紫杉醇的化学研究

· 综 述 · 紫衫醇的化学研究 中国医学科学院药物研究所 〔北京 。。 方唯硕 摘要 本文 综述 了截至 年底 为止 的 关于 紫杉醉植物化学 、 分析 、 合 成 、 构效 关系等方 面 的研 究 工作 , 并对 其面 临 的 资源 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 进行 了讨论 。 关键词 紫杉醇 红 豆 杉科 紫杉醇 是从红豆杉科红豆杉属植物短 叶红 豆杉 石 中分离出的一个具有独特结构 的二菇类成分 , 它的骨架被命名为紫杉烷 。 自从发现其 良好的抗癌活性和独特的作用机理 —抑 制微管解聚和稳定微管的作用 以来 , 对紫杉烷类化合 物尤其是紫杉醇的研究越来越受到人们重视 。 目前 已 对红豆杉科的 属 个种及若干变种的化学成分进行 了研究 , 发现 了大量具有紫杉烷骨架及类似骨架的化 合物 。 但迄今为止 , 还没有发现抗癌活性强于紫杉醇的 天然来源的紫杉烷类化合物 。 本文拟对紫杉醇的植物 化学 、 分析 、 合成 、 半合成 衍生物及构效关系等方面 的研究作一概述 , 并讨论紫 杉醇面临的资源问题 红豆杉科植物中存在紫杉醉 红豆杉科 共有 属 种植物 。 除澳州 红豆杉属 的 产于南半球 外 , 其余均产于北半球 。 截止至本文写作时 , 已从短叶红豆杉 、 东北红豆 杉 〕 、 浆果红豆杉 右 」 、 西藏红 豆 杉 入 〕、 云 南 红 豆 杉 夕 〕、 加拿大红豆杉 。 己 、 〕 、 中国 红 豆杉 。 和美丽红豆杉 币 动 的树皮 中拿到紫杉醇单体成分 。 紫杉醇在植物体 内含 量普遍很低 , 即使在 目前公 认 含 量 最 高 的短 叶红 豆 杉 树 皮 中也 仅 有 。 为了保证有足够的资源 , 还对若干种植物的枝 叶进行化学成分研究 , 并从浆果红豆杉 、 、 云南红豆杉和东北红豆杉的枝叶中分出了 紫杉醇 , 说 明这些种植物的枝叶可作为生产 紫杉醇的 资源 。 根据对多种植物含量测 定的结果 , 除 了上述分离 出紫杉醇的植物外 , 的枝皮和 枝叶也含有紫 杉醇 “ 〕。 紫杉醇在植物体 内含量受多种 因素的影响 , 不 同 种类或部位的紫杉醇含量可相差上百倍 。 其影响因素 主要有以下几点〔一川 ”不同种的红豆杉科植物中紫 杉醇含量差别很大 。 如短叶红豆杉中紫杉醇含量最高 可达 , 而浆果红豆杉为 , 东北红豆杉为 。 同种植物不同部位的含量差异很大 。 一般 说来 , 树皮最高 , 而枝叶和心木最低 。 也有报道说嫩芽 , 甚至嫩叶含量高于树皮的 。 与植物生长年限有关 。 如东北红豆杉中生长年限长 , 含量则越高 。 但不同部位 可能也会有变化 , 如短叶红豆杉叶子越老含量越高 , 而 枝子越嫩含量则越高 。 与植物生长环境有关 。 例如 生长在阴处 比在 日光暴露下的短叶红豆杉干皮含量更 高 。 不 同经纬地区生长的同种植物含量亦有差别 。 与植物生长形态有关 。 如东北红豆杉的灌木形态 比乔 木形态含更多的紫杉醉 。 与采收季节 、 贮存加工方 法等有关 。 短叶红豆杉通常在 月份收集时紫杉醇的 含量最高 。 干燥粉碎的嫩芽和干皮室温放置 个 月之后 , 紫杉醇含量可减少 。 萦杉醉及其它紫杉烷类成分的分析 为了研究紫杉醇及其它紫杉烷类成分在植物体或 其它样 品 中的含 量 , 有 目标地寻找紫杉醇含量较高的 部位供提取分离 , 以及研究紫衫醇在体 内的分布 、 代谢 过程 , 已经建立了许多定性定量方法 。 