半合成路線:從青蒿酸為原料出發(fā),經(jīng)過五步反應得到青蒿素,總得率約為35~50%。
第一步:青蒿酸在重氮甲烷/碘甲烷/酸催化下與甲醇反應,再在氯化鎳存在的條件下,被硼氫化鈉選擇性還原得到二氫青蒿酸甲酯;
第二步:二氫青蒿酸甲酯在四氫呋喃或乙醚溶液中用氫化鋁鋰還原成青蒿醇;
第三步:青蒿醇在甲醇/二氯甲烷/氯仿/四氯化碳溶液中被臭氧氧化后得到過氧化物,抽干后再在二甲苯中用對甲苯磺酸處理得到環(huán)狀烯醚;
第四步:環(huán)狀烯醚溶解于溶劑中,在光敏劑玫瑰紅/亞甲基藍/竹紅菌素等存在下進行光氧化合生成二氧四環(huán)中間體,再用酸處理得到脫羧青蒿素;
第五步:脫羧青蒿素在四氧化釕氧化體系或鉻酸類氧化劑的作用下氧化得到青蒿素。
全合成路線:可由多種路線對青蒿素進行全合成。如Schmil等1983年報道了一條應用關鍵化合物烯醇醚在低溫下的光氧化反應引進過氧基的全合成路線,反應以(-)-2-異薄荷醇為原料,保留原料中的六元環(huán),環(huán)上三條側(cè)鏈烷基化,形成中間體,最后環(huán)合成含過氧橋的倍半萜內(nèi)酯。許杏祥等于1986年報道了青蒿素的化學合成途徑,其合成以R-(+)-2香草醛為原料,經(jīng)十四步合成青蒿素。
生物合成
青蒿素等倍半萜類的生物合成在細胞質(zhì)中進行,途徑屬于植物類異戊二烯代謝途徑,可分為三大步:由乙酸形成FPP,合成倍半萜,再內(nèi)酯化形成青蒿素。:FPP→4,11-二烯倍半萜→青蒿酸→二氫青蒿酸→二氧青蒿酸過氧化物→青蒿素。目前在青蒿芽、青蒿毛狀根和青蒿發(fā)根農(nóng)桿菌等培養(yǎng)體系中進行的青蒿素合成技術極有可能被應用于工業(yè)生產(chǎn)。