CN101143883A - 一种含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从可再生红豆杉资源中制备紫杉烷木糖苷化合物的方法。以高产紫杉烷木糖苷化合物的可再生红豆杉如南方红豆杉(Taxus Chinesis var mairei)的植物或细胞培养物或微生物发酵物为原料,通过溶剂提取、液液萃取、色谱分离、结晶纯化步骤获得紫杉烷木糖苷化合物。所获紫杉烷木糖苷化合物可转化为紫杉醇或多烯紫杉醇的半合成原料10-去乙酰基巴卡亭III。
Description
技术领域
本发明涉及一种含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法。该方法采用溶剂提取、溶剂分配、色谱分离、和结晶法,从南方红豆杉等可再生紫杉植物中分离得到高含量的紫杉烷木糖苷化合物。
背景技术
紫杉醇(Paclitaxel,商品名Taxol)和多烯紫杉醇(Taxotere,商品名Docetaxel)因其具有独特的抗癌机理和广谱高效的抗癌活性,已成为临床上最重要的抗癌药物。目前,国际市场上规模化生产紫杉醇的途径主要有:(1)从红豆杉中直接提取紫杉醇;(2)半合成法——从红豆杉植物中提取10-去乙酰巴卡亭III(简写10-DABIII),用化学方法半合成紫杉醇、多烯紫杉醇等。
世界上红豆杉资源种类繁多,欧洲有:欧洲红豆杉(T,baccata);北美有:太平洋短叶红豆杉(T,brevifolia)、佛罗里达红豆杉(T,floridana)、加拿大红豆杉(T,canadensis)、曼地亚红豆杉(T,media);中国有:云南红豆杉(T,yunnanensis)、南方红豆杉(美丽红豆杉)(T,Chinesis var mairei),东北红豆杉(T,cuspidate),喜马拉雅红豆杉(T,wallichiana)等。在上述红豆杉属植物中,除含紫杉醇外,还共存大量其它有开发利用价值的紫杉烷:欧洲红豆杉枝叶中含有丰富的10-DABIII[J.Chrornatogr.A802(1998)];加拿大红豆杉中含有的紫杉烷主要有9-二氢-13-乙酰基-巴卡亭III(简写9-DHBIII)、Taxol及10-DABIII等,其中9-DHABIII的含量为Taxol的7~10倍,可作为新一类水溶性更强的半合成化疗药物的前体;中国的南方红豆杉中富含7-木糖-10-去乙酰类紫杉烷(该类紫杉烷具有10-DABIII的母核),其总量(≥0.05%每克干重)是紫杉醇的5~8倍,包括10-DAXT、10-DAXC、10-DAXT,C。这些化合物均可以通过化学生物方法转化为半合成紫杉醇、多烯紫杉醇的原料——10-DABIII。
目前针对不同种类的红豆杉资源的开发利用以及紫杉烷木糖苷化合物的分离纯化工艺的研究有以下报道:
专利US5736366和US5453521介绍了从欧洲红豆杉分离10-DABIII的方法:用水提取枝叶,溶剂萃取或选择合适的载体(如大孔吸附树脂)吸附,再解吸,结晶得到10-DABIII,或者甲醇提取后加水稀释,结晶得到纯度较高的10-DABIII。
专利US5969165和US6469186描述了从加拿大红豆杉中分离提取9-DHABIII、Taxol等紫杉烷的方法:甲醇提取物氧化铝柱分离,溶剂沉淀、结晶,得到高纯度9-DHABIII;母液(含其它紫杉烷)树脂柱或正相硅胶柱分离,分别得到10-DABIII和巴卡亭III(简写BaccatinIII)及紫杉醇和三尖杉宁碱两部分;10-DABm和BaccatinIII部分再进行一次正相硅胶柱分离,结晶得到高纯度的10-DABIII、BaccatinIII;紫杉醇和三尖杉宁碱部分,直接再进行一次反相树脂柱分离,或经过化学反应后再进行反相或正相硅胶柱分离,结晶得到高纯度紫杉醇。
专利US6136989介绍了从太平洋红豆杉中分离纯化紫杉醇等紫杉烷的方法:甲醇提取物经溶剂分配,三次正相硅胶柱分离,一次沉淀,二次结晶得到高纯度紫杉醇。
专利US5279949提出了一个从Ornamental紫杉(Taxus media Hicksii)中用正相色谱法分离紫杉醇等紫杉烷的过程:70%乙醇萃取物脱色,溶剂沉淀,两次正相硅胶柱和一次反相色谱分离,结晶得到纯度很高的紫杉醇。
专利EP1616868中描述了从Taxus media Hicksii中分离紫杉醇的方法:丙酮-水提取物经溶剂分配,三次正相硅胶柱和一次氧化铝柱分离,结晶得到高纯度紫杉醇。
