CN102093323B

CN102093323B - 槲皮素的制备方法

Info

Publication number: CN102093323B
Application number: CN2010105792422A
Authority: CN
Inventors: 翟广玉; 朱玮; 朱卫民; 贾世龙; 马海英; 李明轩; 渠文涛
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2030-12-09
Also published as: CN102093323A

Abstract

芦丁溶于醇溶液，在催化剂作用下水解，可以得到槲皮素，葡萄糖和鼠李糖。本发明提供的槲皮素制备方法开辟了新的低成本“绿色”途径，其优点在于：由于使用催化剂代替原工艺中的酸，无酸性废液产生，制备过程绿色环保；芦丁水解的产物，无一流失，符合节能、环保、原子经济性的要求；催化剂重复利用10次后，其催化性能未见下降，生产成本低；原料来源广泛，反应条件简单，易于操作，经济效益显著。

Description

槲皮素的制备方法

技术领域本发明属于精细化工类，具体地说属于天然产物化学。

背景技术槲皮素是一种天然的黄酮醇类化合物，存在于多种植物的花、叶和果实中。如存在于洋葱、辣椒、胡椒、花菜、小茴香、甘蓝、菠菜、可可豆、杏、苹果、葡萄、银杏、山楂等食用蔬菜和水果中；烟叶、茶叶、荞麦、红酒等中也含有槲皮素；许多中草药如槐米、金荞麦、紫花杜鹃、小叶枇杷、鱼腥草、照山白、银杏叶、红花、金银花、沙棘、菟丝子、高良姜、连翘、番石榴叶、地锦草、满山红、三七、柴胡、蒲公英等都含有槲皮素。

研究表明，槲皮素具有多方面的药理作用。具有较好的祛痰、止咳作用，并有一定的平喘作用，用于治疗慢性支气管炎。此外，槲皮素具有降低血压、增强毛细血管抵抗力、减少毛细血管脆性、改善毛细血管通透性、降低胆固醇、降血脂、扩张冠状动脉，增加冠脉血流量、改善脑循环等作用。对冠心病及高血压患者也有辅助治疗作用。槲皮素还具有明显增强免疫功能、抗衰老、抗病毒、抗菌、抗耐药性、止腹泻、镇痛作用；抗炎、抗心肌损伤、抗DNA损伤、保护肝脏和肾脏、提高免疫能力、增强心肌收缩力、舒张肠平滑肌、免疫抑制、抗过敏、抗粘附、抗血栓、抗病毒以及免疫调节作用。自由基与多种慢性疾病的发生有关，如与牙龈炎、消化性溃疡、慢性阻塞性肺疾病、癌症等的发生有密切关系。研究表明，槲皮素具有较强的抗氧化和自由基清除功能，它能有效地阻止环境中致癌物在人体内的活化，从而防止潜在的致癌物成为最终的致癌物，加快致癌物在人体内的降解，并促进其排出；还能诱导肿瘤细胞的分化，促进肿瘤细胞的凋亡。国外已将其作为抗癌药物应用于临床。在美国，槲皮素治疗前列腺癌已是非处方药，可以在药店买到。

因此，槲皮素及其衍生物在医药、食品、化妆品等领域具有广泛的应用前景。

目前，我国生产槲皮素主要是从槐米生产的芦丁，水解制备。现在普遍使用的方法是：芦丁加入10％的硫酸，水解制得槲皮素(辜其钝，郭上沂.槲皮素的制备[J]，药学通报，1981，16(11)：660。)；或者芦丁加入甲醇溶液，在浓盐酸作用下，水解制备(王后全，任慧霞.槲皮素的生产新工艺[J]，中国医药工业杂志，1999，30(5)：205。)；这两种方法生产的槲皮素收率较高，生产成本低，工艺简单，容易操作；但是，生产时都需要使用大量的酸。例如：每生产1吨槲皮素，第一种方法需要使用98％浓硫酸2125kg；第二种方法需要660kg浓盐酸(37％HCl)。然而产生的酸性废液，后处理成本高，处理较困难，对环境污染严重。还有的用酶水解制备槲皮素(鱼红闪等，酶法水解芦丁制备异槲皮素和槲皮素的方法[P]，ZL：03133636.1，中请日：2003.08.01；崔晓东，王转花，芦丁水解酶及其制备方法和应用[P]，申请号：201010033366.0，申请日期：2010.01.11.)，由于酶的制备要求条件苛刻，未见工业化生产报道。为此特提出本发明。

