紫杉醇
紫杉醇合成
紫杉醇合成1. 紫杉醇简介紫杉醇（Paclitaxel）是一种天然产物，属于植物次生代谢产物，主要存在于紫杉树（Taxus spp.）的树皮和树枝中。
紫杉醇是一种重要的抗肿瘤药物，具有广谱的抗肿瘤活性，特别是对于卵巢、乳腺、肺、胃、食道等多种癌症具有显著的治疗效果。
紫杉醇的合成方法主要有天然提取和化学合成两种途径。
天然提取法由于紫杉树资源有限且提取过程复杂，无法满足大规模生产的需求，因此化学合成成为了紫杉醇的主要合成途径。
2. 紫杉醇的化学结构紫杉醇的化学结构非常复杂，由多个环和侧链组成。
它的主要结构特点包括： - 三环结构：紫杉醇的核心结构是一个由四个环组成的结构单元，包括苯并环、环氧环和环戊二烯环。
- 侧链结构：紫杉醇的侧链结构包括酮基、酯基、醇基等。
紫杉醇的复杂化学结构使得其合成过程具有一定的难度和挑战性。
3. 紫杉醇的合成途径紫杉醇的化学合成途径主要包括两个关键步骤：侧链引入和核心结构的构建。
3.1 侧链引入紫杉醇的侧链引入是合成过程中的第一个关键步骤。
侧链的引入可以通过多种方法实现，常用的方法包括： - 酯化反应：通过酯化反应将酸与醇缩合，引入侧链酯基。
- 氧化反应：通过氧化反应将醇基氧化为酮基，引入侧链酮基。
- 烷基化反应：通过烷基化反应引入烷基侧链。
侧链引入的选择和反应条件的优化对于合成紫杉醇具有重要的影响。
3.2 核心结构的构建紫杉醇的核心结构的构建是合成过程中的第二个关键步骤。
核心结构的构建包括环氧环的引入和环戊二烯环的形成。
环氧环的引入可以通过环氧化反应实现，常用的方法包括： - 氧化剂：常用的氧化剂包括过氧化氢、过硫酸铵等。
- 催化剂：常用的催化剂包括钛酸酯、钼酸酯等。
环戊二烯环的形成可以通过环戊二烯合成反应实现，常用的方法包括： - 环戊二烯合成：常用的环戊二烯合成方法包括戈尔德反应、烯烃环化等。
核心结构的构建需要考虑反应条件的选择和优化，以及中间产物的保护和控制。
紫杉醇
紫杉醇商品名：泰素®，Onxal TM药物分类：紫杉醇是抗肿瘤化学治疗药物，紫杉醇可分类为，植物碱类药物，紫衫烷类，抗微管生产药物（详见“治疗机制”）。
紫杉醇主要用于治疗：•乳腺啊•肺癌•膀胱癌•前列腺癌•黑色素瘤•食道癌•卡波氏肉瘤•各种实体肿瘤如果该药物已经批准使用，医生有时会选择使用该药物对于其他诊断，当他们认为紫杉醇可能是有用的时候。
紫杉醇如何给药：•紫杉醇通过静脉注射或者滴注•紫杉醇是刺激性药物，静脉给药会出现血管炎症，如果漏液会出现局部组织坏死。
医生，护士在给予紫杉醇时要小心谨慎。
当您在使用紫杉醇时，给药部位出现红肿刺痛的情况，请立即联系您的医生。
•紫杉醇会出现严重的过敏反应，在使用之前遵医嘱服用药物以控制或阻止不良反应的发生。
•紫杉醇有不同的给药方案和疗程，具体方案请咨询您的医生。
•紫杉醇没有口服制剂。
•接受治疗的紫杉醇的量需要通过很多因素来决定，包括：身高，体重，平素的健康情况以及其他健康问题，还有所患癌症的种类。
你的医生会制定你所需要接受治疗的疗程和用量。
不良反应：你需要知道的一些重要的关于紫杉醇的不良反应：•不是所有的人都会出现说明书所列的所有不良反应•不良反应通常可以对其发生的时间，程度等是可以预测的•当治疗完成时不良反应是可以恢复的•有很多方式可以减少或者阻止不良反应的发生•服药的效果和其不良反应的发生和程度没有关系•紫杉醇药物的不良反应出现取决于用药的量和用药周期下列不良反应时大多数病人会出现的（发生率大于30%）•骨髓抑制（主要是暂时性血细胞数量减少，包括红细胞，白细胞和血小板，会给你带来感染，贫血和出血的风险）•脱发•关节和肌肉疼痛，通常发生在用药后的2到3天，之后会逐渐缓解•外周神经病变（手足麻木刺痛）•轻度的恶心和呕吐•腹泻•口腔溃疡•超敏反应，通常出现发烧，面部潮红，寒颤，呼吸急促，红疹。
