CN101508637B - 一种芦荟大黄素的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种如式(II)所示的芦荟大黄素的制备方法：将结构如式(I)所示的芦荟素与氧化剂投入反应容器中，加入水和甲苯，在50℃～110℃温度下搅拌反应1～8小时，反应结束后，反应产物后处理得芦荟大黄素；所述的氧化剂选自下列之一或一种以上任意比例的组合：过硫酸氢钾、K2S2O8、Na2S2O8、CaS2O8；所述氧化剂的物质的量为芦荟素物质的量的0.5～10倍。本发明具有原料易得、工艺简单、溶剂用量少，所得产品收率和纯度均较高，对环境无铁离子污染和产品中铁离子残留等优点，是一种具有较好推广应用前景的芦荟大黄素的制备方法。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种芦荟大黄素的制备方法。
(二)背景技术
芦荟大黄素(Aloe-emodin)，又名芦荟泻素(Rhabarberone)。其在甲苯中结晶呈橙色针形晶体，熔点为223℃～224℃，易溶于热乙醇，可在酸性溶液中被还原生成蒽酚及其互变异构体的蒽酮。芦荟大黄素具有泻下和清除氧自由基作用，是天然高效的自由基清除剂，同时还具有抗癌作用。更为重要的是，近年研究表明，芦荟大黄素是合成骨关节炎药物双醋瑞因的原料中间体。因此，对芦荟大黄素的制备进行研究具有非常深远的意义。
芦荟大黄素的结构式：
芦荟大黄素的制备主要有天然提取和化学合成两种。天然芦荟大黄素主要存在于大黄及芦荟等植物中。已有文献报道从植物中提取得到了芦荟大黄素，但由于植物中芦荟大黄素的含量极低，故提取工艺较为繁琐，一般需要反复提取多次，不仅溶剂用量和能耗增加，而且生产周期延长。因此，提取法难以应用到芦荟大黄素的工业化生产中。
化学合成法主要是以芦荟素为起始原料，经过水解氧化反应而得到芦荟大黄素。芦荟素大量存在于芦荟叶表皮中，目前从芦荟叶表皮中提取较高纯度芦荟素的生产工艺已相当成熟。我国芦荟资源相当丰富，目前种植面积约10万亩，芦荟加工后剩余的下脚料芦荟叶表皮为芦荟素的制备提供了大量的原料。以芦荟素为起始原料制备芦荟大黄素不仅可克服提取法存在的溶剂用量大，生产工艺繁琐，生产周期长等缺点，而且还具有原料易得，操作简单，易于实现工业化生产等优势。
以芦荟素为原料制备芦荟大黄素已有一些文献报道。Carlino等人(CN200580038713.6)提供了一种制备芦荟大黄素的方法，即在强无机酸催化下，以二元醇或三元醇为溶剂，用含氧气体氧化芦荟素，得到芦荟大黄素。张仰明等人(CN200610028926.7)提供的方法是以氯化铁为氧化剂，在酸性条件下，将芦荟素氧化得到芦荟大黄素。这两种方法中，虽然高效率地制备了芦荟大黄素，但仍然存在一些问题和不足。前者因使用了含氧气体，成本高，对管道设计要求也高，难于实现工业化生产。另外，若含氧气体与某些其他气体相混合，易发生爆炸事故，从而增加了生产的危险性。后者以氯化铁为氧化剂，虽工业化操作简单易行，生产成本也较低，但产生的废水中含有大量铁离子，可能会造成对环境的铁离子污染和产品中的铁残留。因此，开发新型的芦荟大黄素制备方法显得尤为重要。
(三)发明内容：
本发明的目的在于克服目前制备芦荟大黄素工艺中存在的一些问题和不足，提供一种原料易得、工艺简单、收率高、产品无铁离子残留、易于实现工业化生产的芦荟大黄素制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种结构如式(II)所示的芦荟大黄素的制备方法，所述方法包括：将结构如式(I)所示的芦荟素与氧化剂投入反应容器中，加入水和甲苯，在50℃～110℃温度下搅拌反应1～8小时，反应结束后，对反应产物进行后处理得芦荟大黄素；所述的氧化剂选自下列之一或一种以上任意比例的组合：过硫酸氢钾(Oxone，分子式为2KHSO5·KHSO4·K2SO4)、K2S2O8、Na2S2O8、CaS2O8。所述的反应方程式如下：
本发明所述氧化剂可以选自下列之一或一种以上任意比例的组合：Oxone(2KHSO5·KHSO4·K2SO4)、K2S2O8、Na2S2O8、CaS2O8，优选为Oxone。
所述氧化剂的物质的量为芦荟素物质的量的0.5～10倍，优选为1～3倍。
所述水质量为芦荟素质量的2～15倍，优选为5～10倍。
所述甲苯质量为芦荟素质量的2～15倍，优选为3～8倍。
所述反应温度为50℃～110℃，优选为110℃。
所述反应时间为1～8小时，优选为2～4小时。
所述的反应产物后处理步骤为：趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，干燥后蒸馏回收溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后得芦荟大黄素。
较为具体的，推荐所述方法按照如下步骤进行：向反应容器中投入芦荟素及物质的量为芦荟素物质的量的1～3倍的Oxone，加入质量为芦荟素5～10倍的水和质量为芦荟素3～8倍的甲苯，在110℃搅拌反应2～4小时，反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，干燥后蒸馏回收溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后得芦荟大黄素。
本发明有益效果体现在：首先，与提取法制备芦荟大黄素相比，本发明方法原料易得、工艺简单、溶剂用量少，所得产品收率和纯度均较高。其次，本发明方法采用Oxone及高氧化态的硫酸盐(K2S2O8、Na2S2O8、CaS2O8)为氧化剂，替代了传统方法中的三价铁离子试剂，避免了铁离子对环境的污染和产品中铁离子的残留。综上，本发明具有原料易得、工艺简单、溶剂用量少，所得产品收率和纯度均较高，对环境无铁离子污染和产品中铁离子残留等优点，是一种具有较好推广应用前景的芦荟大黄素的制备方法。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1
向150ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Oxone(24.59g，40mmol)；加入20g水和48g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.03g。HPLC纯度为97.4％，收率为90.7％。
