天然产物化学结课论文

天然产物化学结课论文

学院: 专业：班级：姓名：学号：日期：—天然产物在药物方面的研究

—抗癌药物紫杉醇

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天然产物在药物方面的研究

—抗癌药物紫杉醇

（*** *******大学）

摘要：在目前，医药学研究领域中最重要的一个课题之一就是癌症的治疗，而天然产物一直是发

现新药和药物先导化合物的重要途径之一，很多抗癌药物都是直接或间接来源于天然产物。于是，充分利用天然产物作为抗癌的药物，从中来寻找能够被用来抑制肿瘤生长的物质的探索研究很是活跃。而有很多的植物中含有抗癌的活性成分，比如甘草、红景天、豆科、菠萝科、玄参科等等中都含有能够对肿瘤生长起抑制作用的活性成分。另外，作为从红豆杉树中经过分离而得到的双萜类天然产物，紫杉醇以及紫衫烷类化合物，它们不仅可以治疗常规化疗没有效果的卵巢癌、乳腺癌以及非小细泡肺癌，并且对于食管癌、头颈癌等等的其他一些恶性肿瘤也有一定的疗效。

关键词：天然产物；药物；红豆杉；抗癌；靶向

天然产物是我们这学期新开的一门专业选修课，我想说的是，虽然这是一门选修课，但是我学到了我在专业课上学不到的知识。这门课给我带来的最大的益处有两点：第一，思维的拓展，它一点点的在打开我思维的局限性。看到一个话题，我不再是单纯的听老师讲，看它里面的知识点，我会去看到别的方面，比如，某张幻灯片它的制作有什么特点，它为什么要讲这个话题，它有什么用，它可以干什么……我会去慢慢的看到这个话题后面的东西。第二，知识的捕捉与思考，我影响很深的就是有一节讨论课，老师根据外教的那个分组然后我们讨论，说出自己的观点，并且是可以说自己的想法，也可以话题不限。当时，我讲了一个通过靶向药物来治疗癌症的方法，说天然产物的药物研究方面如果可以更多的研究出治疗各种疾病的靶向药物，这样就可以达到很好的治疗效果甚至可以根治的疗效。以前我看到这些文章，我不会去思考这些，也不会想到把它们联系起来，仅仅是看看有这么一个事，有这么一篇文章就完了。但是现在我会去捕捉到关键点，然后思考有什么联系什么的，发散性的去思考。因此本篇论文我就选择了天然产物药物对癌症的治疗这个方面进行了对药物的更进一步的了解。

1. 概述

天然产物化学是自然界的化学，它有着大自然的气息。天然产物来源广泛，它不仅来源于植物，也来源于动物。另外，它的种类丰富，比如可以分为糖和糖苷、生物碱、黄酮类、萜类、甾体类、醌类等等。最重要的是，天然产物的用途很多，如生物合成、药物开发、食品添加剂、日化原料、精细化工产品等。而我国地域辽阔，植物资源又比较丰富，这为我们提供了很好的基础，特别是我国，地域辽阔，并且还有着独特的自然生态环境，有着许许多多独特的药用植物资源，我们可以从中发现具有生理活性的成分，因此，我想来说说天然产物药物这一方面。天然产物药物种类丰富，每一种药物的功效也有很多。在这里我着重于癌症的治疗方面，在目前，医药学研究领域中最重要的一个课题之一就是癌症的治疗，尤其是充分利用天然产物作为抗癌的药物，从中来寻找能够被用来抑制肿瘤生长的物质的探索研究很是活跃。而有很多的植物中含有抗癌的活性成分，比如甘草、红景天、豆科、菠萝科、玄参科等等中都含有能够对肿瘤生长起抑制作用的活性成分。这里我讲的是红豆杉。

2. 简介

红豆杉，也被称作紫衫，是红豆杉科，红豆杉属植物的统称。红豆杉属植物大约是有11种，在全世界的分布也是非常少的。它起源于古老的第三纪，是第四世纪冰川之后存留下来的世界级珍稀

濒危的植物。它的主要分布区域是在北半球的温带、寒温带、热带以及亚热带的高山地区，因此，它又被称为是植物王国里的“活化石”。因为红豆杉这个种群的竞争力比较弱、天然更新又较为缓慢、地理区域分布的局限性等多种客观因素，红豆杉属的植物资源存储量渐渐变得稀少。尤其是在近年来随着人们的开发利用，紫杉醇作为抗癌的新药，导致对红豆杉属的植物需求量越来越多，使得红豆杉属植物的资源遭到了严重的破坏，个别的种类已经濒临绝种。现在世界的各个国家早已经将它列入了保护树种，而我国也在1999年的8月份批准颁发的《国家重点保护野生植物名录（第一批）》中将我国红豆杉属的五种植物全部列入了国家一级保护植物。云南红豆杉是以云南为中心分布区的特有种类，在阴坡、半阴坡的中山、亚高山的缓坡，沟谷、溪流两岸暗针叶林、中山针阔叶混交林、常绿阔叶林中散生或者块状生长。