大部分超敏反应出现在首次滴注紫杉醇的10分钟，如果出现这些症状请立即告知你的医师（通过预先使用药物可以预防和降低超敏反应的发生）下列不良反应时少数病人会出现的（发生率10-29%）•脚以及脚踝水肿•肝功能异常，出现此类情况请立即停药直至恢复正常•低血压（通常出现在首次滴注的3小时）•放射治疗的区域出现皮肤颜色加深（放疗增敏）•指甲改变（通常出现指甲下方皮肤皮肤发白）最低点出现在15-21天以上的情况包括一些常见和少见的使用紫杉醇后出现的不良反应，那些出现率小于10%的不良反应没有在此列出，然而，你应该通知医生如果你出现任何异常的症状。
紫杉醇
羟丙基甲基纤维素物理性状：本品为非离子型纤维素醚，外观为白色的粉末，无嗅无味,溶于水及大多数极性有机溶剂和适当比例的乙醇/水、丙醇/水、二氯乙烷等，在乙醚、丙酮、无水乙醇不溶，在冷水中溶胀成澄清或微浊的胶体溶液。
水溶液具有表面活性，透明度高、性能稳定。
HPMC具有热凝胶性质，产品水溶液加热后形成凝胶析出，冷却后又溶解，不同规格的产品凝胶温度不同。
溶解度随粘度而变化，粘度越低，溶解度越大，不同规格的HPMC其性质有一定差异，HPMC在水中溶解不受PH值影响。
颗粒度：100目通过率大于100%。
堆密度：0.25-0.70g/ (通常0.4g/ 左右)，比重1.26-1.31。
变色温度：180-200℃,炭化温度：280-300℃。
HPMC具有增稠能力，排盐性、PH稳定性、保水性、尺寸稳定性、优良的成膜性以及广泛的耐酶性、分散性和粘结性等特点。
用途介绍：1.建筑业：作为水泥沙浆料的保水剂、缓凝剂使沙浆具有泵送性。
在抹灰浆、石膏料、腻子粉或其他的建材作为黏合剂，提高涂抹性和延长可操作时间。
用作粘贴瓷砖、大理石、塑料装饰，粘贴增强剂，还可以减少水泥用量。
HPMC的保水性能使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂，增强硬化后强度。
2.陶瓷制造业：在陶瓷产品制造中广泛用作黏合剂。
3.涂料业：在涂料业作为增稠剂、分散剂和稳定剂，在水或有机溶剂中都具有良好相溶性。
作为脱漆剂。
4.油墨印刷：在油墨业作为增稠剂、分散剂和稳定剂，在水或有机溶剂中都具有良好相溶性。
5.塑料：作成形脱模剂、软化剂、润滑剂等。
6.聚氯乙烯：聚氯乙烯生产中做分散剂，系悬浮聚合制备PVC的主要助剂。
7.其它：本品还广泛用于皮革、纸制品业、果蔬保鲜和纺织业等。
1羟丙甲纤维素(HPMC) 英文：Hydroxypropyl Methyl Cellulose 简称：HPMC或MHPC 别名：羟丙基甲基纤维素；纤维素羟丙基甲基醚；Hypromellose，Cellulose, 2-hydroxypropyl methyl Cellulose ether. Cellulose hydroxypropyl methyl ether Hyprolose；CAS号：[ 9004-65-3 ] 来源：HPMC为选用高度纯净的棉纤维素作为原料，在碱性条件下经专门醚化而制得，全过程在GMP条件和自动化监控下完成，不含任何动物器官和油脂等活性成分。
紫杉醇
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。
紫杉醇
紫杉醇紫杉醇，白色结晶体粉末。
无臭，无味，难溶于水，易溶于甲醇、乙腈、氯仿、丙酮等有机溶剂。