实施例2
向500ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Oxone(24.59g，40mmol)；加入140g水和48g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.18g。HPLC纯度为96.2％，收率为92.3％。
实施例3
向250ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Oxone(24.59g，40mmol)；加入75g水和20g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼真空干燥，得芦荟大黄素5.16g。HPLC纯度为95.7％，收率为91.5％。
实施例4
向250ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Oxone(6.15g，10mmol)；加入75g水和48g甲苯；在50℃搅拌反应1h。反应结束后趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素4.86g。HPLC纯度为96.3％，收率为86.7％。
实施例5
向250ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Oxone(12.30g，20mmol)；加入75g水和48g甲苯；在110℃搅拌反应8h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.07g。HPLC纯度为97.8％，收率为91.8％。
实施例6
向500ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Oxone(61.47g，100mmol)；加入75g水和140g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.15g。HPLC纯度为98.1％，收率为93.6％。
实施例7
向250ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Oxone(122.94g，200mmol)；加入75g水和48g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.19g。HPLC纯度为97.0％，收率为93.2％。
实施例8
向250ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及K2S2O8(10.81g，40mmol)；加入75g水和48g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.19g。HPLC纯度为96.3％，收率为92.6％。
实施例9
向250ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及Na2S2O8(9.53g，40mmol)；加入75g水和48g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.26g。HPLC纯度为95.5％，收率为93.0％。
实施例10
向250ml反应容器中投入芦荟素(9.36g，20mmol)及CaS2O8(9.28g，40mmol)；加入75g水和48g甲苯；在110℃搅拌反应2h。反应结束后，趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，用无水硫酸钠干燥，蒸馏回收部分溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后，得芦荟大黄素5.08g。HPLC纯度为95.9％，收率为90.3％。
Claims (10)
1.一种结构如式(II)所示的芦荟大黄素的制备方法，所述方法包括：将结构如式(I)所示的芦荟素与氧化剂投入反应容器中，加入水和甲苯，在50℃～110℃温度下搅拌反应1～8小时，反应结束后，对反应产物进行后处理得芦荟大黄素；所述的氧化剂选自下列之一或一种以上任意比例的组合：过硫酸氢钾、K2S2O8、Na2S2O8、CaS2O8；
2.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述氧化剂的物质的量为芦荟素物质的量的0.5～10倍。
3.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述的水质量为芦荟素质量的2～15倍。
4.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述的甲苯质量为芦荟素质量的2～15倍。
5.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述氧化剂为过硫酸氢钾。
6.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述氧化剂的物质的量为芦荟素物质的量的1～3倍。
7.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述的水质量为芦荟素质量的5～10倍。
8.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述的甲苯质量为芦荟素质量的3～8倍。
9.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述的反应温度为110℃，反应时间为2～4小时。
10.如权利要求1所述的芦荟大黄素的制备方法，其特征在于所述的反应产物后处理步骤为：反应产物趁热过滤，滤液静置分层，取甲苯层，干燥后蒸馏回收溶剂，剩余物冷却至0℃结晶，过滤，滤饼经干燥后得芦荟大黄素。
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