紫杉醇提取工艺研究

紫杉醇提取工艺研究1．紫杉醇简介

紫杉醇（C

47H

51

NO

14

）是红豆杉属植物中的

一种复杂的次生代谢产物,是目前所了解的

惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微

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、淋巴瘤、脑瘤等也都有一定疗效[1]。

紫杉醇是一种无臭，无味的白色结晶

体粉末，熔点为213-216℃，不溶于水，

易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂，主要由红

豆杉的树皮中提取。由于紫杉醇的质量分

数极低(仅为干质量的0.01％左右)，杂

质多，为后续的分离纯化带来困难，因此，

紫杉醇初分离除杂过程是分离纯化工艺

的关键步骤。国内外提取紫杉醇的方法主要有溶剂浸提法、索氏提取、固相提取法等。这些方法能耗少、紫杉醇回收率高、易于操作，但工艺周期长、溶剂用量大、提取选择性差，且紫杉醇在长时间的受热过程中易引起结构变化[2]。因此，近年来国内外科研人员纷纷研究开发快速高效的紫杉醇提取方法，研发的重点集中在沉淀法、超声波、柱层析、超临界流体萃取等新型方法。

2．紫杉醇提取的工艺流程

红豆杉枝叶、树皮、树枝——干燥与粉碎——有机溶剂提取——浸膏——固液萃取——液液萃取——己烷沉淀——硅胶柱层析——结晶——TLC 检测——高效液相色谱检测

3．常见提取操作介绍

3.1有机溶剂提取

紫杉醇的粗提阶段常用有机溶剂进行提取。李春斌等人[3]研究发现，在氯仿、甲醇、乙醇、V（甲醇）：V（乙醇）=1：1、V（氯仿）：V（丙酮）=1：1和V(乙酸乙酯)：V(丙酮)=1；1溶剂中，以V(乙酸乙酯)：V(丙酮)=1：1的提取效果最好，基本无毒且可回收再利用，因此有望用于紫杉醇的工业化生产中。通过综合对比普通浸提、冷浸法、渗漉法和索氏回流法，发现采用索氏提取方法提取其浸膏得率达20.7%。

3.2固液萃取

红豆杉的粗提浸膏中往往含有一些无极性或低极性的物质如油脂、蜡等，常采用一些低极性有机溶剂进行去除。李春斌等人[3]采用石油醚对浸膏进行固液萃取，发现当石油醚用量达到浸膏的5倍时，浸出的杂质数量不再有明显的增加。

惠俊峰[4]采用正己烷对浸膏进行除杂，发现和原始浸膏的量相比，6倍体积的正己烷是一个优化值。

3.3液液萃取

红豆杉的粗提浸膏中也含有一些强极性物质如鞣质、氨基酸、糖和盐等，常采用液液萃取的方式进行去除。周浩然等人[5]采用甲醇和正己烷及甲醇和乙酸乙

酯体系进行萃取；郭立佳[6]采用甲醇和正己烷及三氯甲烷和0.5mol／L的Na

2CO

3

溶液体系进行萃取。液液萃取简单易行，不需要特殊设备，但提取物杂质含量高，

回收率低、分离效果差，还常常伴随乳化现象。

3.4沉淀法

由于紫杉醇有在正己烷中沉淀这一特性，所以向液液萃取后得到的紫杉醇乙酸乙酯溶液中加入正己烷溶剂，将紫杉醇沉淀下来。李春斌等人[3]通过研究表明，正己烷与乙酸乙酯溶液的体积比以10：1为好，较少时，紫杉醇不能完全沉淀；较多时，不但没有提高杂质去除量，还会造成正己烷使用量过大，溶剂浪费。沉淀法设备简单、成本低廉且技术较为成熟，可广泛应用于紫杉醇的规模化生产中，但一般只能达到初步纯化的目的，还需要进一步的精制[7]。

3.5柱层析法[8]

柱层析法是目前分离纯化紫杉醇最广泛采用的方法。常用的层析柱有：正相柱如硅胶、氧化铝，反相柱有C

18

、苯基柱等，还包括其他一些吸附剂如树脂等。

3．5．1苯基-硅胶色谱柱

硅胶柱色谱在色谱中应用很广泛。一般情况下，紫杉醇在硅胶柱上的保留

较强，用CHCI

3

和甲醇的混合溶液洗脱可分离出两个峰。如果在色谱流动相中添加0.05％水时，分离出的紫杉醇纯度有所提高，分离速度加快，经常压硅胶柱

可获纯度14％，回收率98％的紫杉醇。在中压快速硅胶柱的条件下用CH

2Cl

2

、

甲醇梯度洗脱，可使紫杉醇的纯度达到40％-60％。由于苯基反相介质在分离多环化合物方面有独特的作用，因此可用于紫杉醇分离。苯基-硅胶介质以硅胶为基质，r-氨丙基三氧基硅烷为连接臂，通过液相法和气相法合成。采用甲醇-水(65：35)为流动相，由于采用的催化剂不同，用液相法合成的苯基-硅胶介质分离紫杉醇纯度可达49.8%-60.2％，回收率可达40.8％-98.6％；用气相法合成的苯基-硅胶介质分离紫杉醇的纯度达77.4％，回收率达92％。

3．5．2 氧化铝-C

18

色谱柱

用氧化铝柱色谱可以去除极性比紫杉醇弱的物质，然后再通过C

18

固相萃取便可除去极性比紫杉醇稍强的杂质。当用碱性氧化铝，含水0.03％、甲醇1.5％的流动相，反应30 min左右，洗脱速度在1-3 mL／min之间时，可以使紫杉醇的含量大于27％，紫杉醇回收率大于170％，这说明有其它非游离的紫杉醇转化成了游离紫杉醇。研究表明通过碱性氧化铝柱色谱后，有50％的7-表-紫杉醇可以转化成游离紫杉醇，使紫杉醇的回收率可达170％。

3．5．3 大孔吸附树脂

紫杉醇具有多环结构，容易被带苯环的吸附剂特异性吸附。在静态吸附的条件下，采用201×4型树脂在pH为6.4时效果最好。在动态吸附的条件下，采用50％甲醇水溶液为初始溶剂(调pH为6．4)溶解试品及淋洗，紫杉醇被完全吸附于201×4型树脂上，以80％的甲醇溶液洗脱，经一步树脂吸附色谱，除去了紫杉醇浸膏中的脂、蜡等杂质，样品颜色由棕黑色转成浅黄色，紫杉醇含量提高到2.15％，紫杉醇的回收率为99.6％。