CN110669096B - 一种从黄芪中制备黄芪甲苷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于天然有机化学领域，公开了一种从黄芪中制备黄芪甲苷的方法。该方法先将黄芪根粉碎成细粉，然后用纯化水和氧化钙提取、硫酸铝除杂、大孔吸附树脂分离、双水相萃取、超滤膜过滤，最后用模拟移动床色谱纯化，得到高纯度黄芪甲苷。本发明的优点包括：1)氧化钙遇水放热可以为提取提供热源；2)硫酸铝能与提取液中的一些物质形成沉淀，而且铝离子还能与水中的黄酮生成络合物，起到去除黄酮的作用；3)双水相体系萃取使黄芪甲苷与其他极性相似的化合物能更好的分离；4)模拟移动床色谱纯化技术与结晶和重结晶方法相比，收率更高，且产品的纯度也更高。
Description
技术领域
本发明属于天然有机化学领域，涉及一种以黄芪根为原料制备黄芪甲苷的方法。特别是涉及一种利用碱水解、硫酸铝除杂、双水相体系萃取、模拟移动床色谱纯化等技术分离纯化黄芪甲苷的方法。
背景技术
黄芪是蝶形花科(豆科)黄芪属植物的干燥根，为常用的补益药，味甘，性微温，传统医学认为其具有补气固表、利尿托毒、敛疮生肌之功效，药用历史悠久。黄芪的药用迄今已有2000多年的历史，其中含有皂甙、多糖、多种氨基酸、黄酮、微量元素等多种有效成分。黄芪皂苷IV即黄芪甲苷是主要活性物质之一，是黄芪的指标成分。现代科学研究表明：黄芪甲苷具有降压、镇痛、镇惊的作用，能增强血浆中cAMP和再生肝DNA的含量，能增加小鼠胸腺重量，清除自由基，对脑组织有一定的保护作用，促进胰岛素的分泌，明显改善受损白细胞变形能力等。
黄芪甲苷(AstragalosideⅣ)的同系物有乙酰黄芪皂苷Ⅰ(AcetylastragalosideⅠ),黄芪皂苷Ⅰ(AstragalosideⅠ)，异黄芪皂苷Ⅰ(IsoastragalosideⅠ)，异黄芪皂苷Ⅱ(IsoastragalosideⅡ),黄芪皂苷Ⅱ(AstragalosideⅡ)。许多研究文献报道上述乙酰黄芪皂苷Ⅰ、黄芪皂苷Ⅰ、异黄芪皂苷Ⅰ、异黄芪皂苷Ⅱ、黄芪皂苷Ⅱ在碱性溶液中可能会发生乙酰基转移和去乙酰基作用，从而转化成黄芪甲苷。由于黄芪甲苷具有显著的生物活性，如何提高黄芪甲苷的转出率，对资源做到尽可能的高效利用，是目前黄芪提取中的一个关键问题。
当前市面上销售的黄芪甲苷的纯度不高，大部分低于80％，为了得到纯度更高的黄芪甲苷产品，国内的科研机构和企业做了许多相关的研究工作。中国专利申请号200310108915.6公开了一种从中药黄芪中制备黄芪甲苷的方法，将黄芪根粉碎、水回流提取、大孔树脂除杂、脱色、离心。由于此方法中纯化黄芪甲苷的方法只用到了大孔吸附树脂，纯化工艺较为简单，导致产品中黄芪甲苷的纯度不高。中国专利申请号201010101933.1公开了一种从中药黄芪中提取、分离和纯化黄芪甲苷的方法，采用酶解、碱水解、萃取、大孔树脂富集和硅胶柱层析等。由于硅胶对有机物质具有一定量的死吸附，而且纯化工艺还采用了结晶和重结晶的工艺，导致产品的得率不高。中国专利申请号200510020977.0公开了一种黄芪甲苷纯品的制备方法。此方法以中药黄芪为原料，进行提取、富集、除杂、水解、萃取和精制等。该方法应用了结晶与重结晶来制备黄芪甲苷，导致产品收率不高。中国专利申请号200910060581.7公开了一种制备黄芪甲苷的生产方法。该方法采用提取、离心、超滤等步骤。但是此方法只是黄芪甲苷的富集，而不是纯化，注定了黄芪甲苷的纯度也不会很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高纯度黄芪甲苷的制备方法。本方法先将黄芪根粉碎成细粉，然后经纯化水和氧化钙提取、硫酸铝除杂、大孔吸附树脂分离、双水相萃取、超滤膜过滤，最后用模拟移动床色谱纯化，得到黄芪甲苷产品。
本发明的技术方案是这样实现的，它包括以下步骤：
(1)将黄芪根粉碎成细粉，然后向其中加入纯化水和氧化钙进行提取、过滤；
(2)将步骤(1)中的过滤液用盐酸调节pH值至中性后，加入硫酸铝，经搅拌、静置、离心，得到离心液；
(3)将步骤(2)中得到的离心液流经D101型大孔吸附树脂柱，然后用纯化水冲洗至流出液无色后，再用60～80％的乙醇溶液洗脱至洗脱液无色，收集乙醇洗脱液并减压浓缩，回收乙醇，得到浸膏；
(4)将步骤(3)中得到的浸膏加入聚乙二醇(PEG)/(NH4)2SO4组成的双水相体系中进行萃取，收集上层溶液；
