CN112111537A - 一种异槲皮素的半合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种异槲皮素的半合成方法，解决现有加压制备异槲皮素时对设备性能要求较高、异槲皮素的收率及含量较低、纯化较为困难的问题。该半合成方法一种异槲皮素的半合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将芦丁置于反应器中，加入水、乙酸乙酯以及液态鼠李糖酶，进行酶水解反应，得到反应液；2)将步骤1)所述反应液静置分层，收集乙酸乙酯相；3)对步骤2)所述乙酸乙酯相进行脱色处理；4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩、放置冷却结晶、抽滤得高纯度异槲皮素。
Description
技术领域
本发明属于生物合成领域，具体涉及一种异槲皮素的半合成方法。
背景技术
异槲皮素(槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷)具有较好的祛痰、止咳、平喘作用，用于治疗慢性支气管炎，对冠心病及高血压患者也有辅助治疗作用。异槲皮素不仅生物活性广泛，在安全性、生物利用度和某些活性上较槲皮素和芦丁有一定的优势。
芦丁、异槲皮素、以及槲皮素的化学结构如下：
“酶法修饰(α-葡萄糖基化)的异槲皮素”(enzymatically modifiedisoquercitrin，EMIQ)是利用环糊精葡糖转移酶对异槲皮素进行转糖基化获得的异槲皮素衍生物，EMIQ不仅着色效果好、天然无毒，而且水溶性较好，并具有广泛的生物活性，已获得FDA的批准，可用于食品添加，所以异槲皮素具有很好的研究和开发利用价值。
现有异槲皮素的制备通常采用加压方式断掉鼠李糖，由于是加压反应，因此普通设备难以满足反应要求，且加压水解得到的异槲皮素收率和含量都非常低，使得后续纯化较为困难。
发明内容
本发明的目的在于解决现有加压制备异槲皮素时，对设备性能要求较高、异槲皮素的收率及含量较低、纯化较为困难的问题，而提供一种异槲皮素的半合成方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：
一种异槲皮素的半合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将芦丁置于反应器中，加入水、乙酸乙酯以及液态鼠李糖酶，进行酶水解反应，得到反应液；
2)将步骤1)所述反应液静置分层，收集乙酸乙酯相；
3)对步骤2)所述乙酸乙酯相进行脱色处理；
4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩、放置冷却结晶、抽滤得高纯度异槲皮素。可采用真空减压对步骤3)脱色后的乙酸乙酯相进行浓缩。
进一步地，为了精准掌握水解反应的进度，步骤1)中，采用液相中控所述酶水解反应，反应时间为8～12h，反应温度为40～42℃。
进一步地，步骤1)中，所述芦丁、水以及液态鼠李糖酶的质量比为1∶16～20∶0.5～0.7；其中，所述芦丁的液相含量为95％；
所述水与乙酸乙酯的体积比为2～2.5∶1。
进一步地，为了最大化利用芦丁，使其转化价值更高，步骤2)中，静置分层后，收集水相制备鼠李糖。
进一步地，步骤2)中，静置分层4h。
进一步地，步骤3)中，采用活性炭对步骤2)所述乙酸乙酯相回流脱色1h后，除去活性炭。
进一步地，所述活性炭的用量为芦丁质量的20％～26％。
进一步地，所述水为纯化水。
进一步地，步骤1)中，所述芦丁、水以及液态鼠李糖酶的质量比为1∶16∶0.5；所述水与乙酸乙酯的体积比为2∶1；
步骤3)中，所述活性炭的用量为芦丁质量的26％。
本发明的机理是：
天然产物芦丁在水和乙酸乙酯的混合水解体系中经过液态鼠李糖酶的水解，一步制得异槲皮素。
本发明的有益效果：
1.本发明使用液态鼠李糖酶，该酶的活性较为稳定，且采用水和乙酸乙酯混合体系在酶水解芦丁的过程中使得酶中所有附加物都留在水相，而产物异槲皮素溶解于乙酸乙酯相中，很好地在反应中完成纯化步骤，从而得到高收率和高含量的产物异槲皮素，适合工业化生产。
2.本发明芦丁经液态鼠李糖酶水解后，水相中含有鼠李糖，因此，可进一步对水相进行纯化处理(常规纯化方法即可)，制得鼠李糖，因此，采用本发明方法，分别对有机相和水相进行收集提纯，同时制得异槲皮素和鼠李糖，且异槲皮素的纯度高达98％。
3.本发明中原料芦丁易得，在自然界存在广泛，采用液态鼠李糖酶在水和乙酸乙酯构成的混合体系中进行水解，操作安全简单，可同时制得鼠李糖以及高纯度的异槲皮素，整个过程经济可靠。
附图说明
图1为本发明实施例一的液相色谱图；
图2为本发明实施例二的液相色谱图；
图3为本发明实施例三的液相色谱图；
图4为本发明实施例四的液相色谱图；
图5为本发明实施例五的液相色谱图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：
实施例一
一种异槲皮素的半合成方法，包括以下步骤：
1)将芦丁(液相含量95％)12.5g置于500ml三口瓶中，加入水200ml，乙酸乙酯100ml、液态鼠李糖酶7g；在40～42℃下进行酶水解反应，液相中控8h停止反应，得到反应液；
2)将步骤1)所述反应液静置分层4h，分别收集上层乙酸乙酯相，以及下层水相；其中，下层水相用于制备鼠李糖；
3)采用3g活性炭对步骤2)所述乙酸乙酯相回流脱色1h后，除去活性炭；
