紫杉醇1.紫杉醇的发现和历史2.紫杉醇的化学结构3.紫杉醇的提取分离方法4.紫杉醇的合成研究5.常见的几种紫杉醇药物6.个人感想1.紫杉醇的发现和历史紫杉醇是红豆杉科红豆杉属植物的次生代谢产物，这类植物主要分布于北半球的温带至亚热带地区，全世界共有11种。

最初，紫杉醇是从短叶紫杉（Taxus brevi folia）的树皮中分离获得的，在它的抗癌作用被发现之前，林木工人通常把它砍了当柴烧或者用来做篱笆。

早在1856年德国科学家Lucas·H开始对Taxus baccata Linn(浆果红豆杉)进行化学研究，并从其叶片中提取出粉状碱性成分Taxine,但在随后的100多年里没有多大的研究进展。

直到20世纪60年代，随着光谱技术的飞速发展，科学家才开始对红豆杉属的植物有了比较深入的研究。

20世纪初，人们发现美国西部山区的一个有一片红豆杉林的小城镇中的居民很长寿，他们的寿命最短的在95岁以上，绝大多数的人寿命超过100岁，而且百岁老人随处可见。

科学家到那里考察发现当地居民除了两个与其他地方居民不同的生活习惯外，其余的都差不多。

一是当地居民喜欢采摘山林中的红豆杉树叶泡茶喝；二是经常去红豆杉林中散步或运动。

这种现象引起了科学家对红豆杉的研究兴趣，他们从红豆杉树皮中提取出一种对许多类型的肿瘤细胞有细胞毒作用的提取物——紫杉醇。

后来研究表明其化学结构为紫杉烷类中的一种四环二萜类化合物【1】。

1962年8月，在美国农业部任职的植物学家Barclay响应由美国国立癌症研究所（National Cancer Institute ,NCI）发起的植物提取物抗癌活性成分筛选研究,收集了7Kg太平洋紫杉的树皮寄回了NCI。

这些样品后来经NCI北卡罗莱纳州“研究三角学院”（Research Triangle Institute ,RTI）分馏实验室的美国化学家Wani博士和Wall博士。

他们分离提取得到紫杉醇的粗提物，在筛选实验中他们发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高的抑制活性，有强烈的KB细胞毒作用及抗小鼠肉瘤和抗白血病活性。

1966年9月，他们分离出了一个有活性得到纯化合物，并确定了其分子式为C47H51NO14，但是得率很低，只有万分之零点四。

1967年6月，Wall将这个化合物命名为紫杉醇（taxol），-ol表示醇类（因为他们确信其有一个醇羟基），而tax-指它来自taxus。

1971年，Wani和Wall与杜克大学（Duke University）的化学教授Mcphail合作，研究分析并确定其结构。

1971年5月，他们在美国化学会杂志（Journal of the American Chemical Society ,JACS）上报道了这个初显抗肿瘤活性的天然化合物，并命名其为taxol，此发现引起了全球科学家和其他一些人士的关注【2】。

1979年，纽约叶史瓦大学（Yeshiva University）的分子药理学家Horwitz发现紫杉醇的抗癌机制独特【3】，并发现紫杉醇能促进小管蛋白聚合为稳定的微管，这个新发现使得对紫杉醇的研究成为药物化学界的研究热点。

1978-1982年美国对紫杉醇进行了大量的临床前研究。

1979年，Schiff和Horwitz阐明了紫杉醇的独特作用机制，1980年完成了制剂研究，并开始毒理学的研究。

毒性试验表明紫杉醇的毒性很小。

紫杉醇的I期临床试验于1983年开始，尽管在I期临床试验中观察到一些过敏现象，并导致至少一人死亡，但因过敏现象可通过预先服用糖皮质激素和抗组胺药，并延长紫杉醇滴注时间来克服，人们对紫杉醇的抗癌机制研究兴趣不减，从而保证了紫杉醇的I期临床试验的顺利完成。

