CN101921304B - 一种运用大孔树脂纯化人参皂甙compound-K的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种运用大孔树脂从微生物发酵菌体中分离纯化人参皂甙compound-K，进行原料药制备的方法。其中纯化收率达到72％以上，产品中人参皂甙compound-K的含量高于96％。主要由以下步骤组成：发酵菌体加入乙醇提取，浓缩，活性炭脱色，过滤；滤液加水稀释后过大孔树脂层析柱，低浓度有机溶剂水溶液洗涤除去色素及高极性皂甙，再以高浓度有机溶剂水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分，最后通过结晶即得含量在96％以上的人参皂甙compound-K原料药。本发明可为人参皂甙compound-K的药用开发提供大量合格原料药样品。

Description

一种运用大孔树脂纯化人参皂甙compound-K的方法

技术领域

本发明涉及一种运用大孔树脂进行人参皂甙compound-K原料药制备的方法，所用大孔吸附树脂可以是弱极性或低极性树脂。

背景技术

人参皂甙compound-K【20-O-β-D-glucopyranosyl-20-(S)-protopanaxadiol】属二醇型人参皂苷，但它不存在于天然的人参中，是其它二醇型人参皂苷在人肠道内的主要降解产物。早在1972年，日本学者Yasioka等在用土壤细菌降解二醇型人参皂苷Rb1、Rb2和Rc混合物来鉴定真性苷元结构时就首次发现了CK，并鉴定了结构(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)。通过将近十年的研究，人们发现CK在许多方面都体现了良好的生物活性，有些甚至还超过了现有的一线药物，CK的药用价值也越来越受到重视，特别是在抗肿瘤、抗炎、抗过敏、保肝、神经损伤修复等方面的活性异常突出。(Steve Helms，ND.Alter Med Rev，2004，9：259-274.Shin YWand Kim DH.J Pharmacol Sci，2005，99：83-88.Choo MK，et al.Planta Med，2003，69：518-522.Lee HU，et al.Liver Int，2005，25：1069-1073.Jang S，et al.Neur Res，2004，29：2257-2266.)

由于人参皂甙compound-K在天然的人参中不存在，其CK只能由其他二醇型人参皂甙转化而来，且这种转化只能通过温和的生物转化方法获得，而常用的酸或碱水解方法是行不通的。生物转化方法通常包括酶转化法和微生物发酵转化法(Jang IS，et al.KR，2003037005-A，[P].2003-5-12.Cho BG，etal.KR，2003043168-A，[P].2003-6-2.Hasegawa H，et al.Planta Med，1996，62：453-457.Bae EA，et al.J Microbiol Biotechn，2003，13：9-14.)。中国专利(CN1570133A和CN101139562A)公开了运用霉菌发酵转化三七总皂甙大规模制备人参皂甙compound-K的方法。

在CN1477205A和CN101139562A中，是利用大孔树脂进行发酵液中目标产物的提取，而对化合物的纯化均是采用常规的硅胶柱分离，具体方法也仅在实施例中一笔带过，未有具体描述，且在其权利要求中也未提到利用大孔树脂进行化合物分离纯化。对于人参皂甙compound K的纯化收率和产品纯度，本专利所用方法要远高于上述方法。

CN1570133A，大连轻工业学院学报(2003，22：167-169，人参稀有皂苷C-K的分离与纯化)，中草药(2004，35：986-988，酶转化三七叶总皂苷制备人参皂苷C-K的工艺优化)均是采用纯粹的硅胶柱进行人参皂甙compound K的分离纯化，且需用到氯仿，甲醇，乙酸乙酯等易挥发、易燃、高毒性有机溶剂，非常不适于工业化生产，与本专利所采用的大孔树脂纯化工艺是完全不同的，是两种不同的纯化方法和理念，且本专利方法在规模化生产的可操作性、安全性、生产成本等方面均大大优于硅胶柱分离方法，最终产品纯度和收率也是本专利方法具有优势。

