CN105218611B - 第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法，其特征是在有机溶剂中金属无机盐催化分解人参皂苷第20碳糖基的糖苷键，制备Rg3的20‑O‑羟基脱水的Rg5和Rk1，Rg2的20‑O‑羟基脱水的Rg4和Rg6，Rh2的20‑O‑羟基脱水的Rh3和Rk2，Rh1的20‑O‑羟基脱水的Rh4和Rk3，人参二醇类皂苷苷元20‑O‑羟基脱水的顺‑PPD（‑H₂O）苷元和反‑PPD（‑H₂O）苷元人参三醇类皂苷苷元20‑O‑羟基脱水的顺‑PPT（‑H₂O）苷元和反‑PPT（‑H₂O）苷元。操作简单、成本低、得率及纯度高（均大于90%），适合大批量生产；所得产品可用于药物开发、人参制品、保健品和化妆品。

Description

第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法

技术领域

本发明涉及一种人参稀有皂苷和苷元的制备方法，尤其是一种操作简单、成本低、得率及纯度高、适合大批量生产的第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法。

背景技术

人参中80～90%以上皂苷是Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re和Rg1皂苷，这些皂苷只有口服后在肠道酶和微生物作用下转化为稀有皂苷，才能被吸收、起药效，然而其转化率非常有限。虽然人参中所含的稀有皂苷生理活性高、人体吸收率高，但是含量却非常低。传统红参加工过程中，可将人参中含量高的皂苷Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re和Rg1转化为S-Rg3、R-Rg3、Rg5和Rk1皂苷，S-Rg2、R-Rg2、Rg4和Rg6皂苷，S-Rh2、R-Rh2、Rh3和Rk1皂苷，S-Rh1、R-Rh1、Rh4和Rk3皂苷以及相应的苷元。从分子结构上可以看出，红参稀有皂苷中Rg5和Rk1是Rg3皂苷20-O-羟基脱水皂苷；Rh3和Rk2皂苷是Rh2皂苷20-O-羟基脱水皂苷；Rg4和Rg6皂苷是Rg2皂苷20-O-羟基脱水皂苷；Rh4和Rk3是Rh1皂苷20-O-羟基脱水皂苷；人参二醇皂苷PPD苷元和人参三醇皂苷PPT苷元20-O-羟基脱水的顺反式-PPD(-H2O)和顺反式-PPT(-H2O)；这些人参皂苷和红参稀有皂苷结构式如下：

人参二醇类（PPD）皂苷、R3 = H：

人参三醇类（PPT）皂苷、R1 = H：

注：(-H₂O)-cis和(-H₂O)-trans，20-OH脱水的顺反结构；Glc, β-D-吡喃葡萄糖基；Rha，α-L-鼠李糖基；Ara(p), α-L-吡喃阿拉伯糖基；Ara(f), α-L-呋喃阿拉伯糖基；Xyl(p)，β-D-吡喃木糖基。

为了得到高活性红参稀有皂苷，中国专利号为ZL201010170521.3的发明专利公开了一种“金属离子催化水解天然苷类化合物的方法”，具体方案是利用水溶液中金属离子催化水解人参中含量较高的PPD皂苷（Rb类、Rc、Rd）和PPT皂苷（Re），生成稀有皂苷。但是其产品主要为Rg3（含少量的F₂、K₁、Rg₅、Rh₂、C-K的皂苷）和Rg2（含少量的Rg₁、Rg₄、Pg₆、Rh₁皂苷），无法制备20-O-羟基脱水的皂苷Rg5和Rk1、Rg4和Rg6、Rh3和Rk2、Rh4和Rk3以及其苷元。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种操作简单、成本低、得率及纯度高、适合大批量生产的第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法，其特征是在有机溶剂中金属无机盐催化分解人参皂苷第20碳糖基的糖苷键，制备Rg3的20-O-羟基脱水的Rg5和Rk1，Rg2的20-O-羟基脱水的Rg4和Rg6，Rh2的20-O-羟基脱水的Rh3和Rk2，Rh1的20-O-羟基脱水的Rh4和Rk3，人参二醇类皂苷苷元20-O-羟基脱水的顺-PPD(-H₂O）苷元和反-PPD(-H₂O）苷元人参三醇类皂苷苷元20-O-羟基脱水的顺-PPT(-H₂O）苷元和反-PPT(-H₂O）苷元。