Senilh等从欧州红豆杉中分离紫杉烷木糖苷化合物使用了如下步骤:乙醇提取物经溶剂分配,三次硅胶柱色谱分离,结晶分别得到10-DAXT、10-DAXC、10-DAXTC和XT、XC、XT,C[J.Nat.Prod.47:131(1984)]
专利US5670673描述了从太平洋红豆杉中分离纯化紫杉烷木糖苷化合物的方法:乙醇提取物经溶剂分配,一次反相色谱柱分离和重结晶,分别得到高纯度10-DAXT、XT和10-DAXC。
专利US5856532描述了从西藏红豆杉中分离纯化紫杉烷木糖苷化合物的方法:甲醇提取物中加水稀释,沉淀经硅胶柱分离,结晶分别得到10-DAXT,10-DAXC,10DAXT,C。
陈建民等人提出了从云南红豆杉中分离纯化紫杉烷木糖苷化合物的方法:氯仿提取,硅胶柱分离,结晶得到三种紫杉烷木糖苷化合物(分别是10-DAXT、10-DAXC、10-DAXT,C)[Nat.prod.Res,Vo1.20,119-124(2006)]。
Qing-Wen Shi等人开发了一种从日本红豆杉中分离紫杉烷木糖苷化合物的方法,过程包括:甲醇提取,硅胶柱分离,结晶分别得到10-DAXT,10DAXC。[Can.J.Chem.90:64~74(2003)]。
发明内容
本发明目的在于提供一种规模化制备紫杉烷木糖苷化合物的方法,该制备方法操作简单、重复性好、成本低,具有高选择性、高收率,可充分利用红豆杉资源。
本发明具体提供了一种含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物,含有紫杉烷木糖苷化合物包括7-木糖-10-去乙酰紫杉醇、7-木糖-10-去乙酰三尖杉宁碱、7-木糖-10-去乙酰紫杉醇C7-木糖紫杉醇、7-木糖三尖杉宁碱、7-木糖紫杉醇C、7-木糖-10-去乙酰巴卡亭III,其特征在于:所述混合物是以可再生红豆杉的植物或细胞培养物或微生物发酵物为原料,通过溶剂提取、液液萃取、色谱分离、结晶纯化步骤获得。
本发明含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物中,所述可再生红豆杉的植物可以为南方红豆杉、云南红豆杉、西藏红豆杉、中华红豆杉、或者上述四种红豆杉的遗传变种的枝叶、根须。优选为为南方红豆杉的枝叶、根须。
本发明特别提供了一种上述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法,其特征在于;以可再生红豆杉的植物或细胞培养物或微生物发酵物为原料,通过下述步骤获得含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物;
——溶剂提取,
将原料浸泡在低级醇或含低级醇的水溶液中10~36h,合并提取液并浓缩得到醇提取物;
——液液萃取,
将上述醇提取物加水,用正己烷萃取两次,水∶正己烷=1∶1~1∶5;水相用二氯甲烷、氯仿或乙酸乙酯的有机溶剂继续萃取,合并后的有机相脱水后浓缩成浸膏;
——色谱分离,
将上述浓缩浸膏进行“过滤”色谱柱I分离,“过滤”色谱柱填料选用硅酸镁、硅酸铝、氧化铝或其混合;流动相选用乙酸乙酯/正己烷、二氯甲烷/甲醇或二氯甲烷/乙醇;用流动相梯度洗脱,分别得到紫杉醇组分和7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分;
将上述含7-木糖-10-去乙酰紫杉醇组分,进行正相色谱柱II分离,正相色谱柱II填料选用硅胶或氧化铝;流动相选用乙酸乙酯/正己烷、二氯甲烷/甲醇或二氯甲烷/乙醇;用流动相梯度洗脱,收集液经浓缩、干燥得到含量较高的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷;
——结晶纯化,
将上述含量较高的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷,加入甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯或者它们的水溶液,搅拌溶解、结晶,得到高纯的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷。
本发明含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法中,所述溶剂提取过程中,低级醇最好选择为甲醇或乙醇。
