CN105503785A - 一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牛蒡子苷元的制备方法，具体涉及一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，属于中药提取领域。为了克服现有牛蒡子苷元提取工艺耗时长提取率低且对环境的污染大的技术不足，本发明提供一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，该方法包括盐酸水解：粗提物制备、粗品制备、粗品的一次精制、粗品的二次精制五个步骤，采用该方法制备得到的牛蒡子苷元产品纯度高，且操作简单，周期短，溶剂消耗少，对环境的污染小，非常适合工业化规模制备高纯度的牛蒡子苷元。

Description

一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法

技术领域

本发明涉及一种牛蒡子苷元的制备方法，具体涉及一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，属于中药提取领域。

背景技术

牛蒡子是菊科植物牛蒡(ArctiumlappaL)的干燥成熟果实，属辛凉解表药，具疏散风热、宣肺透疹、消肿解毒之功效，用于治疗风热感冒、咳痰多、咽喉肿痛、斑疹不透、风疹作痒、痈肿疮毒等症，在我国分布广泛。研究资料表明，牛蒡子中主要化学成分有牛蒡子苷，牛蒡子苷元、邻苯二甲酸二异丁酯、9-12，15-十八碳三烯酸、二十六烷酸、亚油酸乙酯、十八烷酸甘油酯。其中牛蒡子苷元在抗炎、抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等方面表现出较强的药理活性；同时可以作为一种新型的热休克反应抑制调节剂，对过高体温表现的癌症的治疗有帮助作用。此外还具有抗老年性痴呆的作用和抑制K⁺挛缩的作用。

目前，提取牛蒡子苷元的方法主要有微波提取、回流提取、超声提取、冷浸提取、超高压辅助离子液体提取、超临界CO2萃取等方法，提取溶剂有甲醇以及乙醇水等。微波提取、超声提取法及溶剂甲醇多使用于牛蒡子苷元含量分析方面，不适合牛蒡子苷元的大量制备。在分离纯化方面，基本利用传统硅胶分离，洗脱溶剂有氯仿甲醇等，得到牛蒡子苷元单体所用时间较长。

专利申请201310447928.X公开了一种从牛蒡子中快速制备牛蒡子苷元的方法，其包括以下步骤：⑴将粉碎的牛蒡子粉末用自来水提取、过滤后，弃水溶液，沥干，得牛蒡子渣；⑵在牛蒡子渣中加入酒精进行提取，经过滤后，得到提取液；⑶将提取液减压蒸干至恒重，得到牛蒡子苷元提取物；⑷将牛蒡子苷元提取物干法上样100～300目硅胶柱；⑸将硅胶柱依次用石油醚、质量浓度为20％丙酮、质量浓度为40％丙酮溶液洗脱，收集40％的丙酮洗脱液；⑹将洗脱液经减压蒸干至恒重后，得到牛蒡子苷元精提物浸膏；牛蒡子苷元精提物浸膏中加入无水乙醇-石油醚-丙酮进行重结晶，静置2～96小时，放于通风橱中，即得到牛蒡子苷元棱柱状晶体。该制备方法制备过程中采用硅胶柱层析会使用到大量的混合有机溶剂，混合溶剂不仅对牛蒡子药材的提取率较低于，而且对环境的污染较大，另外该方法使用硅胶柱层析时单次上样量少，致使牛蒡子苷元生产周期长，不适合工业化规模制备牛蒡子苷元。

发明内容

现有的牛蒡子苷元制备工艺中存在提取率低、环境污染大、生产周期长的缺陷，不适合在工业化规模上制备高纯度牛蒡子苷元。为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，该方法有机溶剂使用量少，生产工艺安全环保，并且生产周期大大缩短，非常适合在工业上使用。

