CN108976224B - 一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，具体为：1)取麦角新碱发酵液，进行酸化，过滤取滤液；2)将所述滤液调节至酸碱中性，采用阳离子树脂柱进行吸附，水洗，用氨水溶液解析，收集麦角新碱色谱峰面积65％以上的解析液；3)将所述解析液进行减压浓缩处理，直至有颗粒物析出，停止浓缩；4)将浓缩后的浓缩液调节pH值至10以上后，加入非水溶性有机溶剂进行萃取处理，收集有机层；将所述有机层进行减压浓缩处理，直至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；然后再在进行搅拌降温结晶，分离得麦角新碱的结晶粗品。该方法对生产设备的要求低，条件温和简单易操作；所获得的麦角新碱的纯度高，适宜进行规模化生产、经济效益明显。
Description
技术领域
本发明涉及生物药物的提取、纯化方法，具体涉及一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法。
背景技术
麦角新碱，又称D-麦角酸β-氨基丙醇；它最初是从黑麦麦角菌制成。麦角新碱1932年被发现，被列入世界卫生组织基本药物标准清单。
麦角新碱，作为妇产科临床最常用的重要药物，1998年以来麦角新碱作为妇产科用药被列为国家基本药物目录，麦角新碱可直接作用于子宫平滑肌，作用强而持久。主要用在产后或流产后预防和治疗由于子宫收缩无力或缩复不良所致子宫出血；用于产后子宫复原不全，加速子宫复原。
麦角菌经过专家们对发酵工艺的不断优化，目前经过麦角菌的深层发酵，可调控发酵条件，使麦角新碱作为麦角生物碱发酵液的主组份，以利于从发酵液中直接提取纯化得到麦角新碱，进而降低生产成本。
麦角新碱的结构如下式：
发明内容
本发明的目的在于提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法。本发明开辟了全新的麦角新碱的提取纯化方法，本发明的技术方案如下：
将麦角新碱的发酵液进行酸化过滤，收集滤液；然后用高吸附能力的阳离子树脂吸附，水洗，用氨水溶液解析纯化，收集含麦角新碱的合格解析液，减压浓缩得浓缩液；用非水溶性有机溶剂萃取，浓缩结晶得粗品；重结晶：将粗品用有机溶剂溶解，热过滤，降温结晶、分离干燥，得麦角新碱成品，色谱纯度大于98.5％。
所述方法具体包括以下步骤：
1)酸化：取麦角新碱发酵液，进行酸化处理后，过滤取滤液；
2)吸附纯化：将所述滤液调节pH值至5.0～7.5，采用阳离子树脂柱进行吸附，水洗，用氨水溶液解析，收集麦角新碱色谱峰面积 65％以上的解析液；
3)减压浓缩：将所述解析液进行减压浓缩处理，直至有颗粒物析出，停止浓缩；
4)萃取结晶：将浓缩后的浓缩液调节pH值至10以上后，加入非水溶性有机溶剂进行萃取处理，收集有机层；将所述有机层进行减压浓缩处理，直至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；然后再在进行搅拌降温结晶，分离得麦角新碱的结晶粗品。
本发明所采用的发酵液具体是指生产麦角新碱的发酵液；麦角新碱的发酵液中包含多种生物碱，除麦角新碱外，还包含麦角胺、麦角异新碱、野麦角碱等等，这些生物碱与麦角新碱有一定的相似性，在对麦角新碱的提出和纯化中，多有干扰。本发明所提供的方法可有效去除其他生物碱对麦角新碱的提取和纯化的影响。
其中，为了获得高纯度的麦角新碱，本发明所采用的发酵液中麦角新碱的含量在总麦角生物碱量的20％以上；
本发明进一步提出的，步骤1)中，所述酸化具体为：取麦角新碱发酵液，采用无机酸调节pH值至2.0～3.0，酸化1～1.5小时；
酸化过程可搅拌发酵液，使其均匀；所述搅拌采用常规操作即可。
优选地，所述无机酸选自硫酸、磷酸、盐酸中的一种或多种；
本发明在选择无机酸的基础上，为了减少酸浓度和用量对待处理的发酵液、设备、操作等等的影响，进一步优选地，所述硫酸采用浓度为40-50％的硫酸水溶液；所述磷酸采用浓度为40-50％的磷酸水溶液；所述盐酸采用浓度为12-15％的盐酸水溶液。
本发明进一步提出的，步骤2)中，所述阳离子树脂柱为D004M 或HZ-3B。
所述吸附中，上柱液的pH值为5.0～7.5；
所述氨水溶液浓度为0.2-0.5mol/L。