在 已报道的文献 中 , 除了一篇用多形式 双 向展开 薄层层析和一篇用 免疫学的 法测定的方法外 , 其余的均用 或 一 方法进行测定 , 见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 。 紫杉醉的提取分离 从植物体或组织培养物中提取分离紫杉醉基本上 还是采用传统的液相色谱方法 , 即常压和低压柱层析 、 干柱层析 、 制备性 等法以及一些较先进的分离手 段如 , 高速逆流色谱 等也用于紫杉醉 111 高亮 表 紫杉醇及 其它紫杉 烷类成分 的分析方法 方法原理 方法主要 内容 测定结果 定性测 定短叶红 豆杉中紫杉醇 、 。 及 其它紫杉烷类成分 法 氰基键合硅胶板 , 以 一 一 一 为第 向展开剂 , 一 一 , , , 为第 二 向展开剂 苯基键合硅胶板 , 以 一 , 一 一 一 , 为第一 向展开剂 , 一 为第二 向展开剂 用 , 一唬拍酸紫杉醇与小牛血清白蛋 白结合物 为免疫原 产生抗血清 , 利用免疫反应测定与抗血清结合的紫 杉烷量并与已知量的标准品 比较 氰基柱 , 苯基柱 , , 柱 , 一 一 为流动相梯度洗脱 苯基柱 流动相 为 一 一 柱 , 以 一 一 为流动相 定性及 半定量测定红豆杉属 植物中紫杉醇 及紫杉烷类二菇的含量 柱 , 流动相 为 一 苯基柱 , 流动相 一 一 ‘ , 用 调至 , 柱 , 流动相为 一 , 硅胶柱 , 流动相为 一 , 微型 柱 , 流动相 一 柱 , 一 , 为流动相 柱 , 一 梯度洗脱 柱 , 一 及 为流动相 氰基柱 , 一 一 。 , 为流动相 , 热喷雾接 口 与 联用 短 叶红豆杉中紫杉醇 、 及 其 一去乙酞物 , 及其 去乙 酞物的定性 定量分析紫杉醇含量并追踪分离紫杉醇 测定东北 、 中国 、 云 南红豆杉植物及组织培 养物中紫杉醇及其 一去 乙酞物 , 及其 一去乙酞物 的含量 测定短 叶红豆杉中紫杉醇的含量 测定短 叶 、 浆果 、 东北红豆杉及 。 中 紫杉醇 , , 的 含量 中国红豆杉中紫杉醇含量 中国红豆杉中紫杉醇含量 短叶红豆杉中紫杉醇含量 人血浆及尿中紫杉醇量 一 测 定人血 、 尿中紫杉醇量 测定人胆汁 、 尿中紫杉醇及其代谢物的量 测定东北红豆杉中紫杉醇含量 的分离 。 有关的工作见表 。 液相色谱法提取短 叶红豆杉干皮 , 提取溶剂为 或 由表 可见 , 原有提取方法就是用 乙醇 、 甲醇或甲 , 温度 ℃ , 压力 一 , 效果较 醇和二氯 甲烷混合溶剂提取 。 近来又有报道用超临界 传统的溶剂法为优 〕。 表 紫杉醇 的提取 分离 原 料 提取方法 分离方法 西藏红豆杉的根 、 干皮 、 叶子 云南红豆衫干皮 乙醇提取 一 次 , 萃取 乙醇冷提 次 , 萃取 生产时用 提取 , 萃取 硅胶柱层析梯度洗脱 , 逆流分配 及制备 一 干柱层析 , 低压柱层析梯度洗脱 , 制备性 短叶红豆杉干皮工业 生产紫衫醇后剩下 的“ 后紫杉醇部分 ” 浆果红豆衫干皮 州 枝叶 硅胶柱层析梯度洗脱 , 制备性 短叶红豆杉干皮 提取 , 萃取 一 提取 , 萃取 一 提取 , 萃取 硅胶及 氧化铝柱层析 , 中压柱层析 , 制备 硅胶柱层析 , 制备 一 硅胶及纤维素柱层析 , , 紫杉醇与 另 一 个 结 构 十分 相 近 紫 杉烷 类 成 分 用常规的柱层析和 薄层层析方法很难 分开 , 因此常用 和 方法加 以分离 。 研究 表 明 , 用紫杉醇与 混合物进行药理试 验时 , 后者对紫杉醇的抗癌活性没有协同作用 。 