CN103819404A - 一种高效节能的高乌甲素提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能的高乌甲素提取工艺，本工艺属于一种低沸组合有机溶剂室温定向快速提取高乌甲素的新工艺，选用专有组合有机溶剂在室温下从植物药材高乌头根中定向提取高乌类生物碱。再用常规提取分离技术快速分离、纯化高乌甲素。该工艺提取温度低，全过程很少用蒸汽加热，且专用组合有机溶剂沸点低，对高乌甲素溶解度大，溶剂易回收，且提取液中杂质量少，大大减少后工序的分离纯化难度，生产周期短，产品质量好，生产成本低，节能而环保。

Description

一种高效节能的高乌甲素提取工艺

技术领域

生物制药。

背景技术

高乌甲素(又称刺乌头碱,拉巴乌头碱,Lappa-conitine)系由毛茛科乌头属植物高乌头(AconitumSinomontanumNakai)根中提取的生物碱，临床使用上，将高乌甲素生物碱与氢溴酸合成，转为高乌甲素的氢溴酸盐。高乌甲素的氢溴酸盐为国内首创的非成瘾性镇痛新药,用于治疗中度以上疼痛。本品与哌替啶相比，镇痛效果相当，起效时间稍慢，而维持时间较长；镇痛作用为解热镇痛药氨基比林的7倍。本品还具有局部麻醉、降温、解热和抗炎消肿作用。

（1α,14α,16β）-20-乙基-1,14,16-三甲氧乌头烷-4，8，-9三醇4-[2-（乙酰氨基）苯甲酸酯] 氢溴酸盐一水化合物。

    目前，有关高乌甲素的提取技术，基本上还是采用本行业对生物碱提取的通用技术，即有机溶剂加热回流提取法，有机溶剂冷浸提取法，酸浸提法，树脂吸附分离法，或辅以超声波、微波、超滤膜等现代提取分离手段。但万变不离其宗，对生物碱的提取分离，都得使用酸溶解，碱析晶，如发明专利 《高乌甲素及其氢溴酸高乌甲素制配工艺》公开号CN1817865，《拉巴乌头碱氢溴酸盐的制备方法》公开号CN1951922；《氢溴酸高乌甲素的制备方法》公开号CN1706831；都是采用本行业内的通用提取分离技术。

     我们通过对各种提取工艺的研究比较得出认知：常规的醇（甲醇或乙醇）热回流提取，虽然生产周期短，提取率高，但提取的杂质也多，对后工序的分离纯化增加了难度，特别是后杂（HPLC图谱中主峰后面的杂质峰）的进入，在后工序的纯化精制中很难除去，影响产品质量。醇室温浸提，因醇对高乌甲素溶解度低，通常要浸泡6～10天，提取周期长，时间长了提取的杂质量也多，但有个好处就是后杂没提取出来，比加热提取好。酸提树酯吸附工艺，在节能和分离纯化方面有优势，但因为原料高乌头根的黑颜色溶于酸水，用水量也大，产生大量的颜色乌黒的污水难以处理，汅水处理成本高，不处理环保无法通过，这种工艺理论上是较好的工业化生产技术，但实际上环保成本很高。超声波提取试验的结果是提取率低，可能是高乌甲素有降解，机理尚不明确。

     再者，这些通用的提取技术对高乌甲素的提取分离有个致命的缺陷，强酸、强碱、强光、高温对高乌甲素都有较大的破坏，降解产生衍生物杂质。特别是在碱析的过程中，高乌甲素的降解速度很快。在有钠离子存在的醇溶液中，高乌甲素很容易脱掉N-位上的乙酰基，降解成了N-脱乙酰基高乌甲素，使高乌甲素的收率变低。文献资料天津大学硕士论文《甘肃高乌头有效部位的研究》（作者：吴延吉，指导教师：高瑞昶;张铁军）第四章高乌头有效部位的化学成分研究中（4．2．2）总生物碱的分离结果是得到N-去乙酰高乌甲素(N—deacetyllappaconitine)(264mg)、高乌甲素(1appaconitine)(56mg)，而副产品N-去乙酰高乌甲素的产量是高乌甲素的5倍。我们在对各地原料的大量分析研究中发现，原料中的N-去乙酰高乌甲素含量其实是极低的，还不到高乌甲素的10%，而生产中分离出来的N-去乙酰高乌甲素是高乌甲素的5倍，说明其来源是高乌甲素的降解所致。从高乌头的原料分析中可知，高乌甲素平均含量在1.1%左右，而国内提取物生产行业中高乌甲素的平均提取得率在0.4%左右，提取收率只有36%左右，技经指数远低于一般生物碱的提取技术，主要原因就是在高乌头生产过程中，高乌头很容易发生降解，特别是在钠醇的环境中，最易脱掉N-位的乙酰基而转化成N-去乙酰高乌甲素。所以，目前高乌甲素的生产资源浪费大，产品质量低，收率很低，成本极高，造成用药价格贵，不能满足人民的用药需要。

