CN104098510B - 一种从高乌头植物根中提取高乌甲素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从高乌头植物根提取高乌甲素的方法，其包括用生物碱常规提取技术提取高乌头类总生物碱。再将总生物碱中的N‑脱乙酰基高甲素（主要来源是高乌甲素降解产生的），不经过分离提纯，直接乙酰基化合成，进行结构修饰，将其再转换成高乌甲素，提取高乌甲素的含量，再用常规提取分离技术提取、分离、纯化高乌甲素，以提高产品质量，提高产品收率，降低生产成本。

Description

一种从高乌头植物根中提取高乌甲素的方法

技术领域

生物制药，植物提取物。

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。然而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，就是在碱析的过程中，高乌甲素的降解速度很快，特别是在有钠离子存在的醇溶液中，其脱乙酰基的速度更快。所以，在高乌甲素的生产过程中，高乌甲素脱掉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)，如此副产品N-去乙酰高乌甲素的产量是高乌甲素的5倍。我们在进行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，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，着重解决生产过程中高乌甲素降解问题，将提取过程中高乌甲素降解成N-脱乙酰基高乌甲素再进行乙酰基化合成，在N-位上接上乙酰基，使其再转化成高乌甲素。以提高高乌甲素的生产收率，降低生产成本。

发明内容

1、以本行业通用技术（醇热回流提取、酸浸泡提取、酸溶碱析、有机溶剂萃取或树脂层析分离等等技术），从高乌头根中提取乌头类总生物碱，生产过程中己有大量的高乌甲素脱去了N-位上的乙酰基，降解成了N-脱乙酰基高乌甲素，总生物碱中N-脱乙酰基高甲素含量己大增，此后在分离纯化时注意不要将N-脱乙酰基高乌甲素作为杂质分离除掉，而要进一步提取回收。高乌甲素是弱生物碱，在N-位脱去乙酰基后，N-裸露后，碱性增强。所以在后续的提取分离过程中可以利用不同的PH值分段提取分离不同性质的高乌头类生物碱。

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小部分N-脱乙酰基高乌甲素等结构类似的生物碱粗品。过滤得粗品和滤液。

3、将2项的滤液，用烧碱（或氯水）调PH至12-13后，过滤，除去沉淀（其它生物碱杂质），滤液用氯仿萃取二遍，回收氯仿得高含量N-脱乙酰基高乌甲素的粗品。

4、将上述2、3项所得粗品合并溶于氯仿（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。

5、N-脱乙酰基高乌甲素乙酰基化合成，将上述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，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%。

6、反应完毕，用常规方法进行提取即可。

具体实施方法：

实例1：取高乌头根50kg，加90%的甲醇溶液500L，加热回流提取2hr,过滤收集滤液，药渣再加90%的甲醇溶液300L加热回流提取2hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收醇得醇提浸膏，将醇提浸膏溶1-5%盐酸，过滤，得酸液，用碱（纯碱、烧碱、氨水）调PH至7.5-8.0，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌头类总生物碱粗品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，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1-5%的酸萃取氯仿反应液四次，收集萃取的酸液，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，纯度95.8%，得率0.8%。

实例2：取高乌头根500kg，加85%的甲醇溶液500L，加热回流提取2hr,过滤收集滤液，药渣再加85%的甲醇溶液300L加热回流提取2hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收醇得醇提浸膏，将醇提浸膏溶1-5%盐酸，过滤，得酸液，用碱纯碱调PH至9.5-11，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌头类总生物碱粗品。将总生物碱用甲醇溶解，加洗1%的活性炭脱色，回收甲醇至醇含量为50%左右，冷却、静置析晶，过滤晶体，得高乌甲素粗品。粗晶纯度70%左右。（回收结晶母液，氯仿溶解后过氧化铝柱，可分离得到副产品，得率0.28%，副产品经检测N-脱乙酰基高乌甲素含量达76%，高乌甲素含量21%。）将粗品用甲醇重结晶两次可得高乌甲素，纯度93.1%，得率0.36%。

实例3：取高乌头根500kg，加80%的甲醇溶液5000L，加热回流提取2hr,过滤收集滤液，药渣再加80%的甲醇溶液3000L加热回流提取2hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，回收醇得醇提浸膏，将醇提浸膏溶1-5%盐酸，过滤，得酸液，用纯碱调PH至7.5-8.0，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌头类总生物碱粗品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1-5%的酸萃取氯仿反应液四次，收集萃取的酸液，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，纯度96.8%，得率0.76%。