发明内容槲皮素是芦丁苷元，常采用酸水解法使芦丁转化为槲皮素。查阅文献发现，铋盐对酸催化的有机化学反应催化效果较好，最近几年在国外的文献中已经有报道。其中，三氟甲磺酸铋[Bi(OTf)₃.xH₂O]作为一种新颖、高效、无毒、价廉的催化剂，可以代替酸在有机化学反应中已经有应用(J.A.R.Salvador，R.M.A.Ppinto，S.M.Silvestre.Recent Advances of Bismuth(III)Salts in Organic Chemistry：Application to the Synthesis of Aliphatics，Alicyclics，Aromatics，Amino Acids and Peptides，Terpenes and Steroids of PharmaceuticalInterest[J].Mini-Reviews in Organic Chemistry，2009，6(4)：241-274。)。铋作为唯一稳定的重金属而且没有毒性和放射性，近年来在催化剂和有机合成领域，得到了广泛的应用。在三氟甲磺酸铋中，铋离子是路易斯酸，三氟甲磺酸是路易斯碱；所以，三氟甲磺酸铋具有理想的强酸性和弱碱性的酸碱双功能，是一种对空气稳定的离子型路易斯酸碱体系，通过协同作用同时活化反应物亲电和亲核部分，从而高效的得到目标产物。

槲皮素的制备方法，其特征在于：芦丁溶于醇溶液，加入催化剂，加热回流2-6小时，蒸出部分溶剂，过滤，滤出的催化剂回收循环使用；滤液放置冷却沉淀，过滤，得槲皮素；滤液加入活性炭脱色，趁热过滤，回收活性炭，滤液浓缩，结晶，干燥，得鼠李糖和葡萄糖的混合物；加入甲醇，不溶解的为葡萄糖，过滤，得葡萄糖；滤液浓缩，回收甲醇，结晶，得鼠李糖。

使用的醇是甲醇，或者乙醇，醇的浓度为50-95％。芦丁与醇的比例为，质量∶体积＝1∶8-15。使用的催化剂是三氟甲磺酸铋，催化剂的用量为芦丁的0.01-10mol％。

由芦丁制备槲皮素的反应如下：

生产工艺

见附图

操作步骤

芦丁溶于醇溶液，加入催化剂，加热回流，蒸出部分溶剂，过滤，滤出的催化剂回收循环使用。滤液放置陈化，过滤，水洗，烘干，得槲皮素。

将滤液用活性炭脱色，趁热过滤，滤液浓缩，结晶，干燥，得鼠李糖和葡萄糖的混合物；加入甲醇，搅拌使溶解。这时会发现一部分溶解，一部分不溶解，不溶解的为葡萄糖，过滤，得葡萄糖。滤液浓缩(回收甲醇)，结晶得鼠李糖。

本发明不但提供了槲皮素的制备方法，还提供了其它产物回收利用的方法。由上述反应可知，在生产槲皮素的同时，还有葡萄糖和鼠李糖的产生。这在以前的生产方法中都丢弃了，而本发明提供了回收葡萄糖和鼠李糖的方法。

葡萄糖是无色晶体，有甜味，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于甲醇、乙醚。葡萄糖是生物体内新陈代谢不可缺少的营养物质。它的氧化反应放出的热量是许多动物生命活动所需能量的重要来源。在食品、医药工业上可直接使用，在印染制革工业中作还原剂，在制镜工业和热水瓶胆镀银工艺中常用葡萄糖作还原剂。工业上还大量用葡萄糖为原料合成维生素C(抗坏血酸)。随着广大人民生活水平的提高，葡萄糖作为蔗糖的替代品应用于食品工业，为葡萄糖的应用开拓了更为广阔的领域。

鼠李糖为无色结晶性粉末，能溶于水和甲醇，微溶于乙醇。可用来测定肠道的渗透性，可用作甜味剂，还可用于生产香精香料。鼠李糖是一种精细化学品，常被用作制备化妆品，植物保护剂及芳香剂的中间体应用于工业和科研中。

