许杏祥说:“青蒿素是一个含过氧基团的倍半萜内酯化合物,分子式C15H22O5,15个碳中7个是手性碳,罕见的过氧以内型的方式固定在两个四级碳上而成 ‘桥’。显然这一奇特结构的全合成是极具挑战性的。首当其冲的当然要数过氧桥的架设,研究实践已证明倍半萜骨架上手性碳的构建同样艰辛。”
1982年,年近花甲的周维善对组里同志说:“青蒿素不全合成成功,我决不退休!”
在青蒿素的全合成设计中,最关键的一步是如何加入过氧基团,在试过多种方法后,许杏祥提出以青蒿酸代替香草醛作为合成的起始物。
“这是一个非常重要的建议!”周维善说,“经组里同志,特别是许杏祥和朱杰的细心努力,青蒿素的合成终于实现了,合成的青蒿素与天然青蒿素完全一致,那天是 1983年1月6日,全组同志真是无比高兴。但我们的工作还没有完,要继续完成双氢青蒿酸的全合成,这样才称得上青蒿素的全合成。”
一年后,即1984年初,他们实现了青蒿素的全合成,他们的论文《青蒿素及其一类物结构和合成的研究》发表在1984年第42期的《化学学报》上。
1977年,青蒿素项目在全国科学大会上获重大成果奖;1987年,青蒿素全合成成果获国家自然科学奖二等奖。
“最有效的抗疟药”
今天,疟疾仍然是危害人类最大的疾病之一,全世界每年有5亿人罹患此病,100多万人因此死亡。
“青蒿是一种作为青蒿素来源的中药植物,用于生产最有效的抗疟药物。”2007年3月12日,世卫组织在发表专著《青蒿种植与采集指南》的新闻稿中如是说。
由于疟原虫抗药性的形成,如今40%的世界人口处于罹患对其他药物具有抗药性的风险之中。2001年,世卫组织向恶性疟疾流行的所有国家推荐以青蒿素为基础的联合疗法,到2007年,“在需要以青蒿素为基础的治疗的76个国家中,有69个已采纳世卫组织使用这一疗法的建议。这些治疗药物的提供仍然未达到需求。在全世界估计需要以青蒿素为基础的联合疗法的6亿患者中,只有约8200万人正在通过公共部门的销售系统(占发展中国家抗疟药销售的90%)获得治疗。”
青蒿素结构和全合成的实现,为青蒿素衍生药物开发奠定了基础,但其本身由于工艺复杂、成本太高而不能投入生产。世界上青蒿素药物的生产主要依靠中国从野生和栽培的青蒿中提取,但青蒿中青蒿素的含量只有0.1%~1%,非常低。专门种植青蒿也占用了大量土地。
科学的方法可以提高青蒿素的产量,2005年10月,周维善联合洪孟民、金国章等7位中国科学院院士,联名致信中国科学院,呼吁加强青蒿素衍生物合成及其化学结构优化合成的研究:“中国企业参与国际青蒿素类药的竞争,唯一的办法是创新技术,通过申请专利保护自己的知识产权,保障自己在国际市场上的优势,争取与国际制药企业同台竞争的地位。”
他们呼吁,加强发展中药青蒿、青蒿素及其衍生物的科学技术研究,使其在资源、化学、新用途和复方抗疟药等方面不断创新以继续保持国际领先地位,并推进青蒿素类药科技成果的产业化、国际化发展,使青蒿素产品在较短时间里争回我国青蒿素在国际市场应有的地位,为发展中医药事业作出贡献。
如今,85岁的周维善已经不在科研的第一线了,但青蒿素仍然是萦绕在他心中的一份牵挂,他说:“青蒿素的原料很短缺,生物化学是解决方法之一,要继续做研究。”
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