CN104045669B - 一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法。本方法利用β‑D‑五乙酰化葡萄糖与对羟基苯乙醇在路易斯酸催化下反应，生成的四乙酰基红景天苷产物，脱乙酰制备红景天苷，在采用简便的合成方法的同时，用萃取和重结晶法分离合成产物红景天苷。与传统化学合成工艺相比，本发明成本低，产率高，反应时间短，原料简单易得，合成工艺简便环保，适合于工业化生产。

Description

一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法

技术领域

本发明属于药物化学合成领域，具体地涉及一种适合工业化生产的红景天苷的合成方法和分离方法。

背景技术

红景天为景天科多年生草本植物，主要生长在海拔1600～4000米的高寒、干燥缺氧、强紫外线照射、昼夜温差大的地区，具有极强的环境适应能力和生命力。国内应用红景天很早，在《四部医典》和《本草纲目》均有记载，红景天苷为红景天的主要药效成分，研究证明红景天苷有抗疲劳、抗衰老、免疫调节、清除自由基等多种药理作用。

红景天是高寒地带植物，因高原生态脆弱，再生能力差，自然再生十分缓慢，一般需自然生长7-8年方可采用，而生产所消耗的药材资源用量相当大，野生资源储量却越来越少，可能很快就会出现资源枯竭的问题。天然红景天苷的提取不仅需要复杂的提取工艺，而且一般提取率只能达到植物干重的0.4～0.8％。因此发展替代资源显得十分重要。利用化学合成方法是发展替代资源的重要手段。

目前，一般的合成方法是以碳酸银为催化剂，将过量酪醇与溴代乙酰葡萄糖缩合，或以酪醇的羟酚基各种形式与溴代乙酰葡萄糖缩合形成中间体，再脱去乙酰基和保护基，得红景天苷。这种合成方法的缺陷在于反应操作繁琐、采用苯等毒性大的溶剂易污染环境；采用Pd-C氢化锂铝等昂贵试剂使得成本较高；且产率较低，总收率均低于50％。

中国专利CN102286036A和中国专利CN1911949A公开了一种化学合成红景天苷的方法:分子筛存在下，由路易斯酸催化五乙酰基-β-D-葡萄糖和对羟基苯乙醇，在有机溶剂中糖苷化反应生成四乙酰基红景天苷，然后四乙酰基红景天苷在甲醇钠的甲醇溶液中脱去乙酰基得到红景天苷。此两种方法与传统方法相比原料简单，步骤缩短，但是仍然存在明显缺点，比如反应的后处理使用柱分离方法繁琐，用时较长，成本也较为昂贵，不适合工业化生产。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法，在采用简便的合成方法的同时，用萃取和重结晶法分离合成产物红景天苷，使得后处理更加简单快捷，同时也降低了成本，更加适合于工业生产。

本发明采用的技术方案是：一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法，步骤如下：

1)在路易斯酸催化下，将β-D-五乙酰葡萄糖与对羟基苯乙醇在二氯甲烷溶剂中，于15-50℃下反应0.5-5小时，得含有四乙酰红景天苷的反应液；所述的路易斯酸为三氟化硼、三氯化铁、四氯化锡或四氯化钛。优选的，于40℃下反应2小时；对羟基苯乙醇与β-D-五乙酰葡萄糖的当量比为1:1.0-2.0，优选1:1.2。

2)于1)步骤得到的反应液中加入碳酸氢钠水溶液，搅拌后，加入硅藻土，过滤，取滤液中的有机相，有机相用去离子水萃取至对羟基苯乙醇消失，干燥有机相，过滤，滤液减压旋出二氯甲烷溶剂，加适量有机溶剂溶解，降温至0℃后有白色固体析出，过滤，取滤液，滤液加入活性炭加热回流1-2h，过滤，取滤液；所述的有机溶剂是甲醇、乙醇、正丁醇或丙酮的一种或两种。