但是到目前为止，用于人参皂甙compound-K纯化的方法只有采用硅胶柱层析，以氯仿、乙酸乙酯、甲醇等有机溶溶剂洗脱的报道，但该方法存在成本高(硅胶不能反复使用，氯仿、乙酸乙酯等有机溶剂价格昂贵)、操作复杂(每次都要重新填硅胶柱，需采用多种有机溶剂，甚至梯度洗脱)，并需使用大量强毒性、易燃、易挥发的有机溶剂，非常不利于工业化大生产，制约了人参皂甙compound-K的大规模生产，急需成本低，操作简便的新方法的出现。

发明内容

本发明公开了一种运用大孔树脂纯化人参皂甙compound-K的新方法，可以简便、大量的获取高纯度人参皂甙compound-K，解决了现有工艺无法大规模应用的瓶颈问题。

本发明涉及的人参皂甙compound-K具有如下结构：

本发明所用的发酵液是根据中国专利(CN1570133A)实施例1中报道的方法所得。

在本发明的具体实施方案中，公开了一种从微生物发酵液中制备人参皂甙compound-K原料药的方法，其特征在于将微生物发酵液乙醇提取液浓缩，脱色，加水稀释，大孔树脂层析柱吸附，低浓度有机溶剂水溶液洗涤，除去色素及高极性皂甙，再以高浓度有机溶剂水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分，最后通过结晶得到含量在96％以上的人参皂甙compound-K原料药。

在进一步的实施方案中，首先用活性炭进行脱色，以通过HPLC含量分析得到的乙醇液中人参皂甙compound-K的重量计，活性炭加入量为乙醇液中人参皂甙compound-K量的0.1～2倍，脱色温度为10～80℃，脱色时间为20min～24小时。

在进一步的实施方案中，乙醇提取液用水进行稀释后进行大孔树脂吸附，稀释后提取液的乙醇体积浓度为40％～80％。

在上述实施方案中，所用大孔吸附树脂是AB-8、D101、HP20、H41、HP60或者S80弱极性或低极性大孔树脂，或具有相同或相似性能的其他型号的大孔吸附树脂。

在上述实施方案中，洗脱所用有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮、正丙醇和异丙醇或它们的混合物。

在上述实施方案中，优选低浓度有机溶剂水溶液指有机溶剂浓度小于55％。

在上述实施方案中，优选高浓度有机溶剂水溶液指有机溶剂浓度大于60％。

在上述实施方案中，优选结晶所用有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯或它们的混合物。

在优选的实施方案中，结晶所用有机溶剂水溶液的有机溶剂浓度为30％～100％。并且进一步优选结晶温度为4～40℃。

在本发明的一种具体实施方案中，所述方法包括：将发酵液用滤布过滤，收集菌体，加入与发酵液等体积的工业乙醇(一般工业乙醇浓度为95％)，在室温下冷浸提取24小时，提取过程要充分搅拌，将乙醇提取液在60℃减压回收溶剂浓缩，浓缩液中加入相当于人参皂甙compound-K 0.1～2倍量的活性炭粉，在10～80℃温度下脱色20min～24小时，抽滤，滤液中加入蒸馏水稀释至乙醇浓度为40％～80％，稀释液上大孔树脂柱吸附，先用低于50％低浓度有机溶剂水溶液洗3个柱体积，可以除去大部分色素和Rd、Mx、F2等高极性人参皂甙杂质，在用高于60％高浓度有机溶剂水溶液洗1.5个柱体积，得到人参皂甙compound-K，减压蒸干得人参皂甙compound-K粗品，30％～80％有机溶剂水溶液中结晶即得纯度大于96％的人参皂甙compound-K原料药成品。

