CN109988247A - 一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法 - Google Patents

一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，是以水溶液为介质，茯苓多糖、氯乙酸与氢氧化钠进行羧甲基化反应，以制得取代度适中的羧甲基茯苓多糖。本发明所得羧甲基茯苓多糖纯度高、水溶性良好、分子量和羧甲基取代度适中。本发明的制备工艺操作简便、成本经济、工艺环保，适于工业化大生产。

Description

一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法
技术领域
本发明属于高分子多糖领域，特别涉及一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法。
背景技术
茯苓(Poria cocos)隶属于真菌门(Eumycophyta)、担子菌亚门(Basidiomycotina)、层菌纲(Hymenomycetes)、非褶菌目(Aphyllophorales)、多孔菌科(Polyporaceae)、茯苓属(Wolfiporia)，又名茯灵、茯兔、松茯苓、松柏玉等。野生茯苓常寄生在马尾松(Pinus massonianaLamb.)或赤松(Pinus densiflora Sieb.et Zucc)的根上。茯苓分布于中国、日本、韩国、北美洲和澳大利亚等国家和地区。我国茯苓资源丰富、分布广泛，其中以云南的“云苓”、安徽的“安苓”和福建的“闽苓”最为著名。
茯苓味甘、淡，平，归心、脾、肾经，具有利水消肿，渗湿，健脾，宁心等功效，为中药“四君八珍”之一。现代研究显示，茯苓的主要化学成分为茯苓聚糖(Pachyman)约占茯苓菌核干重的93％。
目前茯苓多糖可行的提取工艺主要是沸水浸提法和碱提醇沉法。沸水浸提法只能提取茯苓中不足2％的活性成分，且过高的温度会破坏多糖的结构和活性，生物利用率极低；碱提醇沉法需要低温操作和较浓的碱液，并且后处理困难，操作费时且需要消耗大量的乙醇、丙酮等有机溶剂；此外多糖本身高分子量、难溶于水、不易被人体吸收，故无生物活性。羧甲基茯苓多糖是茯苓的深加工产品，系由茯苓多糖羧甲基化而半合成的一种水溶性多糖。现代药理学研究表明，羧甲基茯苓多糖具有抗肿瘤、调节机体免疫功能、保肝降酶、间接抗病毒、诱生和促诱生干扰素和白细胞调节素、减轻放射副反应及健脾安神等生理作用。故羧甲基茯苓多糖是茯苓研究领域的热点。
西德Hamuro等人采用异丙醇与水为介质，在液固相振荡工艺下合成制取少量羧甲基茯苓多糖。因需要大型振荡设备，难以进行工业化生产，且需要大量的有机溶媒对羧甲基茯苓多糖进行后处理及纯化，不仅成本高，还造成环境污染。
石清东等人以乙醇与水为介质，采用在固液搅拌下合成羧甲基茯苓多糖，但表现为产品的溶解度较小，杂质含量较高，且较难分离除去所含杂质，大大限制了其临床应用。
茯苓多糖的羧甲基化改造研究较多，传统上主要采用液固相振荡工艺的异丙醇溶媒法和液相不振荡半合成工艺的水煤法，其都是仅一次加碱的反应，此2种工艺副反应大、有机溶剂利用率少，成本高。此外溶媒法还需大型振荡设备和大量有机溶剂，环境污染严重，因此这2种方法目前已逐渐被近年来所出现的二次碱化法所取代。二次碱化法采用乙醇为反应介质，经2次氢氧化钠碱化反应制得，该反应总时间缩短，安全无毒，有一定的应用价值，但二次碱化反应还是需要先从茯苓药品粉中提取得到茯苓多糖，再以乙醇做介质反应，反应步骤较多、乙醇等有机溶剂成本较高，所制得的羧甲基的取代度还较低。
因此，制备纯度高、水溶性良好、分子量和羧甲基取代度适中的羧甲基茯苓多糖是势在必行的。
发明内容
本发明的目的是制得纯度高、水溶性良好、分子量和羧甲基取代度适中的羧甲基茯苓多糖，而且制备工艺操作简便、成本经济、工艺环保，适于工业化大生产。为了实现该目的，本发明主要考虑了加碱的时机以及每次加碱后的反应时间，以便于充分利用氯乙酸，达到最佳的反应效果。具体操作步骤如下：
(1)茯苓药材粉碎过筛，得茯苓粉；
(2)取茯苓粉，在快速搅拌下加入第一氢氧化钠溶液，于规定温度下碱化，过滤或离心，得碱化液；
(3)在快速搅拌下往碱化液中加入氯乙酸和第二氢氧化钠溶液，于规定温度下反应一定时间后，再用第三氢氧化钠溶液调pH至12～14，继续反应至反应完全；
