一种从红豆杉枝叶中分离提纯10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ的方法
技术领域
本发明涉及红豆杉植物成分的提取,具体地,本发明涉及一种从红豆杉枝叶中分离提纯10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ的方法。
背景技术
10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ(10-DABⅢ)的分子结构式如下:
10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ是抗癌药物紫杉醇(Taxol)的同系物,是合成多烯紫杉醇和半合成紫杉醇的主要原料,主要存在于红豆杉的枝、叶、根和皮内。紫杉醇或多烯紫杉醇在临床上已应用于乳腺癌、卵巢癌、肺癌等治疗,疗效好且毒副作用小,独特的疗效使该类药物的市场需求与日俱增。但由于红豆杉树资源的局限以及高成本的生产投入,阻碍了天然紫杉醇行业的发展,半合成紫杉醇和多烯紫杉醇逐渐取代了天然紫杉醇,而作为前体物的10-DABⅢ广泛分布于可再生的枝叶中,因此如何更高效快速低成本从枝叶中获得10-DABⅢ具有重要意义,提纯10-DABⅢ更成为市场主流方向。
目前,针对10-DABⅢ提取分离纯化的文献和专利很多,基本上分提取、分离、结晶三个步骤,通常提取收率稳定在90%~95%,而成品的收率主要取决于分离和结晶,如何更高效快速低成本从枝叶中获得高纯度的10-DABⅢ,就需要进一步简化分离提纯工艺,降低有机溶剂使用种类和数量,控制生产成本,才能具有更强的竞争力。
中国专利申请CN1660827A中公开了采用70~80%乙醇提取红豆杉枝叶,浓缩浸提液,去除沉淀物,用大孔吸附树脂吸附滤液中的10-DABⅢ,乙醇洗脱,得到10-DABⅢ粗品。此类方法在提取过程中使用了大量有机溶剂,增加了成本。
中国专利申请CN1473821A中公开了采用乙醇快速提取红豆杉超细粉(粒径≤10μm),提取液浓缩后用有机溶剂萃取,两次硅胶柱层析,水解转化,精制得到纯品10-DABⅢ。此方法使用了大量有机溶剂进行萃取,成本高,操作繁琐。
中国专利申请CN101045719A中公开了一种分离纯化10-DABⅢ的方法,主要是利用四氢呋喃溶解半成品10-DABⅢ后,再放入动态轴向压缩液相制备色谱柱中,采用四氢呋喃、正己烷和甲醇的混合溶剂作为洗脱流动相,通过一至两次的分离制备得到纯度达到99%的10-DABⅢ纯品。此方法采用三相溶剂作为洗脱流动相,在大生产中存在回收利用困难的不足,大大增加了溶剂成本。
中国专利申请CN1398859A中公开了从乙醇提取过的红豆杉枝叶残渣中提取10-DABⅢ的方法,并采用了正相制备色谱进行分离得到10-DABⅢ纯品。此方法所用的制备液相色谱分离过程在规模化生产中显得工艺复杂,分离效率无法在生产实际中真正提高,由于高纯度的10-DABⅢ在该专利中所提到的乙酸乙酯中的溶解度不大,会使得溶剂的消耗很大。
中国专利申请CN101045718A公开了一种分离提纯10-DABIII的方法,该方法采用正反相色谱技术相结合,将正相色谱作为第一级处理,去除了大部分杂质,而反相色谱可以处理较大的上样量,并且对正相色谱不易分离掉的一部分杂质更好的去除,此外,该发明还采用了两级色谱串联分离技术,通过预处理柱分离一部分杂质,再串接分离柱进行细分离。但该方法在提取过程使用了大量的有机溶剂,而且正相色谱使用硅胶作为固定相,重复利用率小,成本较大。
因此在规模化生产中利用制备液相色谱进行分离,使用单一溶剂、更少的有机溶剂以及合适的流动相体系是十分必要的。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种从红豆杉枝叶中分离提纯10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ的方法,其利用可再生大孔吸附树脂初步分离红豆杉枝叶渗滤液中的10-DABⅢ,再利用可再生反相固定相提纯10-DABⅢ。