具体按照如下步骤进行：

a. 将人参二醇皂苷或人参三醇皂苷及金属无机盐溶于有机溶剂中，20℃~80℃温度条件下反应10~30小时，所述二醇皂苷或人参三醇皂苷与有机溶剂的比例为0.2~5.0g/100ml，所述金属无机盐与有机溶剂的比例为2~400mmol/100ml；所述有机溶剂是丙醇或乙醇或甲醇或二甲亚砜或异丙醇或丁醇中至少一种；所述金属无机盐是金属离子Fe³⁺或Fe²⁺或Mg²⁺或Cu²⁺或Zn²⁺或Co²⁺或Al³⁺或Ba²⁺或Ca²⁺或Mn²⁺与氯离子或硝酸根或硫酸根的结合物；

b. 对反应液提纯处理，得到第20碳羟基脱水的Rg5和Rk1，Rg4和Rg6，Rh3和Rk2，Rh4和Rk3以及其苷元。

本发明是在有机溶剂中金属无机盐催化分解人参皂苷第20碳糖基（20-O-糖基）的糖苷键，制备第20碳羟基（20-O-羟基）脱水的高活性人参稀有皂苷：Rg5和Rk1、Rg4和Rg6、Rh3和Rk2、Rh4和Rk3以及其苷元。操作简单、成本低、得率及纯度高（均大于90%），适合大批量生产；所得产品可用于药物开发、人参制品、保健品和化妆品。

具体实施方式

实施例中所用人参二醇皂苷Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、F2、C-K和人参三醇皂苷Re、Rg1、F1是市售产品。

实施例1：

将6克Rb1皂苷溶解在100毫升正丁醇中，25克FeCl2（约100毫摩尔）溶解在100毫升正丁醇中，混合此两种溶液，在50℃反应搅拌反应20小时；用200毫升的水洗3～4次，充分洗去盐离子以及糖等杂质，减压干燥得到产物4.1克。或者，其反应液，减压蒸馏收集有机溶剂，反应物中加入150毫升去离子水混合，经150毫升体积的大孔吸附树脂反复吸附皂苷，用900毫升的水洗除去盐离子以及糖等杂质后，再用80%乙醇洗脱皂苷，收集乙醇洗脱液，干燥后得到产物4.2克。以摩尔比计算，转化率大于90%。反应产物用TLC和HPLC方法检测，几乎检测不出底物Rb1，产物与标准品相比较，90%以上是Rg3皂苷的20-O-羟基脱水的高活性红参稀有皂苷Rg5和Rk1。

有机溶剂由正丁醇改为丙醇或乙醇或甲醇或二甲亚砜，金属无机盐由FeCl3改为Fe²⁺或Mg²⁺或Cu²⁺或Zn²⁺或Co²⁺或Al³⁺或Ba²⁺或Ca²⁺或Mn²⁺与氯离子或硝酸根或硫酸根结合的金属无机盐，以与实施例1同样方法处理Rb2或Rb3或Rc或Rd皂苷或其混合皂苷，产物主要是高活性红参稀有皂苷Rg5和Rk1。得到同样的结果（得率及纯度均大于90%）。

实施例2：

将3克的F2皂苷溶解在100毫升乙醇中，35克Al₂(SO₄)₃溶解在100毫升乙醇中，混合此两种溶液，25℃反应24小时；减压蒸馏收集有机溶剂，反应物中加入70毫升去离子水混合，再用70毫升水饱和正丁醇萃取皂苷、正丁醇萃取操作重复三次；合并正丁醇萃取液、用70毫升去离子水洗3-4次，充分洗掉无机盐和反应生成的糖类，减压浓缩得到反应产物稀有皂苷2.1克。以摩尔比计算，转化率大于90%。其反应产物用TLC和HPLC方法检测，与标准品相比较，产物的90%以上是Rh2皂苷的20-O-羟基脱水的高活性红参稀有皂苷Rh3和Rk2。

有机溶剂由乙醇改为丙醇或甲醇或异丙醇或正丁醇，金属无机盐由Al₂(SO₄)₃改为Fe³⁺或Fe²⁺或Mg²⁺或Cu²⁺或Zn²⁺或Co²⁺或Ba²⁺或Ca²⁺或Mn²⁺与氯离子或硝酸根或硫酸根结合的金属无机盐，以与实施例2同样方法处理F2皂苷，得到同样的结果（得率及纯度均大于90%）。

实施例3：

将3克的C-K皂苷溶解在100毫升甲醇中，20克Mn(NO₃)₂溶解在100毫升甲醇中，混合此两种溶液，在25℃反应24小时；加入100毫升去离子水混合，再用200毫升水饱和正丁醇萃取皂苷、正丁醇萃取操作重复三次；合并正丁醇萃取液、用300毫升去离子水洗3-4次，充分洗掉无机盐和反应生成的糖类，减压浓缩得到反应产物稀有皂苷2.1克。以摩尔比计算，转化率大于90%。其反应产物用TLC和HPLC方法检测，与标准品相比较，产物的90%以上是PPD皂苷元的20-O-羟基脱水的高活性红参稀有皂苷元顺-PPD(-H2O）和反-PPD(-H2O）。

实施例4：

将4克的Re皂苷溶解在100毫升二甲亚砜，20克FeCl3溶解在100毫升二甲亚砜，混合此两种溶液，在40℃反应搅拌反应20小时；加入400～700毫升去离子水混合，经150毫升体积的大孔吸附树脂反复吸附皂苷，用900毫升的水洗除去盐离子以及糖等杂质后，再用60%乙醇洗脱皂苷，收集乙醇洗脱液，干燥后得到产物3.1克。以摩尔比计算，转化率大于90%。反应产物用TLC和HPLC方法检测，几乎检测不出底物Re，产物与标准品相比较，90%以上是Rg2皂苷的20-O-羟基脱水的高活性红参稀有皂苷Rg4和Rg6。

