CN105218613B - 一种快速高效水解三七叶总皂苷制备人参皂苷Rg3,Rh2的方法 - Google Patents
一种快速高效水解三七叶总皂苷制备人参皂苷Rg3,Rh2的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用三七叶总皂苷制备人参皂苷Rg3，Rh2的方法，包括将三七总皂苷微波水解和纯化步骤，其中微波水解为在1份三七总皂苷中加入5‑10份无机酸的水溶液，无机酸的浓度为0.2‑4M；在微波反应器中于温度50‑103℃水解5‑60分钟；然后用大孔吸附树脂层析脱酸，洗脱、浓缩得到人参皂苷Rg3、Rh2。本发明在酸水水解的基础上，联合使用微波强化选择性水解，导致完全水解的时间大大缩短；而且还意外发现微波水解三七茎叶总皂苷时，制备得到的Rg3、Rh2比普通酸碱水解得到的收率大大提高，且催化剂酸的用量明显减少。
Description
技术领域
本发明涉及制备人参皂苷Rg3，Rh2的方法，具体涉及一种用三七叶总皂苷制备人参皂苷Rg3，Rh2的方法。
背景技术
三七是云南省特产的传统道地药材，又是驰名中外的“云南白药”的主要成分。现其种植在云南文山州已经产业化，产量较大，但三七的销售主要是原料药的交易，从而影响了三七的价值体现。
近几十年来，三七的药理学研究取得了很大发展，主要活性成分三七皂苷具有止血、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血糖和提高肌体免疫功能等多方面作用，其中很多方面与人参皂苷作用相似。从三七茎叶中提取出来的三七叶皂苷，其化学成分主要是人参皂苷Rb3，Rc等，目前市场上以三七叶苷为原料开发的药品有七叶安神片等，用于治疗失眠、神经衰弱等疾病，疗效显著；三七叶苷被制成痔疮栓，可以治疗各种痔疮；三七叶苷中的总皂苷为原料药制成的胶囊剂用于制疗和预防各种类型高血脂症，疗效较好。
研究发现，人参皂苷具有不同程度的抗肿瘤活性，其在抗癌活性构效关系的强弱规律为：原人参二醇型＞原人参三醇型；苷元＞单糖苷＞二糖苷＞三糖苷＞四糖苷；20(R)一人参皂苷＞20(S)一人参皂苷。低糖链20(R)一人参皂苷Rg3和20(R)一人参皂苷Rh2，作为天然低毒的抗肿瘤药物在国内外有很大的市场，但这两种皂苷全为稀有人参皂苷，在白参中不存在，只在野山参和红参中少量存在。红参中Rg3的含量仅为十万分之三，Rh2仅为十万分之一，通过人参提取得到Rg3，Rh2的量难以满足市场的需要。从人参属植物中经转化产生低糖链皂苷的工作受到特别的关注，如果能从三七提取物中制备得到Rg3，Rh2，不仅能够满足市场 对Rg3，Rh2的需要，还能进一步提高三七的经济价值。
目前，从三七皂苷中制备Rg3，Rh2的方法主要有酶解法、酸碱水水解法等。酶解法为选择性水解反应，反应条件温和，可实现定向水解，但是不同种类的酶作用于不同构型和不同组成糖的苷键，因而对于组成成分复杂且构型复杂的三七皂苷而言，制备Rg3，Rh2的关键是选择合适的酶；此外酶解法时间长，工业应用受到一定程度的限制。酸碱水解法即用酸水或碱水水解三七中的皂苷类成分，是目前进行皂苷水解的常规方法，由于存在较多副反应以及化学构型翻转，因而制备Rg3，Rh2的收率较低，且反应时间也较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用三七叶总皂苷制备人参皂苷Rg3，Rh2的方法，该方法使用微波技术加速三七中人参皂苷的水解，从而制备人参皂苷Rg3，Rh2，不仅反应时间短，而且收率也比酸碱水解的方法大大提高。
本发明的目的是这样实现的：
一种用三七叶总皂苷制备人参皂苷Rg3，Rh2的方法，包括将三七总皂苷微波水解和纯化步骤，其特征在于：
所述微波水解为在1份三七总皂苷中加入5-10份无机酸的水溶液，在微波反应器中于温度50-103℃水解5-60分钟；所述无机酸的浓度为0.2-4M；
所述纯化步骤为水解反应液快速冷到室温，用大孔吸附树脂层析脱酸，先用水洗脱至流出液为中性，然后用浓度为20-95％的乙醇洗脱，直至薄层色谱检测无紫色斑点，最后浓缩得到人参皂苷Rg3、Rh2。
为了提高水解的效率及反应的经济性，上述三七叶总皂苷优选纯度大于75％的三七叶皂苷。