因此将 两者加 以分离是有必要 的 。 紫杉醇和 。 混合物的各种分离方法见表 。 表 方法 由于分离量较小 , 成本较高 , 且需要一定 的设备 , 不宜在生产上使用 。 等报道了一项用 低压闪式柱层析进行分离的工作 。 具体做法是 , 将两者 中国药学杂志 年 月第 卷第 期 表 与 。 的分 离 方法原理 方 法 内 容 、 一 硅胶板 上用 一 一 展开 次切割 , 重结晶 硅胶板上用 一 一 展 开切割色带 , 一 洗脱 , 重结晶 , 柱 , 流动相为 一 苯基柱 , 流动相为 一 一 · , 一 亡 卜 一 一 , , , 混匀 , 上相为流动相 , 卜相为固定相 , 用 分得紫杉醇 、 , 及两者混合物 。 混合物在 柱上 以 一 一 ’ , 为流动相分离 一 一 。一 一 , , , 混 匀 , 上相为固定相 , 下相为流动相 , 分出部分紫杉醇 混合物 用 处理 , 氧化 。 的 一 侧 链末端的双键 , 而紫杉醇不具有末端双键不受影响 。 然 后用 己烷 一 乙 酸 乙 醋 逐渐增 加 至 洗 脱 , 可将二者分开 。 紫杉醉及其衍生物的构效关系研究 对于紫杉醇及其衍生物 的结构与抗癌活性关 系的 研 究 , 在 和 年的综述 中 已有 了较 为详细的论述〔“ 二 。 这里仅就构效关系的要点和近一两 年新发表的文献内容作一概述 一 ‘ 。 紫杉烷环上 一 , 位的环氧丙烷环 环 及 一 位侧链对其抗癌活性是必 不可少的 , 环开环或 一 侧链失去可使抗癌活性几乎完全消失 。 紫杉烷骨 架的〔 , , 〕三环骄合方式对活性亦十分重要 , 经处理 变为 「 , , 〕三环骄合方式后 , 促进微管聚 合的作用降 , 细胞毒性则几乎完全丧失 。 不过近来亦有报道认为 , , 〕骄合方式对 活性的影 响不象 以前推测的那 么 侧链上 一 , 位轻基醋化后 在体外试验 中活性较 差 , 尤其是抑制微管解聚的功能受到显著影响 。 但在体 内试验中 一 ’位酩化后对活性影响却不大 , 说明醋化 产物可能在体内水解成紫杉醇 。 因此 , 一 ’位的修饰是 寻找前药的一个可能途径 。 已有报道 ’一 一 , 一二 乙基氨 丙酞基 〕紫杉醇 甲磺酸盐的溶解度是紫杉醇的 倍 以 上 , 它对乳腺癌 、 黑色 素瘤 的作 用与紫杉 醇相 当 , 对微管聚集的影响强于紫杉醇 。 侧链上 一 ’位氨基取代对其影响微管功能的作 用很重要 。 一 ’位没有氨基的衍生物与微管结合很差 , 这可能是因为 一 ’上氨基取代保证了侧链 ’ ’ 的 构型 , 而此构型对紫杉醇与微管作 用十分重要 。 半合成 衍生物 保持了 一 ’ , 一 ’的构型 , 只将侧链 末端苯基变为 一 取代 , 活性与紫杉醇相当 。 这说明 侧链末端取代基的改变基本上不会影响其活性 。 另外 , 一 ’苯基取 代也对 活性有影 响 , 如将苯基换 为甲基会使活性丧失很多 。 中国药学杂志 年 月第 卷第 期 紫杉醇上 一 和 一 的 卜 对活性也有影响 , 差 向异构化或醋化均会降低活性 。 但作为水溶性较大 的前药 , 对 一 和 一 轻基进行修饰还是有一定可能 性的 。 紫杉醇分子在溶液 中的构象据信对其与受体的 结合也是重要的 , 此方面的研究尚在起步阶段 。 紫杉醉的全合成与半合成研究 迄今为止 , 紫杉醇的全合成 尚未成功 , 其中较大的 障碍是环 氧丙烷 环 的合成 。 最 近 有报道 用 酮转化为正确立体结构的含紫杉醇 , 环片 断 , 此 片断 还 有 活 性 基 团 , 可进 一 步 反 应 生 成 , 环 「。