3)将2)步骤得到的滤液加入到甲醇钠的甲醇溶液中，室温下反应0.5-4小时，加入酸性阳离子交换树脂调节PH至中性，过滤，取滤液，滤液加入活性炭，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入适量去离子水溶解，用乙酸乙酯萃取1-4遍，合并水相；水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用有机溶剂萃取1-4遍，合并有机相，有机相减压旋干，得浓缩物；萃取用有机溶剂为异丙醇、正丁醇或四氢呋喃的一种或两种。

4)将3)步骤得到的浓缩物用有机溶剂重结晶。重结晶用有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇、乙酸乙酯或正己烷的一种或两种。

本发明中，

(1)β-D-五乙酰葡萄糖与对羟基苯乙醇在路易斯酸存在下反应，得到糖苷化产物：

对羟基苯乙醇和β-D-五乙酰葡萄糖的当量比为1:0.5～3.0，而以1:1.0～2.0为优选，用量过少，反应缓慢，产率明显降低，用量过大，则反应副产物的量明显增多，结合高效液相色谱检测，得出反应当量比为1:1.2条件下，反应所得产物收率最高。

本发明中，糖苷化反应温度对反应产率有较大影响，温度太低时，反应会进行的很缓慢甚至不能进行，温度太高时，糖苷键异构化产物明显增加，反应温度以15～50℃为佳，结合高效液相色谱检测，得出温度40℃条件下，反应所得产物收率最高。

本发明中，反应时间对反应产率有很大的影响，时间太短时，原料转化不完全，时间太长时，副产物明显增加，反应时间以0.5～5h为宜，反应时间为2h时，反应所得产率最高。

主要研究了化学合成法制备红景天苷。在比较了不同的工艺路线及催化方法后得到了本反应条件，当用三甲硅基三氟甲磺酸脂(TMSOTF)、三氯化铁、二氯化锡等路易斯酸催化剂进行糖苷化反应时，主要生成产物为乙酸2－(4－羟基－苯基)乙酯，因此换四氯化锡催化剂糖苷化。

(2)糖苷化产物在碱性条件下脱除乙酰基保护基，得到红景天苷。

通过甲醇钠脱乙酰、活性炭脱色、正丁醇萃取，红景天苷粗产物通过多种重结晶条件摸索，得到甲醇：乙酸乙酯＝1:20条件下结晶晶型较好，结晶产率较高。

本合成方法的优势在于：不需保护对羟基苯乙醇中酚羟基，直接进行糖苷化生成糖苷，反应液经萃取、析出、活性炭吸附等方法后处理，得到可直接应用于下一步反应的产物。同时，五乙酰葡萄糖可直接用于反应，不需转化为四乙酰葡萄糖溴代物或四乙酰葡萄糖酯类，因此反应步骤缩短，反应只需四氯化锡这样成本低的，反应温和的催化剂，无需高危险性的氢化锂铝，钯碳，成本高的碳酸银催化剂，生产成本显著降低。本合成方法经计算成本约为从红景天属植物中提纯红景天苷成本的五分之一。本发明工艺简单，工业污染减少，生产成本低，纯度达到98.5％以上，产率较高，适合工业化生产。

具体实施方法

以下通过实施例进一步阐述本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g(1.2eq)、对羟基苯乙醇1.18g(1eq)和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂60ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，0℃下边搅拌边缓慢滴加含无水四氯化锡2.67g(1.2eq)的10ml二氯甲烷溶液，滴加完毕后，40℃搅拌2小时，停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液，液相检测四乙酰红景天苷转换率为94％。

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相(即，二氯甲烷相)，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失(2-3遍，每次30ml)，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压璇出二氯甲烷溶剂，加50ml甲醇溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应。

3)于滤液中，加入甲醇钠(50％含量)的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂(732)调节PH至7，过滤，取滤液，滤液加入活性炭(2％)，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次(10ml/次)，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用正丁醇萃取4次(10ml/次)，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出正丁醇，得浓缩物。

