CN101597295A - 从马比木中直接提取喜树碱的方法 - Google Patents

Abstract

从马比木中直接提取喜树碱的方法。本方法采用有机溶剂与水的混合溶剂直接将马比木中的喜树碱提取出来，不仅减少了溶剂的使用量，简化了以往的多种溶剂提取的工艺，而且使提取更加完全，提高了喜树碱的总产率。本发明选择在60℃～70℃的条件下进行提取，与以往的室温提取或者低温提取相比，能使马比木中的喜树碱以较快的速度溶解在溶剂当中，大大缩短了提取的时间。本发明操作简单，而且喜树碱的总产率达到了0.18％，与之前的提取工艺相比更加适合于工业大生产。

Description

从马比木中直接提取喜树碱的方法

技术领域

本发明涉及一种提取抗肿瘤药物化学成分喜树碱的生产方法，尤其是以湘西产马比木为原料，提取喜树碱的方法。

背景技术

喜树碱(Camptothecin，CPT)是1966年首先由美国科学家Wall等人从中国特有的珙桐科(Nyssaceae)植物喜树(Camptotheca acuminata)中提取得到的一种生物碱，具有独特的抗肿瘤疗效，但因其水溶性、脂溶性都很差，毒副作用较大，限制了其临床应用。1985年，John Hopkins大学的Hsiang等的研究结果表明，CPT是DNA拓扑异构酶I(Topo I)的特异性抑制剂，而Topo I是细胞的一种核酶，与DNA的复制、转录、修复以及重组有关，其在细胞周期的任何阶段都有表达，且已知肿瘤细胞中Topo I的含量比正常细胞中的含量高，因而这类抗肿瘤化合物具有一定的选择性，这一作用机制的重大发现使喜树碱重新成为抗肿瘤药物研究的热点，研究的重点是寻找具有潜在抗肿瘤活性、溶解性好并且毒副作用小的喜树碱结构类似物，合成了大量的衍生物。先后有伊立替康(irinotecan，CPT-11)于1994年在美国上市，用于治疗结直肠癌；拓扑替康(topotecan，TPT)于1996年获准上市，用于卵巢癌的治疗。除了上述两个药物之外，羟基喜树碱也在我国上市，主治结肠癌、胃癌、肝癌和胰腺癌等消化系统肿瘤。另一个喜树碱的衍生物9-硝基喜树碱(Orathecin)也即将被FDA批准用于胰腺癌的治疗。同时，9-氨基喜树碱也因为其在人类实体肿瘤方面表现出较好治疗效果，正进行临床试验。除了上述这些药物，还有12种其他的喜树碱类衍生物，这些化合物也表现出不同程度的抗癌活性。喜树碱的这些衍生物也被证明具有抗艾滋病疗效及化学杀虫效果。因此，可以预见喜树碱的使用范围将进一步扩大，喜树碱的全球需求量也会大幅增加。

目前从全球范围来看，喜树碱最大的两个生产国是中国与印度，其中印度的喜树碱主要是从印度产的一种铁青树科(青皮木科Olacaceae)马比木属植物Mappia foetida Miers(臭花马比木)中提取得到的；而在中国喜树碱则是由中国特产的一种植物喜树的果实喜树果中提取得到的，另外，分布在台湾地区的一种植物青翠枝中也含有喜树碱。

在我国，喜树碱主要从植物喜树的果实中提取得到，而喜树碱的来源受到了多方面的限制，一方面由于喜树果中的喜树碱含量很低，为万分之零点几到万分之十几；第二个方面，喜树果的采摘以及其中的喜树碱含量受到季节、区域的限制很大；第三，我国的喜树资源分布虽广，但是大部分地区的含量很低，所以多年来喜树碱产量有限，且生产成本高，国内外一直供不应求，导致国内外喜树碱价格一直居高不下。另外，由于喜树的很多部位均可用来提取喜树碱，尽管喜树的生长速度较快，喜树在全球大部分地区特别在中国仍面临着资源枯竭的危险。因此，寻找喜树碱的新来源迫在眉睫。

经过详细的文献调研，我们发现我国的一种茶茱萸科(Icacinaceace)假柴龙树属(Nothapodytes)的植物与国外报道(Phytochemistry，1972，11，3529-3531)的马比木属植物非常相像，该植物在我国产6种，其全株喜树碱含量比喜树根、茎高8～10倍，比喜树果实高2～3倍，广泛分布于云南、甘肃、四川、贵州、湖北、湖南、广西及广东等西南部地区。我们在湘西地区采集了该马比木(Nothapodytes pittosporoides)的根、茎、叶进行初步的提取检测，发现各部位均含有较高含量的喜树碱，该类植物是在我国发现的提取喜树碱的重要天然资源，且该资源丰富，具有很高的生产、经济价值。

国外文献(Phytochemistry，1972，11，3529-3531)报道了从马比木中提取喜树碱的方法，该方法首先将马比木的粉末用正己烷脱脂两次，然后用丙酮、甲醇分别低温萃取3次，将萃取液合并后旋蒸除去溶剂，所得产物在冰柜中保存一周后得到浅绿色固体，经多次重结晶后得到喜树碱晶体，总产率为0.11％。

