紫杉醇提取工艺原理及操作技术
紫杉醇提取分离方法研究
一、提取：
紫杉醇的提取方法，其效果直接影响紫杉醇分 离、纯化的难度及最终产量。
粗提多采用甲醇、乙醇、甲醇一二氯甲烷(1： 1)，但所得浸膏中杂质量较高。研究发现，在 乙酸乙酯、乙醚等溶剂中，乙酸乙酯一丙酮(1： 1)混和溶剂提取紫杉醇效果最佳，浸膏中紫杉 醇含量高达甲醇提取的3倍。 常用的方法有冷浸、渗漉和索氏提取法，又有 人在提取过程中引入超声和微波技术 ，从而 大大缩短了提取时间。
通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢 癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头 颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
【分 子 式】 C47H51NO14 【结构式】
发现历史
1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔 （Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林 中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到 了紫杉醇的粗提物。在筛选实验 中，Wani和 Wall发 现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性， 并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物中 含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大 学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作， 通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一 种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。
虽然紫杉醇的全合成巳获成功，但就目前临床 供药而言，主要还是依靠从植物中提取。无论 是从天然的红豆杉植物还是从培养的植物细胞 组织中提取紫杉醇，都要涉及到如何能分离并 去掉与紫杉醇结构相似的其它紫杉烷类化合物。 由于这些紫杉烷类化合物在化学结构和极性等 方面都同紫杉醇极为相似，因此给分离工作带 来很大的困难。
通过文献调研可知，近年来，人们就紫杉醇的 提取和分离研究出了许多不同的方法，从而提 高了紫杉醇提取分离的效率，降低了其生产成 本。在本文中，根据已有的基础条件，结合本 学期的专业实验，给出了优化实验的基本思路。 这项研究已取得了长足的进展，一些新的技术 和手段不断应用于这一领域，并显示出诸多优 势和良好前景。相信，随着人们对这领域的进 一步研究，紫杉醇的提取和分离方法将会变得 更加完善。
紫杉醇生物体内合成过程
紫杉醇生物体内合成过程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：紫杉醇是一种来源于紫杉树的天然化合物，具有很强的抗癌活性，被广泛应用于临床治疗各种癌症。
紫杉醇的生物体内合成过程极为复杂，需要多个酶和底物共同作用，经过一系列反应才能最终得到紫杉醇。
下面将具体介绍紫杉醇在生物体内的合成过程。
紫杉醇的生物体内合成过程主要发生在植物体内，具体是在紫杉树的树皮和树叶中。