二 。 在紫杉烷成分 中 , 一大类在 一 上有双键 , 一 位有 一 或酷 , 它们有的含量很高 , 但活性很弱 。 等将具有 一 位双键的化合物 通过 步反应转化为具有 一 , 环氧丙烷环的化 合物 ’习。 近期还报道了一种以价廉易得的 一旅烯为原 料 , 通过 步反应生成紫杉烷骨架的方法 二 。 紫杉醇合成的另一方法是 以天然来源的 或 一 去乙酞 皿 为原料 , 通过 位酷化得到 紫杉醇或其它半合成衍生物 。 此法的关键为 侧链 的 合成 把侧链接到 , 或 一去 乙 酞 皿 上去 。 最初 系采用 肉桂酞氯与 , 成酷 后 , 再 对 双 键进 行 轻 基 化 、 氨 基 化 , 但此 法选 择性 较 差 「 」。 后有通过环氧化物途径 ’和 件内酞胺途径比二合 成光活性侧链 , 然后再与 或 一去 乙 酞 连接 。 近期报道用 一 苯基甘氨酸为原 料 , 通过 步反应生成 ’位缩醛保护的侧链 , 此法适用 于大规模生产 。 另有报道用含锰催化剂催化 , 以顺式肉 桂酸 醋 为 原 料 合 成 侧 链 , 立 体 选 择 性 很 高 。 有 关 紫 杉 醇 的 合 成 工 作 , 参 见 与 , 飞的综述 。 红豆杉资源问题 由于 紫杉醇独特的作用 位点 , 因 此 除 了作为一个 低大 111 高亮 杉醇的 倍 。 紫杉醇在体内代谢物的研究亦有可能指 明紫杉醇 前药的研究方 向 。 已从体内分出了紫杉醇的 个主要 代谢物 , 见附图 , 除了代谢物 微管解聚抑制作用稍强 外 , 它们的体外抑制微管解聚活性和 细胞毒性均 不及 紫杉醇 〕。 易云母叭衣 新型抗癌药在临床上应用外 , 还会成为研究细胞 内微 管功能的工具药 。 对用植物组织培养和基因工程方法 产生紫杉醇的研究将会促进生物科学领域的发展 。 可 以预见紫杉醇的应用是非常广泛的 。 天然来源的紫杉醇极 为有限 , 而化学全合成 又 十 分困难 。 因此 , 解决紫杉醇的资源问题 已成为科学家关 注的焦点 。 解决这一问题可以从以下几方面着手 扩大对红豆杉科植物的研究范围 目前生产紫杉 醇的资源主要是短叶红豆杉干皮 。 由于红豆杉植物生 长缓慢 , 树皮量又 不多 , 而且剥去树皮会使树木死亡 , 长此以往必然导致资源枯竭 。 为此 , 人们开始把注意力 转向可以再生的枝叶 。 虽然枝叶中紫杉醇含量仅有干 皮的 左右 , 但考虑到 枝 叶的总量远远大于干皮 , 因而枝 叶中含有紫杉醇的总量也高于干皮 中的总量 。 但用含量低的枝叶生产紫杉醇会在生产过程中带来更 多的问题 。 虽然在 已进行化学研究的 属 种红豆杉科植物 中 , 未见到紫杉醇含量高于短叶红豆杉干皮的 , 但进一 步研究红豆杉科其它种属植物仍有可能得到含有较高 量的紫杉醇或其前体化合物 。 因为除了短叶红 豆杉的 紫杉醇含量受环境 因素影响研究较清楚外 , 其它种研 究的并不太多 。 除了野生植物外 , 对其它杂交种和栽培 品种的研究也很有意义 。 如前面提及东北红豆杉的灌 木形态 多为 园 艺栽培 比野 生 的乔木 含 更 多 的 紫杉 醇 , 以 及在 中分出紫杉醇等等 , 为 进一步扩大 自然资源的利用提供了可能性 。 ‘ 半合成及水溶性衍生物的研究 寻找含量较高的 紫杉醇前体化合物 , 通过半合成方法得到紫杉醉及其 衍生物是解决资源短缺的另一途径 。 就是这 方面一个很好的例子 」。 它是以浆果红豆杉中含量达 的 一去乙酞 为原料制得的 , 体内外实 验均证明其作用与紫杉醇相当或更好一些 。 