本发明含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法中,所述色谱分离过程中,“过滤”色谱柱选用填料平均粒径100~300目,色谱柱径高比为1∶1~1∶10。
本发明含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法中,所述色谱分离过程中,正相色谱所选用填料平均粒径100~400目,色谱柱径高比为1∶3~1∶20。色谱分离过程中,压力范围可以从低压到高压,优选的压力范围0~20bar。
本发明含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法操作简单、重复性好、成本低,具有高选择性、高收率,可充分利用红豆杉资源。
附图说明
图1为南方红豆杉提取物HPLC分析图;
图2为色谱柱I分离得到的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷HPLC分析图;
图3为色谱柱II分离得到的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷HPLC分析图;
图4为高纯度10-DAXT的HPLC分析图;
图510-DAXT转化为10-DAXB的HPLC分析图;
图610-DAXB结晶前后的HPLC分析图。
具体实施方式
本发明的目标物包括天然存在和人工合成的紫杉烷木糖苷化合物,具有如下结构通式:
紫杉烷木糖苷化合物结构通式 紫杉醇和多烯紫杉醇结构通式
R1=HorAc R1=Ac,R2=Ph Paclitaxel(Taxol)
R2=Ph or C4H7orC5H12 R1=H,R2=(CH3)3CO Docetaxel(Taxotere)
7-xylosyl-10-Deacetyl baccatinIII 10-Deacetyl baccatin III
其中R1=H,R2=Ph即7-木糖-10-去乙酰紫杉醇(简写10-DAXT),R2=C4H7即7-木糖-10-去乙酰三尖杉宁碱(简写10-DAXC),R2=C5H12即7-木糖-10-去乙酰紫杉醇C(简写10-DAXT,C);R1=Ac,R2=Ph即7-木糖紫杉醇(简写XT),R2=C4H7即7-木糖三尖杉宁碱(简写XC),R2=C5H12即7-木糖紫杉醇C(简写XT,C),7-木糖-10-去乙酰巴卡亭III(简写10-DAXB)。
本发明技术方案包括以下几个步骤:
一提取和浓缩
将南方红豆杉等植物材料,可以是新鲜的或干燥的叶、茎、枝、皮等含紫杉烷木糖苷化合物的部分浸泡在甲醇、乙醇等低级醇以及它们的水溶液中,在室温下放置24h,原料重量与醇溶液的体积比1∶7~1∶3,再重复操作至少两次。合并提取液并浓缩至原来体积的1/10~1/15,得到第一步的醇提取物。
二溶剂分配——液液萃取
上述浓缩的醇提取物,用正己烷萃取两次;水相继续用二氯甲烷,氯仿或乙酸乙酯萃取,以二氯甲烷∶甲醇体积比2∶1的萃取效果最佳,可再重复操作一次。合并后的二氯甲烷相经无水MgSO4或Na2SO4脱水后浓缩——浸膏。HPLC分析见图1(1为10-DAXT,2为10-DAXC,3为10-DAXT,C)。
三柱色谱分离
取上述适量的南方红豆杉浸膏,进行“过滤”色谱柱I分离,用乙酸乙酯/正己烷或二氯甲烷/甲醇、乙醇梯度洗脱,分别得到紫杉醇部分和7-木糖-10-去乙酰紫杉烷部分。含紫杉醇部分按上述已公开专利进行分离纯化;含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分继续进行以下实验,浓缩7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分。HPLC分析见图2(1为10-DAXT,2为10-DAXC,3为10-DAXT,C)。
取适量的柱色谱I得到的7-木糖-10-去乙酰紫杉醇组分,进行正相色谱柱II分离,用乙酸乙酯/正己烷或二氯甲烷/甲醇或二氯甲烷/乙醇梯度洗脱,收集液经HPLC检测后,含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分浓缩、干燥得到含量较高的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷。HPLC分析见图3(1为10-DAXT,2为10-DAXC,3为10-DAXT,C)。
四结晶
