CN101492455A - 光学纯左旋三尖杉碱和分离提纯方法 - Google Patents

光学纯左旋三尖杉碱和分离提纯方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学纯的左旋三尖杉碱的分离提纯方法。该左旋光学纯的三尖杉碱为无色透明针状结晶，其光学纯度大于99％，比旋光度[α]D＝－194°[c 1.02，CHCl3，20℃]，熔点为143～144℃，它是以三尖杉属植物中提取的三尖杉生物总碱浸膏或者从三尖杉属植物中提取三尖杉酯碱后残余浸膏为原料，用水和二氯甲烷混合溶剂溶解，首先在酸性条件下用二氯甲烷萃取；分离后的水相在碱性条件下依次用乙醚和酸性条件下用二氯甲烷萃取；水相在碱性条件下用乙醚萃取，浓缩乙醚相，结晶得到目标产物。该方法操作简单、安全、可靠、效率高、回收率高、成本低，易于形成规模化制备光学纯的左旋三尖杉碱。

Description

光学纯左旋三尖杉碱和分离提纯方法
技术领域
本发明涉及三尖杉碱的分离，特别是涉及一种光学纯左旋三尖杉碱的分离提纯方法。
背景技术
三尖杉碱(Cephalotaxine)广泛存在于三尖杉属植物(Cephalotaxus)的根、茎、叶、干和果实中，占三尖杉属植物所含生物总碱的40％-80％(《三尖杉生物学》，胡玉熹，科学出版社，1999，pp106)。光学活性的三尖杉碱是半合成抗白血病药物三尖杉酯碱(三尖杉酯碱、高三尖山酯碱、脱氧三尖杉酯碱和异三尖杉酯碱及其类似物)的关键前体化合物(The Alkaloids：Chemical and Biological Perspectives 1987，5，639；The Alkaloids，1998，51，199；兰州大学学报(自然科学版)，1974，1，148；中国科学(Eng.)，1979，22，1333；J.Org.Chem.，1978，43，4762；科学通报，1975，20，437；药学学报，1980，15，46；科学通报，1980，25，576；Tetrahedron Lett.1982，23，3431；科学通报，1982，27，1048；药学学报1982，17，866；药学学报1992，47，1087；J.Org.Chem.1979，44，63；Tetrahedron Lett.1999，40，2931；CN1300289A，1999)，化学合成光学纯的左旋三尖杉碱的文献报道很少(中国药物化学杂志，1994，4，84；J.Org.Chem.1995，60，115；Tetrahedron.Asymmetry 1997，8，191；J.Am.Chem.Soc.1999，121，10246；Chem.Pharm.Bull.1999，47，983；J.Org.Chem.2004，69，3087；Tetrahedron 2006，62，7266；J.Am.Chem.Soc.2006，128，10370；J.Org.Chem.2007，72，7352)，这些文献报道的合成线路冗长，不能用于规模化制备光学纯的左旋三尖杉碱；而从三尖杉属植物中分离提纯左旋三尖杉碱的方法报道也很少见(J.Org.Chem.1963，28，2194；US 3870727；WO 9948894)，且这些方法需用柱分离或高效液相制备色谱分离，以及三氯甲烷、苯等试剂才能实现，不适用于大量制备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种获得光学纯的左旋三尖杉碱的分离提纯方法，该方法可以克服已有技术和方法的不足。本发明适用于以三尖杉属植物中提取的三尖杉生物总碱浸膏或者从三尖杉属植物中提取三尖杉酯碱后残余浸膏为原料提取分离光学纯的左旋三尖杉碱，并且操作简单、安全、可靠、效率高、回收率高、成本低，易于形成规模化制备光学纯的左旋三尖杉碱。