4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩至小体积，放置冷却结晶后抽滤得异槲皮素9.3g，纯度98％，其液相色谱图参见图1。
实施例二
一种异槲皮素的半合成方法，包括以下步骤：
1)将芦丁(液相含量95％)50g置于2000ml三口瓶中，加入水1000ml，乙酸乙酯400ml、液态鼠李糖酶35g；在40～42℃下进行酶水解反应，液相中控8h停止反应，得到反应液；
2)将步骤1)所述反应液静置分层4h，分别收集上层乙酸乙酯相，以及下层水相；其中，下层水相用于制备鼠李糖；
3)采用12g活性炭对步骤2)所述乙酸乙酯相回流脱色1h后，除去活性炭；
4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩至小体积，放置冷却结晶后抽滤得异槲皮素37.8g，纯度98％，其液相色谱图参见图2。
实施例三
一种异槲皮素的半合成方法，包括以下步骤：
1)将芦丁(液相含量95％)50kg置于2000L反应釜中，加入纯化水800L，乙酸乙酯400L、液态鼠李糖酶25kg；在40～42℃下进行酶水解反应，液相中控12h停止反应，得到反应液；
2)将步骤1)所述反应液静置分层4h，分别收集上层乙酸乙酯相，以及下层水相；其中，下层水相用于制备鼠李糖；
3)采用13kg活性炭对步骤2)所述乙酸乙酯相回流脱色1h后，除去活性炭；
4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩至小体积，放置冷却结晶后抽滤得异槲皮素38kg，纯度98％，其液相色谱图参见图3。
实施例四
一种异槲皮素的半合成方法，包括以下步骤：
1)将芦丁(液相含量95％)60kg置于2000L反应釜中，加入纯化水1000L，乙酸乙酯400L、液态鼠李糖酶30kg；在40～42℃下进行酶水解反应，液相中控12h停止反应，得到反应液；
2)将步骤1)所述反应液静置分层4h，分别收集上层乙酸乙酯相，以及下层水相；其中，下层水相用于制备鼠李糖；
3)采用15kg活性炭对步骤2)所述乙酸乙酯相回流脱色1h后，除去活性炭；
4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩至小体积，放置冷却结晶后抽滤得异槲皮素44kg，纯度98％，其液相色谱图参见图4。
实施例五
一种异槲皮素的半合成方法，包括以下步骤：
1)将芦丁(液相含量95％)40kg置于2000L反应釜中，加入纯化水700L，乙酸乙酯350L、液态鼠李糖酶28kg；在40～42℃下进行酶水解反应，液相中控12h停止反应，得到反应液；
2)将步骤1)所述反应液静置分层4h，分别收集上层乙酸乙酯相，以及下层水相；其中，下层水相用于制备鼠李糖；
3)采用8kg活性炭对步骤2)所述乙酸乙酯相回流脱色1h后，除去活性炭；
4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩至小体积，放置冷却结晶后抽滤得异槲皮素30kg，纯度98％，其液相色谱图参见图5。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种异槲皮素的半合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将芦丁置于反应器中，加入水、乙酸乙酯以及液态鼠李糖酶，进行酶水解反应，得到反应液；
2)将步骤1)所述反应液静置分层，收集乙酸乙酯相；
3)对步骤2)所述乙酸乙酯相进行脱色处理；
4)将步骤3)脱色后的乙酸乙酯相浓缩、放置冷却结晶、抽滤得异槲皮素。
2.根据权利要求1所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：
步骤1)中，采用液相中控所述酶水解反应，反应时间为8～12h，反应温度为40～42℃。
3.根据权利要求1或2所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：
步骤1)中，所述芦丁、水以及液态鼠李糖酶的质量比为1∶16～20∶0.5～0.7；其中，所述芦丁的液相含量为95％；
所述水与乙酸乙酯的体积比为2～2.5∶1。
4.根据权利要求3所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：
步骤2)中，静置分层后，收集水相制备鼠李糖。
5.根据权利要求4所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：
步骤2)中，静置分层4h。
6.根据权利要求5所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：
步骤3)中，采用活性炭对步骤2)所述乙酸乙酯相回流脱色1h后，除去活性炭。
7.根据权利要求6所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：步骤3)中，所述活性炭的用量为芦丁质量的20％～26％。
8.根据权利要求7所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：所述水为纯化水。
9.根据权利要求8所述异槲皮素的半合成方法，其特征在于：
步骤1)中，所述芦丁、水以及液态鼠李糖酶的质量比为1∶16∶0.5；所述水与乙酸乙酯的体积比为2∶1；
步骤3)中，所述活性炭的用量为芦丁质量的26％。
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