称取适量的柱色谱II得到的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷,加入适量的乙酸乙酯-水(或丙酮、甲醇、乙醇)搅拌溶解、结晶得到高纯的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷。HPLC分析见图4(1为10-DAXT,2为10-DAXC,3为10-DAXT,C)。
上述色谱检测条件:4.6×200mm(C18,5μm大连化学物理研究所);流动相∶乙腈-水(25∶75)梯度淋洗;流速:1.0ml/min;紫外检测器,检测波长227nm。
实施例1
将5kg烘干的南方红豆杉针叶浸泡在25L甲醇中,24h后排出液体约15L,再加入15L的甲醇重新浸泡24h。重复进行上述操作,直到获取45L的粗提物。将甲醇提取物在40度左右蒸馏至3L,加入0.6L水和7.2L正己烷,搅拌15min,静置分层。水相用相同体积正己烷重复萃取。水相中加入2.4L水和12L二氯甲烷,搅拌15min,分层后水相用6L二氯甲烷再萃取一次。合并后的二氯甲烷相用300g无水MgSO4脱水,40度下减压蒸馏,得到约150g南方红豆杉浸膏(含10-DAXT约1.62%)。
实施例2
称取南方红豆杉浸膏10g,二氯甲烷溶解。填好一根内径3.5cm的玻璃柱,硅酸铝(200~300目)约50g,二氯甲烷平衡。湿法上样,用二氯甲烷和甲醇、乙醇梯度淋洗,经HPLC检测,含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分浓缩、干燥得到约含10.2%的10-DAXT样品1.48g。
色谱一得到的样品1.48g甲醇溶解,按1∶3拌硅藻土,晾干。填好一根Φ2.6×30cm的玻璃柱,硅胶填料为30g,二氯甲烷平衡。干法上样,采用梯度洗脱,经HPLC检测后,含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分浓缩、干燥得到约含42.4%的10-DAXT样品0.34g。
向0.34g10-DAXT样品中加入5ml乙酸乙酯,搅拌溶解、结晶得到约含85.2%的10-DAXT产品0.14g。
实施例3
植物材料的处理与例一相同。称取南方红豆杉浸膏40g,二氯甲烷溶解。填好一根内径5cm的玻璃柱,硅酸镁(200~300目)填料为300g。二氯甲烷平衡。湿法上样,二氯甲烷和甲醇、乙醇梯度淋洗,经HPLC检测,含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分浓缩、干燥得到约含10.8%的10-DAXT样品5.75g。
色谱一得到的样品5.75g甲醇溶解,按1∶3拌硅藻土,晾干。填充一根Φ3.5×60cm低压玻璃柱,硅胶(200~300目)约100g,二氯甲烷平衡。干法上样,二氯甲烷和甲醇梯度淋洗,经HPLC检测后,含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分浓缩、干燥得到约含42.5%的7-木糖-10-去乙酰紫杉醇1.36g。
向1.36g10-DAXT样品中加入20ml甲醇-水(1∶1)搅拌溶解、结晶得到约含83.1%的10-DAXT产品0.52g。
实施例4
植物材料的处理与例一相同。称取南方红豆杉植物浸膏100g,二氯甲烷溶解。填好一根Φ10×15cm不锈钢色谱柱,氧化铝(100~200目)约1000g,二氯甲烷平衡。湿法上样,二氯甲烷和甲醇、乙醇梯度淋洗,经HPLC检测,含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分浓缩、干燥得约10.4%的10-DAXT样品15.0g。
取15.0g上述样品用甲醇溶解,按1∶3倍量拌硅藻土,晾干。填充一根Φ5.0×60cm低压玻璃柱,硅胶(230~400目)约220g,二氯甲烷平衡。干法上一样,二氯甲烷和甲醇梯度淋洗,经HPLC检测后,含7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分浓缩、干燥得到约含41.8%的10-DAXT样品3.54g。
向3.54g10-DAXT样品中加入30ml丙酮搅拌溶解、结晶得到约含82.6%的10-DAXT产品1.42g。
实施例5
7-木糖-10-去乙酰紫杉烷经化学法去侧链反应,生成含10-DAXB产物的分离纯化。
9.0克含80%以上7-木糖-10-去乙酰紫杉烷原料经化学法去侧链反应后,二氯甲烷萃取三次,加入100克无水硫酸钠脱水,浓缩得到11.0克含10-DAXB产物。HPLC分析见图5(4为10-DAXB)。