这说明半 合成方法不仅可适用于大规模生产紫杉醇 , 还 可能得 到 比紫杉醇活性更好的化合物 。 紫杉醇在临床上应用存在着水溶性差 、 生物利 用 度低的问题 。 如果改善其水溶性以增加生物利用度 , 从 而减少使用剂量的话 , 那么从某种程度上 说等于扩大 了紫杉醇资源 。 目前这方面的研究集中在 一 ’和 一 位衍生物的制备上 , ’“ , ’, 〕。 除了前面提及的 ’一 「一 , 一 二 乙 基氨 丙酞基 紫杉醇 甲磺酸盐外 , ’一 一 , 一二 甲氨 乙酞基 紫杉醇 甲磺酸盐以及 ’一 一 「一 , 一二 甲基 丙氨酞 丁酞 紫杉醇的盐酸盐也有较好的 水溶性及活性 。 在 已发表的文献中 , 水溶性较大的一个 衍生物是 ’一 一磺丙酞基 紫杉醇钠盐 , 其水溶性 为紫 , 日 一 浓 心。一青 · 母 。 · 内 一 添一种易曲 附 图 紫杉 醇及 其 主 要 代 谢 物 结 构 组织与细胞培养产生紫杉醇的研究 从理论 上说 , 采用组织或细胞培养的方法生产紫杉醇是非常 优越的 , 它可 以从根本上解决资源短缺问题 。 虽然用短 叶红豆杉愈伤组织培养生产紫杉醇的研究 已在实验室 水平上获得成功 〕, 但距工业化生产还有一段距离 。 美 国正 在开发紫杉醉的 一 公司 已 拨 出资金支持组织培养生产紫杉醇的放大试验 , 希望能 将其尽快推向实用的生产水平 。 采用基因工程方法生产紫杉醇在理论上虽然令人 向往 , 但 由于此法需涉及几十个基因组 , 要耗费大量的 人力 、 财力 、 物力 , 在短期 内还难以办到 , 更不用说工业 化生产了 。 总之 , 在今后几年里需要解决的首要 问题就是紫 杉醇的资源问题 。 从 目前情况看来 , 最直接和现实的方 法还是从野生及栽培植物体内分离紫杉醇或其前体化 合物 , 通过结构修饰得到紫杉醇或活性更强的化合物 。 参 考 文 献 一 , , , ” , , 价‘五〕 功 , , 张沿军 , 王林 , 李锐等 东北紫杉化学成分研究 中国药学杂 中国药学杂志 年 月第 卷第 期 志 , , 一 , , 一 , 了公了 口 , , 一 , , , 了 己 , , 陈未名 , 张佩玲 , 吴斌等 云南红豆杉抗肿瘤活性成分研究 药学学报 , , 一 , , 一 , 记 , , , , , 厂 乙 , , , 一 , , , , , 一 , , , , , , , 勺‘ , , , 一 一 , 加欲 , , , , , , , , 一 翻 , , , , 一 一 、 八 , , , , , 一 , , , , 一 , 一 一 , , , 一 一 ‘ , , 一 , , 一 , 一 渔 阴 , , , , 一 , 一 一 一 王 一 一 入 ‘ 功 , , , , , , 一 、 一 七 川 , , , , 一 , 一 一 一 , , , , , , , , 一 , , , 一 , , , 功 人 从 “ , , , 一 , , , 一 一 一 一 一 ‘ 之 , , , , , , 一 功 , , , , 一 , 一 卜 记 一 一 ” , , , , , 一 一 之 , 了 理 ” 从 , , 一 · 一 , 一 一 , 一 一 , , , 一 一 尸 , , , , 一 一 、 , 汀 , 一 一 收稿 一 一 一亚麻酸及其研究和应用 合肥制药厂 林峰 张 燕 摘要 本 文 简要 总结 了 一亚麻 酸 的 理化性 质 、 生 理 作用 、 自然 资源 开 发 和 生 产方 式 , 以 及近年 来 药 理研 究和 应 用进展 。 中国药学杂志 年 月第 卷第 期