该方法的主要不足是喜树碱的产率太低，只有0.11％；该方法采用低温溶剂浸泡的方法进行提取，每次都需将马比木粉末浸泡在溶剂中过夜，因此完成整个提取过程至少需要一周的时间；另外，该方法溶剂用量较大，造成喜树碱的提取工艺成本较高。因此该方法耗费时间长，成本高，收率较低，不适合于大生产。

中国专利ZL02132721公开了一种使用从中国特有的珙桐科植物喜树中提取喜树碱的方法，使用了醇(50-70％乙醇)或醇酸为提取溶剂，经过约8个步骤，大约1周时间才能完成一次提取，所得产品的得率也较低，仅为0.04-0.06％。后续纯化步骤还反复多次使用二氯甲烷或三氯甲烷进行纯化，将对环境造成造成较大影响。

中国专利ZL200310111050也公开了一种从中国特有的珙桐科植物喜树中提取喜树碱的方法，使用了乙醇(60-90％乙醇)为提取溶剂，也需要经过多个复杂步骤，大约1周时间才能完成一次提取，所得产品的得率也较低，仅为约0.04％。后续的多步纯化步骤还反复多次使用甲醇、氯仿或其混合溶剂，以及乙醇和N，N-二甲基甲酰胺进行纯化，也将对环境造成造成较大的不良影响。

美国专利US20040192917公开了另一种从马比木(Nothapodytesfoetida)中提取喜树碱的方法，该方法将文献(Phytochemistry，1972，11，3529-3531)报道的方法进行了改进，在加热的条件下用两种有机溶剂对马比木当中的喜树碱进行提取。该方法将马比木提取的总产率提高至0.15％，并缩短了提取的时间，但是使用该方法提取喜树碱的全过程都必须使用几种纯有机溶剂才能实现，提取所得到的喜树碱粗品仍然需要经过多次重结晶提纯，造成产品的损失，生产成本较高。

上述现有技术普遍存在诸多的缺陷，大量使用有毒有害的有机溶剂，使溶剂的回收困难，对环境造成诸多不利影响；提取喜树碱的工艺步骤复杂且过多；单次提取所需要的工作时间过长，通常为一周；最终获得的CPT提取收率过低，通常不超过0.05％。

发明内容

本发明的一个目的在于公开一种从植物马比木直接提取得到喜树碱的方法。

本发明又一个目的在于公开一种利用源自湖南湘西地区的马比木植物直接提取得到喜树碱的方法。

本发明再一个目的在于公开一种有机溶剂/水互溶的提取溶剂体系。

本发明另一个目的在于公开一种经溶剂提取得到的喜树碱粗品的后续纯化步骤。

本发明通过使用有机溶剂/水互溶的提取溶剂体系大大减少了有机溶剂使用量，配合后续的纯化步骤简化了喜树碱的提取步骤，缩短了单次提取的工作用时。本发明提供的方法还显著地提高了喜树碱的收率。

本发明公开的提取方法包括以下步骤：使用源自湖南湘西地区的马比木植物为原料，直接用有机溶剂与水的混合溶剂在加热的条件下搅拌提取，反复提取2次或2次以上。然后过滤，除去滤渣后将滤液减压蒸除溶剂并干燥，所得固体经重结晶后直接得到喜树碱晶体，总质量收率通常可达到0.18％。

本发明所述的湖南湘西地区指，但不仅限于，湖南湘西土家族苗族自治州(其下辖吉首市和龙山、永顺、保靖、花垣、古丈、凤凰和泸溪等七县)所辖属的及其周边地区。

本发明所述的源自湖南湘西地区的马比木植物，但不仅限于，包括生长在湖南湘西地区的马比木植物；还包括通过将生长在湖南湘西地区的马比木植物嫁接、移栽和人工培养等传统生物学手段得到的植株；以及包括利用湖南湘西地区的马比木，通过组织培养技术得到的组织块、根、茎、叶或完整的植株，还包括利用湖南湘西地区的马比木，通过细胞培养技术得到的细胞液。

本发明所述的有机溶剂具有能与水互溶的属性，就本领域而言，这些有机溶剂通常指，但不仅限于，乙腈、四氢呋喃、二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇和乙醇等。