所述吸附中，上柱流量为2～2.5倍树脂床体积/小时，上柱量为树脂全吸附量的25～40％，水洗量为树脂床体积的5～6倍。
本发明进一步提出的，步骤3)中，所述减压浓缩的真空度不大于-0.85Mpa、温度为60～70℃。
本发明进一步提出的，步骤4)中，所述萃取为：将浓缩后的浓缩液调节pH值至12～13后，加入所述浓缩液1～1.2倍体积的非水溶性有机溶剂，在55-65℃的温度下萃取处理；
优选的，所述非水溶性有机溶剂选自醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种或两种。
步骤4)中，所述减压浓缩具体为：将所述有机相置于温度小于 80℃的条件下，至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩。
所述结晶的终点温度为2～5℃。
本发明进一步提出的，所述方法还包括重结晶，所述重结晶具体为：将所述结晶粗品充分溶于有机溶剂中后，过滤收集滤液，搅拌降温结晶，分离干燥，即得麦角新碱；
优选的，所述有机溶剂选自醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种或两种；
更优选的，所述降温结晶的终点温度为2～5℃。
本发明提供一种优选方案，所述方法包括如下步骤：
1)酸化：取麦角新碱发酵液，采用无机酸调节pH值至2.0～3.0，酸化1～1.5小时后，过滤取滤液；
2)吸附纯化：将所述滤液调节至pH值至中性，采用阳离子树脂柱D004M或HZ-3B进行吸附，水洗，用浓度为0.2-0.5mol/L的氨水溶液解析，收集麦角新碱色谱峰面积65％以上的解析液；
其中，上柱液的pH值为5.0～7.5；上柱流量为2～2.5倍树脂床体积/小时，上柱量为树脂全吸附量的25～40％，水洗量为树脂床体积的 5～6倍。
3)减压浓缩：将所述解析液置于真空度不大于-0.85Mpa、温度为60～70℃的环境下，进行减压浓缩处理，直至有颗粒物析出，停止浓缩；
4)萃取结晶：将浓缩后的浓缩液调节pH值至12～13后，加入所述浓缩液1～1.2倍体积的非水溶性有机溶剂，在55-65℃的温度下萃取处理，收集有机层；将所述有机层进行减压浓缩处理，直至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；然后再在进行搅拌降温至2～5℃进行结晶，分离得麦角新碱的结晶粗品；
5)重结晶：将所述结晶粗品充分溶于有机溶剂中后，过滤收集滤液，搅拌降温结晶，分离干燥，即得麦角新碱。
本发明所述的方法，对生产设备的要求低，条件温和简单易操作；所获得的麦角新碱的纯度高，适宜进行规模化生产、经济效益明显。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，包括如下步骤：
1)酸化：取麦角新碱发酵液20L，麦角新碱单位2560ug/mL；采用50％质量浓度的硫酸水溶液调节发酵液的pH值至2.2，搅拌酸化1小时后，过滤，并采用2L水顶洗滤饼，合并滤液得滤液17.5L，单位2510ug/ml；
2)吸附纯化：采用6mol/L的氢氧化钠碱溶液将所述滤液调节 pH值至5.5，取3L用氨水处理为NH4+型的D004M树脂，滤液以每小时6L流量的速度上柱，上柱完毕，用12L水，以每小时6L流量的速度洗涤树脂，用0.2mol/L的氨水溶液，以每小时1.5L流量的速度解析，收集麦角新碱色谱峰面积65％以上的解析液，合并解析液得 16.5L,单位2142ug/ml；
3)减压浓缩：将所述解析液置于真空度小于-0.85Mpa、温度为 60～70℃的环境下，进行减压浓缩处理，直至有颗粒物析出，停止浓缩，得1.5L浓缩液；
4)萃取结晶：采用6mol/L的氢氧化钠碱溶液将浓缩后的浓缩液调节pH值至12后，加入1.5L醋酸丁酯，在55℃的温度下搅拌萃取 1小时，静置分离，收集有机层1.49L，单位20020ug/ml；将有机相进行减压浓缩，控制物料温度小于80℃，至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；然后再进行搅拌降温结晶，终点温度为3℃，分离得麦角新碱的结晶粗品35g，色谱纯度85.2％；