上述无机酸选自盐酸、硫酸、醋酸中的一种或几种组合。
为了提高纯化的效率，减少目标产物的损失，上述纯化步骤中乙醇洗脱优选梯度洗脱，更优选以依次顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱。
上述三七叶皂苷优选三醇组人参皂苷。
上述反应还可以采用常规方法进一步分离，分别得到Rg3、Rh2。
发明人在研发过程中发现，用微波水解三七总皂苷时，无机酸的种类用量、浓度以及水解温度与时间等因素对水解结果有重要影响，一旦选择不合适，容易出现水解产生的杂质多，难以分离的情形。
上述无机酸优选盐酸或醋酸，所述用量为7～9份(相当于1份三七叶总皂苷而言)，无机酸的浓度为0.5～2M，水解温度为70-100℃，水解，10-50min。
发明人在研发过程中还意外发现，用微波水解三七总皂苷时，无机酸选择醋酸，酸的用量、浓度以及水解温度与时间对Rg3收率影响明显，一旦控制不好就容易出现Rg3收率明显偏低的局面。
上述醋酸的用量为7～8份(相当于1份三七叶总皂苷而言)，醋酸的浓度为0.7～1.0M，水解温度为80-100℃，水解时间15-25min。
技术效果：
1、本发明以资源丰富、价格低廉的三七茎叶总皂苷为原料，制备抗癌高活性的人参皂苷Rg3、Rh2，在酸水水解的基础上，联合使用微波强化选择性水解，导致完全水解的时间大大缩短；而且还意外发现微波水解三七茎叶总皂苷时，制备得到的Rg3、Rh2比普通酸碱水解得到的收率大大提高，且催化剂酸的用量明显减少。
2、本发明通过无机酸的种类、用量、浓度以及水解温度与时间等因素的有效控制，从而有效解决了水解过程中产生杂质数量多，难以分离的技术问题。
3、本发明在水解过程中通过醋酸的浓度、水解温度以及水解时间等因素， 从而实现了在获得较好Rh2收率的前提下，获得更大的Rg3的收率。
4、本发明原料来源广泛，操作简单，所用催化剂成本低，反应时间短，选择性水解收率高，具有很强的现实意义。
具体实施方式
为了使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。要说明的是：以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。
实施例1
三七叶总皂苷的微波酸性快速水解：将纯度大于80％的三醇组人参皂苷，加7倍量的2M盐酸中，在800W微波反应器中于100℃水解20分钟。
纯化：反应液冷至室温，上树脂柱AB8吸附，水洗至PH6.8，顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱，洗脱液混合，浓缩干燥，所得产品即为人参皂苷Rg3、Rh2的混合物，Rg3的含量为36％，Rh2的含量为44％，该混合物经进一步分离得到Rg3、Rh2，其特征谱图数据如下：
Rg3：
1H-NMR(400MHz，C5D5N)：5.33(1H，d，J＝7.5Hz)，5.30(1H，t，J＝7.2Hz)，4.90(1H，d，J＝7.3Hz)，4.53(1H，dd，J＝2.6，11.8Hz)；4.47(1H，dd，J-2.9，11.5Hz)，4.43(1H，dd，J＝3.7，11.5Hz)，4.33(1H，m)，4.30(1H，m)，4.28(1H，m)，4.22(1H，m)，4.19(1H，m)，4.11(1H，t，J＝7.5Hz)，4.11(1H，m)，3.91(1H，m)，3.90(1H，m)，3.89(1H，m)，3.26(1H，dd，J-4.3，11.5Hz)，2.35(1H，m)，2.27，2.56(2H)，2.01(1H)，1.82，2.18(2H)，1.69，2.02(2H)，1.65(3H，s)，1.62(3H，s)，1.51，1.99(2H)，1.42(3H，s)，1.41，1.89(2H)，1.40(1H)，1.36，1.50(2H)，1.28(3H，s)，1.20，1.45(2H)，1.09 (3H，s)，1.05，1.57(2H)；0.96(3H，s)，0.95(3H，s)，0.80(3H，s)，0.76，1.50(2H)，0.68(1H).