在上述实施方案中，进一步优选大孔树脂柱的径高比为1∶10，人参皂甙compound-K成品纯度96％以上，收率为72％。

本专利方法在人参皂甙compound K纯化方面，相比于现有方法，本专利具有可操作性好，安全性高，成本低，收率及纯度高等鲜明优点，对人参皂甙compound K的规模化生产将产生极大的推动作用。本发明的积极效果在于：大孔树脂可重复利用，并避免了强毒、易燃有机溶剂的使用，工艺更为安全和环保；操作更加简便，纯化收率更高，成本只有硅胶柱分离的五分之一，完全适于工业化生产。

具体实施方式

实施例1

取发酵液【Pei Zhou，et al.CN200410018000.0，CN1570133A[P]，实施例1】50L，滤布抽滤，得湿菌体6800g，50L工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K 62.5g。将该乙醇提取液减压浓缩至2.5L，加入65g活化的活性炭粉，室温脱色12小时，抽滤，收集滤液，加入2.5L水稀释得上样液，以D101大孔树脂柱上样吸附，柱体积为4L，人参皂甙compound-K吸附量约为15mg/ml湿树脂，流速1L/h。上样结束，先用12L 50％乙醇水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以6L 80％乙醇水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分，大孔树脂柱以乙醇洗涤再生。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品60g，加入600ml无水乙醇溶解，边搅拌边加入120ml水，室温静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品46.5g，纯度为96.4％，收率74％。数据与文献报道一致(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

实施例2

取发酵液100L，滤布抽滤，得湿菌体15kg，120L工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K140g。将该乙醇提取液减压浓缩至3L，加入14g活化的活性炭粉，回流脱色0.5小时，抽滤，收集滤液，加入1L水稀释得上样液，以HP41大孔树脂柱上样吸附，柱体积为7L，人参皂甙compound-K吸附量约为20mg/ml湿树脂，流速1L/h。上样结束，先用20L 35％甲醇水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以8L 75％甲醇水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品120g，加入1.2L甲醇溶解，边搅拌边加入300ml水，15℃静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品95.6g，纯度为96.6％，收率68.3％。数据与文献报道一致(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

实施例3

取发酵液100L，滤布抽滤，得湿菌体15kg，120L工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K140g。将该乙醇提取液减压浓缩至3L，加入70g活化的活性炭粉，60℃脱色1小时，抽滤，收集滤液，加入1.5L水稀释得上样液，以AB-8大孔树脂柱上样吸附，柱体积为7L，人参皂甙compound-K吸附量约为20mg/ml湿树脂，流速1.5L/h。上样结束，先用20L 20％异丙醇水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以8L 60％异丙醇水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品115g，加入2L丙酮溶解，边搅拌边加入2L水，4℃静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品102g，纯度为96.1％，收率72.8％。数据与文献报道一致(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

实施例4

取发酵液500L，滤布抽滤，得湿菌体70kg，500L工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K750g。将该乙醇提取液减压浓缩至12L，加入1.5kg活化的活性炭粉，60℃脱色20min，抽滤，收集滤液，加入18L水稀释得上样液，以HP60大孔树脂柱上样吸附，柱体积为50L，人参皂甙compound-K吸附量约为15mg/ml湿树脂，流速3L/h。上样结束，先用130L30％正丙醇水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以55L 60％正丙醇水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品690g，加入1.5L甲醇加热溶解，并加入2L乙酸乙酯，4℃静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品580g，纯度为97.3％，收率77.3％。数据与文献报道一致(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

实施例5

取发酵液500L，滤布抽滤，得湿菌体72kg，500L工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K750g。将该乙醇提取液减压浓缩至12L，加入750g活化的活性炭粉，回流脱色0.5小时，抽滤，收集滤液，加入3L水稀释得上样液，以S80大孔树脂柱上样吸附，柱体积为50L，人参皂甙compound-K吸附量约为15mg/ml湿树脂，流速3L/h。上样结束，先用150L55％丙酮水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以55L65％丙酮水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品675g，加入12L无水乙醇加热溶解，边搅拌边加入8L水，40℃静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品592g，纯度为96.4％，收率78.9％。数据与文献报道一致(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