(5)将步骤(4)中得到的上层溶液用截留分子量为1000Da的超滤膜进行处理，去除大分子物质，膜透过液减压浓缩至干，得到固形物；
(6)将步骤(5)中得到的固形物用甲醇溶解后过滤，滤液用模拟移动床色谱技术进行纯化，收集含有黄芪甲苷的液体，干燥得到黄芪甲苷。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤(1)中，纯化水:黄芪根细粉＝5～10:1(m/m)，氧化钙的加入量为纯化水重量的1.68～2.80‰，提取时间为1～3h，提取温度80～90℃，提取2遍。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤(2)中，硫酸铝的使用量为滤液总重量的0.1～0.2％，搅拌时间0.5～1h，静置时间3～5h。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤(4)中，聚乙二醇(PEG)的分子量为4000Da，双水相体系中聚乙二醇(PEG)的重量分数为23～27％、(NH4)2SO4的重量分数为10～14％，双水相体系的用量为原料黄芪根细粉重量的8～16％。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤(6)中，所用的模拟移动床为Ⅳ带结构，由8根十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱组成，每个带由2根色谱柱串联组成，以甲醇:水(75:25)为流动相，进样液流速为0.2～0.4ml/min，洗脱液流速为2～5ml/min，冲洗液流速为3～5ml/min，切换时间为21～24min，色谱系统操作温度为30±2℃。
本发明具有以下优点：
本发明在利用氧化钙作为碱性物质水解黄芪皂苷转化成黄芪甲苷的同时，还利用其遇水放热的特性为提取过程提供部分热源；
本发明采用硫酸铝，与提取液中的一些物质形成沉淀，而且铝离子还能与水中的黄酮生成络合物，起到去除黄酮的效果；
本发明采用双水相体系萃取黄芪甲苷，能够使黄芪甲苷与其极性相似的其他化合物更好的分离；
4、本发明采用模拟移动床色谱纯化黄芪甲苷，与结晶和重结晶方法相比，收率更高，而且产品的纯度也更高。
具体实施方式
实施例1
将黄芪根粉碎成细粉，取1kg，加入5kg的纯化水和10g的氧化钙，在温度为90℃的条件下提取2.5h，然后将料液过滤，料渣按照上述工艺参数再次提取1遍，合并2次滤液共9.14kg。
滤液用盐酸调节pH值至中性后，向其中加入硫酸铝10g，搅拌0.5h后静置3h，然后离心，离心液流经D101型大孔吸附树脂柱，用纯化水冲洗至流出液无色后，再用60％的乙醇溶液洗脱至无色，乙醇洗脱液减压浓缩得浸膏。
浸膏加入100g双水相体系中进行萃取，双水相体系中聚乙二醇(PEG 4000)的质量分数为25％，(NH4)2SO4的质量分数为12％，收集上层萃取液，然后用截留分子量为1000Da的超滤膜进行处理，透过液减压浓缩得固形物。
固形物用甲醇溶解并过滤，滤液用Ⅳ带结构的模拟移动床色谱进行纯化，由8根十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱组成，每个带由2根色谱柱串联组成，以甲醇:水(75:25)为流动相，进样液流速为0.2ml/min，洗脱液流速为3ml/min，冲洗液流速为4ml/min，切换时间为22min，色谱系统操作温度为30±2℃。收集含有黄芪甲苷的液体，干燥得到黄芪甲苷9.79g，纯度为99.62％。
实施例2
将黄芪根粉碎成细粉，取1kg，加入7kg的纯化水和15g的氧化钙，在温度为85℃的条件下提取2h，然后将料液过滤，料渣按照上述工艺参数再次提取1遍，合并2次滤液共13.18kg。
滤液用盐酸调节pH值至中性后，向其中加入硫酸铝20g，搅拌1h后静置4h，然后离心，离心液流经D101型大孔吸附树脂柱，用纯化水冲洗至流出液无色后，再用70％的乙醇溶液洗脱至无色，乙醇洗脱液减压浓缩得浸膏。
浸膏加入120g双水相体系中进行萃取，双水相体系中聚乙二醇(PEG 4000)的质量分数为23％，(NH4)2SO4的质量分数为10％，收集上层萃取液，然后用截留分子量为1000Da的超滤膜进行处理，透过液减压浓缩得固形物。
