萜类化合物的结构类型

萜类化合物的结构类型第1页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSMonoterpeneDefinition

单萜类(monoterpenoids)是2个异戊二烯单位构成，含10个碳原子的一系列化合物。Distribution高等植物的腺体、油室和树脂道Modeofoccurrence

挥发油第2页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSBiosyntheticpathway

单萜类化合物以

焦磷酸异戊烯酯IPP

为起始合成原料，经系列生化反应衍生而得到。IPPDMAPPGPPNPP链状单萜环状单萜第3页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

Classification

第4页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

Skeletonstructure

第5页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

上述三种萜醇都是玫瑰香系香料。链状单萜第6页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

上述三种萜醇都是柠檬香系香料。链状单萜第7页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

MenthaeHaplocalycis环状单萜

第8页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

临床上与薄荷相关的医药制剂：

内服药主要有：人丹、十滴水、霍香正气水、止咳糖浆、解痉镇痛酊、胃痛宁口服液、保喉片、润喉片等；

外用药主要有：清凉油、红花油、风油精、痱子粉、炉甘石搽剂、无极膏、皮炎平膏、伤湿止痛膏；第9页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

薄荷富含挥发油。鲜茎叶含挥发油约1％，干茎叶含油1.3％－2％。油中主要含L－薄荷醇（l-menthol）约77％－87％。镇痛止痒防腐杀菌第10页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

Lawsoniainermis

环状单萜

第11页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

指甲花花香浓郁幽雅，又可用来提取精油或浸膏，精油含量为0.01%-0.02%,主要成分为α-紫罗兰酮(α-ionone)和β-紫罗兰酮(β-ionone)

。这两种酮具有独特香气，是高级调香原料。β-紫罗蓝酮可作为合成维生素A的原料。第12页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

BlumeaBalsamifera

环状单萜

第13页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

艾纳香的挥发油中主要含有龙脑。龙脑俗称“冰片”，又称樟醇，为白色片状结晶，具有似胡椒又似薄荷的香气，有升华性。冰片有发汗、兴奋、镇痉和抗缺氧功能。第14页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

LyttacaraganaPallas环状单萜

第15页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

卓酚酮类化合物是一类变形的单萜，它们的碳架不符合异戊二烯定则。变形单萜

第16页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicmonoterpenes

1.卓酚酮具有芳香化合物性质,具有酚的通性，显酸性，酸性强弱：酚<卓酚酮<羧酸。2.分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化。3.分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质，但不能和一般羰基试剂反应。红外光谱中显示其羰基(1600~1650cm-1)和羟基(3100~3200cm-1)的吸收峰，较一般化合物中羰基略有区别。4.与金属离子的络合反应。如铜络合物为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。第17页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSIridoidsDefinition

环烯醚萜(iridoids)是蚁臭二醛的缩醛衍生物。Distribution双子叶植物,主要唇形科、茜草科、龙胆科等植物Modeofoccurrence多数以苷类形式存在第18页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSBiosyntheticpathway

环烯醚萜类化合物以

焦磷酸香叶酯(GPP)

为起始合成原料，经系列反应衍生而得到。第19页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

Physical&ChemicalCharacteristics

性状

白色结晶体或粉末，多具有旋光性,味苦溶解性

易溶于水和甲醇,难溶于氯仿、乙醚和苯等亲脂性有机溶剂稳定性

易水解，生成的苷元为半缩醛结构，易进一步聚合，

难以得到结晶苷元

化学性质

化学性质活泼,遇酸、碱、羰基化合物和氨基酸等都能变色。与皮肤接触，也能使皮肤染成蓝色。第20页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

Classification

两种基本碳架:第21页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

第22页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

（1）环烯醚萜苷类和4去甲基环烯醚萜苷类结构特点：环烯醚萜类成分多以苷的形式存在;C1羟基多与葡萄糖形成苷，且大多为单糖苷；C11有的氧化成羧酸，并可形成酯。CharacteristicIridoids

第23页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

GardeniajasminoidesEllisCharacteristicIridoids

第24页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

栀子苷(gardenoside)、京尼平苷(geniposide)和京尼平苷酸(geniposidicacid)是清热泻火中药山栀子的主成分。第25页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

鸡屎藤苷(paederoside)是鸡屎藤的主成分，其C4位羧基与C6位羟基形成γ-内酯；C10位的甲硫酸酯在鸡屎藤组织损伤时，由于酶解的作用产生甲硫醇而产生鸡屎样的恶嗅。第26页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