所述从红豆杉枝叶中分离提纯10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ的方法包括以下步骤:
(1)用提取剂渗滤提取粉碎后的红豆杉枝叶;
(2)将步骤(1)得到的渗滤液通过大孔吸附树脂柱进行吸附,吸附完成后用有机溶剂洗脱,将所得的有机溶剂洗脱液除杂得到10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ粗品;
(3)将步骤(2)得到的10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ粗品用有机溶剂溶解后,加入反相固定相,去除溶剂,得到反相吸附料;
(4)将步骤(3)得到的反相吸附料装入制备柱后用流动相进行梯度洗脱,收集含10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ的洗脱液,进行浓缩,将剩余溶液除杂,得到98.5%以上的10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ纯品。
优选地,步骤(1)所述红豆杉枝叶为欧洲红豆杉枝叶。
优选地,步骤(1)所述提取剂为水性提取剂,进一步优选为含有机酸的水性提取剂,所述有机酸例如甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸、丁二酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、水杨酸、丙酮酸或抗坏血酸等中的1种或至少2种的组合,所述组合典型但非限制性的例子包括甲酸和乳酸的组合,苯甲酸和水杨酸的组合,乙酸、丁二酸和柠檬酸的组合,苹果酸、酒石酸和丙酮酸的组合,乙二酸、柠檬酸、酒石酸和抗坏血酸的组合,甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸和丁二酸的组合,乳酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、水杨酸和丙酮酸的组合,苯甲酸、乙二酸、丁二酸、乳酸、水杨酸、丙酮酸和抗坏血酸的组合等;特别优选为含乙酸的水性提取剂;优选地,所述有机酸占水性提取剂总体积的0.2~5%,进一步优选为0.4~3%,特别优选为0.5~2%。
优选地,步骤(1)所述渗滤提取温度为30~65℃,进一步优选为35~60℃,特别优选为40~50℃。
优选地,步骤(1)所述粉碎后的红豆杉枝叶的粒径为5目以下,进一步优选为8目以下,特别优选为10目以下;所述粒径为5目以下指粒径小于5目,例如6目、7目、9目、11目、15目、20目、25目、30目、40目、50目、80目、100目、200目、300目或500目等。
优选地,步骤(2)所述大孔吸附树脂为非极性大孔吸附树脂,特别优选为D101大孔吸附树脂。
优选地,步骤(2)所使用的有机溶剂为乙酸乙酯。
优选地,将步骤(2)使用后的大孔吸附树脂采用有机溶剂清洗后,用于下一次吸附使用;优选地,所述用于清洗大孔吸附树脂的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙酸乙酯或液碱的1种或至少2种的组合;所述液碱即液态状的氢氧化钠,为不同含量的氢氧化钠水溶液。
优选地,步骤(2)所述除杂包括:将所述有机溶剂洗脱液依次浓缩,干燥得干膏,然后将所述干膏溶解在有机溶剂中,然后依次进行结晶、过滤,并将滤饼干燥;优选地,所述用于溶解干膏的有机溶剂为乙腈;优选地,所述用于溶解干膏的有机溶剂的体积为干膏重量的2~6倍(体积与质量比L/kg),特别优选为3~5倍;优选地,所述溶解温度为50~80℃,进一步优选为55~75℃,特别优选为60~70℃;优选地,所述结晶温度为5~20℃,进一步优选为10~17℃,特别优选为15℃;优选地,所述结晶时间为至少3小时,进一步优选为3.5~7小时,特别优选为4小时;所述用于溶解干膏的有机溶剂的体积与干膏重量倍数关系指所述用于溶解干膏的有机溶剂的体积(单位:L)与干膏重量(单位:kg)之比。