固形物用甲醇溶解并过滤，滤液用Ⅳ带结构的模拟移动床色谱进行纯化，由8根十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱组成，每个带由2根色谱柱串联组成，以甲醇:水(75:25)为流动相，进样液流速为0.3ml/min，洗脱液流速为2ml/min，冲洗液流速为3ml/min，切换时间为24min，色谱系统操作温度为30±2℃。收集含有黄芪甲苷的液体，干燥得到黄芪甲苷9.67g，纯度为99.48％。
实施例3
将黄芪根粉碎成细粉，取1kg，加入9kg的纯化水和20g的氧化钙，在温度为80℃的条件下提取1.5h，然后将料液过滤，料渣按照上述工艺参数再次提取1遍，合并2次滤液共17.09kg。
滤液用盐酸调节pH值至中性后，向其中加入硫酸铝30g，搅拌1h后静置5h，然后离心，离心液流经D101型大孔吸附树脂柱，用纯化水冲洗至流出液无色后，再用80％的乙醇溶液洗脱至无色，乙醇洗脱液减压浓缩得浸膏。
浸膏加入150g双水相体系中进行萃取，双水相体系中聚乙二醇(PEG 4000)的质量分数为27％，(NH4)2SO4的质量分数为14％，收集上层萃取液，然后用截留分子量为1000Da的超滤膜进行处理，透过液减压浓缩得固形物。
固形物用甲醇溶解并过滤，滤液用Ⅳ带结构的模拟移动床色谱进行纯化，由8根十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱组成，每个带由2根色谱柱串联组成，以甲醇:水(75:25)为流动相，进样液流速为0.4ml/min，洗脱液流速为4ml/min，冲洗液流速为5ml/min，切换时间为21min，色谱系统操作温度为30±2℃。收集含有黄芪甲苷的液体，干燥得到黄芪甲苷9.77g，纯度为99.53％。
上述实施例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种从黄芪中制备黄芪甲苷的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)将黄芪根粉碎成细粉，然后向其中加入纯化水和氧化钙进行提取、过滤；
(2)将步骤(1)中的过滤液用盐酸调节pH值至中性后，加入硫酸铝，经搅拌、静置、离心，得到离心液；
(3)将步骤(2)中得到的离心液流经D101型大孔吸附树脂柱，然后用纯化水冲洗至流出液无色后，再用60～80％的乙醇溶液洗脱至洗脱液无色，收集乙醇洗脱液并减压浓缩，回收乙醇，得到浸膏；
(4)将步骤(3)中得到的浸膏加入聚乙二醇/(NH4)2SO4组成的双水相体系中进行萃取，收集上层溶液；
(5)将步骤(4)中得到的上层溶液用截留分子量为1000Da的超滤膜进行处理，去除大分子物质，膜透过液减压浓缩至干，得到固形物；
(6)将步骤(5)中得到的固形物用甲醇溶解后过滤，滤液用模拟移动床色谱技术进行纯化，收集含有黄芪甲苷的液体，干燥得到黄芪甲苷。
2.根据权利要求1所述的一种从黄芪中制备黄芪甲苷的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，纯化水:黄芪根细粉＝5～10:1，氧化钙的加入量为纯化水重量的1.68～2.80‰，提取时间为1～3h，提取温度80～90℃，提取2遍。
3.根据权利要求1所述的一种从黄芪中制备黄芪甲苷的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，硫酸铝的使用量为滤液总重量的0.1～0.2％，搅拌时间0.5～1h，静置时间3～5h。
4.根据权利要求1所述的一种从黄芪中制备黄芪甲苷的方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，聚乙二醇的分子量为4000Da，双水相体系中聚乙二醇的重量分数为23～27％、(NH4)2SO4的重量分数为10～14％，双水相体系的用量为原料黄芪根细粉重量的8～16％。
5.根据权利要求1所述的一种从黄芪中制备黄芪甲苷的方法，其特征在于：所述的步骤(6)中，所用的模拟移动床为Ⅳ带结构，由8根十八烷基硅烷键合硅胶色谱柱组成，每个带由2根色谱柱串联组成，以甲醇:水＝75:25为流动相，进样液流速为0.2～0.4ml/min，洗脱液流速为2～5ml/min，冲洗液流速为3～5ml/min，切换时间为21～24min，色谱系统操作温度为30±2℃。
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