本发明提供的一种光学纯的左旋三尖杉碱，结构式为(I)(C18H21NO4)，无色透明针状结晶，其光学纯度大于99％，比旋光度[α]D＝-194°[c 1.02，CHCl3，20℃]，熔点为143-144℃，它是以三尖杉属植物中提取的三尖杉生物总碱浸膏或者从三尖杉属植物中提取三尖杉酯碱后残余浸膏为原料，用水和二氯甲烷混合溶剂溶解，首先在酸性条件下用二氯甲烷萃取；分离后的水相在碱性条件下依次用乙醚和酸性条件下用二氯甲烷萃取；最后，水相在碱性条件下用乙醚萃取，浓缩乙醚相，结晶得到目标产物。
Figure A20091006801500041
(3S，4S，5R)-(-)-Cephalotaxine(I)
(左旋三尖杉碱)
本发明提供的一种光学纯的左旋三尖杉碱的分离提纯方法经过下述的步骤：
1)三尖杉生物总碱浸膏或提取三尖杉酯碱后残余浸膏溶解于水和有机溶剂的混合溶剂中，搅拌，用酸调节至pH＝3～4，分液分离，再用有机溶剂萃取水层1～2次，合并有机相。优选混合溶剂为二氯甲烷和水。浸膏与混合溶剂比例为1∶10，二氯甲烷和水体积比1∶2。
2)步骤1)中的水相加乙醚，用碱调节至pH＝12～13，常温下搅拌过夜；用酸调节至pH＝3～4，分液分离，再用有机溶剂萃取水层2～3次，合并有机相；水相中加有机溶剂，用碳酸钠调节至pH＝7，分液分离，再用有机溶剂萃取水层2～3次。有机溶剂为二氯甲烷，碱为氢氧化钠，酸为2M的盐酸。
3)步骤2)中水相加乙醚，用碳酸钠调节至pH＝9～10，用乙醚萃取，合并乙醚相，用干燥剂干燥有机相，浓缩，结晶，得到的固体再用无水乙醚重结晶得到目标产物。所述的干燥剂为无水硫酸钠。
所述的有机溶剂为醇类、醚类、酯类或卤代烃类，优选为二氯甲烷；
所述的生物总碱浸膏或提取三尖杉酯碱后残余浸膏中三尖杉碱的含量大于40％(不计浸膏中溶剂含量)。
所述的酸是盐酸、硫酸、酒石酸、乙酸。所述的碱是氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。
本发明不仅适用于三尖杉属植物有机溶剂溶解提取的三尖杉生物总碱浸膏或者从三尖杉属植物中提取三尖杉酯碱后残余浸膏为原料提取分离光学纯的左旋三尖杉碱，而且适用于其它植物来源的这类生物碱的提纯纯化。
本发明的目的在于提供一种光学纯的左旋三尖杉碱的分离提纯方法，该方法可以克服已有技术和方法的不足。本发明适用于以从植物中提取的三尖杉生物总碱浸膏或者从植物中提取三尖杉酯碱后残余浸膏为原料提取分离光学纯的左旋三尖杉碱，并且操作简单、安全、可靠、效率高、回收率高、成本低，易于形成规模化制备光学纯的左旋三尖杉碱。
具体实施方式
以下再通过实施例对本发明作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1从三尖杉生物总碱浸膏中提取纯化左旋三尖杉碱
取48.4克浸膏(按文献J.Org.Chem.1963，28，2194的方法制备，固含量57％，含三尖杉碱、三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱等生物碱)，加入300mL水和150mL二氯甲烷，搅拌，滴加2M的盐酸溶液38mL，调节水相至pH＝3，分液，再用二氯甲烷萃取水层1～2次，合并有机相，回收有机相，得到微量非碱类有机化合物和色素。
水层在搅拌下，加入2M的氢氧化钠水溶液42mL，调节至pH＝13，加入150mL乙醚，常温下搅拌过夜。搅拌下滴加2M的盐酸溶液50mL，调节水相至pH＝3，分液分离，再用二氯甲烷萃取水层2～3次，合并有机相，回收有机相，得到2.1克非碱类有机物和色素。
水层中加二氯甲烷200mL，搅拌下分批加入固体碳酸钠5.3克，调节水相至pH＝7，分液，再用二氯甲烷萃取水层2～3次，无水硫酸钠干燥，浓缩，回收二氯甲烷，得到混合生物碱6.3克。
