|
繼承和發(fā)揚相結合—中藥青蒿的研究過程與啟迪
（作者未知） 2010/9/22
（接上頁）明并獨家生產［3，4］。WHO瘧疾化療科學工作組主席認為：“這一新的發(fā)現更重要的意義在于發(fā)現這種化合物獨特的化學結構，它將為進一步設計合成新的藥物指出方向。
除此之外，國內外的眾多學者也對青蒿素進行了大量的研究，合成了許多衍生物及類似物，有許多抗瘧活性超過青蒿素。李英等［5］以雙氫青蒿素，在酸和堿的催化下與各種醇、羧酸酐和氯甲酸酯反應，合成其醚類，羧酸酯，碳酸酯類等衍生物47個，其中有12個抗瘧活性超過青蒿素10倍。虞佩琳等［6］合成了42個側鏈上帶有鹵素、氮或硫取代的化合物，多數化合物抗瘧活性超過青蒿素，但并未超過相應的無雜原子取代的衍生物。而國外的學者對青蒿素類似物和簡化物的合成做了相對較多的研究，包括：過氧化物［7］、臭氧化物［8］、1，2，4-三惡烷［7］、1，2，4，5-四惡烷［9］等，其中，Vennerstrom等［10］用酸催化的過氧化環(huán)己酮及其衍生物或臭氧化相應的環(huán)己酮甲氧基肟的方法合成了數十個四惡烷類化合物，其中水溶性臭氧化物（0OZ277）已進入臨床試驗，有望成為新一代抗瘧藥物。這幾類化合物原料易得、易于合成、結構穩(wěn)定，代表了新型抗瘧藥物的發(fā)展趨勢，而其最終的作用機制、作用受體或靶點仍需要深入研究。同時，有些衍生物［11，12］除抗瘧作用外，還具有其他顯著的藥理活性，這為深入研究青蒿素藥理活性提供了一種新的思路。
2 青蒿素的化學研究
2.1 青蒿素的提取方法研究青蒿含有青蒿素、青蒿甲、乙、丙、丁、戊素，青蒿酸、蒿酸甲酯、青蒿醇［13］，其揮發(fā)油主要為蒿酮、異青蒿酮、枯敬醛、1，8-桉油精、丁香烯等［14］；還有香豆素、黃酮［15］，二氫青蒿酸過氧化物［16］等其它成分。其主要有效成分是青蒿素。
青蒿素的提取方法主要有：有機溶劑提取法［17］工藝簡單，易于批量生產；然而由于經過長時間的提取和濃縮，易使過氧鏈破壞，收率降低，且易燃易爆，污染大，提取周期長。“丙酮-硅膠柱層析法”［18］在原料含量為0.1%時可采用，產品質量穩(wěn)定，但提取工藝繁雜，大批量生產困難。稀乙醇法［19］工藝流程短、操作簡便、成本低、安全，但收率僅在36%~40%；也有采用60%~70%乙醇，用CaO作為沉淀劑，得到青蒿素精品總收率大于0.4%［20］。近年來還有報道采用微薄輔助法（MAE）［21，22］、超臨界流體萃取法（SFE）［23］、超聲波提取法［24］，這些方法分離效能較佳、無殘留溶劑，溶劑用量少；而所需設備條件比較高，不利于批量生產。由于其他的方法在工業(yè)化生產中仍存在不足，目前采用的較多的仍是有機溶劑法，通常采用120#汽油作為溶劑。
2.2 青蒿素的合成研究1979年，在測定結構的基礎上開始了青蒿素合成的研究，1983年完成了青蒿酸經7步反應合成青蒿素的全過程［25］。1992年Acton和Roth對此進行了改進，縮短了反應歷程，共有三步組成：①用NaBH4或NiCl氫化還原；②光氧化過程；③空氣氧化過程，總收率可提高到32%［26］。而這一反應路線與植物的生物合成途徑比較接近，可用來解釋青蒿素在植物體內合成的可能機制，綜合利用可以提高植物中青蒿素的含量。同時青蒿素的全合成也在1983年完成，Schmil等［27］首先報道以（-）-異薄勒醇為原料經13步反應完成，總產率為2.1%。目前已有多條途徑，所不同的是所用原料的差異，如以R(+)-香草醛、胡薄荷醇、香茅醛、胡薄荷酮等原料進行青蒿素的全合成［28］。青蒿素的全合成在產量上雖高于人工栽培，但合成技術要求比較高，合成步驟多，總收率不高，而半合成收率相對來說比較高，比全合成在大批量生產上有應用前景。
隨著基因工程、細胞工程、生物工程等的應用，利用植物組織培養(yǎng)來生產青蒿素或利用青蒿素前提生物合成青蒿素的技術，在大規(guī)模生產青蒿素的方面已顯示出了很大的潛力。青蒿素生物合成有關的中間體有十幾種，其中研究的比較多的是青蒿酸［29］和紫穗槐二烯［30］。而主要的組織培養(yǎng)體系包括：青蒿芽、青蒿毛狀根、青蒿發(fā)根膿桿菌和生物反應器培養(yǎng)等，Souret FF小組［31］探索了霧化反應器、鼓泡反應器與流化床生物反應器對工業(yè)化青蒿毛狀根基因表達的不同，為生物反應器的商業(yè)化應用提供了一定的依據。美國科學家最近成功地用轉基因酵母合成了青蒿酸［32］。利用微生物合成，有望降低生產成本，但是目前還需要進一步的優(yōu)化體系以及探索工業(yè)化大生產的條件。因此，在現有基礎上，加強對青蒿素生物合成的研究，盡量采用合適的青蒿素中間體、溫和的反應條件并減少合成步驟是今后研究的重點方向之一。
3 藥理研究
目前，由于不同的學者所采用的實驗模型和實驗條件不同，對于青蒿素的抗瘧機制并沒有統(tǒng)一的解釋。早期的超（未完，下一頁）
|