 

本发明是针对上述生产技术的缺陷，我们发明一种低沸组合有机溶剂室温定向快速提取高乌甲素的新工艺，使用溶剂小，提取效率高，杂质小、分离速度快，以实现节能环保，缩短生产周期，降低生产成本，提高产品质量。

 

发明内容

1、原料高乌头根粉粹成细粉，用1～5%碱水润湿（也可加3~5%生石灰共礳) ,投料入多能提取罐中，加4倍量的专有组合有机溶剂 室温浸泡2～3天，过滤浸泡液，药渣再加3倍量专有组合有机溶剂  室温浸泡1～2天，过滤浸泡液，合并提取液，低温减压回收溶剂，残留物用醇溶解，冷却折晶，过滤结晶体，得决生物碱。

2、将总生物碱溶于酸（盐酸、硫酸、硝酸等），过滤除去酸不溶液物，过滤用碱（氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等等）调整PH值至7.5-8.0之间，析出含有高乌甲素及结构类似的生物碱粗品。过滤得粗品。

3、将上述2项所得粗品溶于氯仿（或丙酮、乙酸乙酯等非极性）等有机溶剂，过氧化铝柱，得无色澄清溶液，此时，溶剂中N-脱乙酰基高乌甲素和高乌甲素两组分之和的含量己达98%以上。

4、如3项所得的无色澄清溶液N-脱乙酰基高乌甲素含量较高（达30%以上），则将上述3项经过氧化铝柱后的澄明溶液（N-脱乙酰基高乌甲素和高乌甲素混合物）放入反应罐，进行N-脱乙酰基高乌甲素乙酰基化合成，按N-脱乙酰基高乌甲素的含量计算，加入催化剂1.5%的DMAP，加入3.5%三乙胺，搅拌均匀，将溶液温度升至50℃左右，再滴加乙酰氯进行乙酰基化合成反应，边搅拌边滴加。将反应温度控制在55-60℃，滴加速率控制在10-15ml/min。反应时间约3-4小时。反应终点是将N-脱乙酰基高乌甲素全部转化为高乌甲素为止。取样做HPLC检测，按峰面积归一法计算，N-脱乙酰基高乌甲素峰值百公含量少于0.5%。反应完毕，用常规方法进行提取即可。

5、如3项所得的无色澄清溶液N-脱乙酰基高乌甲素含量较低（低于30%），则用酸反萃取，萃取的酸液用氨水调PH至7.0-7.5，用氯 仿萃取高乌甲素2～3次，合并萃取液，回收氯仿，用醇溶解后结晶，过滤晶体，得高乌甲素，纯度95%以上，再重结晶可得98%的高纯度产品。

 6、上术5项萃取后的碱水用氢氧化调PH至11～13，再用氯仿萃取，通过常规分离、纯化后可得副产品N-脱乙酰基高乌甲素，副产品N-脱乙酰基高乌甲素可集中处理，通过乙酰基化合成，制得高乌甲素。

 