5)重结晶：将所述结晶粗品用1.6L醋酸丁酯加热至70℃搅拌溶解1小时，热过滤，搅拌降温结晶，终点温度为3℃，分离，与50～60℃减压干燥4小时，得白色麦角新碱成品24.2g，总提取收率：47.2％；色谱纯度99.2％。
实施例2
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，包括如下步骤：
1)酸化：取麦角新碱发酵液20L，麦角新碱单位2620ug/mL；采用2％质量浓度的盐酸水溶液调节发酵液的pH值至2.8，搅拌酸化 1.5小时后，过滤，并采用2L水顶洗滤饼，合并滤液得滤液18L，单位2470ug/ml；
2)吸附纯化：采用6mol/L的氢氧化钠碱溶液将所述滤液调节 pH值至7.2，取3L用氨水处理为NH4+型的HZ-3B树脂，滤液以每小时6L流量的速度上柱，上柱完毕，用12L水，以每小时6L流量的速度洗涤树脂，用0.5mol/L的氨水溶液，以每小时1.0L流量的速度解析，收集麦角新碱色谱峰面积65％以上的解析液，合并解析液得 18.5L，单位1920ug/ml；
3)减压浓缩：将所述解析液置于真空度小于-0.85Mpa、温度为 60～70℃的环境下，进行减压浓缩处理，直至有颗粒物析出，停止浓缩，得1.52L浓缩液；
4)萃取结晶：采用6mol/L的氢氧化钠碱溶液将浓缩后的浓缩液调节pH值至13后，加入1.6L乙酸乙酯，在60℃的温度下搅拌萃取 1小时，静置分离，收集有机层1.55L，单位18780ug/ml；将有机相进行减压浓缩，控制物料温度小于80℃，至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；然后再进行搅拌降温结晶，终点温度为4℃，分离得麦角新碱的结晶粗品34.5g，色谱纯度82.2％；
5)重结晶：将所述结晶粗品用1.6L乙酸乙酯加热至75℃搅拌溶解1小时，热过滤，搅拌降温结晶，终点温度为5℃，分离，与50～60℃减压干燥4小时，得白色麦角新碱成品22.6g，总提取收率：43.0％；色谱纯度98.8％。
实施例3
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，与实施例1的区别在于：
步骤2)中，解析用氨水溶液的浓度为0.1mol/L；
得白色麦角新碱成品13.5g，总提取收率：25.7％；色谱纯度98.6％。
实施例4
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，与实施例1的区别在于：
步骤2)中，解析用氨水溶液的浓度为0.1mol/L；
得白色麦角新碱成品10.6g，总提取收率：20.7％；色谱纯度98.1％。
实施例5
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，与实施例1的区别在于：
步骤4)中，萃取的温度替换为35℃；
得白色麦角新碱成品12.6g，总提取收率：24.6％；色谱纯度99.0％。
实施例6
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，与实施例1的区别在于：
步骤4)中，萃取的温度替换为80℃；
得白色麦角新碱成品28.5g，总提取收率：50％；色谱纯度90.2％。
实施例7
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，与实施例1的区别在于：
步骤4)中，将萃取溶剂“醋酸丁酯”替换为“二氯甲烷”，萃取的温度替换为30℃，
得白色麦角新碱成品32.2g，总提取收率：53.1％；色谱纯度84.5％。
实施例8
本实施例提供一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，与实施例1的区别在于：
步骤2)中，滤液以每小时9L流量的速度上柱；
得白色麦角新碱成品18.5g，总提取收率：36.1％；色谱纯度98.7％。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (12)
1.一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）取麦角新碱发酵液，进行酸化处理后，过滤取滤液；