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MALDI-TOF-MS(C42H72O13，785.01)：807.51([M+Na]+)。
Rh2：
1H-NMR(C5D5N，500MHz，ppm)5.32(1H，t，J＝7.2Hz)，4.23(1H，d，J＝7.8Hz)，1.66(2H，m)，1.63(2H，m)，1.55(2H，s)，1.50(3H，s)，1.44(2H，m)，1.32(3H，s)，1.05(3H，s)，1.00(3H，s)，0.98(3H，s)，0.81(3H，s)。
13CNMR(C5D5N，125MHz，ppm)130.86，126.45，107.11，88.89，78.90，78.52，75.94，73.05，72.01，71.11，63.21，56.49，54.95，51.83，50.51，48.71，40.13，39.81，39.25，37.09，36.01，35.27，32.20，31.46，28.28，27.22，26.97，26.85，25.92，23.12，18.57，17.79，17.15，16.91，16.48，15.95。
ESI-MS：m/z 645.51[M+Na]+，621.42[M-H]。
实施例2
三七叶总皂苷的微波酸性快速水解：将纯度大于80％的三醇组人参皂苷，加8倍量的4M醋酸中，在1000W微波反应器中于100℃水解15分钟。反应液冷至室温，上树脂柱AB8吸附，水洗至PH6.8，顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱，洗脱液混合，浓缩干燥，所得产品即为含人参皂苷Rg3、Rh2的混合物，Rg3的含量为28％，Rh2的含量为31％，该混合物经进一步分离得到Rg3、Rh2。
实施例3
三七叶总皂苷的微波酸性快速水解：将纯度大于80％的三醇组人参皂苷 12g，加100mL的2M盐酸中，在800W微波反应器中于100℃水解20分钟。
纯化：反应液冷至室温，上树脂柱AB8吸附，水洗至PH6.8，顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱，洗脱液混合，浓缩干燥，所得产品即为人参皂苷Rg3、Rh2的混合物，该混合物经进一步分离得到0.43g的Rg3和0.52g的Rh2。
实施例4
三七叶总皂苷的微波酸性快速水解：将纯度大于80％的三醇组人参皂苷12g，加120mL的4M盐酸中，在1000W微波反应器中于100℃水解15分钟。
纯化：反应液冷至室温，上树脂柱AB8吸附，水洗至PH6.8，顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱，洗脱液混合，浓缩干燥，所得产品即为含人参皂苷Rg3、Rh2的混合物，该混合物经进一步分离得到0.44g的Rg3和0.47g的Rh2。
实施例5
三七叶总皂苷的微波酸性快速水解：将纯度大于80％的三醇组人参皂苷15g，加入8倍量(于三七叶总皂苷而言)的盐酸，盐酸的浓度为0.9M，在800W微波反应器中于100℃水解20分钟。
纯化：反应液冷至室温，上树脂柱AB8吸附，水洗至PH6.8，顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱，洗脱液混合，浓缩干燥，所得产品即为人参皂苷Rg3、Rh2的混合物，该混合物经进一步分离得到0.55g的Rg3和0.57g的Rh2。
实施例6
三七叶总皂苷的微波酸性快速水解：将纯度大于80％的三醇组人参皂苷15g，加入5倍量(于三七叶总皂苷而言)的盐酸，盐酸的浓度为2M，在800W 微波反应器中于50℃水解60分钟。
纯化：反应液冷至室温，上树脂柱AB8吸附，水洗至PH6.8，顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱，洗脱液混合，浓缩干燥，所得产品即为人参皂苷Rg3、Rh2的混合物，该混合物经进一步分离得到0.35g的Rg3和0.51g的Rh2。
实施例7
三七叶总皂苷的非微波酸性水解：将纯度大于80％的三醇组人参皂苷2.4g，加600毫升的50％醋酸中，在70℃水解12小时。
纯化：反应液冷至室温，上树脂柱AB8吸附，水洗至PH6.8，顺序用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱，洗脱液混合，浓缩干燥，所得产品即为含人参皂苷Rg3、Rh2的混合物，经硅胶板进一步纯化(氯仿∶甲醇9∶1-9∶5)，获得22mg的Rg3和34mg的Rh2。
上述实施例2-7制备的Rg3、Rh2经结构确认，与实施例1制得的Rg3、Rh2相同。随着无机酸的用量与浓度，水解温度与时间的不同，Rg3的收率波动明显(实施例6)。本发明使用微波水解三七叶总皂苷制备Rg3和Rh2，相对于传统的酸碱水解法(实施例7)，收率明显提升，具有很强的现实意义。
Claims (1)
1.一种用三七叶总皂苷制备人参皂苷Rg3，Rh2的方法，包括将三七总皂苷微波水解和纯化步骤，其特征在于：所述微波水解为在1份三七总皂苷中加入7-9份无机酸的水溶液，在微波反应器中于温度70-100℃水解10-50分钟；所述三七叶皂苷为三醇组人参皂苷；所述无机酸选自盐酸或醋酸；所述无机酸的浓度为0.5-2M；所述三七叶总皂苷为纯度大于75％的三七叶皂苷；所述纯化步骤为水解反应液快速冷到室温，用大孔吸附树脂层析脱酸，先用水洗脱至流出液为中性，然后用浓度为20-95％的乙醇洗脱，直至薄层色谱检测无紫色斑点，最后浓缩得到人参皂苷Rg3、Rh2；所述纯化步骤中乙醇洗脱为梯度洗脱，洗脱顺序为依次用20％、60％、80％、95％乙醇进行洗脱；所述无机酸为盐酸时，用量为7～9份，浓度为0.5～2M，水解温度为70-100℃，水解时间为10-50min；所述无机酸为醋酸时，用量为7～8份，浓度为0.7～1.0M，水解温度为80-100℃，水解时间15-25min。
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