紫杉树通过光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并通过细胞壁和细胞质膜将葡萄糖输送到叶绿素细胞内。
在叶绿素细胞内，葡萄糖被进一步转化为异戊二烯醛，这是紫杉醇合成的起始物质。
接着，异戊二烯醛经过一系列酶的催化作用，逐步转化为异香树脑、异下角酯和芳亚麻酸。
这些中间产物经过进一步反应和转化，在经过多个酶催化反应后，最终合成为紫杉醇。
紫杉醇是一个高度复杂的生物合物，结构稳定，有很强的生物活性，能够有效抑制癌细胞的增殖和扩散。
紫杉醇的生物体内合成过程不仅仅发生在紫杉树中，还可以通过生物工程技术在其他微生物或植物中进行合成。
科学家们通过改造微生物或植物的基因组，使其拥有紫杉醇合成途径的相关基因和酶，从而实现紫杉醇的人工合成。
这种方法不仅可以提高紫杉醇的产量，还可以避免砍伐紫杉树等不可持续的开发方式，对环境保护和资源节约具有重要意义。
紫杉醇的生物体内合成过程是一个极为复杂的生物化学反应网络，需要多个酶和底物的协同作用，经历多个步骤才能最终合成出紫杉醇这种抗癌活性物质。
通过深入研究紫杉醇的生物合成机制，可以为生物医药领域的新药研发提供重要的参考和借鉴，有助于开发出更多高效的抗癌药物，促进健康医疗事业的发展。
希望未来能够进一步加强对紫杉醇生物合成的研究，推动这一领域的发展和进步。
【紫杉醇生物体内合成过程】。
第二篇示例：紫杉醇（Paclitaxel）是一种重要的治疗肿瘤的药物，具有广泛的疗效和应用。
而紫杉醇的主要来源是从紫杉树的树皮中提取得到，但是该方法存在诸多问题，比如提取难度大，产量低等。
紫杉醇提取技术
紫杉醇提取技术
紫杉醇提取技术是一种从红豆杉树（Taxus brevifolia）中提取的一种抗肿瘤药物。
以下是简要的提取步骤：
1. 切片：将红豆杉树干切成薄片。
2. 干燥：将切好的树干片放入干燥设备中，保持适当的温度和湿度，以减少水分。
3. 粉碎：将干燥后的树干片研磨成粉末。
4. 提取：将粉末与有机溶剂（如甲醇或乙醇）混合，进行超声波辅助提取。
提取次数和时间根据实验条件而异。
5. 过滤：将提取液与固体废物分离，使用滤纸或其他过滤设备。
6. 浓缩：将过滤后的提取液进行旋转蒸发或减压浓缩，去除大部分有机溶剂。
7. 回收：利用柱层析或其他分离技术，从浓缩液中分离出紫杉醇。
8. 纯化：通过结晶、重结晶等方法对紫杉醇进行纯化，得到高纯度的紫杉醇。
需要注意的是，实际操作过程中可能涉及到的设备和条件会根据不同实验室和研究者的方法而有所不同。
此外，提取紫杉醇的过程中要严格遵守实验安全规程，因为紫杉醇和其代谢产物具有毒性。
紫杉醇的提取
1、紫杉醇的提取——溶剂萃取法溶剂萃取法常用于紫杉醇的粗提阶段。
紫杉醇的粗提阶段又可分为初级萃取和次级萃取。
在这两级萃取过程中，溶剂的选择对于精提产物的质量和过程经济性具有重要影响。
初级萃取和次级萃取一般采用的溶剂系统不同。
各个时期的研究者对这两个过程的溶剂系统的研究结果已有详细的总结。
最近、日本学者对紫杉醇提取的溶剂种类进行了详细的研究，结果表明：在乙酸乙酯、乙醚、乙腈、丙酮、甲醇、已烷、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）混和溶剂提取的效果最好，所得浸膏仅为植物干重的7.70%，紫杉醇的含量高达浸膏的0.084%，而用甲醇提取所得浸膏为植物干重的20.98%，紫杉醇的含量为浸膏的0.027%，尚需要多次抽提才能得到紫杉醇含量较高的浸膏。
现在看来利用乙酸乙酯-丙酮（1：1）一次便可以使紫杉醇提取量高于以往常用溶剂所能得到的量，这就为后序的分离纯化工作带来很大的方便，由于乙酸乙酯-丙酮（1：1）的价格与甲醇的价格相当，且可回收再利用，因此，这一提取方法的经济性较为合理。