本发明提供的槲皮素制备方法开辟了新的低成本“绿色”途径，其优点在于：由于使用催化剂代替原工艺中普遍采用的酸(盐酸或者硫酸等)，无酸性废液产生，制备过程绿色环保，该工艺可以直接放大，工业化前景广阔；芦丁水解的产物，无一流失，符合节能、环保、原子经济性的要求；催化剂重复利用10次后，其催化性能未见下降，生产成本低；原料来源广泛，反应条件简单，易于操作，经济效益显著。所得产品收率和纯度较高，从而弥补了已知方法的不足。

实施例一

取10g芦丁，加入100ml 90％甲醇溶液，加入0.11g三氟甲磺酸铋，加热回流4h，换成蒸馏，当蒸出50g甲醇时，甲醇回收，下次再用，停止蒸馏，趁热过滤，滤出的催化剂回收循环使用。滤液放置陈化4h，过滤，水洗，烘干，得到4.8g槲皮素。

滤液加入0.2g活性炭脱色，趁热过滤，滤出的活性炭经过活化后，可以循环使用；滤液浓缩，结晶，干燥，得鼠李糖和葡萄糖的混合物；将混合物加入20ml甲醇中，搅拌使溶解。这时会发现一部分溶解，一部分不溶解，不溶解的为葡萄糖。过滤，得葡萄糖1.2g，滤液浓缩(回收甲醇)，结晶，得1.7g鼠李糖。

实施例二

取10g芦丁，加入100ml 90％乙醇，加入0.1g三氟甲磺酸铋，加热回流6h，换成蒸馏，当蒸出40g乙醇时，乙醇回收，下次再用，停止蒸馏，趁热过滤，滤出的催化剂回收循环使用。滤液放置陈化4h，过滤，水洗，烘干，得槲皮素4.6g。

滤液加入0.2g活性炭脱色，趁热过滤，滤出的活性炭经过活化后，可以循环使用；滤液浓缩，结晶，干燥得鼠李糖和葡萄糖的混合物；加入20ml甲醇，搅拌使溶解。这时会发现一部分溶解，一部分不溶解，不溶解的为葡萄糖。过滤，得葡萄糖1.3g。滤液浓缩(回收甲醇)，结晶，得1.6g鼠李糖。

参考文献：

1.辜其钝，郭上沂.槲皮素的制备[J]，药学通报，1981，16(11)：660。

2.王后全，任慧霞.槲皮素的生产新工艺[J]，中国医药工业杂志，1999，30(5)：205。

3.刘亚萍.槲皮素制备方法研究[J]，时珍国医药，2004，15(10)：657--658

4.刘东锋，张翼，杨成东.一种槲皮素的制备方法[P]，申请号：CN201010017682.9申请日：2010，01，12。

5.崔晓东，王转花.芦丁水解酶及其制备方法和应用[P]，申请号：201010033366.0，申请日期：2010.01.11.

6.陕方，任贵兴.用芦丁制备槲皮素及异槲皮苷的方法[P]，申请号：200610065217.6，申请日期：2006.03.20.

7..J.A.R.Salvador，R.M.A.Ppinto，S.M.Silvestre.Recent Advances ofBismuth(III)Salts in Organic Chemistry：Application to the Synthesis of Aliphatics，Alicyclics，Aromatics，Amino Acids and Peptides，Terpenes and Steroids ofPharmaceutical Interest[J].Mini-Reviews inOrganic Chemistry，2009，6(4)：241-274。

Claims

1.一种槲皮素的制备方法，其特征在于：

芦丁溶于醇溶液，加入催化剂三氟甲磺酸铋，加热回流2-6小时，回收部分溶剂，过滤，滤出的催化剂回收循环使用；滤液放置沉淀，过滤，得槲皮素；滤液中加入活性炭脱色，趁热过滤，回收活性炭，滤液浓缩，结晶，干燥，得鼠李糖和葡萄糖的混合物；加入甲醇，不溶解的为葡萄糖，过滤，得葡萄糖；滤液浓缩，结晶得鼠李糖；催化剂三氟甲磺酸铋的用量为芦丁的0.01-10mol％。

2.根据权利要求1所述槲皮素的制备方法，其特征还在于，使用的醇是甲醇，或者乙醇；醇的浓度为50-95％。

3.根据权利要求1所述槲皮素的制备方法，其特征还在于，芦丁与醇的比例为，质量∶体积＝1∶8-15。