CN114539043A - 一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然提取物分离纯化技术领域，具体公开了一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法及其应用。本发明的脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，以姜黄素为原料，依次进行洗涤、萃取、蒸发结晶和降温结晶，获得脱甲氧基姜黄素晶体；所述姜黄素为姜黄素单体、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素的混合物。本发明方法收率高、获得的脱甲氧基姜黄素晶体纯度高，可应用于保健品或药品的制备，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及天然提取物分离纯化技术领域，具体地说，涉及一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法及其应用。
背景技术
姜黄(Curcuma longa L.)属姜黄属，常用作调味与染料，是姜科姜黄属植物姜黄Curcuma longa L的干燥根茎，生长于从印度至澳大利亚，南至东亚北达浙南，使用历史长达千年。姜黄可提取的有效成分为姜黄素(3.5％～5％)和姜黄油(约5％)，经过长达30多年的研究发现其中的姜黄素具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗病毒、抑制阿尔茨海默、抗关节炎等活性。
姜黄素类化合物是姜黄中最重要的组成成分，姜黄素类化合物是姜黄中含有的二苯基庚烯类物质的统称，另外也泛指与其结构相似的二苯基戊烯类化合物。其中姜黄素单体、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素，是该类化合物中含量最多的三种化合物。其结构如图1所示，它们是自然界中极为稀少的二酮类物质，两个苯环位于分子两端，中间夹着链状的β-二酮，并与其形成共轭体系，构成一个特别的哑铃型。由于三种单体结构的不同，在一些药理活性方面也存在差异，在一些研究中，针对特定的抑制或者杀死肿瘤细胞的作用靶点，脱甲氧基姜黄素是三种单体中效果最好的。
随着人们对姜黄素、脱甲氧基姜黄素、双脱甲氧基姜黄素单体化合物不同药理活性的研究，单体化合物的分离具有非常重要的意义。但是由于三种单体的结构极其相近，其性质也很相似，因此采用常规的树脂或筛选结晶溶剂的方式很难将三种单体分离。现有技术中对于三种单体的分离主要采用层析的工艺，如CN201310531494.1采用聚酰胺树脂为层析填料，三氯甲烷-甲醇-冰醋酸为洗脱剂，分别收集洗脱液后经浓缩、重结晶得到三种单体化合物；CN201010103117.4记载了使用大孔树脂吸附分离纯化，经丙酮-2％冰醋酸(50∶50)洗脱，分别收集姜黄素、去甲氧基姜黄素和去二甲氧基姜黄素流分；CN200910074614.3将油树脂置于层析分离介质上进行梯度洗脱，洗脱液分部收集后分别经浓缩后得到姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素结晶。
采用层析分离的方式分离单体化合物是常规方法，但其处理量小、溶剂用量大、消耗高，目前只能应用于实验室，鉴于上述情况，仍有必要对姜黄素类单体化合物的分离方法进行进一步研究。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的之一是提供一种适于工业化生产高纯度脱甲氧基姜黄素晶体的方法。
为了实现该目的，本发明的技术方案如下：
一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，其以姜黄素为原料，依次进行洗涤、萃取、蒸发结晶和降温结晶，获得脱甲氧基姜黄素晶体；所述姜黄素为姜黄素单体、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素的混合物。
本发明以普通姜黄素为原料，经过简便的操作，找到了适合工业化生产的工艺，获得了高纯度脱甲氧基姜黄素晶体。
作为一个具体实施方式，本发明的制备方法包括以下步骤：以普通姜黄素为原料经洗涤剂洗涤后，加入萃取剂进行萃取得到萃取液，控制萃取液蒸发条件进行结晶，而后进行降温结晶，得到脱甲氧基姜黄素晶体。
具体而言，包括以下步骤：
步骤1：洗涤：以姜黄素为原料，加入一定比例的洗涤剂，对姜黄素进行洗涤、过滤；
步骤2：萃取：对步骤1洗涤后的姜黄素加入一定量的萃取剂进行萃取、过滤得萃取液；
步骤3：蒸发结晶：对步骤2得到的萃取液进行蒸发；
步骤4：降温结晶：对蒸发后的溶液进行降温，固液分离后得到脱甲氧基姜黄素晶体粗品。