(4)反应结束后，用酸溶液调pH至8～10，超滤，通过液用2～5倍乙醇进行醇析，过滤或离心，醇析物用无水乙醇洗涤，干燥至完全，粉碎，即得羧甲基茯苓多糖粉。
在一种实施方式中，所述粉碎过筛是其粉末能完全通过80～200目筛。
在一种实施方式中，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.25mol/L～0.75mol/L，体积为茯苓粉的10～40倍，规定温度为20～50℃，碱化时间为2～12小时。
在一种实施方式中，所述加入氯乙酸与氢氧化钠溶液，其摩尔比为1:0.75～1.65，加入氯乙酸与茯苓粉的重量比为1.5～4.0:1规定温度为40～100℃，反应时间为2～6小时。
在一种实施方式中，所述氢氧化钠溶液的浓度为3.0mol/L～7.5mol/L，继续反应时间为2～12小时。
在一种实施方式中，所述用酸溶液调pH，其酸为盐酸、硫酸、磷酸、醋酸或硝酸的一种或几种混合；所述醇析的操作步骤为：酸中和后，加入3～5倍乙醇进行醇析，得醇析物。
在一种实施方式中，所述超滤，即用DH-UF中空纤维膜进行超滤，去除分子量大于1.0×106和小于0.7×104的所有其他有机物与无机物。
应用本发明制备的方法所得羧甲基茯苓多糖的分子量为0.7×104～1.0×106，取代度为0.15～0.75，含量以无水葡萄糖计不得少于70％。
本发明的有益效果是：
本发明制备羧甲基茯苓多糖的方法无需振荡设备，方便实现工业化大生产，具有操作简便、成本经济、工艺环保等特点。
本发明制备羧甲基茯苓多糖的方法是在传统一次加碱法、二次加碱法的基础上，再用氢氧化钠溶液调节pH值，以补充氯乙酸消耗的碱量，增加氯乙酸的利用率，提高羧甲基的取代度，并且使羧甲基茯苓多糖以钠盐的形式存在，极大的提高了其水溶性。
本发明制备的羧甲基茯苓多糖纯度高，分子量和取代度适中，溶解度良好，有利于临床应用。
具体实施方式
实施例1羧甲基茯苓多糖的制备
(1)100Kg茯苓药材粉碎，过80目筛，得茯苓粉；
(2)取茯苓粉，在快速搅拌下加入0.375mol/L氢氧化钠溶液1500L，于25℃下碱化4小时，过滤，得碱化液；
(3)在快速搅拌下往碱化液中加入3.18mol/L的氯乙酸和2.45mol/L的氢氧化钠溶液各500L，于50℃下反应2小时后，再用5mol/L的氢氧化钠溶液调pH值至12～14，继续反应4小时；
(4)反应结束后，用2mol/L的盐酸调pH至8～10，超滤，通过液加入5倍体积的乙醇进行醇析，干燥，粉碎，得羧甲基茯苓多糖粉66.5Kg；
实施例2羧甲基茯苓多糖的制备
(1)100Kg茯苓药材粉碎，过100目筛，得茯苓粉；
(2)取茯苓粉，在快速搅拌下加入0.75mol/L氢氧化钠溶液1000L，于50℃下碱化2小时，过滤，得碱化液；
(3)在快速搅拌下往碱化液中加入4.24mol/L的氯乙酸和4.75mol/L的氢氧化钠溶液各500L，于40℃下反应6小时后，再用6.5mol/L的氢氧化钠溶液调pH值至12～14，继续反应2小时；
(4)反应结束后，用2mol/L的醋酸调pH至8～10，超滤，通过液加入4倍体积的乙醇进行醇析，干燥，粉碎，得羧甲基茯苓多糖粉67.5Kg。
实施例3羧甲基茯苓多糖的制备
(1)100Kg茯苓药材粉碎，过140目筛，得茯苓粉；
(2)取茯苓粉，在快速搅拌下加入0.55mol/L氢氧化钠溶液4000L，于40℃下碱化12小时，过滤，得碱化液；
(3)在快速搅拌下往碱化液中加入6.29mol/L的氯乙酸和9.65mol/L的氢氧化钠溶液各500L，于75℃下反应2小时后，再用3.0mol/L的氢氧化钠溶液调pH值至12～14，继续反应12小时；
(4)反应结束后，用2mol/L的盐酸调pH至8～10，超滤，通过液加入3倍体积的乙醇进行醇析，干燥，粉碎，得羧甲基茯苓多糖粉55.5Kg。
实施例4羧甲基茯苓多糖的制备
(1)100Kg茯苓药材粉碎，过200目筛，得茯苓粉；
(2)取茯苓粉，在快速搅拌下加入0.25mol/L氢氧化钠溶液3000L，于50℃下碱化10小时，过滤，得碱化液；
(3)在快速搅拌下往碱化液中加入8.15mol/L的氯乙酸和6.82mol/L的氢氧化钠溶液各500L，于85℃下反应2小时后，再用3.0mol/L的氢氧化钠溶液调pH值至12～14，继续反应8小时；
