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紫杉醇[1]（Paclitaxel）又名泰素（taxol），它是从一种生长在美国西部大森林中的红豆杉树皮和木材中分离到的粗提物，1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔（Monre E. Wall）在提取紫杉醇的过程中发现粗提取物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高的活性，后来通过X-射线分析得知其是一种四环二萜类化合物。其化学命名为5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-751羟基紫杉烷-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]，分子量853.92，分子式C47H51NO14，其结构如下：22083
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紫杉醇是红豆杉植物中的一种复杂的代谢产物, 也是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定聚合微管的药物。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[2]。论文网
2.1.1 紫杉醇的药用价值
随着时代的发展，人们的生活水平日益提高，但是伴随着这种增长的还有一种可怕的不治之症——癌症。各种各样的生活陋习以及环境的污染，癌症逐渐成为人类健康的杀手。根据调查结果显示，一些发达国家癌症的发病率每年增加400万人左右，癌症在全球的死亡人数则每年已经达到了630万人次。正由于这种递增速度，全世界的科学家们把寻找抗癌药物看成首要重任。
而人类发现的从红豆杉的树皮中，每10g可以提取出紫杉醇1g，这是抗肿瘤、抗癌、抗艾滋的有效成分之一，用其制药，疗效非常之高。尤其是近来研究表明这种化合物可以用于治疗卵巢癌和乳腺癌等。目前医学界的临床试验表明，此类抗癌物质的治疗范围正在逐步扩大，对肺癌、胃肠癌等癌症亦具有疗效。正因为他独特的疗效，紫杉醇被认为是迄今人类发现的最有效的抗癌药物[3]。
2.1.2 紫杉醇的半合成 论文网
紫杉醇的半合成，就是从红豆杉的树叶中提取10-脱乙酰基巴卡丁III，通过保护羟基，在它的C-13位上连接合成的侧链，在把保护基团脱去从而得到我们所需要的紫杉醇。半合成路线[4]为下图2.1.2：
图3.1.2 紫杉醇的半合成路线图示
参照Denis合成路线[5]，用N-苯甲酰-(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸侧链来酯化10-脱乙酰基巴卡丁III的C-13位上的侧链。因为10-脱乙酰基巴卡丁IIIC-7、C-10、C-13位上基团有着不同的活性，所以必须先用氯化三乙基硅烷保护C-7位上的-OH，得7-三乙基硅烷-10-脱乙酰巴卡丁III；再使C-10位上-OH乙酰化，得7-三乙基硅烷巴卡丁III；最后用N-苯甲酰-(2R，3S)-3-苯基异丝氨酸酯化C-13位上-OH，在水盐酸条件下水解脱去C-7位上被保护基团，最终得到的产物为紫杉醇。
这种方法反应步骤简单，同时也提高了紫杉醇的收率。从目前的经济效益来看，半合成应该是最实用的制备紫杉醇的方法，但是半合成紫杉醇所需要的前体也是要通过天然红豆杉才能提取，而且半合成方法中侧链的可变性较大，使得收率不高，这样看来半合成方法目前为止仍然受到某些程度上的制约。但相比全合成，其更具经济效益。
2.1.3 紫杉醇的抗癌机制
研究发现紫杉醇可以诱导、促进与微管蛋白的聚合、微管装配和防止解聚，并且使微管稳定，从而阻止癌细胞的生长。通常情况下，微管蛋白与组成微管的微管蛋白二聚体存在动态平衡关系，然而紫杉醇可打破两者的动态平衡，导致细胞在有丝分裂时不能形成纺锤体，从而抑制了细胞分裂和增殖，使癌细胞停止在G2期和M期，直至死亡。这样就起到了抗癌的作用[6]。