本发明上述技术问题通过下述技术方案来实现的：

一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其包括如下步骤

1)盐酸水解

将牛蒡子药材置于提取容器中，向提取容器中加入牛蒡子药材质量的4-7倍量体积的5％盐酸溶液，开启搅拌并控制提取容器内温度为50-70℃进行水解反应，水解6小时后过滤，使用饮用水洗涤过滤后的牛蒡子药材直到水洗液的pH值为6～7，将洗涤后牛蒡子药材烘干备用；

2)粗提物制备

向烘干后的牛蒡子药材中加入其质量的6-8倍量体积的30％乙醇水溶液回流提取2-3次，提取液合并后置于2-10℃环境温度中冷藏沉淀12h，取上清液离心，将离心后的上清液减压浓缩至相对密度约1.20～1.25，加入10倍量体积的50-70℃热水搅拌溶解，冷却至室温，置于2-10℃环境温度中冷藏沉淀12h，过滤取沉淀，干燥，得牛蒡子粗提物；

3)粗品制备

向牛蒡子粗提物加入其质量的4-6倍量体积的石油醚室温搅拌提取，过滤取沉淀；将沉淀烘干至恒重,加入其质量的6-8倍量体积的乙酸乙酯室温搅拌一次提取，过滤后向沉淀中加入沉淀质量的6-8倍量体积的乙酸乙酯室温搅拌二次提取，过滤后弃去沉淀，合并提取液并将其减压浓缩至稠膏状，加入其质量的6-8倍量体积的无水乙醇回流溶解，过滤后弃去滤渣，回流液减压浓缩至稠膏状，干燥，得粗品，粗品含量以牛蒡子苷元计纯度不低于75.0％。

4)粗品的一次精制

向粗品中加入其质量的4倍量体积的85％乙醇回流溶解，冷却至室温，0～4℃环境温度中静置析晶，晶体用85％乙醇洗涤，干燥，得一次结晶品，一次结晶品含量以牛蒡子苷元计不低于97.0％。

5)粗品二次精制

向一次结晶品中加入一次结晶品质量的4倍量体积的无水乙醇回流溶解，室温条件下静态析晶，晶体用无水乙醇洗涤，干燥，即可得到本发明高纯度的牛蒡子苷元纯品，纯品含量以牛蒡子苷元计不低于99.0％。

其中，所述步骤1)可以将药材中的牛蒡子苷转化为牛蒡子苷元，水解反应可以提高药材中的牛蒡子苷元的含量。申请人还针对牛蒡子苷元的盐酸水解条件进行了优选，申请人发现，当5％盐酸溶液的加入量为牛蒡子药材质量的6倍，水解反应的温度控制为60℃时，所述工艺步骤对牛蒡子药材中牛蒡子苷元的含量提高最为明显。

所述步骤2)中使用30％乙醇水溶液分次提取后，将其冷藏沉淀后上清液通过离心的方式去除掉药材中杂质，然后将浓缩液通过热水溶解除去大极性杂质，制备得到牛蒡子粗提物。其中离心的转速优选为10000-14000rpm。

所述步骤3)中通过石油醚溶解除去小极性杂质，乙酸乙酯提取牛蒡子粗提物中的牛蒡子苷元，然后减压浓缩后通过无水乙醇溶解再次除去杂质，从而制备得到牛蒡子苷元粗品。所使用的石油醚可以回收后重复利用。

所述步骤4)中将牛蒡子苷元粗品溶解于85％乙醇中，0～4℃静置析晶进行一次精制。

所述步骤5)中将牛蒡子苷元一次结晶品溶解于无水乙醇中，0～4℃静置析晶进行二次精制即可制备得到本发明所述的牛蒡子苷元纯品。其中，所述牛蒡子苷元纯品中牛蒡子苷元的含量在99.0％以上。

本发明所述牛蒡子苷元的工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其操作简单易行，提取过程中使用有机溶剂少，并且工艺耗时短，制备得到的产品中牛蒡子苷元的纯度高，非常适合在工业上使用。其技术优势具体陈述如下：