由于含有高含量的紫杉醇以及相关的紫衫烷类化合物，这种植物成为了研究的热点。另外，从红豆杉树中经过分离而得到的双萜类天然产物，紫杉醇以及紫衫烷类化合物，它们不仅可以治疗常规化疗没有效果的卵巢癌、乳腺癌以及非小细泡肺癌，并且对于食管癌、头颈癌等等的其他一些恶性肿瘤也有一定的疗效。

3. 研究现状

自从1971年，Wani 等从短叶红豆杉中得到具有显著抗癌活性的紫杉醇以来，对红豆杉属植物的研究受到了极大的重视。经过研究表明，虽然我们发现红豆杉的树皮、枝叶、根部甚至是种子都可以提取紫杉醇，但是，红豆杉植物中紫杉醇含量却在万分之二以下，非常微少。短叶红豆杉的树皮中紫杉醇的含量最高，其次是中间红豆杉的树皮；东亚产的四种红豆杉中，云南红豆杉枝叶中的紫杉醇含量是最高的，接下来是东北红豆杉和美丽红豆杉；叶子中，短叶红豆杉叶中的紫杉醇含量最高，其次是东北红豆杉和云南红豆杉。

有关红豆杉化学成分的研究，在我国开始比较早的事兰州大学的张宗平等，198年，他们从红豆杉的茎叶中分离得到了两个新的紫杉烷二萜以及一个已知的紫杉烷二萜。陈未名等从云南红豆杉的树皮中分离出了7个紫衫烷类二萜化合物，其中有两个是新的化合物，分别被命名为云南红豆杉醇和云南红豆杉胺；陈章于等也从云南红豆杉的树皮中分离到了4个紫杉烷类二萜化合物和1个黄烷醇类化合物，分别是紫杉醇C-7-木糖苷、紫杉醇B、10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ、紫杉素以及2R，3R-儿茶精。另外，通过对云南红豆杉的各部位的广泛研究，已经发现了80个新的紫杉烷类化合物，并且，在红豆杉中紫杉烷类化合物的含量都是远高于紫杉醇。除了紫杉醇和紫杉烷类化合物外，红豆杉中还含有300多种其他的化合物。有些化合物呢是本身具有一定的药用价值，而有的则是紫杉醇的合成前体，可以作为半合成紫杉醇的重要原料。比如7-木糖基紫杉醇、三尖杉宁碱、7-木糖基三尖杉宁碱等等的紫杉醇类似物可以通过修饰和结构改造而转化为紫杉醇；另外，10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ、巴卡亭Ⅲ等也可以作为半合成紫杉醇的重要原料，尤其是巴卡亭Ⅲ和紫杉醇同样都是红豆杉的活性成分，并且结构相似，有着独特的抗癌机理，已经成为了大家研究的热点。 另外，研究表明，红豆杉种子油对鼻咽癌细胞株CNE2有很大的杀伤能力，它的机制主要是通过诱导肿瘤细胞凋亡。韦正波等用索氏法从红豆杉种子中提取出了油状物质，红豆杉种子油的粗提取物获得率是19.45%。用显微镜观察发现，加入红豆杉种子油后癌细胞慢慢的变圆、悬浮，部分细胞碎裂，然后形成凋亡小体，第三天是最明显的。细胞毒实验显示，红豆杉种子油肿瘤抑制率随着浓度和作用时间的增加而逐渐增高，并且最佳浓度是24～32 g·L-1，作用第3天时，抑制率达到最高。经流式细胞仪显示，随着红豆杉种子油浓度的提高，肿瘤细胞的凋亡率也随之增高。

4. 提取分离（以从东北红豆杉树叶中提取紫杉醇为例）

4.1 样品的前处理

采集新鲜的东北红豆杉树叶(1998年7月采自鞍山)，在阴凉处干燥，粉碎(小于2 mm 的粉末)取50 g粉末用 200 mL 乙醇∶水=75∶25 溶液浸泡，搅拌2 h，过滤，减压浓缩蒸干后，用乙醇溶解得原提取液(Ⅰ)

4.2 提取液(Ⅰ)的粗分离

将前处理过程中得到的提取液(Ⅰ)， 在高分子树脂柱上进行梯度洗脱， 洗脱液为乙醇和水，洗脱流速为 0.8 mL/min，每2 min 收集一次馏份，在分析柱上测定洗脱过程中紫杉烷的浓度分布曲线，发现在高分子树脂柱上实现了紫杉烷与大部分非紫杉烷的分离，但三个紫杉烷的洗脱顺序基本一致，将50～85 min的馏分混合在一起得提取液(Ⅱ)，进行精分离。通过采用梯度洗脱的方法，既可以加快两部分的分离，又缩短了分离的时间。

