01 mOI，温度为75 ，其它反应条件相同 的情况下，考察了乙酸投料量对氧化反应的影响，如 乙酸投料量对氧化反应的影响TabIe mL氧化结晶 纯度 50088. 15350 86. 13250 84. 11150 75. 显然，随着乙酸投料量的增加，喜树碱氮氧化物的收率急剧上升，在投料量增加为 350 mL 后，收率 上升趋于平缓；同时氧化物结晶纯度随乙酸加入量 的增加而增加；完成反应所需时间随乙酸投料量的 增加而缩短，最后恒定于3. 从节省原料、降低反应成本的角度出发，选取乙酸投料量在350 mL 左右时最佳。

树碱投料量为0.01 mOI，温度为75 ，乙酸投料量为 350 mL 的情况下，考察了氧化剂-过氧化氢的投料量 对氧化反应的影响，如表3 所示。 投料量对氧化反应的影响TabIe mL氧化结晶 纯度 8089. 6488. 4888. 3289. 可知，随着过氧化氢加入量由32 mL 加到80mL，喜树碱氮氧化物结晶的纯度基本恒定在 88% 89%；喜树碱氮氧化物结晶收率却从86. 2% 降为61. 8%；同时完成反应所需的时间减少。 从提高反应效率、兼顾反应收率的方面考虑，选 取过氧化氢投料量为48 mL 时，能得到较好的效果。 光化反应喜树碱氮氧化物在紫外光照射条件下进行重 羟基喜树碱的合成排，这是一个芳香环上的亲核取代反应。喜树碱氮 氧化物中带部分正电荷的氮原子在质子酸的进攻 下，形成季氮离子；然后在紫外光的照射下吸收光 子，形成共轭体系；该共轭体系可以直接脱除一个氢 氧根离子，生成喜树碱副产物，也可以在水分子中氧 原子的孤对电子的进攻下，生成不稳定体系，此体系 脱除一个氢氧根离子，即得到10-羟基喜树碱。 本实验主要对此光化反应的溶剂以及质子酸催 化剂进行了研究。

光化溶剂对反应的影响本实验在投料1 喜树碱氮氧化物，以浓硫酸为质子酸催化剂时，分别采用以下各种溶剂进行光化学反应，相应实验数据 见表4。 不同溶剂对光化反应的影响Tabie 序号 光化溶剂 光化结晶纯度/ 92.07 55. HPT生成， 大量副产物 70.11 20. HPT生成， 大量副产物 HPT生成， 大量副产物 HPT生成， 大量副产物 可知，此光化实验应采用1，4-二氧六环、乙腈和水的混合液作为溶剂，此时得到的实验结果 最佳，HPT 55.5%，光 92.07%，主要的副产物为喜树碱。 质子酸对反应的影响本实验分别采用浓 硫酸、醋酸以及浓磷酸为提供质子的催化剂，所得数 据见表5。很明显，当采用强质子酸-浓硫酸时， 不同质子酸对光化反应的影响Tabie 序号 质子酸催化剂 光化结晶纯度/ 27冰乙酸 76. 29浓硫酸 92. 31浓磷酸 25. 得光化结晶的纯度以及收率都远远高于采用冰乙酸和浓磷酸为质子酸催化剂时的情况。因此最后采用 浓硫酸为质子酸催化剂。 10-羟基喜树碱初产品的HPLC表征 为光化反应所得的10-羟基喜树碱初产品结晶的 HPLC 可知，10-羟基喜树碱初产品纯度为92.07%。