本发明中，所述洗涤时所用的洗涤剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种；所述萃取时，所用的萃取剂为含有2～4个C和1个或1个以上羟基的醇类溶剂。
优选，所述洗涤剂为乙酸乙酯，所述萃取剂为含有C2～C4个C和1～2个羟基的醇类，优选为乙醇；
或者，所述洗涤剂为乙醇，所述萃取剂为含有2～4个C和1～2个羟基的醇类，优选为异丙醇，从而可进一步同时保证较高的脱甲氧基姜黄素晶体纯度和收率。
本发明中，原料中脱甲氧基姜黄素含量不低于15％时，经洗涤后，物料中脱甲氧基姜黄素含量不低于10％。
本发明中，通过蒸发条件控制所述蒸发结晶的蒸发速率为50ml/h～300ml/h，所述蒸发结晶结束后溶液的总固形物含量为5％～30％；
所述蒸发条件为温度60～90℃、压力-0.002～-0.08MPa、搅拌转速10～80r/min。
本发明中，所述降温结晶的降温速率为2～10℃/h，终点温度为25～35℃。
优选，通过蒸发条件控制所述蒸发结晶的蒸发速率为100ml/h-200ml/h，所述蒸发结晶结束后溶液的总固形物含量为10％-20％；
和/或，所述降温结晶的降温速率为4-7℃/h，终点温度为25-30℃。
本发明通过对结晶过程的精细化控制，成功获得了脱甲氧基姜黄素的花瓣球晶聚结体(四瓣状)，其纯度高、收率高，且获得的晶体尺寸小，便于后续进一步加工利用。
本发明中，所述原料与所述洗涤剂的重量体积比为1:(1～15)g/mL，洗涤后的原料与所述萃取剂的重量体积比为1:(5～30)g/mL；
优选，所述原料与所述洗涤剂的重量体积比为1:(3-7)g/mL，洗涤后的原料与所述萃取剂的重量体积比为1:(8-12)g/mL，可既节约溶剂用量，又实现理想的非目标物去除效果。
本发明还提供一种脱甲氧基姜黄素晶体，其由上述制备方法制备得到。
所述脱甲氧基姜黄素晶体在X-射线粉末衍射图谱中至少在约8.9°、10.2°、15.2°、18.3°、22.3°和27.5°处有2θ峰。
本发明的脱甲氧基姜黄素晶体中，脱甲氧基姜黄素含量不低于90％，晶体晶习为花瓣球晶聚结体，晶体粒径不高于20μm。
本发明另提供一种上述制备方法，或脱甲氧基姜黄素晶体在制备保健品或药品中的应用。
本发明的有益效果至少在于：
本发明得到了一种含量在90％以上的脱甲氧基姜黄素晶体，晶体晶习为花瓣球晶聚结体，晶体粒径小、结晶均匀，有利于其功效的发挥。且本发明提供的脱甲氧基姜黄素晶体产品纯度高、产率高、制备方法简便，适于工业化生产。
附图说明
图1为姜黄素单体、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素的结构图。
图2为本发明实施例1获得的脱甲氧基姜黄素晶体在偏光显微镜下观察的晶体晶习照片；
图3为本发明实施例1获得的脱甲氧基姜黄素晶体的XRD图谱；
图4为姜黄素标准品的液相检测图谱。
图5为本发明实施例1制备获得的脱甲氧基姜黄素晶体产品的液相检测图谱。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到或按本领域常规方法制备。
本发明中，姜黄素及姜黄素单体、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素的含量按照《T/CCCMHPIE 1.48-2019植物提取物姜黄素》的检测方法进行测定。
晶体的晶习和粒径通过显微镜观察并测量。
总固形物含量计算公式为：总固形物含量＝溶液中的不挥发物质重量/总溶液重量。
下述实施例中所用姜黄素原料均为市售，购自晨光生物科技集团股份有限公司。
实施例1
本实施例提供一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，具体包括以下步骤：
洗涤：以姜黄素为原料(其中姜黄素单体含量为55％，脱甲氧基姜黄素的含量为30％，双脱甲氧基姜黄素含量为12.3％)，加入3倍的乙酸乙酯(以姜黄素重量(g)为基准，加入3倍体积(mL)的乙酸乙酯)对姜黄素进行洗涤、过滤，得到待萃取姜黄素物料，其中，姜黄素单体含量为61.4％，脱甲氧基姜黄素含量为25.3％，双脱甲氧基姜黄素含量为5.2％；
萃取：向上述洗涤得到的待萃取姜黄素物料中加入10倍的乙醇(以待萃取姜黄素物料重量(g)为基准，加入10倍体积(mL)的乙醇)溶剂对姜黄素进行萃取，过滤得到乙醇萃取液；
蒸发结晶：将乙醇萃取液在温度70℃、压力-0.04MPa、搅拌转速60r/min下，以150ml/h的蒸发速率，蒸发至总固形物含量20％的浓缩液；
降温结晶：将浓缩液在70℃条件下，按照5℃/h的降温速率降温至30℃结晶得到脱甲氧基姜黄素晶体。