1)本发明所述牛蒡子苷元的制备工艺安全环保，使用的有机溶剂少，提取及精制过程中仅使用到了盐酸溶液、石油醚、乙酸乙酯、乙醇水溶液，结晶过程中仅使用了无水乙醇或乙醇水溶液，用量少，且均为单一溶剂，全部回收重复利用，大大减小了工艺运行的环保压力。该制备工艺中其过程中产生的工业废水少，可以降低本发明制备工艺运行的环保压力。

2)本发明粗品制备工艺中摈弃了传统工艺中通过硅胶柱层析收集有效部位或者将水溶液用有机溶剂萃取的方式，而是采用直接将固形物用有机溶剂搅拌提取的方式，该工艺与传统工艺相比不仅提纯效率高，操作简单，而且有机溶剂用量大大减少，工艺耗时大大缩短。

3)本发明所述牛蒡子苷元的结晶工艺，所用的溶剂为无水乙醇及乙醇水溶液，相比已公开的文献资料中所用的溶剂，安全性高。

4)本发明所述牛蒡子苷元的制备工艺通过合理设计，大大提高了牛蒡子药材中牛蒡子苷元的含量，并且使得产品的纯度均在99.0％以上，其与现有的牛蒡子苷元工业化规模生产工艺相比在产品纯度和提取率上具有明显的优势。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明的内容，但所述实施例并不以任何方式限定本发明的保护范围。

实施例1一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法

一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其具体包括如下步骤：

1)盐酸水解

将50kg牛蒡子药材置于500L搪瓷玻璃反应釜中，向提取容器中加入300L的5％盐酸溶液，开启搅拌并控制提取容器内温度为60℃进行水解反应，水解6小时后过滤，使用饮用水洗涤过滤后的牛蒡子药材直到水洗液的pH值为6.0，将洗涤后牛蒡子药材烘干备用，烘干后质量为31kg；

2)粗提物制备

向烘干后牛蒡子药材中加入248L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，过滤后再加入217L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，提取液合并后置于5℃温度下冷藏沉淀，将冷藏后的提取液的上清液进行一次离心，离心转速为14000rpm。将一次离心液减压浓缩至相对密度1.22，加入68L温度为50-70℃的热水搅拌溶解，冷却至室温，置于5℃环境温度中冷藏沉淀12h，过滤取沉淀，将沉淀干燥至恒重即可得到牛蒡子粗提物2553g(重量)；

3)粗品制备

向牛蒡子粗提物中加入10.2L石油醚室温搅拌提取，过滤，取沉淀，并回收石油醚；将沉淀烘干(2337g)，加入14L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后向一次滤渣(1064g)中加入6.4L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后将二次滤渣(625g)弃去。合并提取液并将其减压浓缩至稠膏状，此稠膏所含干物质的量为石油醚除杂后沉淀质量与二次滤渣质量之差，即1712g，加入10.3L无水乙醇回流溶解，过滤后弃去滤渣，回流液减压浓缩至稠膏状，干燥得粗品1425g。此时粗品含量以牛蒡子苷元计不低于75.0％。

4)粗品的一次精制

向粗品中加入5.7L85％乙醇回流溶解，溶解完成冷却至室温，0～4℃静置析晶，晶体用85％乙醇洗涤，干燥，即可得到一次结晶品838g。一次结晶品含量以牛蒡子苷元计不低于97.0％。

5)粗品二次精制

向一次结晶品加入3.3L无水乙醇回流溶解，室温条件下静态析晶，晶体用无水乙醇洗涤，干燥，即可得到本发明高纯度的牛蒡子苷元纯品734g。纯品含量以牛蒡子苷元计不低于99.0％。

实施例2一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法

一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其具体包括如下步骤：

1)盐酸水解

将50kg牛蒡子药材置于500L搪瓷玻璃反应釜中，向提取容器中加入300L的5％盐酸溶液，开启搅拌并控制提取容器内温度为80℃进行水解反应，水解6小时后过滤，使用饮用水洗涤过滤后的牛蒡子药材直到水洗液的pH值为6.0，将洗涤后牛蒡子药材烘干备用，烘干后质量为32kg；