具体实施方法：

 实例1：取高乌头根5kg，粉碎成20～60目的细粉，用5%的纯碱润湿，加专有组合有机溶剂 20L，室温浸泡提取72hr,过滤收集滤液，药渣再加专有组合有机溶剂15L室温浸泡提取48hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收溶剂得提浸膏，将提浸膏用乙醇热溶解后冷却结晶，过滤晶体，得粗提物（总生物碱),将粗品用 1-5%盐酸溶解，过滤，得酸液，酸液用碱氨水调PH至7.5-8.0，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌甲素粗品A。｛再将滤液用碱将PH值调到12-13，静置后过滤，除去沉淀，滤液用氯仿萃取两次，回收氯仿，得含量N-脱乙酰基高乌甲素的粗品B（副产品另处理）｝。将粗品A用氯仿溶解，过氧化铝柱，得无色澄清的氯仿溶液，回收氯仿，用乙醇溶解残留物，冷却析晶，过滤晶体，用50%乙醇洗晶，得高乌甲素23G，纯度93.6%。重结晶后得98.7%的高纯度高乌甲素19G。得率0.38%。

 

实例2：取高乌头根10kg，粉碎成20～60目的细粉，用1%的烧碱润湿，加专有组合有机溶剂 50L，室温浸泡提取64hr,过滤收集滤液，药渣再加专有组合有机溶剂30L室温浸泡提取52hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收溶剂得提浸膏，将提浸膏用乙醇热溶解后冷却结晶，过滤晶体，得粗提物（总生物碱),将粗品用 1%硫酸溶解，过滤，得酸液，酸液用碱氨水调PH至7.0～7.5，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌甲素粗品A。｛再将滤液用碱将PH值调到12-13，静置后过滤，除去沉淀，滤液用氯仿萃取两次，回收氯仿，得含量N-脱乙酰基高乌甲素的粗品B（副产品另处理）｝。将粗品A用氯仿溶解，过氧化铝柱，得无色澄清的氯仿溶液，回收氯仿，用乙醇溶解残留物，冷却析晶，过滤晶体，用40%乙醇洗晶，得高乌甲素48G，纯度95.6%。重结晶后得98.7%的高纯度高乌甲素42G。得率0.42%。

 

实例3：取高乌头根50kg，，粉碎成20～60目的细粉，用1%的烧碱润湿，加专有组合有机溶剂 200L，室温浸泡提取64hr,过滤收集滤液，药渣再加专有组合有机溶剂150L室温浸泡提取52hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收溶剂得提浸膏，将提浸膏用乙醇热溶解后冷却结晶，过滤晶体，得粗提物（总生物碱),将粗品用 1%硫酸溶解，过滤，得酸液，酸液用碱氨水调PH至7.0～7.5，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌甲素粗品A。再将滤液用烧碱将PH值调到12-13，静置后过滤，除去沉淀，滤液用氯仿萃取两次，回收氯仿，得含量N-脱乙酰基高乌甲素的粗品B，将粗品A、B合并，用氯仿溶解，过氧化铝柱，得无色氯仿溶液（含N-脱乙酰基高乌甲素和高乌甲素混合物）。将脱色后的氯仿溶液抽入反应罐，加入催化剂DMAP，三乙胺、升温至50℃左右，滴加乙酰氯进行乙酰基化合成。边加边搅拌，控制反应温度为55-60℃，滴加速率10-15ml/min。反应时间约3-4小时。取样做HPLC检测，至N-脱乙酰基高乌甲素的峰值百分比低于0.5%时结束反应。反应完毕，用2%的硫酸反萃取氯仿反应液四次，收集萃取的酸水，用纯碱调PH至7.5左右，析出大时量白色絮状沉淀，静置后，过滤沉淀，得高乌甲素生物碱323G，纯度96.8%，重结晶后得97.5%的高乌甲素281G，得率0.58%。

 

 实例4：取高乌头根500kg，粉碎成20～60目的细粉，用1%的烧碱润湿，加专有组合有机溶剂 4000L，室温浸泡提取75hr,过滤收集滤液，药渣再加专有组合有机溶剂1500L室温浸泡提取48hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收溶剂得提浸膏，将提浸膏用乙醇热溶解后冷却结晶，过滤晶体，得粗提物（总生物碱),将粗品用 1%硫酸溶解，过滤，得酸液，酸液用碱氨水调PH至7.0～7.5，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌甲素粗品A。｛再将滤液用碱将PH值调到12-13，静置后过滤，除去沉淀，滤液用氯仿萃取两次，回收氯仿，得含量N-脱乙酰基高乌甲素的粗品B（副产品另处理）｝。将粗品A用氯仿溶解，过氧化铝柱，得无色澄清的氯仿溶液，回收氯仿，用乙醇溶解残留物，冷却析晶，过滤晶体，用40%乙醇洗晶，得高乌甲素3520G，纯度92.6%。重结晶后得96.5%的高纯度高乌甲素3120G。得率0.62%。