水层中加乙醚150mL，搅拌下分批加入固体碳酸钠4.3克，调节水相至pH＝10。用乙醚萃取水层，合并乙醚相。用无水硫酸钠干燥乙醚相，浓缩，回收乙醚。得到的固体用无水乙醚重结晶得到5.1克无色透明左旋三尖杉碱结晶，其光学纯度大于99％(HPLC，OD-H，正己烷/异丙醇/三乙胺＝75/25/0.1，tR＝7.4min)，比旋光度[α]D＝-193.8°[c 0.5，CHCl3，20℃]，熔点为143-144℃。1H-NMR(600 MHz，CDCl3)δ 6.67(s，1H，ArH)，6.64(s，1H，ArH)，5.90(s，1H，OCH2O)，5.90(s，1H，OCH2O)，4.92(s，1H，vinyl H)，4.76(dd，1H，J＝9.6Hz，3.6Hz)，3.73(s，3H，OCH3)，3.68(d，1H，J＝9.6Hz)，3.35(td，1H，J＝12.9Hz，7.8Hz，CH2)，3.07(td，1H，J＝8.4Hz，4.8Hz，CH2)，2.92(td，1H，J＝11.4Hz，7.2Hz，CH2)，2.60(td，1H，J＝11.4Hz，8.4Hz，CH2)，2.59(m，1H，CH2)，2.35(dd，1H，J＝15.0Hz，7.2Hz，CH2)，2.01(dt，1H，J＝12.0Hz，10.2 Hz，CH2)，1.87(ddd，1H，J＝12.0，7.8，3.6Hz，CH2)，1.74(m，2H，CH2)，1.61(d，1H，J＝3.6 Hz，OH)；13C NMR(150MHz，CDCl3)δ 160.4，146.7，145.9，134.2，128.0，112.5，110.2，100.7，97.5，73.1，70.4，57.9，57.0，53.7，48.4，43.5，31.6，20.20；文献值(J.Org.Chem.1963，28，2194)：熔点，131～132℃，[α]D＝-204°，[c 1.8，CHCl3，25℃]；1H-NMR(CDCl3)δ 6.63(s，1H，ArH)，6.60(s，1H，ArH)，5.90(s，2H，OCH2O)，4.85(s，1H，vinyl H)，4.71(d，1H，J＝9.0Hz)，3.67(s，3H，OCH3)，3.62(d，1H，J＝9.0Hz)。母液中残余的三尖杉碱经过多次重结晶还可获得4克光学纯度大于99％的左旋三尖杉碱(两次总收率为33％)，以及光学纯度为73％的三尖杉碱10.1克。
多次纯化后得到的光学纯度为70～80％的三尖杉碱可以合并后再进行结晶纯化，其纯度用高效液相色谱(HPLC)跟踪监测；多次分离后得到的混合生物碱可以合并后，再重复上述操作进行纯化。
实施例2从提取三尖杉酯碱后残余浸膏中分离纯化左旋三尖杉碱
取100克的提取三尖杉酯碱后残余浸膏(固含量约43％，主要为三尖杉碱，含量约80％，不计浸膏中溶剂含量；文献：Phytochemistry，1972，11，1467)放入烧杯中，加入蒸馏水500 mL和250 mL二氯甲烷，搅拌，滴加2 M的盐酸溶液70 mL，调节水相至pH＝3，分液，再用二氯甲烷萃取水层1～2次，合并有机相，回收有机相，得到微量非碱类有机物和色素。
水层中加乙醚200mL，用2M氢氧化钠溶液75mL，调节水相制pH＝13，常温下搅拌过夜。搅拌下滴加2M的盐酸溶液82mL，调节水相至pH＝3，分液分离，再用二氯甲烷萃取水层2～3次，合并有机相，回收有机相，得到3.2克非碱类有机物和色素。
水层中加300mL二氯甲烷，搅拌下分批加入9克固体碳酸钠，调节水相至pH＝7，分液，再用二氯甲烷萃取水层2～3次，无水硫酸钠干燥，浓缩二氯甲烷相，回收二氯甲烷，得到混合生物碱12.8克。