本发明所述的有机溶剂与水的混合溶剂，其有机溶剂/水的体积比(V/V)为1∶1～4∶1。

更具体地，本发明所述的有机溶剂/水的混合溶剂，其有机溶剂/水的体积比(V/V)为3∶2～7∶3。

更具体地，本发明所述的有机溶剂为乙醇或乙腈。

本发明所述的加热条件为25～70℃。

更具体地，本发明所述的加热条件为50～70℃。

更具体地，本发明所述的加热条件为60～70℃。

本发明所述的重结晶过程中采用醋酸为溶剂。

本发明在提取的过程中用到了有机溶剂/水的混合溶剂，在60℃～70℃的条件下搅拌提取，将提取液浓缩并干燥后所的固体重结晶即得。与以往的提取方法相比，本发明采用了乙醇或乙腈与水的混合溶剂，能够将马比木中的喜树碱更加完全的提取出来，减少了溶剂的使用量，简化了以往的多种溶剂提取的工艺，提高了喜树碱的总产率；另外，我们选择在60℃～70℃的条件下进行提取，与以往的室温提取或者低温提取相比，能使马比木中的喜树碱以较快的速度溶解在溶剂当中，大大缩短了提取的时间，单次提取周期不超过3天，视提取规模而定。本发明操作简单，而且喜树碱的总产率通常可达到0.18％，提高了经济效益。与之前的提取工艺相比更加适合于工业大生产。

具体实施方式

实施例1：提取溶剂选择乙醇/水

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L乙醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂搅拌提取，加热至70℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L乙醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂在70℃下搅拌3h。照此方法提取3次后，马比木中的喜树碱基本提取完全。三次提取液合并后减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品使用醋酸2次重结晶后即可得到喜树碱结晶1.8g，总收率为0.18％。

实施例2：提取溶剂选择甲醇/水

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L甲醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂搅拌提取，加热至60℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L乙醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂在60℃下搅拌3h。照此方法提取3次后，将三次提取液合并，减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品使用醋酸2次重结晶后即可得到喜树碱结晶0.95g，总收率为0.09％。

实施例3：提取溶剂选择四氢呋喃/水

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L四氢呋喃/水(v/v＝3/2)的混合溶剂搅拌提取，加热至60℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L四氢呋喃/水＝3/2(v/v)的混合溶剂在60℃下搅拌3h。照此方法提取3次，将三次提取液合并，减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品需用醋酸4次重结晶得到喜树碱结晶0.50g，总收率为0.05％。

实施例4：提取溶剂选择乙腈/水

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L乙腈/水＝3/2(v/v)的混合溶剂搅拌提取，加热至70℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L乙腈/水＝3/2(v/v)的混合溶剂在70℃下搅拌3h。照此方法提取3次后，马比木中的喜树碱基本提取完全。三次提取液合并后减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品使用醋酸2次重结晶后即可得到喜树碱结晶0.90g，总收率为0.095％。

实施例5：提取溶剂乙醇/水的体积比比例为1∶1(v/v)

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L乙醇/水(v/v＝1/1)的混合溶剂搅拌提取，加热至70℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L乙醇/水(v/v＝1/1)的混合溶剂在70℃下搅拌3h。照此方法提取3次，将三次提取液合并，减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品使用醋酸2次重结晶后即可得到喜树碱结晶0.72g，总收率为0.072％。

实施例6：提取溶剂乙醇/水的体积比比例为7∶3(v/v)

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L乙醇/水＝4/1(v/v)的混合溶剂搅拌提取，加热至70℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L乙醇/水＝7/3(v/v)的混合溶剂在70℃下搅拌3h。照此方法提取3次后，马比木中的喜树碱基本提取完全。三次提取液合并后减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品需用醋酸3次重结晶得到喜树碱结晶1.4g，总收率为0.14％。

实施例7：提取温度选择25℃

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L乙醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂搅拌提取，加热至25℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L乙醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂在25℃下搅拌3h。照此方法提取3次，将三次提取液合并，减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品使用醋酸2次重结晶后即可得到喜树碱结晶0.3g，总收率为0.03％。

实施例8：提取温度选择50℃

将马比木原料粉碎，称取1kg马比木细粉末至10L反应瓶中，加入4L乙醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂搅拌提取，加热至50℃后搅拌提取3h，将提取液过滤后所得残渣继续加入4L乙醇/水＝3/2(v/v)的混合溶剂在50℃下搅拌3h。照此方法提取3次，将三次提取液合并，减压蒸除溶剂得到喜树碱的粗品，该粗品使用醋酸2次重结晶后即可得到喜树碱结晶0.8g，总收率为0.08％。

Claims (9)

1.一种从马比木中直接提取喜树碱的方法，其包括以下步骤：

使用马比木植物为原料，直接用有机溶剂与水的混合溶剂在25-70℃加热的条件下搅拌提取，反复提取2次或2次以上，然后过滤除去滤渣，将滤液减压蒸除溶剂并干燥，所得固体经重结晶后直接得到喜树碱晶体。

2.如权利要求1所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的马比木植物源自湖南湘西地区。

3.如权利要求1所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的有机溶剂为能与水互溶的溶剂。

4.如权利要求3所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的有机溶剂为乙醇或乙腈。

5.如权利要求3所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的有机溶剂与水互相混合的体积比为1∶1～4∶1。

6.如权利要求5所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的有机溶剂与水互相混合的体积比为3∶2～7∶3。

7.如权利要求1所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的加热条件进一步选择50℃～70℃。

8.如权利要求7所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的加热条件进一步选择60℃～70℃。

9.如权利要求1所述的从马比木中直接提取喜树碱的方法，其特征在于：所述的重结晶过程采用醋酸为溶剂。