RadixRehmanniae第27页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

梓醇(catalpol)又称梓醇苷，是地黄中降血糖作用的主要有效成分，并有很好的利尿和迟发性的缓下功能。第28页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

PlantagoasiaticaL.第29页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

桃叶珊瑚苷(aucubin)是车前草清湿热、利小便的有效成分，其苷元及其多聚体有抗菌作用。第30页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

（2）裂环环烯醚萜苷类CharacteristicIridoids

第31页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

裂环环烯醚萜苷

是由环烯醚萜苷苷元部分在C7、C8处开环衍生而来的苦味苷。广泛分布于龙胆科、茜草科、木樨科等植物中，尤其在龙胆科的龙胆属和獐牙菜属植物中存在的更为普遍。第32页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

RadixGentianae第33页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

龙胆苦苷(gentiopicroside)是龙胆科植物龙胆、当药、獐牙菜等植物中的苦味成分。

第34页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

龙胆、当药等在提取过程中加氨水碱化，龙胆苦苷与氨水反应生成龙胆碱(gentianine)。第35页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

Swertiabimaculata第36页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicIridoids

当药苷(sweroside)和当药苦苷(swertamarin)均为当药和獐牙菜中的苦味成分。第37页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSSesquiterpeneDefinition

倍半萜类(monoterpenoids)是由3个异戊二烯单位构成、含15个碳原子的化合物类群。Distribution

植物界和微生物界

化合物数目和结构骨架类型均为萜类化合物中最多.迄今结构骨架超过200余种.Modeofoccurrence

挥发油挥发油高沸程部分的主要组成分第38页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSBiosyntheticpathway

trans,trans-FPP或它的异构体trans,cis-FPP中的焦磷酸基与分子中的相关双键结合而脱去，形成正碳离子。形成的正碳离子进一步进攻分子内的其它双键，形成新的环，并伴随着邻位氢原子的移动，发生wagner-meerwein重排,在闭环过程中，产生具有最终生成物骨架的正碳离子。这种正碳离子由于脱氢化或者水分子的进攻，最后形成各种烯烃。由上述步骤形成的母核，再经进一步的修饰、重排,构成各种不同的倍半萜化合物。第39页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS倍半萜的生物合成途径与基本骨架名称㈠第40页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS倍半萜的生物合成途径与基本骨架名称(二)第41页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

Classification

无环倍半萜金合欢烯、金合欢醇、橙花醇等

环状倍半萜

青蒿素、鹰爪甲素、棉酚、山道年等

薁类化合物第42页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSCharacteristicSesquiterpene

（1）无环倍半萜金合欢烯又称麝子油烯，存在于枇杷叶、生姜、及洋甘菊的挥发油中。金合欢醇存在于金合欢花油、橙花油、香茅中。橙花醇又称苦橙油醇，具有苹果香，是橙花油中的主要成分之一。第43页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDSArtemisiaannuaL.CharacteristicSesquiterpene

（2）环状倍半萜第44页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

青蒿素(qinghaosu,arteannuin,artemisinin)是过氧化物倍半萜，是从中药青蒿(也称黄花蒿)中分离到的抗恶性疟疾的有效成分。第45页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS青蒿素的活性基团第46页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS青蒿素的结构改造第47页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS抗疟效价高、原虫转阴快、速效、低毒。双氢青蒿素甲基化而得，油溶性。水溶性第48页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

鹰爪甲素(yingzhaosu)是从民间治疗疟疾草药鹰爪根中分离出。对鼠疟原虫的生长有强的抑制作用。CharacteristicSesquiterpene

第49页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

棉酚(gossypol)为杜松烷型双分子衍生物，主要存在于棉籽中，为有毒的黄色液体，具有杀精子的作用，但副作用大而未应用于临床。CharacteristicSesquiterpene

第50页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

α-山道年是山道年草或蛔蒿未开放的头状花序或全草中的主成分。山道年是强力驱蛔剂，但服用过量可产生黄视疟毒性，已被临床淘汰。

CharacteristicSesquiterpene

第51页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS（3）薁类衍生物(azulenoids)

定义:

凡由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架称为薁类化合物。薁类多具有抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。

CharacteristicSesquiterpene

第52页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS理化性质：化学鉴别方法：

Sabety反应：5%溴的氯仿溶液蓝紫色或绿色Ehrlich反应:对-二甲胺基苯甲醛浓硫酸

紫色或红色物理鉴别方法：薁类化合物的沸点较高(250oC~300oC)，在挥发油分馏时，高沸点馏分可见到美丽的蓝色、紫色或绿色的现象时，表示可能有薁类化合物的存在。第53页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS

溶解性:

薁类化合物溶于石油醚、乙醚、乙醇、甲醇等有机溶剂，不溶于水，溶于强酸。提取:

可用60~65%硫酸或磷酸提取薁类成分，酸提取液加水稀释后，薁类成分即沉淀析出。第54页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS植物中的倍半萜薁类衍生物多半是其氢化衍生物，以愈创木烷骨架类型较多。第55页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS愈创木醇(Guaiol)存在于愈创木木材的挥发油中，属于薁类的还原产物。该化合物在蒸馏、酸处理时，可氧化脱氢而形成薁类。第56页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS圆叶泽兰中的泽兰苦内酯(euparotin)、泽兰氯内酯(eupachlorin)具有较强的抗癌活性.第57页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS第58页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS小结：1.掌握倍半萜类化合物的定义；2.了解倍半萜类化合物的生物合成途径；3.掌握典型化合物青蒿素的化学结构，结构改造等；4.奥类化合物的化学结构、理化性质和鉴别反应。第59页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

二萜类(diterpenoids)

是由4个异戊二烯单位构成、含20个碳原子的化合物类群。它们是由焦磷酸香叶基香叶酯(geranylgeranylpyrophosphate,GGPP)衍生而成。TYPE

OFTERPENOIDSDiterpene第60页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS存在与分布分布：植物界（广泛），菌类代谢产物，海洋生物。

存在：植物乳汁、树脂中。

典型化合物：紫杉醇、穿心莲内酯、丹参醌、银杏内酯、雷公藤内酯、甜菊苷等。TYPE

OFTERPENOIDS第61页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS二萜的基本骨架、立体结构及生物合成TYPE

OFTERPENOIDS第62页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILSTYPE

OFTERPENOIDS第63页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS（1）链状二萜

链状二萜类化合物在自然界存在较少，常见的只有广泛存在于叶绿素的植物醇(phytol)，与叶绿素分子中的卟啉(卟啉)结合成酯的形式存在于植物中，曾作为合成维生素E、K1的原料。TYPE

OFTERPENOIDS第64页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS（2）环状二萜

维生素A

是一种重要的脂溶性维生素，主要存在于动物肝脏中，特别是鱼肝中含量较丰富。TYPE

OFTERPENOIDS第65页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

穿心莲为爵床科植物穿心莲的干燥地上—部分。原产亚热带地区，现国内华南、华东及西南均有栽培。穿心莲具有清热解毒、凉血、消肿的功效。化学成分主要含二萜类化合物，以穿心莲内酯、新穿心莲内酯、去氧穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯为主，以穿心莲内酯含量最高。

TYPE

OFTERPENOIDS第66页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS穿心莲内酯（Andrographolide）：又名穿心莲乙素，分子式C20H30O5,分子量

350.44。

无色方形或长方形结晶，味极苦。m.p.230-231℃，易溶于丙酮、甲醇、乙醇，微溶于氯仿、乙醚，难溶于水，石油醚和苯。新穿心莲内酯（Neoandrographolide）：又名穿心莲丙素，穿心莲新苷。分子式C26H40O8，分子量480.58。无色柱状结晶，无苦味，m.p.167-168℃，易溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于水，难溶于苯、乙醚和氯仿。TYPE

OFTERPENOIDS第67页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS去氧穿心莲内酯（Deoxyandrographolide）：又名穿心莲甲素。分子式C20H30O4，分子量334.44。无色片状（丙酮、乙醇或氯仿）或无色针状结晶（醋酸乙酯），m.p.174-175℃，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、氯仿，可溶于苯、乙醚。

脱水穿心莲内酯（Dehydroandrographolide）：分子式C20H28O4，分子量332.42。无色针状结晶（30%或50%乙醇），m.p.204℃，易溶于乙醇、丙酮，可溶于氯仿，微溶于苯，几乎不溶于水。TYPE

OFTERPENOIDS第68页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS穿心莲的药理活性：1.解热、抗炎

穿心莲内酯具有抑制和延缓肺炎双球菌和溶血性乙型链球菌所引起的体温升高的作用。作用机制主要是通过抑制下丘脑中PGE2和cAMP含量的升高而发挥解热作用2.抗病毒

穿心莲内酯对单纯疱疹病毒I型、腺病毒有灭活作用。穿心莲内酯合成的脱水穿心莲内酯琥珀酸单酯在体外有抗HIV的特性。TYPE

OFTERPENOIDS第69页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS3.抗肿瘤和免疫调节

穿心莲内酯与硫酸氢钠制备的莲必治注射液(LBZ)在体外研究与动物实验对胃癌、肝癌、肺癌、乳癌等均有确切抗癌作用。莲必治注射液还具有类白细胞介素(dL2)作用，能促进肿瘤患者外周血T淋巴细胞转化，刺激NK细胞活化，降低外周血可溶性白细胞介素受体水平，从而发挥免疫调节及免疫杀伤作用。4.抗心脑血管疾病