优选地,步骤(3)所述有机溶剂为丙酮。
优选地,步骤(3)所述有机溶剂的体积为粗品10-DABⅢ有效量的30~70倍(体积与质量比L/kg),进一步优选为粗品10-DABⅢ有效量的35~65倍,特别优选为粗品10-DABⅢ有效量的40~60倍;所述有机溶剂的体积与粗品10-DABⅢ有效量的倍数关系指所述有机溶剂的体积(单位:L)与粗品10-DABⅢ有效量(单位:kg)之比。
优选地,步骤(3)所述反相固定相为PRP填料;所述PRP即苯乙烯-二乙烯基苯共聚物,可通过市售得到,也可由所属领域技术人员根据现有技术/新技术制备得到。
优选地,步骤(3)所述反相固定相的体积为粗品10-DABⅢ有效量(体积与质量比L/kg)的4~16倍,进一步优选为粗品10-DABⅢ有效量的5~14倍,特别优选为粗品10-DABⅢ有效量的6~12倍;所述反相固定相的体积与粗品10-DABⅢ有效量的倍数关系指反相固定相的体积(单位:L)与粗品10-DABⅢ有效量(单位:kg)之比。
本发明所述粗品10-DABⅢ有效量指粗品中纯10-DABⅢ的质量,即粗品的质量乘以10-DABⅢ的百分含量。
优选地,步骤(3)所述溶剂通过蒸干去除。
优选地,步骤(4)所述流动相为丙酮和水的混合溶液;优选地,步骤(4)所述流动相为丙酮和水的混合溶液;优选地,所述混合溶液中丙酮的体积百分含量为15%~90%,使用量为14~16柱体积,进一步优选为25%~90%,使用量为12~14柱体积,特别优选为25%~80%,使用量为9~11柱体积;所述纯化水指水中电解质几乎已经完全去除,水中不溶解的胶体物质与微生物颗粒、溶解气体、有机物等已被去除至极低水平的水,具体参数规定见2010版中国药典。
优选地,步骤(4)所述流动相的pH为3.0~6.6,进一步优选为3.2~6.5,特别优选为3.5~6.3。
优选地,步骤(4)所述流动相的流速为0.5%~2%柱体积/min,进一步优选为0.6%~1.5%柱体积/min,特别优选为0.8%~1%柱体积/min。
优选地,将步骤(4)使用后的反相固定相采用有机溶剂清洗后,用于下一次洗脱使用;优选地,用于清洗反相固定相的溶剂为甲醇、乙醇、乙腈或丙酮中的1种或至少2种的组合。
优选地,步骤(4)所述浓缩为减压浓缩。
优选地,步骤(4)所述除杂包括依次结晶和干燥;优选地,所述结晶温度为5~20℃,进一步优选为10~17℃,特别优选为15℃;优选地,所述结晶时间为至少3小时,进一步优选为3.5~7小时,特别优选为4小时;优选地,所述干燥温度为30~70℃,进一步优选为35~60℃,特别优选为40~50℃。
优选地,所述从红豆杉枝叶中分离提纯10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ的方法包括以下步骤:
(1)用含有机酸的水性提取剂于30~65℃渗滤提取粉碎后的红豆杉枝叶;
(2)将步骤(1)所得的渗滤液通过大孔吸附树脂柱进行吸附,吸附完成后用乙酸乙酯洗脱,所得的乙酸乙酯洗脱液经浓缩、干燥得干膏,将所得的干膏加入乙腈进行溶解,依次结晶、抽滤,并将滤饼干燥后得到10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ粗品;
(3)将步骤所得的10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ粗品用丙酮溶解后,加入反相固定相PRP填料,蒸干丙酮,得到反相吸附料;