4)浓缩物用乙醇：正己烷＝3:1(体积比)重结晶，得产物红景天苷2.10克，产率82.1％，纯度98％。

¹H-NMR(DMSO)δ:9.17(s,1H),7.03(d,J＝8.4Hz,2H),6.66(d,J＝8.4Hz,2H),4.97(s,1H),4.92(s,1H),4.88(s,1H),4.49(s,1H),4.10(d,J＝7.8Hz,1H),3.81—3.86(m,1H),3.63(s,1H),3.45—3.58(m,3H),3.28—3.34(m,3H),2.72—2.76(m,2H).IR(KBr)cm^-1:3268,1630,1614,1246,1079,1020.Anal.Calcd for C₁₄H₂₀O₇:C,55.99；H,6.71.Found:C,56.09；H,6.78。

实施例2

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g(1.2eq)、对羟基苯乙醇1.18g(1eq)和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂60ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，0℃下边搅拌边缓慢滴加含三氟化硼0.70g(1.2eq)的10ml乙醚溶液，滴加完毕后，室温搅拌2小时，停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液，液相检测四乙酰红景天苷转换率为92％。

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相(即，二氯甲烷相)，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失(2-3遍，每次30ml)，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压璇出二氯甲烷溶剂，加50ml乙醇溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应。

3)于滤液中，加入甲醇钠(50％含量)的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂(732)调节PH至7，过滤，取滤液，滤液加入活性炭(2％)，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次(10ml/次)，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用异丙醇萃取4次(10ml/次)，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出异丙醇，得浓缩物。

4)浓缩物用甲醇：乙酸乙酯＝3:1重结晶，得产物红景天苷2.24克，产率87.5％，纯度99％。

实施例3

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g(1.2eq)、无水三氯化铁1.66g(1.2eq)，对羟基苯乙醇1.18g(1eq)和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂80ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，15℃搅拌4小时停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液，液相检测四乙酰红景天苷转换率为92％。

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相(即，二氯甲烷相)，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失(2-3遍，每次30ml)，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压璇出二氯甲烷溶剂，加50ml正丁醇溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应。

3)于滤液中，加入甲醇钠(50％含量)的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂(732)调节PH至7，过滤，取滤液，滤液加入活性炭(2％)，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次(10ml/次)，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用水饱和四氢呋喃萃取4次(10ml/次)，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出四氢呋喃，得浓缩物。

4)浓缩物用丙酮：正丁醇＝3:1重结晶，得产物红景天苷2.05克，产率80.0％，纯度98％。

实施例4

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g(1.2eq)、对羟基苯乙醇1.18g(1eq)和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂60ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，0℃下边搅拌边缓慢滴加含无水四氯化钛1.95g(1.2eq)的10ml二氯甲烷溶液，滴加完毕后，15℃搅拌4小时停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液，液相检测四乙酰红景天苷转换率为93％。

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相(即，二氯甲烷相)，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失(2-3遍，每次30ml)，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压璇出二氯甲烷溶剂，加50ml丙酮溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应。

3)于滤液中，加入甲醇钠(50％含量)的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂(732)调节PH至7，过滤，取滤液，滤液加入活性炭(2％)，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次(10ml/次)，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用正丁醇萃取4次(10ml/次)，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出正丁醇，得浓缩物。

4)浓缩物用丙酮：正丁醇＝3:1重结晶，得产物红景天苷2.30克，产率89.8％，纯度98％。

Claims (4)

1.一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法，其特征在于步骤如下：

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g、对羟基苯乙醇1.18g和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂ 60ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，0℃下边搅拌边缓慢滴加含无水四氯化锡2.67g的10ml二氯甲烷溶液，滴加完毕后，40℃搅拌2小时，停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液；