穿心莲内酯具有抗心肌缺血和抗缺血再灌注损伤、保护血管内皮细胞、调脂、降血压、抗动脉粥样硬化和预防血管形成术后再狭窄以及改善血液流变性等作用。TYPE

OFTERPENOIDS第70页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS5.保肝利胆作用

腔注射穿心莲内酯可使大鼠胆汁流量明显增加；可对抗四氯化碳、四丁基过氧化物、半乳糖胺和乙酰氨基酚造成的肝毒作用，显著降低脂质过氧化酶、丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶等的水平。TYPE

OFTERPENOIDS第71页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS穿心莲的结构改造TYPE

OFTERPENOIDS第72页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

银杏内酯(ginkgolides)是银杏Ginkgobiloba根皮及叶的强苦味成分，可作为拮抗血小板活化因子，是血小板活化因子（PAF）的特效拮抗剂，而血小板活化因子是引起哮喘等许多疾病的重要因素。TYPE

OFTERPENOIDS第73页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS银杏叶中的6个萜类化合物：银杏苦内酯A、B、C、M、J和银杏新内酯，其中银杏苦内酯B

在银杏中的含量为0.2%，它的抗选择性和活动性最强。

银杏内酯

MHOHOH银杏内酯

JOHHOHR1

R2

R3银杏内酯

AOHHH银杏内酯

BOHOHH银杏内酯

C

OHOHOH

TYPE

OFTERPENOIDS第74页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

银杏内酯的药理活性:1对中枢神经系统的作用(1)对中枢神经系统单胺类递质的影响(2)对中枢抑制性受体的作用(3)对缺血性脑损伤的保护作用(4)抗阿尔茨海默病(AD)的作用(5)对神经干细胞向神经元分化的促进作用TYPE

OFTERPENOIDS第75页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

2对心血管系统的作用(1)抑制血管平滑肌细胞增殖血管平滑肌细胞迁移和过度增殖是高血压、动脉粥样硬化及血管成形术后再狭窄等血管增生性疾病的基本特征。(2)预防动脉粥样硬化斑的形成(3)对心肌缺血损伤所致心肌电生理变化的影响心肌缺血是导致心肌损伤的主要因素，银杏内酯已被证实具有改善心肌缺氧状态和抗心律失常效应TYPE

OFTERPENOIDS第76页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

3.银杏内酯的抗肿瘤作用

银杏内酯A、B、C或单独用银杏内酯B可以应用于转移癌的治疗。它能提高抗癌化疗剂的效果，减少不良反应，使得耐细胞毒药物的癌细胞对化疗剂更为敏感有效。TYPE

OFTERPENOIDS第77页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

银杏内酯可用来治疗因血小板活化因子引起的种种休克状障碍。银杏内酯A、B和C的混合制剂已进入Ⅲ期临床研究，应用于哮喘的治疗并对它在败血症休克、大脑缺血、肾移植和烧伤病人中的有效性进行评价。它将成为目前血小板活化因子(PAF)受体天然拮抗剂中最有临床应用前景的药物。银杏内酯的应用:TYPE

OFTERPENOIDS第78页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

紫杉醇(Taxol)又称红豆杉醇，最早从太平洋红豆杉Taxusbrevifolia的树皮中分离得到，1992年底美国FDA批准上市，临床用于治疗卵巢癌、乳腺癌和肺癌疗效较好。TYPE

OFTERPENOIDS第79页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

紫杉醇抗肿瘤的作用机制:①微管动力学稳定机制

紫杉醇促进微管蛋白聚合，抑制解聚，使微管稳定，导致细胞在有丝分裂时不能形成纺锤体和纺锤丝，抑制了细胞分裂和增殖，直至肿瘤细胞死亡。②免疫机制

紫杉醇可以通过作用于臣噬细胞，导致肿瘤坏死因子(TNF-a)受体的减少及TNF-a的释放，对肿瘤细胞起杀伤或抑制作用。③凋亡机制

紫杉醇可使肿瘤细胞周期阻滞于G2／M期并诱导细胞凋亡。TYPE

OFTERPENOIDS第80页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

从1982年的临床实验到现在，几乎所有的紫杉醇均来源于短叶红豆杉的树皮，而红豆杉生长极其缓慢，树皮中紫杉醇含量极低(约0.02)，治疗一名患者约需3棵树的树皮，靠剥树皮的方法远不能满足对紫杉醇日益增长的需求。对此，科学家们开展了紫杉醇的全合成、半合成、结构修饰以及组织培养、真菌发酵和人工栽培等方面的广泛研究。紫杉醇的生物合成:TYPE