HPT初产品的HPLC HPT初产品的HPLC 谱图相应数据 Tabie 编号物质 名称 . 28 92. 07 4575. 69 . 70 总数 70667 100. 000 注：谱图中未标峰为配样溶剂甲醇的峰。 1）以喜树碱为原料，通过对氧化反应的时间、温度、投料比和对光化反应溶剂、催化剂的实验研究， 得到了较佳的反应条件，氧化反应收率可达 84. 8%，光化反应收率可达55. 5%。 2）此半合成法制备 10-羟基喜树碱的总收率为 47. 06%，所得 10-羟基喜树碱初产品纯度可达 92. 07%。 抗肿瘤药物喜树碱及其衍生物的研究现状及前景［J］ 上海医院药学，1999，10 抗肿瘤新药伊立替康的合成研究［J］ 中国药物化学杂志，2001，11 （4）：238 di-10-羟基喜树碱及di-10-甲氧基喜树碱的全合成［J］ 化学学报，1981，39 中国医药工业杂志，2001，32（8）：375 生物转化法制备10-羟基 北京化工大学学报2004 喜树碱［J］.科学通报，1978，3：761 . ， ， ，!" 20（s）ves：aring 7， BuII，1991，39 （12）：3183 10- Li Bin Ma Jine Fu Li Xu （ ， ， ，China） ： n（HPT）by （CPT） ，such ，time， soon，were n were aIso . were 4706% 9207% . Key words： （CPT）； （HPT）； （OPT） 下期预告 from Mu 超临界流体萃取在陶瓷脱脂技术中的应用纪维维等 表达人胰岛素前体的毕赤酵母菌株的构建 抽油杆用CF/VE 拉挤复合材料在盐溶液中的老化机理 王莉莉等 烷基多胺聚合物的合成及其对喷墨记录材料性能的影响 新型烯丙基苯并嗪的合成及其固化过程 的固相合成，晶体结构和性能研究王桂花等 长链烷基硅油的制备 电网分析仪与PC机间串行通讯的设计与实现 基于RS485的仿真仪表盘的构造 于红岩等 光纤流量计的研制 Petri网图形建模仿真系统的研究与开发 羟基喜树碱的合成10-羟基喜树碱的合成 作者： 李斌， 作者单位：北京化工大学理学院,北京, 刊名： 北京化工大学学报(自然科学版) 英文刊名： ( ) 2004,31(1)被引用次数： 抗肿瘤药物喜树碱及其衍生物的研究现状及前景1999(03) 抗肿瘤新药伊立替康的合成研究[期刊论文]-中国药物化学杂志2001(04) dl-10-羟基喜树碱及dl-10-甲氧基喜树碱的全合成1981(02) 喜树碱及其衍生物的合成[期刊论文]-中国医药工业杂志2001(08) 生物转化喜树碱为10-羟基喜树碱的研究1978 6.Boehm;;Hecht Water 1989 7.Seigo ;Shun-ichi ;Ken- 20(s)- : a-ring 7,10- 1991(12) 本文读者也读过(10条) 10-羟基喜树碱衍生物的合成及体外抑制肿瘤活性[期刊论文]-药学学报2004,39(7) 李群生.聂丽娟.邹艳红.阎永平高喜树碱类化合物的合成进展[期刊论文]-江西化工2006(3) 喜树碱和10-羟基喜树碱受喜树生长发育调控的不同特点[期刊论文]-植物学报2003,45(4) Hui.-qiu.BAI Yun-feng.XU Chun-yan 7-乙基-10-羟基喜树碱的合成 [期刊论文]-中国医药工业杂志2005,36(5) 雷英杰.刘鸿喜树碱的全合成研究进展[期刊论文]-合成化学2000,8(2) Jian..Huai 20(S)-9-硝基喜树碱的合成研究[期刊论文]-医学研究 杂志2008,37(3) 10. (20S)-O-硒代乙酰喜树碱衍生物的合成及其抗肿瘤活性研究[期刊论文]-浙江大学学报(理学版)2004,31(4) 引证文献(5条) 20(S)-7-对氟苯甲酰基-10-羟基喜树碱的合成及抗肿瘤活性研究[期刊论文]-化学世界 2012(9) 喜树碱衍生物合成工艺优化与改进探讨[期刊论文]-现代商贸工业2008(10) 喜树碱的生物合成途径及生物技术研究进展[期刊论文]-中草药2006(4) 喜树内生真菌的分离及产10-羟基喜树碱菌的鉴定[期刊论文]-华东师范大学学报（自然科学版）2009(5)