通过以上脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，得到的脱甲氧基姜黄素晶体晶习为花瓣球晶聚结体、晶体粒径8μm，脱甲氧基姜黄素含量98.7％，脱甲氧基姜黄素的含量收率为63.5％。
偏光显微镜下观察的晶体晶习照片见图2，图3为本实施例获得的脱甲氧基姜黄素晶体的XRD图谱，本实施例脱甲氧基姜黄素含量测试时的姜黄素标准品的液相检测图谱见图4，制备获得的脱甲氧基姜黄素晶体产品的液相检测图谱见图5。
实施例2
本实施例提供一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，具体包括以下步骤：
洗涤：以姜黄素为原料(其中姜黄素单体含量为61.3％，脱甲氧基姜黄素的含量为25％，双脱甲氧基姜黄素含量为9.8％)，加入1倍的乙醇(以姜黄素重量(g)为基准，加入1倍体积(mL)的乙醇)对姜黄素进行洗涤、过滤，得到待萃取姜黄素物料，其中，姜黄素单体含量为71.2％，脱甲氧基姜黄素含量为21.4％，双脱甲氧基姜黄素含量为3.7％；
萃取：向上述洗涤得到的待萃取姜黄素物料中加入30倍的异丙醇(以待萃取姜黄素物料重量(g)为基准，加入30倍体积(mL)的异丙醇)溶剂进行萃取，过滤得到异丙醇萃取液；
蒸发结晶：将异丙醇萃取液在温度80℃、压力-0.02MPa、搅拌转速20r/min下，以300ml/h的蒸发速率，蒸发至总固形物含量5％的浓缩液；
降温结晶：将浓缩液在80℃条件下按照8℃/h的降温速率降温至35℃结晶得到脱甲氧基姜黄素晶体。
通过以上脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，得到的脱甲氧基姜黄素晶体晶习为花瓣球晶聚结体、晶体粒径15μm，脱甲氧基姜黄素含量94.3％，脱甲氧基姜黄素的含量收率为54.6％。
实施例3
本实施例提供一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，具体包括以下步骤：
洗涤：以姜黄素为原料(其中姜黄素单体含量为67.5％，脱甲氧基姜黄素的含量为20％，双脱甲氧基姜黄素含量为8.6％)，加入10倍的甲醇(以姜黄素重量(g)为基准，加入10倍体积(mL)的甲醇)对姜黄素进行洗涤、过滤，得到待萃取姜黄素物料，其中，姜黄素单体含量为78.3％，脱甲氧基姜黄素含量为16.5％，双脱甲氧基姜黄素含量为2.8％；
萃取：向上述洗涤得到的待萃取姜黄素物料中加入20倍的正丁醇(以待萃取姜黄素物料重量(g)为基准，加入20倍体积(mL)的正丁醇)溶剂进行萃取，过滤得到正丁醇萃取液；
蒸发结晶：将正丁醇萃取液在温度90℃、压力-0.08MPa、搅拌转速10r/min下，以200ml/h的蒸发速率，蒸发至总固形物含量10％的浓缩液；
降温结晶：将浓缩液在90℃条件下按照10℃/h的降温速率降温至25℃结晶得到脱甲氧基姜黄素晶体。
通过以上脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，得到的脱甲氧基姜黄素晶体晶习为花瓣球晶聚结体、晶体粒径5μm，脱甲氧基姜黄素含量96.2％，脱甲氧基姜黄素的含量收率为47.2％。
实施例4
本实施例提供一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，具体包括以下步骤：
洗涤：以姜黄素为原料(其中姜黄素单体含量为72.3％，脱甲氧基姜黄素的含量为18.3％，双脱甲氧基姜黄素含量为5.6％)，加入15倍的异丙醇(以姜黄素重量(g)为基准，加入15倍体积(mL)的异丙醇)对姜黄素进行洗涤、过滤，得到待萃取姜黄素物料，其中，姜黄素单体含量为81.6％，脱甲氧基姜黄素含量为13.8％，双脱甲氧基姜黄素含量为1.7％；
萃取：向上述洗涤得到的待萃取姜黄素物料中加入5倍的乙醇(以待萃取姜黄素物料重量(g)为基准，加入5倍体积(mL)的乙醇)溶剂对姜黄素进行萃取，过滤得到乙醇萃取液；
蒸发结晶：将乙醇萃取液在温度60℃、压力-0.06MPa、搅拌转速40r/min下，以50ml/h的蒸发速率，蒸发至总固形物含量25％的浓缩液；
降温结晶：将浓缩液在60℃条件下按照2℃/h的降温速率降温至25℃结晶得到脱甲氧基姜黄素晶体。
通过以上脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，得到的脱甲氧基姜黄素晶体晶习为花瓣球晶聚结体、晶体粒径20μm，脱甲氧基姜黄素含量91.8％，脱甲氧基姜黄素的含量收率为44.5％。
实施例5
本实施例提供一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，具体包括以下步骤：