取上述含10-DAXB样品11.0g,甲醇溶解,按1∶3倍量拌硅藻土,晾干。填充一根Φ5.0×60cm低压玻璃柱,硅胶(200~300目)约160g,二氯甲烷平衡。干法上样,二氯甲烷和甲醇梯度淋洗,经HPLC检测后,含10-DAXB组分浓缩、干燥得到约含80.3%的10-DAXB样品5.68g。
将柱分离后的样品5.68克用300ml甲醇-水溶解,结晶最终得到含90%以上的10-DAXB产品4.48g。HPLC分析见图6(4为10-DAXB)。
Claims (8)
1.一种含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物,含有紫杉烷木糖苷化合物包括7-木糖-10-去乙酰紫杉醇、7-木糖-10-去乙酰三尖杉宁碱、7-木糖-10-去乙酰紫杉醇C7-木糖紫杉醇、7-木糖三尖杉宁碱、7-木糖紫杉醇C、7-木糖-10-去乙酰巴卡亭III,其特征在于:所述混合物是以可再生红豆杉的植物或细胞培养物或微生物发酵物为原料,通过溶剂提取、液液萃取、色谱分离、结晶纯化步骤获得。
2.按照权利要求1所述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物,其特征在于:所述可再生红豆杉的植物为南方红豆杉、云南红豆杉、西藏红豆杉、中华红豆杉、或者上述四种红豆杉的遗传变种的枝叶、根须。
3.按照权利要求2所述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物,其特征在于:所述可再生红豆杉的植物为南方红豆杉的枝叶、根须。
4.一种权利要求1所述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法,其特征在于:以可再生红豆杉的植物或细胞培养物或微生物发酵物为原料,通过下述步骤获得含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物;
——溶剂提取,
将原料浸泡在低级醇或含低级醇的水溶液中10~36h,合并提取液并浓缩得到醇提取物;
——液液萃取,
将上述醇提取物加水,用正己烷萃取两次,水∶正己烷=1∶1~1∶5;水相用二氯甲烷、氯仿或乙酸乙酯的有机溶剂继续萃取,合并后的有机相脱水后浓缩成浸膏;
——色谱分离,
将上述浓缩浸膏进行“过滤”色谱柱I分离,“过滤”色谱柱填料选用硅酸镁、硅酸铝、氧化铝或其混合;流动相选用乙酸乙酯/正己烷、二氯甲烷/甲醇或二氯甲烷/乙醇;用流动相梯度洗脱,分别得到紫杉醇组分和7-木糖-10-去乙酰紫杉烷组分;
将上述含7-木糖-10-去乙酰紫杉醇组分,进行正相色谱柱II分离,正相色谱柱II填料选用硅胶或氧化铝;流动相选用乙酸乙酯/正己烷、二氯甲烷/甲醇或二氯甲烷/乙醇;用流动相梯度洗脱,收集液经浓缩、干燥得到含量较高的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷;
——结晶纯化,
将上述含量较高的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷,加入甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯或者它们的水溶液,搅拌溶解、结晶,得到高纯的7-木糖-10-去乙酰紫杉烷。
5.按照权利要求4所述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法,其特征在于:所述溶剂提取过程中,低级醇选择为甲醇或乙醇。
6.按照权利要求4所述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法,其特征在于:所述色谱分离过程中,“过滤”色谱柱选用填料平均粒径100~300目,色谱柱径高比为1∶1~1∶10。
7.按照权利要求4所述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法,其特征在于:所述色谱分离过程中,正相色谱所选用填料平均粒径100~400目,色谱柱径高比为1∶3~1∶20。
8.按照权利要求4所述含有紫杉烷木糖苷化合物的混合物的制备方法,其特征在于所述上柱分离过程中,压力范围0~20bar。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080319 |