实例4：取高乌头根500kg，加2%的盐酸溶液5000L，冷浸提取36hr,过滤收集滤液，药渣再加2%的盐酸溶液3000L加冷浸提取12hr。过滤收集滤液，合并两次提取滤液，减压真空浓缩至药材的2倍量左右，过滤，得酸提流浸膏，用碱（纯碱、烧碱、氨水）调PH至7.5-8.0，上柱吸附，吸附树脂为D101大孔吸附树脂，吸附速率1倍树脂量每小时，上柱完毕，用PH7.0以上的清水洗涤树脂，漂洗至无色为止，树脂洗净后再有90%的甲醇解析，收集洗脱液，回收醇得醇浸膏，将浸膏溶于2%的盐酸，过滤得酸液，再用用碱（纯碱、烧碱、氨水）调PH至7.5-8.0，有大量沉淀产生，静置后过滤沉淀，得高乌头类总生物碱粗品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，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1-5%的酸萃取氯仿反应液四次，收集萃取的酸液，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，纯度96.2%，得率0.78%。

附图说明

图1: N-脱乙酰基高乌甲素乙酰基化结构修饰合成高乌甲素反应式

图2: 乙酰基化反应前后产品中N-脱乙酰基高乌甲素含量变化检测HPLC图谱

图3：高乌头根原料中高乌甲素含量检测之HPLC图谱。

Claims (5)

1.一种从高乌头植物根提取高乌甲素的方法，其特征在于：提取高乌头类总生物碱，将总生物碱中的 N-脱乙酰基高甲素，不经过分离提纯，直接乙酰基化进行结构修饰，将其再转换成高乌甲素；该方法是下列过程来实现的：将高乌头根粉碎成粗粉，用生物碱通用提取技术提取乌头类总生物碱，总生物碱通过酸溶解、过滤、不同 PH 区间下的氯仿萃取、回收氯仿、过氧化铝柱、乙酰基化结构修饰、酸提取、碱沉淀、过滤、真空干燥过程得到高乌甲素产品；所述生物碱通用提取技术为醇加热回流提取、醇冷浸渗漉提取或酸提碱沉；所述不同PH 区间下的氯仿萃取是用碱调整滤液PH 值至7.0-9.5，析出弱生物碱高乌甲素，过滤得高乌甲素粗品A，滤液再用烧碱调PH至12-13，过滤除去沉淀，滤液用氯仿萃取2-3次，回收氯仿，残渣用5% 的盐酸溶解，碱化沉淀，过滤得含N-脱乙酰基高甲素的生物碱粗品B；将所得的粗品A和粗品B合并溶于氯仿、丙酮、甲醇或苯，过氧化铝柱，收集过柱脱色氯仿溶液，得含高乌甲素和N-脱乙酰基高甲素混合物溶液，再将该混合物直接乙酰基化结构修饰，以乙酰氯做乙酰基来源，用DMAP做催化剂，用三乙胺做保护剂，进行合成反应，将N-脱乙酰基高甲素转化成高乌甲素。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：催化剂 DMAP 的用量为反应底物中N-脱乙酰基高甲素含量的1.0%-3.0%；保护剂三乙胺的用量为反应底物中N-脱乙酰基高甲素含量的2.0%-5.0%；乙酰氯的滴加速度5.0ml/min-30ml/min；反应温度控制为20℃～80℃；反应终点为：用HPLC检测，按峰面积归一法计算，N-脱乙酰基高甲素含量低于0.5%。

3.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于：N-脱乙酰基高甲素结构修饰合成反应所用的溶剂为氯仿、二氯甲烷，丙酮、乙酸乙酯、石油醚或苯。

4.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于：N-脱乙酰基高甲素乙酰化反应完毕，直接用酸萃取高乌甲素，再用碱碱化沉淀，析出高乌甲素生物碱，然后过滤沉淀，真空干燥，得高乌甲素。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：使用的酸为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、氢溴酸，酸的浓度为1%～5%；使用的碱为纯碱、烧碱、氨水，碱的浓度为2%～10%。