主要以红豆杉为原料的提取物，【从紫杉醇产生菌中提取，化学合成法,利用红豆杉细胞培养生产】英文名称Paclitaxel[,pækli'tæksəl]，别名泰素，紫素，特素，化学名称5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13[（2R，3S）-N-苯甲酰-3-苯基异丝氨酸酯]，分子量853.92，分子式C47H51NO14。
药理作用机制：紫杉醇可使微管蛋白【组成微管的蛋白质】和组成微管的微管蛋白二聚体失去动态平衡，诱导与促进微管蛋白聚合、微管装配，防止解聚，使微管【一种具有极性的细胞骨架，微管的功能：维持细胞形态，辅助细胞内运输，与其他蛋白共同装配成纺锤体，基粒，中心粒，鞭毛，纤毛神经管等结构】稳定，从而阻止癌细胞的生长。
紫杉醇的衍生物：多烯紫杉醇是在对紫杉醇结构改造过程中合成出来的紫杉醇衍生物，生物利用度好，毒副作用小。
紫杉醇的应用：紫杉醇是目前国际上抗癌效果最好，广谱性强，副作用较小，是作用机制全新的一种理想抗癌药物，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。
目前应用相对比较成熟的有以下一些方面：1.在治疗卵巢癌方面，紫杉醇早已经是卵巢癌治疗得到首选药物了。
经过了许多临床试验表明，不管是单一使用还是联合用药，都远好于传统化疗法治疗这种癌症。
紫杉醇还可联合顺铂治疗晚期卵巢癌,紫杉醇是一种新型的具有抗微管作用的抗肿瘤药物。
2.在治疗子宫颈癌方面，紫杉醇的地位没有像治疗卵巢癌那么重要，但是随着紫杉醇在这方面的应用的增加，它的地位也日显重要。
在子宫颈癌治疗的研究有三方面：对于局限性晚期宫颈癌的先期化疗应用，晚期或复发性病例的治疗以及放射治疗的增敏。
3.在治疗乳腺癌方面，紫杉醇的药效相对较高，单药效大于一半，在治疗此类的药物中药效算是较好的一种。
紫杉醇用途
紫杉醇用途全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：紫杉醇，又称紫杉素，是一种从紫杉树中提取出来的化学物质，具有抗肿瘤、抗癌等药理作用。
自上世纪60年代发现以来，紫杉醇一直被广泛用于医学领域，是治疗各种恶性肿瘤的重要药物之一。
紫杉醇是一种细胞毒性药物，主要通过抑制肿瘤细胞有丝分裂过程中微管的聚合作用，抑制肿瘤细胞的增殖和生长，达到抑制肿瘤的目的。
紫杉醇主要用途包括治疗乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、非小细胞肺癌等多种肿瘤。
在乳腺癌治疗中，紫杉醇常与顺乌司他联合应用，可以提高治疗效果。
紫杉醇也被用于治疗其他恶性肿瘤，如胃癌、结直肠癌、淋巴瘤等，取得了一定的疗效。
除了治疗恶性肿瘤外，紫杉醇还被用于治疗一些良性疾病，如红斑狼疮、类风湿关节炎等自身免疫性疾病。
紫杉醇通过抑制免疫系统的异常反应，减少炎症反应，达到控制病情的作用。
紫杉醇的用途还不仅限于医学领域，近年来有研究发现，紫杉醇还具有抗菌、抗病毒、抗真菌等作用。
紫杉醇可以抑制细菌、病毒和真菌的生长繁殖，对一些耐药菌和耐药病毒也具有一定的杀灭作用。
紫杉醇在药品和抗生素领域也有一定的应用前景。
紫杉醇是一种具有广泛用途的重要药物，不仅在肿瘤治疗中发挥着重要作用，还具有抗炎、抗菌等多种药理作用，对医学领域具有重要意义。
随着科学技术的不断发展，相信紫杉醇的更多用途会被不断开发和应用，为人类健康带来更多福祉。
第二篇示例：紫杉醇，又称紫杉素或紫杉碱，是一种从紫杉树提取得到的天然植物生物碱。
紫杉醇是一种非常重要的抗癌药物，被广泛用于治疗多种恶性肿瘤，尤其是乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、肺癌、淋巴瘤等。
紫杉醇的主要作用机制是通过抑制肿瘤细胞的分裂和增殖，促使肿瘤细胞停留在有丝分裂的中期，从而导致细胞凋亡或无法继续分裂，最终达到抑制肿瘤生长和扩散的目的。
乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤，如果不及时治疗，会对患者造成极大的身心伤害。
紫杉醇是目前治疗乳腺癌的一线药物之一，通过单独应用或与其他抗癌药物联合应用，能够有效延长患者的生存期、减轻症状、提高生活质量。
紫杉醇杀菌原理
紫杉醇杀菌原理
紫杉醇是一种从紫杉树中提取的天然化合物，具有杀菌作用。
其杀菌原理主要包括以下几个方面：
1. 抑制DNA合成：紫杉醇可以通过抑制微生物体内的DNA合成来杀菌。
DNA是微生物体内重要的遗传物质，在微生物的生理功能和生命周期中起着关键作用。
紫杉醇能够与微生物体内的相关酶结合，阻断DNA的合成过程，从而抑制微生物的生长和繁殖。
2. 干扰细胞分裂：紫杉醇还可以干扰微生物体内的细胞分裂过程，进而导致微生物死亡。
细胞分裂是微生物生命周期中的一个关键过程，它使微生物能够不断增殖和繁衍。
紫杉醇能够阻碍微生物体内蛋白质的聚合和微管的形成，从而干扰细胞分裂的进行，使微生物无法正常增殖和繁衍。
3. 破坏细胞膜结构：紫杉醇能够通过破坏微生物体内的细胞膜结构来杀菌。
微生物的细胞膜是微生物体内重要的保护层，它起着控制物质进出、维持细胞稳定等功能。
紫杉醇与细胞膜内的脂质相
互作用，破坏细胞膜的完整性，导致微生物失去细胞膜保护，最终
死亡。
4. 干扰微生物代谢：紫杉醇还能够干扰微生物体内的代谢过程，使微生物无法正常进行能量合成和营养吸收。
微生物的代谢过程是
维持微生物生命活动的基础，包括能量合成、蛋白质合成、核酸合
成等。
紫杉醇能够与微生物体内的相关酶结合，阻碍代谢途径的进行，使微生物缺乏生存必需的物质，进而导致微生物死亡。
综上所述，紫杉醇通过抑制DNA合成、干扰细胞分裂、破坏
细胞膜结构和干扰微生物代谢等多种方式，发挥杀菌作用。
这使得
紫杉醇成为一种重要的天然杀菌剂，具有广泛的应用前景。
紫杉醇
功用作用
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。
作用机制
紫杉醇具有独特的抗癌机制，是新型抗微管药物,微管是真 核细胞的一种细胞内成分，正常情况下，微管蛋白二聚体 之间存在动态平衡。紫杉醇可使其失去动态平衡，紫杉醇 作用于细胞微管，通过促进诱导和稳定微管蛋白聚合，抑 制其解聚，使维管束难与微管组织中心相互连接，导致细 胞在有丝分裂时不能形成纺锤体和纺锤丝，将细胞周期阻 断于G2和M期，抑制细胞有丝分裂，使癌细胞无法继续分 裂而死亡[2]。体外实验证明紫杉醇具有显著的放射增敏作 用，使细胞中止于对放疗敏感的G2和M期。紫杉醇除作用 于微管系统外，实验证明紫杉醇还作用于酶系统，调节的 凋亡信号传递。紫杉醇可诱导bcl-2磷酸化，使肿瘤细胞失 去抗凋亡能力。进一步的研究发现紫杉醇还可通过作用于 巨噬细胞，导致癌坏死因子，进而调节体内的免疫功能。
不良反应
1、过敏反应：发生率为39%，其中严重过敏反应发生率为2%。 多数为1型变态反应，表现为支气管痉挛性呼吸困难，荨麻疹 和低血压。几乎所有的反应发生在用药后最初的10分钟。 2、骨髓抑制：为主要剂量限制性毒性，表现为中性粒细胞减 少，血小板降低少见，一般发生在用药后8～10日。严重中性 粒细胞发生率为47%，严重的血小板降低发生率为5%。贫血 较常见。 3、神经毒性：周围神经病变发生率为62%，最常见的表现为 轻度麻木和感觉异常，严重的神经毒性发生率为6%。 4、心血管毒性：可有低血压和无症状的短时间心动过缓。肌 肉关节疼痛：发生率为55%，发生于四肢关节，发生率和严重 程度呈剂量依赖性。 5、胃肠道反应：恶心，呕吐，腹泻和黏膜炎发生率分别为 59%，43%和39%，一般为轻和中度。 6、肝脏毒性：为ALT，AST和AKP升高。 7、脱发：发生率为80%。 8、局部反应：输注药物的静脉和药物外渗局部的炎症。