(4)将步骤所得的反相吸附料装入制备柱后用丙酮和水的混合溶液进行梯度洗脱,收集含10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ的洗脱液,进行减压浓缩,剩余溶液经结晶、干燥后得到98.5%以上的10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ纯品。
与现有技术相比,本发明的优势在于:
(1)首先,本发明在枝叶提取部分省去了大量有机溶剂的使用,其次,大孔吸附树脂以及反相固定相可重复利用,并且所用溶剂种类得到简化,便于回收利用,因此降低了成本。
(2)本发明所述方法的10-DABⅢ回收率较高,一次主收率(从原料红豆杉投入至10-DABⅢ成品产出的得率,不包括过程中母液及交叉段的处理所增加的得率)为73%以上,得到的10-DABⅢ的纯度也在98.5%以上;
(3)在连续生产过程中低含量的渗滤液可全部套用循环,减少了废水的排放及处理,在大生产中能够很好地应用。
附图说明
图1是本发明的一个实施方案的初步分离工艺流程图;
图2是本发明的一个实施方案的提纯工艺流程图;
图3是实施例2制备的10-DABⅢ含量为33.8%的半成品10-DABⅢ的液相色谱图;
图4是实施例3制备的10-DABⅢ含量为99.3%的成品10-DABⅢ的液相色谱图。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
(1)取1kg粉碎后的欧洲红豆杉枝叶(枝叶含量为1230ppm),装入100mm×1000mm的玻璃柱内,加入体积百分比为0.5%的乙酸水溶液(温度为50℃)进行渗滤,渗滤液合并搅匀,共15L,HPLC检测10-DABⅢ有效量约1.2g。
(2)用已经过处理并装入100mm×500mm的玻璃柱内的D101大孔吸附树脂吸附渗滤液(树脂处理方法为先用甲醇浸泡12h,再用饮用水将甲醇冲洗完全后待用)。全部吸附后用乙酸乙酯进行洗脱,将洗脱液(约4.5L)进行浓缩干燥得干膏约35g,在干膏中加入105ml乙腈在70℃下溶解结晶,15℃静置4h后抽滤,将滤饼干燥得粗品3.4g,检测10-DABⅢ含量为31.4%。
(3)在30mm×600mm的高压分离柱内加入处理后的空白反相固定相340ml(反相固定相处理方法为用纯丙酮浸泡12h后,再用纯化水冲洗完全后待用)。将3.4g粗品用43ml丙酮溶解,加入6.4ml反相固定相吸附,蒸干溶剂后装入高压分离柱内。用不同含量的丙酮水溶液(体积百分含量分别为25%、35%、55%、80%)作为流动相(pH为3.5)进行洗脱,流速为3mL/min,收集含10-DABⅢ的洗脱液,减压浓缩,剩余溶液约200ml,15℃下静置析晶4h,晶体进行抽滤,滤饼在50℃下干燥48h,得固体0.92g,检测10-DABⅢ含量为98.9%,一次主收率为74.0%。
实施例2
(1)取300kg粉碎后的欧洲红豆杉枝叶,装入6m3渗滤罐内,加入体积百分比为2%的乙酸水溶液(温度为40℃)进行渗滤,渗滤液分批混匀,共约5000m3,HPLC检测10-DABⅢ有效量约356g。
(2)将D101树脂按实施例1方法处理后装入600L不锈钢柱内,吸附渗滤液。全部吸附后用乙酸乙酯进行洗脱,将洗脱液(约500L)进行浓缩干燥得干膏约12kg,在干膏中加入60L乙腈在60℃下溶解结晶,15℃静置4h后抽滤,将滤饼干燥得粗品960g,检测10-DABⅢ含量为33.8%。
(3)在300×600的高压分离柱内加入处理后的空白反相固定相30L(反相固定相处理方法同实施例1)。将960g粗品用13L丙酮溶解,加入2L反相固定相吸附,蒸干溶剂后装入高压分离柱内。用实施例1中相同含量的流动相(pH为3.5)进行洗脱,流速为320mL/min,收集含10-DABⅢ的洗脱液,减压浓缩,剩余溶液约30L,15℃下静置析晶4h,晶体进行抽滤,滤饼在50℃下干燥50h,得固体282.3g,检测10-DABⅢ含量为99.1%,一次主收率为75.8%。
实施例3
(1)取500kg粉碎后的欧洲红豆杉枝叶,装入6m3渗滤罐内,加入体积百分比为0.5%的乙酸水溶液(温度为40℃)进行渗滤,渗滤液分批混匀,共约9100m3,HPLC检测10-DABⅢ有效量约601g。
