长春花属生物碱(Vica Alkaloids)是从植物长春花Catharanthus roseus (L.) G.Don中提取得到或者在此基础上进行结构修饰得到的一类生物碱的总称,其中的多种活性结构具有很好的抗肿瘤活性,因而对长春花属生物碱进行高活性化合物的筛选以及在此基础上对其进行结构修饰以期得到活性更高、副作用更小的新的结构备受关注。长春瑞滨正是通过半合成得到的长春花属高效抗肿瘤药物的代表。本论文首先建立了从长春碱合成长春瑞滨的合成及纯化工艺。长春碱在以乙醚为反应溶剂,CO2Cl2与DMF反应生成的复合物为脱水剂,底物浓度为20 mmol/L,25℃下反应得到脱水长春碱,收率为64.52±1.17%,高于文献报道的最大值55%。同时在该合成过程中,首次发现报道了6’-N_b-oxide-leurosine,3, 4-demthyl-leurosine,3- demthyo-leurosine等三种相关的副产物。脱水长春碱在经过溴代及缩环水解反应后,得到长春瑞滨,经过对溴代反应过程的单因素分析,得到了较好的工艺条件,长春瑞滨的收率为66.34±1.44%,与文献报道的最大值64%基本持平。并且,通过研究得到了硅胶干柱结合反向MCI-GEL CHP-20柱分离的新纯化方法,能够得到纯度大于98%的长春瑞滨,分离总收率达到80%,高于传统反复硅胶分离法的70%的收率。其次,建立了基于生物信息学的长春花属生物碱抗肿瘤活性虚拟评价的新方法,并对合成过程中的副产物进行了活性评价,发掘其应用价值。研究发现,长春花属生物碱与紫杉醇具有同样的结合部位,都位于微管蛋白1jff的β亚基,该结合部位是一个类似于“凹陷”的区域。长春瑞滨及长春氟宁与1jff的结合“吻合度”最好,通过分子对接分析,将长春氟宁上的F原子用短C链的结构取代,或许会得到活性更好的小分子。6’-N_b-oxide-leurosine也表现出与微管蛋白具有较低的对接能,推测该化合物具有较高的抗肿瘤活性。并且根据其对接结构分析,将3位的-OCH3用C链较长的结构取代,将会得到比6’-N_b-oxide-leurosine活性更高的结构。本论文还首次建立了从长春碱化学合成6’-N_b-oxide-leurosine的工艺,反应的总收率为67.61±2.11%。并且建立了该化合物合成长春瑞滨的方法,充分利用该途径能将从H2SO4-VBL合成VNR的合成总收率从44.79±1.58%提高到50.03±1.73%,远大于文献报道的最大值44.8%再次,首次利用基于甘草细胞(Glycyrrhiza uralensis Fisch)的生物转化的方法得到了6’-N_b-oxide-leurosine。8.0 g的甘草细胞在250 ml液体培养条件下,最大能将26 mg的硫酸长春碱完全进行转化,转化率为84.5±2.01%,远高于化学合成的收率,为6’-N_b-oxide-leurosine的获取提供了全新的来源途径。本文还分别利用混合实验设计、人工神经网络分析技术及响应面分析技术等先进的过程优化技术对长春瑞滨的合成过程进行了优化。得到了合成脱水长春碱的最佳工艺为:底物浓度为15 mmol/L,脱水剂用量与底物摩尔比为50,反应温度20℃,反应时间12 h,萃取剂乙醚与二氯甲烷的体积比10:1。在此条件下的实验收率为70.884±1.12%,比单因素分析后得到的结果64.52±1.17%有较大程度上的提高。最佳溴代反应工艺条件为:NBS用量为1.07 mol/mol(与底物当量比)、TFA用量为22 mL/L(每L反应体系加入的mL数)、反应温度为-68℃。在此工艺条件下,实际的反应收率为70.56±0.33%,高于优化前的66.34±1.44%。利用最终优化好的条件,进行反应,将从硫酸长春碱合成长春瑞滨的合成总收率从44.79±1.58%提高到50.01±1.27%,高于文献报道的最大值44.8%,而若充分考虑6’-N_b-oxide-leurosine的补充途径,合成过程总收率将达到55.21±1.73%,大大高于文献报道的最大值。最后,以小试工艺为基础,对以长春碱为原料合成长春瑞滨及其纯化过程进行了三个批次的放大。在分别投料20 g、25 g、30 g的三个批次实验中,从H2SO4-VBL合成VNR酒石酸盐,合成及纯化过程的总收率为36.35±0.10%,与小试工艺的44.16±1.38%基本持平,但远大于文献报道的最大值30.5%。