实施例6

取发酵液500L，滤布抽滤，得湿菌体72kg，500L工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K750g。将该乙醇提取液减压浓缩至12L，加入750g活化的活性炭粉，40℃脱色5小时，抽滤，收集滤液，加入3L水稀释得上样液，以S80大孔树脂柱上样吸附，柱体积为50L，人参皂甙compound-K吸附量约为15mg/ml湿树脂，流速3L/h。上样结束，先用150L55％丙酮水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以55L65％丙酮水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品675g，加入6.5L丙酮加热溶解，边搅拌边加入9.5L水，40℃静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品605g，纯度为97.1％，收率80.6％。数据与文献报道一致(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

实施例7

取发酵液1吨，滤布抽滤，得湿菌体150kg，1吨工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K1.3kg。将该乙醇提取液减压浓缩至30L，加入1.5kg活化的活性炭粉，10℃脱色12小时，抽滤，收集滤液，加入30L水稀释得上样液，以S80大孔树脂柱上样吸附，柱体积为65L，人参皂甙compound-K吸附量约为20mg/ml湿树脂，流速5L/h。上样结束，先用190L50％乙醇水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以80L85％乙醇水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品1.1kg，加入5.5L甲醇加热溶解，4℃静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品946g，纯度为96.8％，收率72.7％。数据与文献报道一致(I.Yosooka etal.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

实施例8

取发酵液1吨，滤布抽滤，得湿菌体145kg，1吨工业乙醇冷浸并充分搅拌提取24小时，滤布抽滤，得乙醇提取液，其中含人参皂甙compound-K1.35kg。将该乙醇提取液减压浓缩至30L，加入1kg活化的活性炭粉，室温脱色12小时，抽滤，收集滤液，加入10L水稀释得上样液，以HP60大孔树脂柱上样吸附，柱体积为90L，人参皂甙compound-K吸附量约为15mg/ml湿树脂，流速5L/h。上样结束，先用250L30％正丙醇水溶液洗脱，除去色素及杂质，然后以80L75％正丙醇水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分。减压回收溶剂，得人参皂甙compound-K粗品1.25kg，加入12.5L乙醇加热溶解，边搅拌边加入17.5L水，37℃静置结晶12小时。抽滤，75％稀乙醇洗涤，干燥即得人参皂甙compound-K成品1.1kg，纯度为96.7％，收率81.4％。数据与文献报道一致(I.Yosooka et al.Chem.Pharm.Bull.1972，20(11)：2418-2421)，m.p.162-164℃，[α]_D ²²+43.1°(c＝0.248，MeOH)。

Claims (7)

1.一种从微生物发酵液中制备人参皂甙compound-K原料药的方法，其特征在于将微生物发酵液乙醇提取液浓缩，活性炭脱色，加水稀释，大孔树脂层析柱吸附，低浓度有机溶剂水溶液洗脱，除去色素及高极性皂甙，再以高浓度有机溶剂水溶液洗脱得人参皂甙compound-K组分，最后通过结晶得到含量在96％以上的人参皂甙compound-K原料药，其中，洗脱所用有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮、正丙醇和异丙醇或它们的混合物，低浓度有机溶剂水溶液中的有机溶剂浓度小于55％，高浓度有机溶剂水溶液中的有机溶剂浓度大于60％。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，用活性炭对乙醇提取液进行脱色，以通过HPLC含量分析得到的乙醇液中人参皂甙compound-K的重量计，活性炭加入量为乙醇液中人参皂甙compound-K量的0.1～2倍，脱色温度为10～80℃，脱色时间为20min～24小时。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，乙醇提取液在浓缩，活性碳脱色，加水稀释后，提取液的乙醇浓度为40％～80％。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于所用大孔吸附树脂是AB-8、D101、HP20、H41、HP60或者S80弱极性或低极性大孔树脂。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于结晶所用有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯或它们的混合物。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于结晶所用有机溶剂水溶液中的有机溶剂浓度为30％～100％。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于结晶温度为4～40℃。