在初级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。
例如Xu采用甲醇-二氯甲烷（95.5）作初级溶剂，所需萃取时间约为35-60min。
在溶剂系统不变的情况下，将原料与溶剂的混和物进行超声振荡，萃取达到平衡的时间缩短到仅5min，与此对比，Hoke 等人采用纯甲醇作为初级溶剂，无超声振荡，所需时间长达16-48h。
超声技术的引入，除可大大缩短萃取平衡时间外，还可以使初级萃取在低温下进行，从而避免了紫杉醇在高温下转化为其它物质而造成收率降低。
2、紫杉醇的提取——色谱法早期的色谱纯化紫杉醇工艺是采用多根硅胶层析柱串联的一种操作，因为硅胶对紫杉醇的不可逆吸附造成的损失很大，使得紫杉醇的收率很低，仅为0.004%左右。
近年来，随着色谱技术的进步，不断有新的色谱技术被引入到紫杉醇的分离提取过程中来。
抗癌药物紫杉醇的天然提取与分离技术
膜分离法在近些年也开始用于分离紫杉醇烷类 化合物。膜分离法（membrane separation）是利 用具有一定选择性、透过特性的过滤介质进行物 质的分离纯化，是人类最早应用的分离技术之一。 1994年，美国科学家Carver等人采用平板式、中 空纤维式和管式膜组件，对超滤膜和反渗透膜在 紫杉醇烷类物质的分离过程中应用进行了研究， 结果表明：采用膜分离法可以进一步粗浓缩提取 过程所得的浸膏，可以使紫杉醇烷类物质的浓度 提高5倍左右。这种方法的优点是在提取过程中 使紫杉醇的活性损失减至最小。
密度
•超临界流体具有可压缩性，其密度随压力增的而增大，在适当的 压力下，相当于流体的密度。 • 超临界流体的黏度极小，相当于气体的黏度，具有良好的传递 性和快速移动的能力。
超 临 界 流 体 的 特 性
黏度
•超临界流体具有较大的自扩散能力，是液体的100倍，因此比液 体传质好，并具有良好渗透能力。 扩散力
溶剂的循环是很关键的步骤，一般有两种方式， 分别为压缩机循环方式和泵循环方式。在压缩机 循环方式中，超临界状态的溶剂首先通过改变其 状态与溶质分离，然后调节温度和压力成为气态， 再由压缩机增压至萃取的压力条件，经调温至萃 取温度后，再次进入萃取器。在泵循环方式中， 超临界状态的溶剂还是首先改变其状态达到分离 溶质的目的，然后调节温度和压力成为液态，再 由泵加压至萃取压力，再调温至萃取温度，返回 萃取器。两种方法各有优缺点。
下面以复旦大学的实验设备为例，讲解CO2超临界流体萃取的原理及其设备。
CO2和修饰剂分别由CO2泵和修饰剂泵 打入各泵的锥形腔体中，再经流体混合 其按设定的比例混合后，流入萃取器中 的集流腔。在达到萃取设定的温度和压 力后，萃取器开始萃取。动态萃取时， 超临界CO2流体经限流管流入甲醇收集 瓶后减压排放，流体带出的萃取所得物 则溶于收集液中。
紫杉醇的提取工艺研究资料讲解
紫杉醇的提取工艺研究紫杉醇提取纯化方法的研究进展紫杉醇是最早从红豆杉属植物中分离出来的三环二菇类化合物，是继阿霉素和顺铂之后最热点的抗癌新药。
紫杉醇具有复杂的化学结构，分子由3个主环构成二菇核，分子中有11个手性中心和多个取代基团，母环部分是一个复杂的四环体系，有许多功能基团和立体化学特征。
分子式C47H51NO14，分子量853.92。
同位素示踪表明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。
细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。
通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