2）将所述滤液调节pH值至5.0~7.5，采用阳离子树脂柱进行吸附，水洗，用氨水溶液解析，收集麦角新碱色谱峰面积65%以上的解析液，所述吸附中，上柱液的pH值为5.0~7.5，和/或，所述氨水溶液浓度为0.2-0.5mol/L；
3）将所述解析液进行减压浓缩处理，直至有颗粒物析出，停止浓缩；
4）将浓缩后的浓缩液调节pH值至12~13后，加入所述浓缩液1~1.2倍体积的非水溶性有机溶剂，在55-65℃的温度下萃取处理，收集有机层；将所述有机层进行减压浓缩处理，直至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；然后再在进行搅拌降温结晶，分离得麦角新碱的结晶粗品；
所述非水溶性有机溶剂选自醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，所述酸化具体为：取麦角新碱发酵液，采用无机酸调节pH值至2.0~3.0，酸化1~1.5小时。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无机酸选自硫酸、磷酸、盐酸中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硫酸采用浓度为40-50%的硫酸水溶液；所述磷酸采用浓度为40-50%的磷酸水溶液；所述盐酸采用浓度为12-15%的盐酸水溶液。
5.根据权利要求1~4所述的方法，其特征在于，步骤2）中，所述阳离子树脂柱为D004M或HZ-3B。
6.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述吸附中，上柱流量为2~2.5倍树脂床体积/小时，上柱量为树脂全吸附量的25~40%，水洗量为树脂床体积的5~6倍。
7.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，步骤3）中，所述减压浓缩的真空度不大于-0.85Mpa、温度为60~70℃。
8.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，步骤4）中，所述减压浓缩具体为：将所述有机层置于温度小于80℃的条件下，至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；
和/或，所述结晶的终点温度为2~5℃。
9.根据权利要求1~4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括重结晶，所述重结晶具体为：将所述结晶粗品充分溶于有机溶剂中后，过滤收集滤液，搅拌降温结晶，分离干燥，即得麦角新碱。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自醋酸丁酯、乙酸乙酯中的一种或两种。
11.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述降温结晶的终点温度为2~5℃。
12.一种从发酵液中提取并纯化麦角新碱的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）取麦角新碱发酵液，采用无机酸调节pH值至2.0~3.0，酸化1~1.5小时后，过滤取滤液；
2）将所述滤液调节至pH值至中性，采用阳离子树脂柱D004M或HZ-3B进行吸附，水洗，用浓度为0.2-0.5mol/L的氨水溶液解析，收集麦角新碱色谱峰面积65%以上的解析液；
其中，上柱液的pH值为5.0~7.5；上柱流量为2~2.5倍树脂床体积/小时，上柱量为树脂全吸附量的25~40%，水洗量为树脂床体积的5~6倍；
3）将所述解析液置于真空度不大于-0.85Mpa、温度为60~70℃的环境下，进行减压浓缩处理，直至有颗粒物析出，停止浓缩；
4）将浓缩后的浓缩液调节pH值至12~13后，加入所述浓缩液1~1.2倍体积的非水溶性有机溶剂，在55-65℃的温度下萃取处理，收集有机层；将所述有机层进行减压浓缩处理，直至有淡黄色颗粒物析出，停止浓缩；然后再在进行搅拌降温至2~5℃进行结晶，分离得麦角新碱的结晶粗品；
5）将所述结晶粗品充分溶于有机溶剂中后，过滤收集滤液，搅拌降温结晶，分离干燥，即得麦角新碱。
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