有机溶剂二甲亚砜改为丙醇或乙醇或甲醇或异丙醇，金属无机盐FeCl3改为Fe²⁺或Mg²⁺或Cu²⁺或Zn²⁺或Co²⁺或Al³⁺或Ba²⁺或Ca²⁺或Mn²⁺与氯离子或硝酸根或硫酸根结合的金属无机盐，以与实施例4同样方法处理Re皂苷，得到同样的结果（得率及纯度均大于90%）。

实施例5：

3克的Rg1皂苷溶解在100毫升乙醇中，20克ZnCl2溶解在100毫升乙醇中，混合此两种有机溶液，在40℃反应搅拌反应20小时；减压蒸馏收集有机溶剂，反应物中加入150毫升去离子水混合，经100毫升体积的大孔吸附树脂反复吸附皂苷，用600毫升的水洗除去盐离子以及糖等杂质后，再用80%乙醇洗脱皂苷，收集乙醇洗脱液，干燥后得到产物2.3克，以摩尔比计算，转化率大于90%。或者200毫升反应液中加入200毫升去离子水，用200毫升水饱和正丁醇，摇匀后静止2小时，分离正丁醇层，上述正丁醇萃取操作重复4次，合并正丁醇层，用250毫升去离子水洗正丁醇除去无机盐及糖类等杂质，上述水洗操作重复4次，正丁醇层经减压浓缩干燥，得到产物2.1克，以摩尔比计算，转化率大于90%。反应产物用TLC和HPLC方法检测，几乎检测不出底物Rg1，产物与标准品相比较，90%以上是Rh1皂苷的20-O-羟基脱水的高活性红参稀有皂苷Rh4和Rk3。

有机溶剂由乙醇改为丙醇或甲醇或二甲亚砜或异丙醇或丁醇，金属无机盐由ZnCl2改为Fe³⁺或Fe²⁺或Mg²⁺或Cu²⁺或Co²⁺或Al³⁺或Ba²⁺或Ca²⁺或Mn²⁺与氯离子或硝酸根或硫酸根结合的金属无机盐，得到同样的结果（得率及纯度均大于90%）。

实施例6：

3克的F1皂苷溶解在100毫升甲醇中，27克FeCl₃溶解在100毫升甲醇中，混合两种有机溶液，在25℃反应24小时；减压蒸馏收集有机溶剂，反应物中加入100毫升去离子水混合，再用100毫升水饱和正丁醇萃取皂苷、正丁醇萃取操作重复三次；合并正丁醇萃取液、用100毫升去离子水洗3~4次，充分洗掉无机盐和反应生成的糖类，减压浓缩得到反应产物稀有皂苷1.8克，以摩尔比计算，转化率大于90%。其反应产物用TLC和HPLC方法检测，与标准品相比较，产物的90%以上是PPT皂苷元的20-O-羟基脱水的高活性红参稀有皂苷元顺-PPT(- H2O)和反-PPT(-H2O)。

Claims (2)

1.一种第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法，其特征是在有机溶剂中金属无机盐催化分解人参皂苷第20碳糖基的糖苷键，制备Rg3的20-O-羟基脱水的Rg5和Rk1，Rg2的20-O-羟基脱水的Rg4和Rg6，Rh2的20-O-羟基脱水的Rh3和Rk2，Rh1的20-O-羟基脱水的Rh4和Rk3，人参二醇类皂苷苷元20-O-羟基脱水的顺-PPD(-H₂O）苷元和反-PPD（-H₂O）苷元，人参三醇类皂苷苷元20-O-羟基脱水的顺-PPT(-H₂O）苷元和反-PPT(-H₂O）苷元。

2.根据权利要求1所述第20碳羟基脱水的人参稀有皂苷和苷元的制备方法，其特征是按照如下步骤进行：

a. 将人参二醇皂苷或人参三醇皂苷及金属无机盐溶于有机溶剂中，20℃~80℃温度条件下反应10~30小时，所述二醇皂苷或人参三醇皂苷与有机溶剂的比例为0.2~5.0g/100ml，所述金属无机盐与有机溶剂的比例为2~400mmol/100ml；所述有机溶剂是丙醇或乙醇或甲醇或二甲亚砜或异丙醇或丁醇中至少一种；所述金属无机盐是金属离子Fe³⁺或Fe²⁺或Mg²⁺或Cu²⁺或Zn²⁺或Co²⁺或Al³⁺或Ba²⁺或Ca²⁺或Mn²⁺与氯离子或硝酸根或硫酸根的结合物；

b. 对反应液提纯处理，得到第20碳羟基脱水的Rg5和Rk1、Rg4和Rg6、Rh3和Rk2、Rh4和Rk3以及其苷元。