2)粗提物制备

向烘干后牛蒡子药材中加入256L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，过滤后再加入224L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，提取液合并后置于5℃温度下冷藏沉淀，将冷藏后的提取液的上清液进行一次离心，离心转速为10000rpm，。将一次离心液减压至相对密度1.24，加入65L温度为50-70℃的热水搅拌溶解，冷却至室温，置于5℃环境温度中冷藏沉淀12h，过滤取沉淀，将沉淀干燥至恒重即可得到牛蒡子粗提物2317g(重量)；

3)粗品制备

向牛蒡子粗提物中加入9.3L石油醚室温搅拌提取，过滤，取沉淀，并回收石油醚；将沉淀烘干(2138g)，加入12.8L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后向一次滤渣(951g)中加入5.7L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后将二次滤渣(573g)弃去。合并提取液并将其减压浓缩至稠膏状，此稠膏所含干物质的量为石油醚除杂后沉淀质量与二次滤渣质量之差，即1565g，加入9.4L无水乙醇回流溶解，过滤后弃去滤渣，回流液减压浓缩至稠膏状，干燥得粗品1369g。此时粗品含量以牛蒡子苷元计不低于75.0％。

4)粗品的一次精制

向粗品中加入5.5L85％乙醇回流溶解，溶解完成冷却至室温，0～4℃静置析晶，晶体用85％乙醇洗涤，干燥，即可得到一次结晶品853g。一次结晶品含量以牛蒡子苷元计不低于97.0％。

5)粗品二次精制

向一次结晶品加入3.4L无水乙醇回流溶解，室温条件下静态析晶，晶体用无水乙醇洗涤，干燥，即可得到本发明高纯度的牛蒡子苷元纯品714g。纯品含量以牛蒡子苷元计不低于99.0％。

实施例3一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法

一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其具体包括如下步骤：

1)盐酸水解

将50kg牛蒡子药材置于500L搪瓷玻璃反应釜中，向提取容器中加入300L的5％盐酸溶液，开启搅拌并控制提取容器内温度为80℃进行水解反应，水解6小时后过滤，使用饮用水洗涤过滤后的牛蒡子药材直到水洗液的pH值为6.0，将洗涤后牛蒡子药材烘干备用，烘干后质量为29kg；

2)粗提物制备

向烘干后牛蒡子药材中加入248L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，过滤后再加入217L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，提取液合并后置于5℃温度下冷藏沉淀，将冷藏后的提取液的上清液进行一次离心，离心转速为14000rpm。将一次离心液减压至相对密度1.22，加入71L温度为50-70℃的热水搅拌溶解，冷却至室温，置于5℃环境温度中冷藏沉淀12h，过滤取沉淀，将沉淀干燥至恒重即可得到牛蒡子粗提物2502g(重量)；

3)粗品制备

向牛蒡子粗提物中加入10L石油醚室温搅拌提取，过滤，取沉淀，并回收石油醚；将沉淀烘干(2278g)，加入13.7L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后向一次滤渣(1015g)中加入6.1L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后将二次滤渣(634g)弃去。合并提取液并将其减压浓缩至稠膏状，此稠膏所含干物质的量为石油醚除杂后沉淀质量与二次滤渣质量之差，即1644g，加入10L无水乙醇回流溶解，过滤后弃去滤渣，回流液减压浓缩至稠膏状，干燥得粗品1434g。此时粗品含量以牛蒡子苷元计不低于75.0％。

4)粗品的一次精制

向粗品中加入5.7L85％乙醇回流溶解，溶解完成冷却至室温，0～4℃静置析晶，晶体用85％乙醇洗涤，干燥，即可得到一次结晶品932g。一次结晶品含量以牛蒡子苷元计不低于97.0％。