紫杉醇属于有丝分裂抑制剂,它的独特机制在于可以诱导和促进微管蛋白聚合,促进微管装配及阻止微管的生理解聚,由此抑制癌细胞纺锤体的形成,阻止有丝分裂的完成,使其停留在G2期和M期直至死亡,从而起到抗癌的作用。
迄今为止紫杉醇是唯一促进微管聚合的新型抗癌药。
这一新的发现引起了各国医药界的极大兴趣。
现在已有包括我国在内的十多个国家批准了紫杉醇类药物的正式生产。
目前有关紫杉醇研究的几个主要问题是:紫杉醇的提取;紫杉醇的人工合成;紫杉醇的临床应用(水不溶性问题的解决);紫杉醇的构效关系;紫杉醇的抗癌机理。
紫杉醇的抗癌机理1971年,Wani等报道了紫杉醇在一些实验体系中具有抗癌活性。
1978年,Schiff等发现紫杉醇在极低的浓度下(0.25μM)可以完全抑制Hela细胞的分裂,而且在对细胞4小时的培养过程中,对DNA、RNA和蛋白质的合成没有明显影响。
Hela细胞在与紫杉醇共同温育20小时后被阻断在G2后期和M期。
1979年Schiff等用浊度法进行了研究,发现紫杉醇能缩短微管在体外的聚合时间,使平衡向微管聚合方向移动,从而减小微管聚合临界浓度。
在有GTP时,紫杉醇可以和PC-tubulin结合,计量比为1:1。
紫杉醇的提取与纯化技术探析
种及 １ 变 种 ， 个 即红 豆杉 、 北红 豆杉 、 东 西藏 红豆 杉 、 美丽 红 豆杉 ， 些檀物 都被 证 明含 有紫 杉醇 及其 类似 物 。 这 紫杉 醇 在 临床 医疗 中的 重要 性 日益 增 加 ， 有限 的 自然 资源 和 日益 增
中 ， 干。 抽 分别 用 ２％、０ ７％ 甲醇 一 ０ ６％、５ 的 乙酸 铵水 溶 液（０ Ｏ１ ．
简单 易行 ， 所 获产 物 杂质 较 多 ； 但 固液 萃 取法 具 有省 时 、 省 溶剂 、 萃取 效 率高 、 良好 的选 择性 的特 点 ： 临 界流 体 萃 有 超
取法 可 以提 取树 中大 部分 紫 杉醇 ， 紫杉 醇 的 选 择性 比传 对 统 的要好 ， 此方法 的局 限是对 仪 器设 备要 求较 高 ， 制 了其 限 应用 ； 柱切 换技 术 是 色谱 分 析 中用 于极 其 复 杂样 品分 析 的
界共 有 １ 种 ． １ 且全部 分布 在北半 球 ， 国红 豆杉 属植 物 有 ４ 我
ｍｇ６ ）采 用血清级 聚丙 烯柱管 ， 填 一 ｌ 自制而成 。 ／ｍＬ ， 装 Ａ２ ０，
ｃ 固相 萃取 的操
甲醇和 ００ ｍｏ ／ （ Ｈ 值为 ５ ） ．１ Ｌ Ｌ ｐ ． 的乙酸铵 水溶 液并抽 干 ． Ｏ 最 后将液面 维持在 胶层 上 １ ２ ￣ ｍｍ 高 度 。 红 豆 杉 浸 膏 溶 将 解 于 ４ ％￣ ０ ０ ６ ％的 甲醇 一乙酸 铵 水 溶 液 中 。 ０５ 取 ．ｍＬ加 到柱
工作研 究
现代农业科技｝ｏ ８年第 ２ ２ｏ １期
紫杉醇 的提取与纯化技术探析
倪显 祥
（ 建 省 南平 市 农 业 学 校 ， 建 南平 ３４ ０ ） 福 福 ５２ ０
紫杉醇生产工艺
• 方法: 有双键不对称氧化法和醛醇反应法
第六章
2) 手性侧链
生产工艺
双键不对称氧化法合成手性紫杉醇侧链的路线
第六章
2) 手性侧链
生产工艺
醛醇反应法合成手性紫杉醇侧链的路线
第六章
生产工艺
3) 侧链前体物
原料: 环状侧链前体有－内酰胺型 噁唑烷 羧酸型、噁唑啉羧酸型和噁嗪酮型
立体构型控制
O HO
概述
4) 半合成紫杉醇
• 母核：红豆杉针叶中提取BaccatinIII（R=Ac）和 10-去乙酰基巴卡亭III（10-DAB，R=H）
• 侧链：化学合成；
C6H5CONH O
2
C6H5 3
1 OH
OH
侧链： (2R,3S)-3- N-
-苯甲酰苯异丝氨酸
18
RO
11