实例5：取高乌头根10kg，加1kg生石灰共礳粉碎成20～60目的细粉，加专有组合有机溶剂 50L，室温浸泡提取74hr,过滤收集滤液，药渣再加专有组合有机溶剂40L室温浸泡提取52hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收溶剂得提浸膏，将提浸膏用乙醇热溶解后冷却结晶，过滤晶体，得粗提物（总生物碱),将粗品用 1%硫酸溶解，过滤，得酸液，酸液用碱氨水调PH至7.0～7.5，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌甲素粗品A。｛再将滤液用碱将PH值调到12-13，静置后过滤，除去沉淀，滤液用氯仿萃取两次，回收氯仿，得含量N-脱乙酰基高乌甲素的粗品B（副产品另处理）｝。将粗品A用氯仿溶解，过氧化铝柱，得无色澄清的氯仿溶液，回收氯仿，用乙醇溶解残留物，冷却析晶，过滤晶体，用40%乙醇洗晶，得高乌甲素52G，纯度93.6%。重结晶后得96.7%的高纯度高乌甲素45G。得率0.45%。

Claims (7)

1.一种高效节能的高乌甲素提取工艺，其特征在于：选用专有组合有机溶剂，在室温下浸提高乌类生物碱，应该组合溶具有沸点低，对高乌甲素的溶解度大，提取率高，实现定向提取部位成分，提取液含量杂质量少，易分离，溶剂易回收，产品质量高，产品收率高，生产成本低，该方法是下列过程来实现的：将高乌头根粉碎成细粉，用碱水浸泡后取出凉干，通过碱泡的高乌头原料专有组合有机溶剂浸提，定向提取乌头类生物总碱，总生物碱通过酸溶解、过滤、不同PH区间下的氯仿萃取、过氧化铝柱，酸反萃取取、碱化沉淀、过滤、真空干燥等过程得到高纯度的高乌甲素产品。

2.根据权利要求权1所述的高乌甲素的提取方法，其特征在于：专有组合有机溶剂的成分为二氯甲烷、丙酮、甲醇、乙酸乙酯的低沸点混合溶剂，专有组合有机溶剂 的溶剂配比为任意比，优选配比为二氯甲烷大于50%，其他组分为任意值，埸优选为：二氯甲烷：丙酮：甲醇：乙酸乙酯（ 6～8：2～1：2～1：1～0），其中，三氯甲烷可替代二氯甲烷。

3.根据权利要求权1所述的高乌甲素的提取方法，其特征在于：原料粉碎成细粉后用碱水浸泡或润湿或与生石粉共礳，所用的碱为生石灰、烧碱、纯碱等任意一种或多种，碱的用量为，润湿或浸泡用碱为1～10%的碱水溶液，优选3～5%的碱水溶液；与原料共礳用量为原料的1～5%，优选2～3%的用量。

4.根据权利要求1所述的高乌甲素的提取方法，其特征在于：提取温度为室温，无需加热，提取时间1～3天，提取次数1～5次，优选 3次。

5.根据权利要求权1所述的高乌甲素的提取方法，其特征在于：氯仿萃取液不回收氯仿先过氧化铝脱色和除杂，再用酸反萃取，萃取酸液用碱碱化沉淀生物碱。

6.根据权利要求权1所述的高乌甲素的提取方法，其特征在于：专有组合有机溶剂提取液低温回收有机溶剂后，残留物用酸溶解，再过滤除出酸不溶杂质，所用酸为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸等无机酸，优选为硫酸，次选为盐酸，酸的浓度优选为1%～5%。

7.根据权利要求权1所述的高乌甲素的提取方法，其特征在于：使用是碱为纯碱、烧碱、氨水等等，优选为氯水，碱的浓度优选为2%～10%。