II期临床试验于1985年开始，尽管试验受紫杉醇来源限制，但试验结果却令人十分满意。

1989年Johns Hopkins的研究人员发现卵巢癌和胸腺癌有治疗效果。

这些发现使紫杉醇声名大噪。

随后的III期临床试验也很成功。

1992年12月美国食品药品监督管理局正式批准紫杉醇作为治疗晚期卵巢癌的新抗癌药物。

紫杉醇被用于治疗卵巢癌和乳腺癌，是获得FDA批准的第一个来自天然植物的化学药物。

它由BMS（Bristol-Myers Squibb）公司于1993年上市，其商品名为泰素（taxol,TAX），已成为目前全球销售量排名第一的抗肿瘤药物。

1995年10月，中国成为世界上第二个正式生产紫杉醇及其注射液的国家【4】，现在在中国各大医院，紫杉醇已成为卵巢癌、非小细胞肺癌的经典化疗方案。

2.紫杉醇的化学结构及性质【5】紫杉醇在结构上属于四环二萜类化合物，化学结构很复杂，母核有9个手性中心，侧链有2个手性中心，有2048个非对映异构体。

化学名称为5β,20-环氧-1,2α,4,7β,10β,13α-六羌基紫杉烷-11-烯-9酮-4、10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-（2’R,3’S）-N-苯甲酰-3’-苯基异丝氨酸酯。

紫杉醇的基本骨架由A、B、C、D四个环组成：A环，为六元环，C11C12之间为双键，C1位连羟基，C12位连甲基（即18号碳），C13位连三个碳原子，C1为甲酯，C2位连羟基，C3位连苯基和苯甲酰胺基，C15位连二甲基（即16号碳和17号碳）；B环为八元环，C2位连苯氧甲酰基，C8位连甲基（即19号碳），C9为羰基，C10位连乙酰氧基；C环为六元环，C4位连乙酰氧基，C7位连羟基；D环为氧丁环。

分子式为C47H51NO14，相对分子量为853.92。

紫杉醇呈白色粉末状或灰白色结晶性粉末，其熔点为213-217℃，比旋度为左旋47=51℃，溶于甲醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、乙腈、丙酮、己烷、异丙醇、乙酸乙酯-甲醇、乙酸乙酯-二氯甲烷、乙酸乙酯-丙酮、乙酸乙酯-乙醚等溶液中，易溶于氯仿、丙酮等。

水溶性很差，只能在毫摩尔水平上溶于各种醇类物质中。

因亲水性低，不能注射给药。

3.紫杉醇的提取分离方法3.1紫杉醇的提取溶剂萃取法适用于紫杉醇的粗提阶段【6】，日本学者研究【7】表明，在乙酸乙酯、乙醚、乙腈、丙酮、甲醇、己烷、异丙醇、乙酸乙酯-甲醇、乙酸乙酯-二氯甲烷、乙酸乙酯-丙酮、乙酸乙酯-乙醚等溶剂中，以乙酸乙酯-丙酮（1:1）混合溶剂提取的效果最好。

研究表明，在初萃取过程中引入超声技术，可大大缩短初级萃取过程的时间【8】。

固相萃取法是一种省时省溶剂、萃取效率高以及选择性更好的新型萃取方法。

使用三氧化二铝固定相（1000mg/ml），血清级聚丙烯柱管，装填γ-Al2O3自制而成。

【9】色谱法包括正相-HPLC、反相-HPLC、TLC、胶束电动色谱（MEKC）和高速逆流色谱（HSC-CC）。

膜分离法，可进一步浓缩粗提过程所得的浸膏，提高了紫杉烷类的物质浓度，减轻后续色谱分离的负担和紫杉醇的损失。

超临界流体萃取法（SPE）用于提取紫杉醇收率高、时间短、所得产物安全，但对设备要求高，操作条件严格，目前还难以进行大量原料的萃取。

离子交换树脂法目前应用较少。

紫杉醇键合物解离法可提高紫杉醇提取分离的产量，简便易行，实用前景较好。

柱切换技术法是色谱分析中用于及其复杂的样品的分析方法之一，用此法提取紫杉醇可获得高纯度的样品，被广泛用于紫杉醇的提取。

层析法，国内多采用硅胶正相层析法，国外多采用大孔吸附树脂法或反相层析法。

前者负载纯化量小、纯化步骤多，故生产效率难以提高，且耗费溶剂；后者克服了前者的不足，但大孔吸附树脂和反相填样介质价格昂贵，且易被杂志污染，再生困难，很难再大规模生产中重复使用。