5)粗品二次精制

向一次结晶品加入3.7L无水乙醇回流溶解，室温条件下静态析晶，晶体用无水乙醇洗涤，干燥，即可得到本发明高纯度的牛蒡子苷元纯品738g。纯品含量以牛蒡子苷元计不低于99.0％。

实施例4一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法

一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其具体包括如下步骤：

1)盐酸水解

将50kg牛蒡子药材置于500L搪瓷玻璃反应釜中，向提取容器中加入300L的5％盐酸溶液，开启搅拌并控制提取容器内温度为80℃进行水解反应，水解6小时后过滤，使用饮用水洗涤过滤后的牛蒡子药材直到水洗液的pH值为6.0，将洗涤后牛蒡子药材烘干备用，烘干后质量为29kg；

2)粗提物制备

向烘干后牛蒡子药材中加入248L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，过滤后再加入217L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，提取液合并后置于5℃温度下冷藏沉淀，将冷藏后的提取液的上清液进行一次离心，离心转速为14000rpm。将一次离心液减压至相对密度1.24，加入68L温度为50-70℃的热水搅拌溶解，冷却至室温，置于5℃环境温度中冷藏沉淀12h，过滤取沉淀，将沉淀干燥至恒重即可得到牛蒡子粗提物2376g(重量)；

3)粗品制备

向牛蒡子粗提物中加入9.4L石油醚室温搅拌提取，过滤，取沉淀，并回收石油醚；将沉淀烘干(2190g)，加入13.1L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后向一次滤渣(998g)中加入6L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后将二次滤渣(596g)弃去。合并提取液并将其减压浓缩至稠膏状，此稠膏所含干物质的量为石油醚除杂后沉淀质量与二次滤渣质量之差，即1594g，加入9.6L无水乙醇回流溶解，过滤后弃去滤渣，回流液减压浓缩至稠膏状，干燥得粗品1377g。此时粗品含量以牛蒡子苷元计不低于75.0％。

4)粗品的一次精制

向粗品中加入5.5L85％乙醇回流溶解，溶解完成冷却至室温，0～4℃静置析晶，晶体用85％乙醇洗涤，干燥，即可得到一次结晶品806g。一次结晶品含量以牛蒡子苷元计不低于97.0％。

5)粗品二次精制

向一次结晶品加入3.2L无水乙醇回流溶解，室温条件下静态析晶，晶体用无水乙醇洗涤，干燥，即可得到本发明高纯度的牛蒡子苷元纯品706g。纯品含量以牛蒡子苷元计不低于99.0％。

实施例5一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法

一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其具体包括如下步骤：

1)盐酸水解

将50kg牛蒡子药材置于500L搪瓷玻璃反应釜中，向提取容器中加入300L的5％盐酸溶液，开启搅拌并控制提取容器内温度为80℃进行水解反应，水解6小时后过滤，使用饮用水洗涤过滤后的牛蒡子药材直到水洗液的pH值为6.0，将洗涤后牛蒡子药材烘干备用，烘干后质量为32kg；

2)粗提物制备

向烘干后牛蒡子药材中加入248L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，过滤后再加入217L浓度为30％乙醇水溶液回流提取，提取液合并后置于5℃温度下冷藏沉淀，将冷藏后的提取液的上清液进行一次离心，离心转速为14000rpm。将一次离心液减压至相对密度1.21，加入73L温度为50-70℃的热水搅拌溶解，冷却至室温，置于5℃环境温度中冷藏沉淀12h，过滤取沉淀，将沉淀干燥至恒重即可得到牛蒡子粗提物2290g(重量)；