水层中加乙醚300mL，搅拌下加入7.5克固体碳酸钠，调节水相至pH＝10。用乙醚萃取水层，合并乙醚相。用无水硫酸钠干燥乙醚相，浓缩，回收乙醚。得到的固体用无水乙醚重结晶得到11.2克无色透明左旋三尖杉碱结晶，其光学纯度大于99％(HPLC，OD-H，正己烷/异丙醇/三乙胺＝75/25/0.1，tR＝7.4 min)，比旋光度[α]D＝-194.2°[c 1.02，CHCl3，20℃]，熔点为143-144℃。1H-NMR和13C NMR数据与实施例1一致。母液中含三尖杉碱15.2克，重结晶可以得到6.3克光学纯度大于99％的左旋三尖杉碱，两次总收率为40％。
多次纯化后得到的母液中光学纯度为70～80％的三尖杉碱可以合并后再进行结晶纯化，其纯度用高效液相色谱(HPLC)跟踪监测；多次分离后得到的混合生物碱可以合并后，再重复上述操作进行纯化。

Claims (10)

1、一种光学纯的左旋三尖杉碱，结构式为(I)(C18H21NO4)，其特征在于它是无色透明针状结晶，其光学纯度大于99％，比旋光度[α]D＝-194°[c 1.02，CHCl3，20℃]，熔点为143～144℃，是以三尖杉属植物中提取的三尖杉生物总碱浸膏或者从三尖杉属植物中提取三尖杉酯碱后残余浸膏为原料，用水和二氯甲烷混合溶剂溶解，首先在酸性条件下用二氯甲烷萃取；分离后的水相在碱性条件下依次用乙醚和酸性条件下用二氯甲烷萃取；最后，水相在碱性条件下用乙醚萃取，浓缩乙醚相，结晶得到目标产物。
(左旋三尖杉碱)
2、一种光学纯的左旋三尖杉碱的分离提纯方法，其特征在于它是经过下述的步骤：
1)三尖杉生物总碱浸膏或提取三尖杉酯碱后残余浸膏溶解于水和有机溶剂的混合溶剂中，搅拌，用酸调节至pH＝3～4，分液分离，再用有机溶剂萃取水层1～2次，合并有机相；
2)步骤1)中的水相加乙醚，用碱调节至pH＝12～13，常温下搅拌过夜；用酸调节pH＝3～4，分液分离，再用有机溶剂萃取水层2～3次，合并有机相；水相中加有机溶剂，用碳酸钠调节至pH＝7，分液分离，再用有机溶剂萃取水层2～3次；
3)步骤2)中水相加乙醚，用碳酸钠调节至pH＝9～10，用乙醚萃取，合并乙醚相，用干燥剂干燥有机相，浓缩，结晶，得到的固体再用无水乙醚重结晶得到目标产物。
3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的浸膏与混合溶剂比为1∶10。
4、按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于所述的混合溶剂为二氯甲烷和水，二氯甲烷和水体积比1∶2。
5、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的有机溶剂为醇类、醚类、酯类或卤代烃类，优选为二氯甲烷；
6、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的生物总碱浸膏或提取三尖杉酯碱后残余浸膏中三尖杉碱的含量大于40％，不计浸膏中溶剂含量。
7、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的酸是盐酸、硫酸、酒石酸、乙酸。
8、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碱是氢氧化钠、氢氧化钾或氨水。
9、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的有机溶剂为二氯甲烷、乙醚。
10、按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的干燥剂为无水硫酸钠。
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