紫杉醇
紫杉醇，又名泰素，TAXOL，紫素，特素。
产品来源为红豆杉科植物红豆杉的干燥根、枝叶以及树皮。
为白色结晶体粉末。
无臭，无味。
不溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂适应症：卵巢癌和乳腺癌及NSCLC的一线和二线治疗。
头颈癌、食管癌，精原细胞瘤，复发非何金氏淋巴瘤等。
药理毒理：本品是新型抗微管药物,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敏感的G2和M期。
用法用量：为了预防发生过敏反应,在紫杉醇治疗前12小时口服地塞米松10mg，治疗前，6小时再囗服地塞米松10mg,治疗前30～60分钟给予苯海拉明肌注20mg,静注西咪替丁300mg或雷尼替丁50mg。
单药剂量为135～200mg/m2，在G-CSF支持下，剂量可达250mg/m2。
将紫杉醇用生理盐水或5%葡萄糖盐水稀释,静滴3小时。
联合用药剂量为135～175mg/m2，3～4周重复。
一般临床使用紫杉醇的程序如下：1.先询问病人有无过敏史，并查看白细胞及血小板的数据。
有过敏史者及白细胞／血小板低下者应慎用。
2.由于此药可引起过敏反应，在给药12小时和6小时前服用地塞米松20mg，给药前30～60分钟给予苯海拉明50mg口服及西咪替丁300mg静脉注射。
3.常用紫杉醇的剂量为135～175mg／m2，应先将注射液加于生理盐水或5％葡萄糖液500～1000ml中，需用玻璃瓶或聚乙烯输液器，应用特制的胶管及0.22μm的微孔膜滤过。
4.滴注开始后每15分钟应测血压、心率、呼吸一次，注意有无过敏反应。
5.一般滴注3小时。
6.注药后每周应检查血像至少2次，3～4周后视情况可再重复。
7、本品可与顺铂、卡铂、异环磷酰胺、氟尿嘧啶、阿霉素、VP-16等联合应用，血像低下时应用G-CSF，或紫杉醇加G-CSF预防给药。
7.其他：消化道反应虽常见但一般不重，少数可有腹泻和粘膜炎。
紫杉醇
姓名：谢思敏 学号：201438090104 班级：生物1401
一
二 三 四 五
植物分布
化合物结构及理化性质 生物活性 提取分离方法 产品开发前景
植物分布
紫杉醇(taxol)最早从太平洋红豆杉（Taxus brevifolia)的树皮中分离 得到的，后来对其它红豆杉属植物的各部位，包括针叶、嫩枝、树皮及 心材中的紫杉醇含量进行了分析，发现树皮含量最高，枝叶次之，心材 最低
树皮粉碎
回流浸提
氯仿萃取
填装
氯仿-甲醇梯 度洗脱
填装提Βιβλιοθήκη 取 方 法 步 骤丙酮-石油醚 梯度洗脱
结晶抽滤
干燥
产品开发前景
1、市场上供不应求 2、近年来，紫杉醇在医疗器械上的用途也备受 青睐 3、除了用于治疗癌症，紫杉醇在其他适应症上 也得到了研究（治疗风湿性关节炎） 4、今后几年我国紫杉醇原料药年产量有望超过 100公斤大关，从而成为世界主要紫杉醇原料药 和制剂的生产大国
生物活性
1、抗肿瘤活性（对白血病细胞、卵巢癌细胞、 结肠癌、肺癌等都有抑制生长作用） 2、作用机制 使微管失去动态平衡，诱导和促进微管蛋白聚合， 防止解聚，稳定微管。导致细胞在进行有丝分裂 的时候不能形成纺锤体和纺锤丝，抑制细胞分裂 和增殖，从而发挥了抗肿瘤作用。
提取分离方法 a、萃取，以红豆杉为原料获得含有紫杉醇 的提取物； b、去除胶质，除去提取物中的胶质杂质； c、分离纯化。
化合物结构