4.3 提取液(Ⅱ)的精分离

将粗分离所得的提取液(Ⅱ)进行减压蒸馏得到棕黄色固体，用乙醇溶解后在 Zorbax SW 柱上进行洗脱，洗脱液为乙醇∶水=45∶55，洗脱流速为0.5 mL/min，每2 min 收集一个馏分，对三种紫杉烷在洗脱过程中的浓度分布情况进行分析.由结果可知，在 Zorbax SW 柱上收集70～80 min 的馏份就可以得到较高纯度的紫杉醇，与另外两种紫杉烷基本上达到了分离。

5. 应用前景

紫杉醇是20世纪90年代国际上抗肿瘤药三大成就之一。作为一种新型的广谱抗肿瘤药物，紫杉醇已经被广泛的用于临床，尤其是在晚期的卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌等恶性肿瘤的治疗中有着明确的疗效。无论是一线治疗还是二线治疗，单用或者是与其他的抗癌药联合使用，这种药都得到了临床实践证明。与此同时，紫杉醇作为腹腔化疗用药比静脉化疗的毒副作用小，局部抗肿瘤作用大。虽然将紫杉醇单用或者联合使用于腹腔化疗的临床研究还不充足，仍然需要进一步的研究，但是根据近多年来的临床研究结果，紫杉醇作为腹腔化疗用药在提高患者生存率和改善生活质量当面将会有很好的发展前景。

然而，天然产物的含量一般很微少，往往十几公斤的原料只能得到几毫克的产品，因此，就更加需要发展高新的提取分离技术；天然产物的结构一般也比较复杂，一个分子有着很多的构象构型，那么这就需要不断的革新结构的测定方法：还有，天然产物中结构复杂的化合物合成困难，于是我们需要不断的去创新有机合成方法；另外，天然产物一般具有自身独特的生理活性，因此，我们也更加需要进行广泛的研究。

在目前，紫杉醇仍然主要是来自于植物的提取，但是植物中紫杉醇的含量很少很少，只是从植物中提取远远不能满足临床的需要，因此，大力种植红豆杉、植物细胞培养，化学合成等等将是解决紫杉醇来源的重要途径。同时，相关部门也要加大对红豆杉资源的保护力度。另外，在基础研究方面，对于紫杉醇的研究还有待于加强，比如紫杉醇内生真菌的培养、细胞的培养、人工合成等。随着科学的不断发展以及各门学科的交叉融合，对于紫杉醇的研究会越来越深，治疗方案会不断的得到优化，越来越多的患者将会摆脱癌症的痛苦。

6．创新发展

近几十年来，为了减小癌症复发的概率、提高肿瘤患者的生存率，医生和科学家们都做了很多的工作，这些工作可以分为两类：第一，是通过创造和改进抗肿瘤的手段，使它更加精确、更加高效，代表性的成果就是靶向药物和细胞免疫治疗。之前的抗癌药物都是针对细胞的非特异性过程来达到抑制肿瘤生长的目的，比如经典的化疗药-顺铂（一种铂制剂），它主要是通过与细胞的DNA形成交链，影响细胞的复制。但是，很明显，这样一来也会影响到正常细胞的复制，也就是杀敌一千自损三百，因此较老的抗肿瘤药物都具有很大的副作用，让人谈放化疗而色变。然而在现在，

随着现代医学发展和分子生物学技术的提高， 人们在对肿瘤的发病机制已经认识并且深入到分子和基因的层面后，我们已经可以根据肿瘤的特殊基因来开发针对性的药物，比如靶向药物，它就是针对某些肿瘤细胞特有的基因和蛋白标志进行定向打击。与传统的药物相比较，就像是从玉石俱焚的原子弹进化到了可以定点清除的巡航导弹。而细胞免疫治疗则是收集免疫细胞，让它在体外进行诱导扩增，再把增加了几千上万倍的免疫细胞输回体内，来作为“外援”消灭肿瘤细胞。 目前，靶向药物的研究已经在进展中，如同济大学附属上海市肺科医院肿瘤科，周蔚，周彩存，孟淑燕，粟波，宋胤这些人就在致力于这一方面，如他们的“靶向肺癌的紫杉醇长循环脂质体抑瘤作用研究”，成功

的构建了主动靶向肺癌组织的紫杉醇长循环纳米脂质体，并且，此研究构建的靶向肺癌的紫杉醇长循环纳米脂质体能改善紫杉醇传统剂型的药物动力学和组织分布，高了紫杉醇在体内的安全性和抑瘤作用。天然产物药物本就很热门，而我们中华5000年的中药文化更是博大精深，药典中那么多的植物种类，每一类又有着不同的疗效，这是多么丰厚的资源。我想，如果天然产物药物的研究能够更多的找到相应病症的靶向药物，并且成功的应用于医疗，那么该是医学上多么大的一个飞跃啊。

参考文献

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