O
12
10
17
9 19 OH
HO 13 15
D环→ 与A和C、D环片段连接，合成八元B环。
18
RO
HO
12
A
13 15
14
11 10
17
B
16 1
2
O
9
19
OH
87
3C 6
反应步骤多达20—25步 大量使用手性试剂 反应条件极难控制 制备成本昂贵
HO
4
5
具有重要的理论意义，但不
C6H5C OO CH3COO
D
20
O
适合大规模工业生产。
紫杉醇生产工艺
水解反应：投料比为氧化四元环:硝酸铈铵为1:3（摩尔比）， 溶剂为饱和碳酸氢钠-甲醇溶液。室温下反应。
• 分离纯化方法对收率的影响。 • 碳酸钠、饱和碳酸氢钠、氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，乙酸乙酯重结晶。 • 水、饱和亚硫酸氢钠溶液和饱和碳酸氢钠洗涤，旋转蒸发，得到白色固体，
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紫杉醇提取工艺原理及操作技术
紫杉醇为白色结晶性粉末，无臭，无味，在甲醇、乙醇或氯仿中溶解，在乙醚中微溶，在水中几乎不溶。
紫杉醇常规的提取工艺各个生产环节需控制在低温下操作，保证产品活性。
各个工时段应尽快完成，可选水浴加热提取罐(含溶剂回收装置)，旋转真空浓缩机组(低温浓缩，1-2秒完成)，层析柱(精制分离)，板式真空干燥箱(低温干燥、速度快)。
紫杉醇提取操作过程
(1)浸提：将原料投入提取罐内，干红豆杉每罐填装约1.2吨的原料，加入约4吨的甲醇浸提，温度为45±5℃，每遍循环浸提大于4小时，浸提完成后，将浸提液排入浸提液储罐中，进行蒸汽吹渣，温度控制在85±5℃,压力小于等0.2Mpa，回收残余的甲醇溶液，吹渣结束后，将废渣移到废料堆场集中处理。
(2)浓缩：浓缩温度控制在45±5℃，真空度控制在-0.07±00.1Mpa，浸提液浓缩至比重达到0.95~1.05时，将浓缩液放出到专用的储罐中。
(3)萃取：将计量后的浸提浓缩液注入萃取罐，加入醋酸乙酯(按物料：醋酸乙酯=1：1)，萃取三次，将醋酸乙酯层重液排入指定贮罐，将贮罐内的醋酸乙酯液抽入浓缩锅进行初浓缩预处理，温度控制在
45±5℃，待浓缩液比重达到1.40±0.05时，将浓缩后的醋酸乙酯液排入指定贮罐中。
(4)干燥：将浓缩后的醋酸乙酯萃取液抽入蒸发罐内，罐内温度不超过45±5℃，真空度为
-0.06±00.1Mpa，浸膏置真空干燥箱内干燥，干燥完成后，取出产品，凉干，敲碎，经检验合格后即成为紫杉醇浸膏，用铁桶封装，入库阴凉保存。
甲醇制3mg/ml的溶液，比旋度为-48℃~56℃。
甲醇制15μg/ml的溶液，在227nm处有最大紫外吸收，10mg紫杉醇加甲醇溶液10ml溶解后应澄清无色。
紫杉醇注射剂是新型抗微管药物，通过促进微管蛋白聚合抑制解聚，保持微管蛋白稳定，抑制细胞有丝分裂。
体外实验证明紫杉醇具有显著的放射增敏作用，可能是使细胞中止于对放疗每次的G2和M期，适用于卵巢癌和乳腺癌及NSCLC的一线的二线治疗。
用于头颈癌、食管癌、精原细胞瘤，复发非何金氏淋巴瘤等治疗，静脉给予紫杉醇注射剂，药物血浆浓度呈双曲线，蛋白结合率89%~98%，主要在肝脏代谢，随胆汗进入肠道，经粪便排出体外(﹥90%)，经肾清除只占总清除的1%~8%。
莱特莱德膜分离技术有限公司致力于膜分离和脱盐浓缩技术以及冷冻浓缩分离技术推广与工艺设备开发。
通过多年的努力，已具备丰富的工程经验，为客户提供从小试、中试、工业化设备的工艺设计到设备生产、安装调试等一系列服务，能够提供整体解决方案和交钥匙工程，并成功应用于冶金、环保、制药、化工、食品等领域，赢得了客户和业内的良好口碑。