(4)反应结束后，用2mol/L的硫酸调pH至8～10，超滤，通过液入2倍体积的乙醇进行醇析，干燥，粉碎，得羧甲基茯苓多糖粉60.8Kg。
实施例5对比试验
对比样品的制备：根据专利一种羧甲基茯苓多糖的制备方法(申请号：CN201210375000)所述的方法制备对比样品。
检测方法
红外光谱数据：3700-3000cm-1(强宽峰)；2900cm-1；1610cm-1(强)；1430cm-1(中)；1330cm-1；1200～1000cm-1(强宽峰)；890cm-1。1610cm-1，1430cm-1吸收峰表明羧甲基的存在，1610cm-1吸收峰表明羧甲基是以钠盐型存在。
核磁数据(ppm)：178.7(-C00)，103.5(C1)，84.9(C3)，76.4(C5)，73.2(C2)，71.2(-CH2-)，69.3(C4)，61.9(C6)。其中部分C6信号峰从61.9位移至71.0及C5信号峰从76.4位移至75.5，说明羧甲基衍生化发生在C6的氢基，其取代度相对较高。
水溶性测试：精确称取羧甲基茯苓多糖1g于25ml蒸馏水中，搅拌溶解，观察其溶解性。应全部溶解，且溶液澄清。
其他理化指标和微生物指标见表1。
表1
根据红外光谱数据和核磁数据均表明本发明制备的是羧甲基茯苓多糖，且羧甲基以钠盐的形式存在；本发明所制备的产品与对比样品比较，其在取代度、含量、水溶性等方面全面优于对比样品，说明本发明所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法比传统制备方法更优良。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本技术领域的技术人员在依照本发明的精神所做的等效修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，制备方法步骤如下：
(1)茯苓药材粉碎过筛，得茯苓粉；
(2)取茯苓粉，在快速搅拌下加入第一氢氧化钠溶液，于规定温度下碱化，过滤或离心，得碱化液；
(3)在快速搅拌下往碱化液中加入氯乙酸和第二氢氧化钠溶液，于规定温度下反应一定时间后，再用第三氢氧化钠溶液调pH至12～14，继续反应至反应完全；
(4)反应结束后，用酸溶液调pH至8～10，超滤，通过液用2～5倍乙醇进行醇析，过滤或离心，醇析物用无水乙醇洗涤，干燥至完全，粉碎，即得羧甲基茯苓多糖粉。
2.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述(1)步粉碎过筛，是其粉末能完全通过80～200目筛。
3.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述(2)步中第一氢氧化钠溶液的浓度为0.25mol/L～0.75mol/L，体积为茯苓粉的10～40倍，规定温度为20～50℃，碱化时间为2～12小时。
4.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述(3)步中加入的氯乙酸与第二氢氧化钠溶液，其摩尔比为1:0.75～1.65，加入氯乙酸与茯苓粉的重量比为1.5～4.0:1，规定温度为40～100℃，反应时间为2～6小时。
5.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述(3)步中第三氢氧化钠溶液的浓度为3.0mol/L～7.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述(4)步中用酸溶液调pH，其酸为盐酸、硫酸、磷酸、醋酸或硝酸的一种或几种混合。
7.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述(4)步中超滤，即用DH-UF中空纤维膜进行超滤，去除分子量大于1.0×106和小于0.7×104的所有其他有机物与无机物。
8.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述羧甲基茯苓多糖的分子量为0.7×104～1.0×106，取代度为0.15～0.75。
9.根据权利要求1所述的一种羧甲基茯苓多糖的新制备方法，其特征在于，所述羧甲基茯苓多糖的含量以无水葡萄糖计不得少于70％。
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