3)粗品制备

向牛蒡子粗提物中加入9.2L石油醚室温搅拌提取，过滤，取沉淀，并回收石油醚；将沉淀烘干(2111g)，加入12.7L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后向一次滤渣(959g)中加入5.8L乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后将二次滤渣(572g)弃去。合并提取液并将其减压浓缩至稠膏状，此稠膏所含干物质的量为石油醚除杂后沉淀质量与二次滤渣质量之差，即1539g，加入9.2L无水乙醇回流溶解，过滤后弃去滤渣，回流液减压浓缩至稠膏状，干燥得粗品1284g。此时粗品含量以牛蒡子苷元计不低于75.0％。

4)粗品的一次精制

向粗品中加入5.1L85％乙醇回流溶解，溶解完成冷却至室温，0～4℃静置析晶，晶体用85％乙醇洗涤，干燥，即可得到一次结晶品837g。一次结晶品含量以牛蒡子苷元计不低于97.0％。

5)粗品二次精制

向一次结晶品加入3.3L无水乙醇回流溶解，室温条件下静态析晶，晶体用无水乙醇洗涤，干燥，即可得到本发明高纯度的牛蒡子苷元纯品721g。纯品含量以牛蒡子苷元计不低于99.0％。

Claims (4)

1.一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其具体包括如下步骤：

1)盐酸水解

将牛蒡子药材置于提取容器中，向提取容器中加入牛蒡子药材质量的4-7倍量体积的5％盐酸溶液，开启搅拌并控制提取容器内温度为50-70℃进行水解反应，水解6-8小时后过滤，使用饮用水洗涤过滤后的牛蒡子药材直到水洗液的pH值为6-7，将洗涤后牛蒡子药材烘干备用；

2)粗提物制备

向烘干后的牛蒡子药材中加入其质量的6-8倍量体积的30％乙醇水溶液回流提取2-3次，提取液合并后置于2-10℃环境温度中冷藏沉淀12h-24h，取上清液离心，将离心后的上清液减压浓缩至相对密度约1.20-1.25，加入10倍量体积的50-70℃热水搅拌溶解，冷却至室温，置于2-10℃环境温度中冷藏沉淀12h-24h，过滤取沉淀，干燥，得牛蒡子粗提物；

3)粗品制备

向牛蒡子粗提物加入其质量的4-6倍量体积的石油醚室温搅拌提取30-40min，过滤取沉淀；将沉淀烘干至恒重,加入其质量的6-8倍量体积的乙酸乙酯室温搅拌提取30-40min，过滤后得一次滤渣和一次提取液，向一次滤渣中加入其质量的6-8倍量体积的乙酸乙酯室温搅拌提取30-40min，过滤后得二次滤渣和二次提取液，弃去二次滤渣，合并提取液并将其减压浓缩至稠膏状，加入其质量的6-8倍量体积的无水乙醇回流溶解，过滤后弃去滤渣，回流液减压浓缩至稠膏状，干燥，得粗品；

4)粗品的一次精制

向粗品中加入其质量的4倍量体积的85％乙醇回流溶解，冷却至室温，0-4℃环境温度中静置析晶，晶体用85％乙醇洗涤，干燥，得一次结晶品；

5)粗品二次精制

向一次结晶品中加入一次结晶品质量的4倍量体积的无水乙醇回流溶解，室温条件下静态析晶，晶体用无水乙醇洗涤，干燥，即可得到高纯度的牛蒡子苷元。

2.如权利要求1所述的一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其特征在于，所述步骤1)中5％盐酸溶液的加入量为牛蒡子药材质量的6倍，水解反应的温度控制为60℃。

3.如权利要求1所述的一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其特征在于，所述步骤2)中离心的转速为10000-14000rpm。

4.如权利要求1所述的一种工业化规模制备高纯度牛蒡子苷元的方法，其特征在于，所述步骤3)包括如下步骤：向牛蒡子粗提物加入6倍量体积石油醚溶解除去杂质，再加入其质量的8倍量体积的乙酸乙酯常温搅拌提取，过滤后向一次滤渣中加入6倍量体积的乙酸乙酯常温搅拌提取。