OFTERPENOIDS第81页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

全世界共有11种红豆杉，我国有4

种和1

个变种，即东北红豆杉、云南红豆杉、西藏红豆杉、中国红豆杉及其变种南方红豆杉。紫杉醇主要是从红豆杉的根、皮、茎、叶中提取。我国的红豆杉都有一定含量的紫杉醇。1.从植物中分离提取紫杉醇:TYPE

OFTERPENOIDS第82页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

a.干燥粉碎b.回流提取:用乙酸乙酯：丙酮（1：1）有机溶剂系统热回流提取c.固液萃取：用石油醚(60一90℃)萃取浸膏d.液液萃取：用乙酸乙酯溶解浸膏,并依次用适量1mol／L的NaOH溶液和0.5mol／L的NaCl溶液洗涤e.正己烷沉淀：利用紫杉醇有在正己烷中沉淀这一特性,向脱水后得到的乙酸乙酯溶液中加入1O倍体积的正己烷．

f.硅胶柱层析分离g.紫杉醇含量达到85-90%紫杉醇提取分离步骤:TYPE

OFTERPENOIDS第83页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

a.产率比较高b.属于经典的分离工艺，操作简单

优点:不足:

a.原料紧缺，部分物种濒临灭绝b.质量控制困难

TYPE

OFTERPENOIDS第84页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

1994年初，Holton和Nicolaou几乎同时宣告紫杉醇的全合成获得成功。这些合成方法极大地丰富了有机化学合成的研究，同时也获得了大量的紫杉醇类似物。由于该工艺路线较长，产率较低，该研究仅限于实验室研究。2.全合成途径:TYPE

OFTERPENOIDS第85页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

化学半合成是一条扩大紫杉醇来源的较好途径，国外已用半合成法生产紫杉醇。紫杉醇的半合成主要是以10一去乙酰巴卡亭III(10一deacetylbaccatinIII，10一DAB)和巴卡亭III为前体。优点：

①

10一DAB在枝叶中的含量是紫杉醇的3

倍以上

②通过半合成，可以使紫杉醇的侧链具有更大的可变性，有可能获得活性更高的紫杉醇衍生物

③产品质量可控不足：化学半合成所用前体巴卡亭III和10一去乙酰巴卡亭III等仍要依赖于从红豆杉属植物中提取，限制了它的应用。3.半合成途径:TYPE

OFTERPENOIDS第86页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

1989年，美国农业部首先发现短叶红豆杉的植物细胞能产生紫杉醇。

不是所有的短叶红豆杉的植物细胞都可以产生紫杉醇。从一些红豆杉的皮、茎和针叶所得到的细胞株并不产生紫杉醇，但他们能产生其他的紫杉烷类化合物，这些化合物的含量可达到细胞干重的2%。喜马拉雅红豆杉细胞培养液中紫杉醇的含量达到20.84mg.L-1/24d,巴卡亭III的含量达到25.67mg.L-1/24d,4.细胞培养:TYPE

OFTERPENOIDS第87页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

1993年，stierle等发现寄生于某一红豆杉上的真菌能产生紫杉醇后，又发现了很多能产生紫杉醇的内生真菌。不足：产率较低，仅24-50ng.L-1，优点：真菌的基因操作比植物容易，可通过传统和基因工程结合来增加紫杉醇在真菌中的产量。5.内生真菌提取培养:TYPE

OFTERPENOIDS第88页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

通过代谢工程，在微生物中组合表达紫杉醇生物合成相关基因，利用“微生物工厂”来生产紫杉醇前体巴卡亭III，再半合成紫杉醇也是一种具有广阔前景的、较为可行的途径。

迄今为止，已经在大肠杆菌和酵母中进行了紫杉醇组合表达的研究，取得了一系列令人鼓舞的成绩。2001年，Huang等H将IPP异构酶GGPP合酶以及紫杉烯合酶

3个基因导入E．coli，获得了

1.3

mg·L-1培养物的紫杉烯。6.代谢工程生产紫杉醇:TYPE

OFTERPENOIDS第89页/共98页TEPENOIDSANDVOLATILEOILS

R1R2