紫杉醇（Paclitaxel) 别名泰素、紫素、特素， 分子式C47H51NO14，紫 杉醇是多羟基化合物， 其结构中的2’-OH和7OH是衍生化合物的合适 部位，特别是2’-OH
紫 杉 醇 分 子 模 型
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第七章7.4 紫杉醇的生产工艺7.4.1 概述紫杉醇（Paclitaxel，Taxol®，图1），最早是由美国化学家Wani 和Wall于1971年从太平洋红豆杉的树皮中提取到的一种具有抗肿瘤活性的物质。
它具有独特的抗癌机制，其作用位点为有丝分裂和细胞周期中至关重要的微管蛋白。
紫杉醇能促进微管蛋白聚合而形成稳定的微管，并抑制微管的解聚，从而抑制了细胞的有丝分裂，最终导致癌细胞的死亡。
紫杉醇1992年12月被美国FDA批准用于治疗晚期卵巢癌。
1994年，批准用于治疗转移性乳腺癌，1997年FDA批准使用紫杉醇治疗爱滋病关联的Kaposi's恶性肿瘤；1998年和1999年，FDA又分别批准半合成紫杉醇与顺铂联合使用作为治疗晚期卵巢癌和非小细胞肺癌的一线用药。
紫杉醇是近几年国际公认的疗效确切的重要的抗肿瘤药物之一。
-五羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-10-乙酰基-13-a,13b,7a,4a,2b,20-环氧-1b紫杉醇具有复杂的化学结构，整个分子由三个主环构成的二萜核和一个苯基异丝氨酸侧链组成。
分子中有11个手性中心和多个取代基团。
分子式C47H51NO14，分子量853.92，元素百分比C：66.41，H：6.02，N：1.64，O：26.23。
化学名：5[(2′R,3′S) -N-苯甲酰基-3′-苯基异丝氨酸酯]紫杉醇的来源最初以天然提取为主，主要是从由红豆杉属植物的树皮中分离得到。
红豆杉植物是生长极为缓慢的乔木或灌木，其树皮中紫杉醇的含量平均为万分之一点五，从中提取紫杉醇的收率大约为万分之一，这样制取1 kg紫杉醇就需树皮10吨，这种生产紫杉醇的方法严重破坏资源和环境。
目前，包括我国在内的许多国家都已经禁止或严格限制用这种方法来生产紫杉醇。
为解决紫杉醇的大量供应问题，人们曾探索通过组织和细胞培养、化学合成等方法制取紫杉醇。
其中，化学合成是人们首先想到的解决紫杉醇药源问题的一条途径。
这里的化学合成又有全合成和半合成之分。
如前所述，紫杉醇的分子结构十分复杂，分子中有众多的功能基团和立体化学特征，如此复杂的结构堪称是对化学合成的一个挑战。
1994年，紫杉醇的全合成在实验室获得成功[1，2]。
到目前为止，文献报道的紫杉醇的全合成路线共有3条，即1994年由Holton和Nicolaou研究组几乎同时完成的2条路线以及1996年Danishefsky小组报道的路线。
紫杉醇的全合成中，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，虽然具有重要的理论意义，但不适合大规模工业生产。
为了避免合成紫杉醇复杂的母环部分，人们探索了半合成的制备方法。
研究发现，红豆杉植物中除紫杉醇外，还有大量母环结构与紫杉醇类似的化合物，其中，最重要的是巴卡亭Ⅲ（Baccatin Ⅲ）和10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ（10－Deacetylbaccatin Ⅲ，10－DAB）（图2）。
从它们出发，可以通过半合成方法来生产紫杉醇。
紫杉醇的半合成过程，就是以天然存在的紫杉醇母环结构类似物巴卡亭Ⅲ和10-DAB为基本原料，在其C-13位接上化学合成的侧链，以此制备紫杉醇的方法。