化学反应法中Murray用1%-10%的O3氧化粗提物，再加入吉拉德氏酞肼-AcOH,最后通过选择性沉淀或乙酸乙酯-水等萃取的方法，有望成为大规模纯化紫杉醇的理想方法。

【10】药理作用靶点法【11】是一种基于紫杉醇药理作用研究成果的紫杉醇分离纯化方法，其特点有：较常规的色谱法、层析法更简便、高效、有选择性；该方法的原理可应用于其他抗癌药物的提取纯化研究中。

3.2紫杉醇的分离方法【11】目前，国际上一般采用的紫杉醇纯化方法主要有碱性氧化铝柱层析法、反相层析法、色谱法、细胞生物学法。

其中反相层析法运用较多，细胞生物学法是近几年发展起来的纯化方法，其运用虽不广泛，但发展潜力大。

a．碱性氧化铝柱层析法用氧化铝作柱层析的材料与步骤：甲醇及三氯甲烷等溶剂用分子筛脱水，层析用Al2O3在190℃下干燥6h，用三氯甲烷充分浸泡，超声脱气5min,装住。

三氯甲烷清洗后进料，用三氯甲烷淋去未被吸附的杂质，然后采用不同浓度的甲烷/三氯甲烷进行洗脱，收集洗脱出来的紫杉醇，用旋转蒸发器蒸干，从所得固体中取样，HPLC测定其纯度。

层析柱用100%的甲烷再生备用。

b.反相层析法室温条件下，将8cm高的硅胶键合相载体装入层析柱中，用40%的甲醇溶液充分平衡，加入紫杉粗品液（0.79mg/ml），控制流速0.1ml/min左右，流出液分管收集，测定其紫杉醇含量。

c.薄层层析法将红豆杉树叶提取液在薄层板上点样展开进行分离，该法可将紫杉醇与其他紫杉烷较好地分离，并可进行显微密度测定，能将紫杉醇从大量紫杉醇及紫杉烷类的混合物中分离出来。

d.色谱法 HPLC是较常用的方法，硅胶基质C18柱（ODS）、氰基柱和苯基柱是被广泛运用的普通填料，但HPLC柱用这些填料进行分离纯化得到的纯度不高。

现有10多种新型填料被开发出来专门用于紫杉烷类化合物HPLC的分离分析。

梯度洗脱方式、高速逆流色谱、双质谱联用等方法是除HPLC外被广泛应用的。

e.膜分离法先将悬浮培养物进行预过滤，在离心除去细胞碎片，然后通过膜可将大部分紫杉烷类洗脱出来，是除去紫杉醇中紫杉烷类，分离纯化紫杉醇的有效方法。

运用该法，紫杉醇的损失可减至最小。

4.紫杉醇的合成研究【12】目前紫杉醇的全合成方法主要有两种，一种是美国佛罗里达州立大学的Holton以樟脑为起始物，用线性途径，把分子一部分一部分接合而成的。

美国BMS公司已经采用该方法用于紫杉醇的半合成商业化生产。

另一种是1994年初Scrips研究所和加州大学的Nicolaou等发表的合成方法，此法与Holton的合成方法不同，而是先合成A环和C环，再用McMurry偶联法闭合成B环，最后再合成D环。

以上两种方法合成过程都很复杂，适用于实验室合成，难以进行工业化生产。

5.常见的几种紫杉醇药物紫杉醇注射液（Paclitaxel Injection），适用于转移性卵巢癌和乳腺癌，对肺癌和食管癌也有一定疗效，生产单位：北京协和药厂。

紫杉醇（Paclitaxel）,又名泰素（Taxol），使用于乳腺癌、卵巢癌、肺癌、结肠癌等，上市商：美国Bristol Caribbean。

复方红豆杉胶囊，组成：紫杉醇、人参皂苷、甘草甜素等，用于乳腺癌、卵巢癌、肺癌、宫颈癌、食道癌、直肠癌、肝脏肿瘤、头颈部肿瘤、淋巴细胞性白血病等中晚期的治疗。