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相二氯甲烷相，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失，萃取2-3遍，每次30ml，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压旋出二氯甲烷溶剂，加50ml甲醇溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应；

3)于滤液中，加入50％甲醇钠的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂732调节pH至7，过滤，取滤液，滤液加入2％活性炭，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次，每次10ml，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用正丁醇萃取4次，每次10ml，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出正丁醇，得浓缩物；

4)浓缩物用体积比为乙醇：正己烷＝3:1重结晶，得产物红景天苷。

2.一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法，其特征在于步骤如下：

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g、对羟基苯乙醇1.18g和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂ 60ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，0℃下边搅拌边缓慢滴加含三氟化硼0.70g的10ml乙醚溶液，滴加完毕后，室温搅拌2小时，停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液；

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相二氯甲烷相，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失，萃取2-3遍，每次30ml，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压旋出二氯甲烷溶剂，加50ml乙醇溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应；

3)于滤液中，加入50％甲醇钠的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂732调节pH至7，过滤，取滤液，滤液加入2％活性炭，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次，每次10ml，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用异丙醇萃取4次，每次10ml，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出异丙醇，得浓缩物；

4)浓缩物用体积比为甲醇：乙酸乙酯＝3:1重结晶，得产物红景天苷。

3.一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法，其特征在于步骤如下：

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g、无水三氯化铁1.66g，对羟基苯乙醇1.18g和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂ 80ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，15℃搅拌4小时停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液；

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相二氯甲烷相，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失，萃取2-3遍，每次30ml，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压旋出二氯甲烷溶剂，加50ml正丁醇溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应；

3)于滤液中，加入50％甲醇钠的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂732调节pH至7，过滤，取滤液，滤液加入2％活性炭，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次，每次10ml，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用水饱和四氢呋喃萃取4次，每次10ml，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出四氢呋喃，得浓缩物；

4)浓缩物用体积比为丙酮：正丁醇＝3:1重结晶，得产物红景天苷。

4.一种适合工业化生产的化学合成红景天苷的分离方法，其特征在于步骤如下：

1)于250ml茄形瓶中，加入搅拌棒、β-D-五乙酰葡萄糖4g、对羟基苯乙醇1.18g和4A分子筛4g，加入干燥CH₂Cl₂ 60ml溶解，将反应器置于磁力搅拌器上，0℃下边搅拌边缓慢滴加含无水四氯化钛1.95g的10ml二氯甲烷溶液，滴加完毕后，15℃搅拌4小时停止反应，此时对羟基苯乙醇有少量剩余，溶液颜色略淡黄，过滤出分子筛，得含有四乙酰红景天苷的反应液；

2)于反应液中，边搅拌边加入5％碳酸氢钠水溶液50ml，搅拌后，加硅藻土，过滤除去不溶物，取滤液中的有机相二氯甲烷相，有机相用离子水萃取至对羟基苯乙醇消失，萃取2-3遍，每次30ml，干燥二氯甲烷相，过滤，滤液减压旋出二氯甲烷溶剂，加50ml丙酮溶解，降温至0℃后有大量白色固体析出，滤除不溶物白色固体，取滤液，滤液加入3％活性炭加热回流1小时，脱色，完毕后过滤出活性炭，取滤液直接用于下一步反应；

3)于滤液中，加入50％甲醇钠的甲醇溶液1g，室温下搅拌2小时，加入酸性阳离子交换树脂732调节pH至7，过滤，取滤液，滤液加入2％活性炭，70℃下脱色1小时，过滤，滤液减压浓缩后加入15ml水溶解，用乙酸乙酯萃取4次，每次10ml，弃有机相，合并水相，水相于60℃下减压浓缩至一半体积，再用正丁醇萃取4次，每次10ml，弃水相，合并有机相，有机相减压旋出正丁醇，得浓缩物；

4)浓缩物用体积比为丙酮：正丁醇＝3:1重结晶，得产物红景天苷。