该方法避开了复杂的紫杉醇二萜部分的合成，过程简明，便于实现规模化生产。
10-DAB和巴卡亭Ⅲ在红豆杉植物中的含量比紫杉醇丰富得多，分离提取也相对容易，而且树叶的反复提取也不会影响植物资源的再生，因此，从目前来看，半合成是最具实用价值的制备紫杉醇的方法。
通过半合成研究，还可以获得有关紫杉醇类似物构效关系的信息，对紫杉醇进行结构改性以寻找活性更大、毒副作用更小，抗癌谱更广或略有不同的紫杉醇类抗癌药物。
¢多烯紫杉醇（Docetaxel，Taxotere®，图3）是在开展紫杉醇半合成研究过程中发现的一种紫杉醇类似物，两者仅在母环10位和侧链上3 位上的取代基略有不同。
1985年，法国罗纳普朗克乐安公司（Rhone-Poulenc Rorer）公司和法国国家自然科学研究中心（CNRS）以10-DAB作为母环骨架，通过半合成方法成功地合成出多烯紫杉醇，目前多烯紫杉醇主要由AVENTIS公司（法国罗纳普朗克乐安公司与德国赫斯特合并后的新公司）生产，已在多个国家上市使用。
多烯紫杉醇与紫杉醇有相同的作用机制，是紫杉醇家族第二代抗癌新药的代表，它抑制微管解聚、促进微管二聚体聚合成微管的能力是紫杉醇的两倍。
多烯紫杉醇的IC50值（肿瘤细胞存活减少50%）范围为4-35 ng•mL-1。
体外抗肿瘤活性实验已证实，多烯紫杉醇对某些类型肿瘤细胞的抑制活性克达紫杉醇的10倍。
此外，多烯紫杉醇还具有较好的生物利用度，更高的细胞内浓度，更长的细胞内潴留时间等。
多烯紫杉醇的研究与应用也十分有价值。
紫杉醇和多烯紫杉醇结构十分相似，所以紫杉醇的半合成工艺适当调整后也适用于合成多烯紫杉醇。
7.4.2 原料制备紫杉醇分子由一个二萜母环和一个苯基异丝氨酸侧链组成，因此半合成紫杉醇的原料分为母环和侧链两部分。
大量的关于紫杉醇结构—活性关系的研究表明，紫杉醇二萜母环上C-4，C-5位的环氧丙烷环、C-2位的苯甲酰氧基、C-4位的乙酰氧基、C-7、C-9、C-10位的基团、C-11和C-12间的双键、C-13侧链基团及其（2′R，3′S）构型对于维持紫杉醇的活性至关重要。
同时，保持紫杉醇骨架的完整，保证上述基团在空间上排列的稳定性，对于紫杉醇的活性也是必不可少的。
在半合成过程中，紫杉醇二萜母环上的基团及其立体化学特征可以完全来自于原料巴卡亭Ⅲ和10-DAB，这样，紫杉醇的半合成过程实际上归结为在二萜环上连接具有活性结构的苯基异丝氨酸侧链的问题。
半合成紫杉醇的侧链大致分为非手性侧链、手性侧链和侧链前体物三大类。
1. 非手性侧链这类侧链与紫杉醇的侧链有一定的差别，主要是没有立体化学特征，常用的是一些肉桂酸类化合物如反式的肉桂酸（图4）等。
利用非手性侧链合成紫杉醇时，先把侧链连接到二萜母环上，然后进行立体控制的化学反应，产生紫杉醇的手性侧链结构，典型例子是肉桂酸成酯法[3]。
反应以环己基碳二亚胺（DCC）做缩合剂，4－二甲基氨基吡啶（DMAP）为催化剂，将肉桂酸与保护后的母环7－(2,2,2－三氯-)-巴卡亭Ⅲ乙酯进行反应，然后对侧链上的双键进行羟基化、氨基化、苯甲酰化处理，产生所需要的立体构型，去除保护基后得到几种非对映体的混合物，通过薄层层析（TLC）得到各种纯化的异构体。
这种半合成的方法主要缺点是产生紫杉醇的活性侧链结构时选择性较差。
2. 手性侧链半合成紫杉醇时使用的手性侧链是2R,3S-苯基异丝氨酸衍生物。
预先合成这种手性化合物，然后再与二萜母环连接来制备紫杉醇，这是半合成紫杉醇研究中探索最多的一种方法。
最早报道的紫杉醇半合成路线采用的就是这种方法[4]。
当时以10-DAB为原料，先选择性保护C-7羟基和酯化C-10羟基，然后在二－2－吡啶碳酸酯（DPC）和DMAP存在下，使预先合成的手性侧链与被保护的10-DAB连接起来，最后去掉保护基团即得到紫杉醇，总收率约为53%。