洗涤：以姜黄素为原料(其中姜黄素单体含量为76.3％，脱甲氧基姜黄素的含量为15％，双脱甲氧基姜黄素含量为4.2％)，加入5倍的乙酸丁酯(以姜黄素重量(g)为基准，加入5倍体积(mL)的乙酸丁酯醇)对姜黄素进行洗涤、过滤，得到待萃取姜黄素物料，其中，姜黄素单体含量为85.1％，脱甲氧基姜黄素含量为10.5％，双脱甲氧基姜黄素含量为0.9％；
萃取：向上述洗涤得到的待萃取姜黄素物料中加入10倍的乙醇(以待萃取姜黄素物料重量(g)为基准，加入10倍体积(mL)的乙醇)溶剂对姜黄素进行萃取，过滤得到乙醇萃取液；
蒸发结晶：将乙醇萃取液在温度70℃、压力-0.04MPa、搅拌转速60r/min下，以100ml/h的蒸发速率，蒸发至总固形物含量20％的浓缩液；
降温结晶：将浓缩液在70℃条件下按照5℃/h的降温速率降温至30℃结晶得到脱甲氧基姜黄素晶体。
通过以上脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，得到的脱甲氧基姜黄素晶体晶习为花瓣球晶聚结体、晶体粒径13μm，脱甲氧基姜黄素含量90.7％，脱甲氧基姜黄素的含量收率为41.7％。
对比实验1
本对比实验，比较实施例1与对比例1-6的制备效果。
对比例1-6中除表1中所明确列出的实验条件参数值外，其他实验参数均与实施例1的条件参数相同。此外，表1还显示了不同实验条件下所获得的脱甲氧基姜黄素的制备性能指标。
表1
其中，对比例5中，洗涤步骤后的待萃取姜黄素物料中，姜黄素单体含量为57.3％，脱甲氧基姜黄素含量为28.6％，双脱甲氧基姜黄素含量为10.2％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案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 (10)
1.一种脱甲氧基姜黄素晶体的制备方法，其特征在于，以姜黄素为原料，依次进行洗涤、萃取、蒸发结晶和降温结晶，获得脱甲氧基姜黄素晶体；所述姜黄素为姜黄素单体、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素的混合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤时所用的洗涤剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种所述萃取时，所用的萃取剂为含有2～4个C和1个或1个以上羟基的醇类溶剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤剂为乙酸乙酯，所述萃取剂为含有2～4个C和1～2个羟基的醇类，优选为乙醇；
或者，所述洗涤剂为乙醇，所述萃取剂为含有2～4个C和1～2个羟基的醇类，优选为异丙醇。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，通过蒸发条件控制所述蒸发结晶的蒸发速率为50ml/h～300ml/h，所述蒸发结晶结束后溶液的总固形物含量为5％～30％；
所述蒸发条件为温度60～90℃、压力-0.002～-0.08MPa、搅拌转速10～80r/min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述降温结晶的降温速率为2～10℃/h，终点温度为25～35℃。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，通过蒸发条件控制所述蒸发结晶的蒸发速率为100ml/h-200ml/h，所述蒸发结晶结束后溶液的总固形物含量为10％-20％；
和/或，所述降温结晶的降温速率为4-7℃/h，终点温度为25-30℃。
7.根据权利要求2-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述原料与所述洗涤剂的重量体积比为1:(1～15)g/mL，洗涤后的原料与所述萃取剂的重量体积比为1:(5～30)g/mL；
优选，所述原料与所述洗涤剂的重量体积比为1:(3-7)g/mL，洗涤后的原料与所述萃取剂的重量体积比为1:(8-12)g/mL。
8.一种脱甲氧基姜黄素晶体，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的脱甲氧基姜黄素晶体，其特征在于，所述脱甲氧基姜黄素晶体在X-射线粉末衍射图谱中至少在约8.9°、10.2°、15.2°、18.3°、22.3°和27.5°处有2θ峰；
和/或，所述脱甲氧基姜黄素晶体的脱甲氧基姜黄素含量不低于90％，晶体晶习为花瓣球晶聚结体，晶体粒径不高于20μm。
10.一种权利要求1-7任一项所述的制备方法，或权利要求8或9所述的脱甲氧基姜黄素晶体在制备保健品或药品中的应用。
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