(2)将实施例2使用的树脂再生处理后吸附渗滤液(树脂再生处理方法为先用质量百分浓度8%的液碱冲洗2柱体积后再用饮用水冲洗至流出液中性后待用)。全部吸附后用乙酸乙酯进行洗脱,将洗脱液(约500L)进行浓缩干燥得干膏约18kg,在干膏中加入54L乙腈在70℃下溶解结晶,15℃静置4h后抽滤,将滤饼干燥得粗品1552g,检测10-DABⅢ含量为34.1%。
(3)将实施例2使用的空白反相固定相进行再生处理(反相固定相再生处理方法为先用纯丙酮冲洗2柱体积,再用纯化水冲洗完全后待用)。将1552g粗品用31.7L丙酮溶解,加入6.4L反相固定相吸附,蒸干溶剂后装入高压分离柱内。用实施例2中相同含量的流动相(pH为6.3)进行洗脱,流速为350mL/min,收集含10-DABⅢ的洗脱液,减压浓缩,剩余溶液约35L,15℃下静置析晶4h,晶体进行抽滤,滤饼在45℃下干燥56h,得固体460.4g,检测10-DABⅢ含量为99.3%,一次主收率为74.3%。
由图4可知,实施例3得到了纯度较高的成品10-DABⅢ。
实施例4
(1)取500kg粉碎后的欧洲红豆杉枝叶,装入6m3渗滤罐内,加入体积百分比为0.2%的乙二酸水溶液(温度为65℃)进行渗滤,渗滤液分批混匀,共约9200m3,HPLC检测10-DABⅢ有效量约610g。
(2)将实施例3使用的树脂再生处理后吸附渗滤液(树脂再生处理方法为先用甲醇冲洗2柱体积后再用饮用水冲洗至流出液密度0.97g/cm3以上后待用)。全部吸附后用乙酸乙酯进行洗脱,将洗脱液(约480L)进行浓缩干燥得干膏约17kg,在干膏中加入102L乙腈在50℃下溶解结晶,5℃静置3h后抽滤,将滤饼干燥得粗品1487g,检测10-DABⅢ含量为36.6%。
(3)将实施例3使用的空白反相固定相进行再生处理(反相固定相再生处理方法为先用乙醇冲洗2柱体积,再用纯化水冲洗完全后待用)。将1487g粗品用16.4L丙酮溶解,加入8.7L反相固定相吸附,蒸干溶剂后装入高压分离柱内。用不同含量的丙酮水溶液(体积百分含量分别为15%、35%、55%、85%)作为流动相(pH为6.6)进行洗脱,流速为194mL/min,收集含10-DABⅢ的洗脱液,减压浓缩,剩余溶液约28L,20℃下静置析晶10h,晶体进行抽滤,滤饼在30℃下干燥80h,得固体459.4g,检测10-DABⅢ含量为99.2%,一次主收率为74.1%。
实施例5
(1)取500kg粉碎后的欧洲红豆杉枝叶,装入6m3渗滤罐内,加入体积百分比为5%的柠檬酸水溶液(温度为30℃)进行渗滤,渗滤液分批混匀,共约8900m3,HPLC检测10-DABⅢ有效量约599g。
(2)将实施例4使用的树脂再生处理后吸附渗滤液(树脂再生处理方法为先用乙酸乙酯冲洗2柱体积再用饮用水冲洗完全后,用甲醇冲洗2柱体积再用饮用水冲洗至流出液密度0.97g/cm3以上后待用)。全部吸附后用乙酸乙酯进行洗脱,将洗脱液(约520L)进行浓缩干燥得干膏约16kg,在干膏中加入32L乙腈在80℃下溶解结晶,20℃静置10h后抽滤,将滤饼干燥得粗品1470g,检测10-DABⅢ含量为36.1%。
(3)将实施例4使用的空白反相固定相进行再生处理(反相固定相再生处理方法为先用乙醇冲洗2柱体积,再用纯化水冲洗完全后待用)。将1470g粗品用37.1L丙酮溶解,加入2.2L反相固定相吸附,蒸干溶剂后装入高压分离柱内。用不同含量的丙酮水溶液(体积百分含量分别为25%、45%、65%、90%)作为流动相(pH为3.0)进行洗脱,流速为644mL/min,收集含10-DABⅢ的洗脱液,减压浓缩,剩余溶液约28L,5℃下静置析晶3h,晶体进行抽滤,滤饼在70℃下干燥30h,得固体457.8g,检测10-DABⅢ含量为99.0%,一次主收率为73.7%。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。