合成手性紫杉醇侧链的方法有许多种，其中具有代表性的方法有双键不对称氧化法和醛醇反应法两种。
双键不对称氧化法可以从顺式肉桂醇出发，用Sharpless 环氧化方法合成出手性的环氧化合物，经叠氮开环等反应最后制得紫杉醇侧链[5]（图5，a）。
也可以从反式肉桂酸甲酯出发，在手性催化剂作用下进行双羟基化反应，再将得到的双羟基化合物转化成叠氮化合物，最后也得到紫杉醇侧链[6]（图5，b）。
另外，也可以以顺式肉桂酸乙酯为原料，在催化剂Mn-salen络合物、次氯酸钠和4-苯基-吡啶-N-氧化物（PPNO）作用下进行不对称环氧化，合成手性紫杉醇侧链[7]（图6）。
醛醇反应法是合成手性紫杉醇侧链的另一种有效的方法。
例如，以苯乙酮为原料，在手性催化剂作用下使苯乙酮与烯醇硅醚发生醛醇缩合反应，然后将产物的C-3反式羟基转变为顺式胺基，经处理就得到紫杉醇侧链（图7）[8]。
图7 醛醇反应法合成手性紫杉醇侧链的路线3. 侧链前体物侧链前体物通常是一些环状结构，在与紫杉醇母环的连接过程中前体物开环，产生所需要的立体构型。
环状侧链前体物在紫杉醇的合成中具有明显的优势，常用的环状侧链前体有b－内酰胺型、噁唑烷羧酸型、噁唑啉羧酸型和噁嗪酮型等。
b－内酰胺型侧链前体物是半合成紫杉醇时常用的一种原料。
N-苯甲酰-b-内酰胺的结构如图8所示，整个环状分子呈平面型，所有的取代基都处于环的同侧，当与保护的巴卡亭Ⅲ衍生物进行反应生成紫杉醇时，环较为“空旷”的一面接近巴卡亭Ⅲ衍生物的C-13羟基。
羟基进攻张力很大的羰基，导致四元环状侧链前体开环，产生紫杉醇的侧链，同时释放四元环的张力，形成稳定的化合物。
b-内酰胺型侧链前体有外消旋型和单一异构体之分。
合成外消旋b-内酰胺有多条路线，总收率可达75%以上[9]。
一种路线是乙酰氧基乙酰氯与亚胺在三乙胺存在下发生Staudinger 反应，得到顺式-β-内酰胺，然后经氧化、去除酰基等步骤得到相应的醇，可用多种保护基保护羟基生成所需的侧链；另一种路线是，带有保护基的甘醇酸酯与三乙基硅基醛亚胺反应生成带保护基的产物；第三种则是吖叮啶-2,3-二酮的还原，产生单一的顺式-β-内酰胺（图9）。
噁唑烷羧酸和噁唑啉羧酸是半合成紫杉醇时另一类常用的环状侧链前体物。
将苯异丝氨酸侧链的2′-羟基和保护后的3′-NH2用丙叉或其它基团连接起来就得到噁唑烷羧酸（图10，a），还可以制成噁唑啉羧酸（图10，b）和噁嗪酮型（10，c）型环状侧链前体。
噁嗪酮与b-内酰胺类似，也可以在DMAP催化下与7-三乙基硅巴卡亭Ⅲ反应或是经过醇盐途径生成2′,7-保护的紫杉醇衍生物，但转化率不如使用b-内酰胺高[10]，可能是反应过程中噁嗪酮分解造成的。
7.4.4 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制从不同的侧链原料出发，可以有多条半合成紫杉醇的路线。
其中，以β-内酰胺型侧链前体为原料的路线是一条优良的、具有实际生产意义的路线，可以实现规模化生产[11,12]。
整个工艺过程的核心是合成外消旋的β-内酰胺型侧链前体，使之与适当保护的巴卡亭III 或10-DAB衍生物进行酯化反应，水解除去保护基就得到紫杉醇。
精确控制半合成中各步反应的反应时间、温度、溶剂、催化剂及投料配比等条件，可以使由巴卡亭III出发合成紫杉醇的收率达到90%，由10-DAB出发可达70%以上，生产出的紫杉醇纯度大于99%，满足药用要求。
1. 工艺流程半合成紫杉醇的过程可依反应顺序大致划分为三个阶段：合成紫杉醇的侧链（或前体物）、选择性保护母环巴卡亭III或10-DAB、使侧链与母环发生酯化反应并去除保护基，最后可得到紫杉醇。